Fiche technique LED SMD LTST-T680UBWT - Bleu diffusé - Angle de vision de 120° - 2,6-3,4V - 30mA - Documentation technique française

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une LED à montage en surface (SMD). Ce composant est conçu pour l'assemblage automatisé sur circuit imprimé (PCB), avec un facteur de forme miniature idéal pour les applications à espace restreint. La LED utilise un matériau semi-conducteur InGaN (nitrure de gallium-indium) pour produire une lumière bleue diffusée. Sa fonction principale est d'agir comme indicateur d'état, signal lumineux ou pour le rétroéclairage de panneaux avant dans une large gamme d'équipements électroniques.

1.1 Caractéristiques

• Conforme aux directives RoHS (Restriction des substances dangereuses).
• Conditionnée en bande de 8 mm sur bobines de 7 pouces de diamètre pour l'assemblage automatisé par pick-and-place.
• Empreinte de boîtier standard EIA (Electronic Industries Alliance).
• Niveaux de pilotage compatibles avec les circuits intégrés (CI).
• Entièrement compatible avec les équipements de placement automatisé.
• Adaptée aux procédés de soudage par refusion infrarouge (IR).
• Préconditionnée pour accélérer au niveau de sensibilité à l'humidité JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) de niveau 3.

1.2 Applications

Cette LED convient à diverses applications dans de multiples secteurs, notamment :

• Équipements de télécommunication (ex. : téléphones sans fil et cellulaires).
• Appareils de bureautique (ex. : ordinateurs portables, systèmes réseau).
• Appareils électroménagers et électronique grand public.
• Équipements de contrôle et de surveillance industriels.
• Indicateurs d'état et d'alimentation.
• Éclairage de signaux et de symboles.
• Rétroéclairage de panneaux avant et d'affichages.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Les valeurs suivantes définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Dissipation de puissance (Pd) :102 mW. C'est la puissance maximale que le boîtier de la LED peut dissiper sous forme de chaleur.
• Courant direct de crête (I_FP) :100 mA. C'est le courant instantané maximal autorisé, typiquement dans des conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms).
• Courant direct continu (I_F) :30 mA. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +85°C. La plage de température ambiante dans laquelle la LED est conçue pour fonctionner.
• Plage de température de stockage :-40°C à +100°C. La plage de température pour le stockage hors fonctionnement.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à Ta=25°C et un courant direct (I_F) de 20 mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (I_V) :280,0 - 710,0 mcd (millicandela). La quantité de lumière visible émise, mesurée à l'aide d'un capteur filtré pour correspondre à la réponse photopique de l'œil humain (courbe CIE). La large plage indique que le composant est disponible dans différents bacs de luminosité.
• Angle de vision (2θ_1/2) :120 degrés (typique). C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse est la moitié de l'intensité mesurée sur l'axe (0°). Un angle de 120° indique un motif lumineux large et diffusé, adapté aux applications d'indicateurs.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :468 nm (typique). La longueur d'onde à laquelle la puissance optique de sortie est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :465 - 475 nm. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur de la LED, dérivée du diagramme de chromaticité CIE.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :20 nm (typique). La largeur de bande spectrale mesurée à la moitié de l'intensité maximale (largeur à mi-hauteur - FWHM).
• Tension directe (V_F) :2,6 - 3,4 V. La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle est pilotée à 20 mA. Cette plage est sujette au classement par bacs.
• Courant inverse (I_R) :10 μA (max) à V_R=5 V. Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre est uniquement à des fins de test.

3. Explication du système de classement par bacs

Pour garantir l'uniformité des séries de production, les LED sont triées en bacs en fonction de paramètres électriques et optiques clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences d'application spécifiques en termes de luminosité, de couleur et de tension.

3.1 Classe de tension directe (V_f)

Classé à I_F= 20 mA. La tolérance sur chaque bac est de ±0,1 V.

• D6 :2,6 V (Min) - 2,8 V (Max)
• D7 :2,8 V (Min) - 3,0 V (Max)
• D8 :3,0 V (Min) - 3,2 V (Max)
• D9 :3,2 V (Min) - 3,4 V (Max)

3.2 Classe d'intensité lumineuse (I_V)

Classé à I_F= 20 mA. La tolérance sur chaque bac est de ±11 %.

• T1 :280,0 mcd (Min) - 355,0 mcd (Max)
• T2 :355,0 mcd (Min) - 450,0 mcd (Max)
• U1 :450,0 mcd (Min) - 560,0 mcd (Max)
• U2 :560,0 mcd (Min) - 710,0 mcd (Max)

3.3 Classe de longueur d'onde dominante (W_d)

Classé à I_F= 20 mA. La tolérance pour chaque bac est de ±1 nm.

• AC :465,0 nm (Min) - 470,0 nm (Max)
• AD :470,0 nm (Min) - 475,0 nm (Max)

4. Analyse des courbes de performance

Les courbes de performance typiques (non montrées dans l'extrait fourni mais référencées) illustreraient normalement la relation entre les paramètres clés. Les concepteurs doivent consulter la fiche technique complète pour ces graphiques, qui incluent généralement :

• Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct (Courbe I-V) :Montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant de pilotage, jusqu'à la valeur maximale.
• Tension directe en fonction du courant direct :Illustre la caractéristique V-I non linéaire de la diode.
• Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante :Démontre la diminution de la sortie lumineuse lorsque la température de jonction augmente, un facteur critique pour la gestion thermique.
• Distribution spectrale :Un graphique montrant la puissance optique relative en fonction des longueurs d'onde, centré autour de la longueur d'onde de crête de ~468 nm avec une FWHM typique de 20 nm.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est fournie dans un boîtier standard pour montage en surface. Toutes les dimensions sont en millimètres (mm) avec une tolérance générale de ±0,2 mm sauf indication contraire. Le dessin dimensionnel spécifique montrerait la longueur, la largeur, la hauteur et l'espacement des broches/pastilles.

5.2 Identification de la polarité et conception des pastilles

Le composant possède une anode et une cathode. La polarité est généralement indiquée par un marquage sur le boîtier ou par une conception asymétrique des pastilles. La fiche technique fournit un motif de pastilles PCB recommandé pour le soudage par refusion infrarouge et par phase vapeur afin d'assurer une formation et un alignement corrects du joint de soudure.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de refusion IR recommandé (sans plomb)

Le profil de soudage doit être conforme aux normes J-STD-020B pour les procédés sans plomb. Les paramètres clés incluent :

• Température de préchauffage :150°C à 200°C.
• Temps de préchauffage :Maximum 120 secondes.
• Température de pic :Maximum 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus :Doit être contrôlé selon les spécifications de la pâte.
• Temps total de soudage :Maximum 10 secondes à la température de pic (maximum deux cycles de refusion autorisés).

Note :Le profil optimal dépend de la conception spécifique du PCB, de la pâte à souder et du four. Le profil fourni est une cible générique basée sur les normes JEDEC.

6.2 Soudage manuel (fer à souder)

• Température du fer :Maximum 300°C.
• Temps de soudage :Maximum 3 secondes par joint.
• Limite :Soudage unique uniquement lors de l'utilisation d'un fer.

6.3 Conditions de stockage

• Emballage scellé (avec dessiccant) :Stocker à ≤30°C et ≤70% HR. Utiliser dans un délai d'un an.
• Emballage ouvert :Stocker à ≤30°C et ≤60% HR. Il est recommandé de terminer la refusion IR dans les 168 heures (7 jours) suivant l'ouverture.
• Stockage prolongé (hors sachet) :Stocker dans un conteneur scellé avec dessiccant ou dans une atmosphère d'azote.
• Si exposition >168 h :Cuire à environ 60°C pendant au moins 48 heures avant le soudage pour éliminer l'humidité et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

6.4 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après le soudage, utiliser uniquement les solvants spécifiés. Immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température normale pendant moins d'une minute. Ne pas utiliser de liquides chimiques non spécifiés.

7. Conditionnement et manutention

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies en bande porteuse gaufrée pour l'assemblage automatisé.

• Diamètre de la bobine :7 pouces.
• Largeur de la bande :8 mm.
• Quantité par bobine :2000 pièces.
• Les emplacements vides sont scellés avec une bande de couverture.
• Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481.
• Le nombre maximum de composants manquants consécutifs (emplacements vides) est de deux.

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Méthode de pilotage

Les LED sont des dispositifs pilotés par courant. Pour garantir une luminosité uniforme lors du pilotage de plusieurs LED en parallèle, il est fortement recommandé d'utiliser une résistance de limitation de courant en série pour chaque LED ou de les piloter avec une source de courant constant. Le pilotage direct de LED en parallèle à partir d'une source de tension peut entraîner des variations de luminosité importantes en raison de la dispersion naturelle des caractéristiques de tension directe (V_F), même au sein d'un même bac.

8.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit relativement faible (102 mW max), une conception thermique appropriée est essentielle pour maintenir la durée de vie de la LED et des performances constantes. Assurez-vous que la conception des pastilles PCB offre une dissipation thermique adéquate, en particulier lors d'un fonctionnement à ou près du courant continu maximal (30 mA) ou à des températures ambiantes élevées. Une température de jonction excessive réduira la sortie lumineuse et accélérera la dégradation.

8.3 Champ d'application et précautions

Ce composant est conçu pour être utilisé dans des équipements électroniques ordinaires. Pour les applications nécessitant une fiabilité exceptionnelle où une défaillance pourrait mettre en danger la vie ou la santé (ex. : aviation, médical, systèmes de sécurité), une consultation technique spécifique est requise avant l'intégration. Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner sous tension inverse.

9. Comparaison et différenciation technique

Les principales caractéristiques différenciantes de cette LED incluent sonlarge angle de vision de 120°avec une lentille diffusée, fournissant un éclairage doux et uniforme idéal pour les indicateurs de panneau. L'utilisation de latechnologie InGaNpermet une émission de lumière bleue efficace. Sa compatibilité avec les procédés standards derefusion IRet sonpréconditionnement JEDEC Niveau 3la rendent adaptée aux lignes d'assemblage PCB modernes à grand volume. La structure complète declassement par bacspour la tension, l'intensité et la longueur d'onde permet une sélection précise pour répondre aux exigences de cohérence de couleur et de luminosité spécifiques à l'application.

10. Questions fréquemment posées (basées sur les paramètres techniques)

10.1 Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?

Longueur d'onde de crête (λ_P) :La longueur d'onde au point le plus élevé de la courbe de sortie spectrale de la LED (468 nm typique).Longueur d'onde dominante (λ_d) :La longueur d'onde unique qui définit la couleur perçue par l'œil humain, calculée à partir des coordonnées de couleur CIE (465-475 nm). Pour les LED monochromatiques comme cette LED bleue, elles sont souvent proches, mais la longueur d'onde dominante est plus pertinente pour la spécification de la couleur.

10.2 Puis-je piloter cette LED en continu à 30 mA ?

Oui, 30 mA est lecourant direct continu maximal recommandé. Cependant, fonctionner à la valeur maximale absolue générera plus de chaleur et peut réduire la fiabilité à long terme. Pour une durée de vie et une stabilité optimales, un pilotage à un courant plus faible, tel que 20 mA (la condition de test), est conseillé si les exigences de luminosité de l'application le permettent.

10.3 Pourquoi la plage d'intensité lumineuse est-elle si large (280-710 mcd) ?

Cette plage représente l'étendue totale sur tous les bacs de luminosité disponibles (T1, T2, U1, U2). Une commande spécifique sera pour un seul bac (ex. : U1 : 450-560 mcd). Le système de classement par bacs garantit que vous recevez des LED avec une luminosité cohérente dans une plage définie et plus étroite.

10.4 Comment interpréter l'"angle de vision de 120°" ?

C'est l'angle de visiontotal(2θ_1/2). Cela signifie l'angle d'un côté où l'intensité tombe à 50 % de la valeur sur l'axe, jusqu'au côté opposé où elle tombe également à 50 %. Ainsi, la LED émet une lumière utilisable sur un cône très large de 120 degrés, la rendant visible sous de nombreux angles latéraux.

11. Exemple de conception et d'utilisation

Scénario :Conception d'un panneau d'indicateurs d'état pour un routeur réseau avec plusieurs LED bleues indiquant l'activité des liaisons et l'alimentation.

1. Sélection du composant :Choisir le bac de luminosité U1 (450-560 mcd) pour une bonne visibilité dans un environnement de bureau. Sélectionner le bac de longueur d'onde AC (465-470 nm) pour une teinte bleue uniforme sur tous les indicateurs.
2. Conception du circuit :Utiliser une alimentation de 3,3 V. En supposant une V_Ftypique du bac D7 (2,9 V) et un I_Fcible de 20 mA, calculer la résistance série : R = (V_alim- V_F) / I_F= (3,3 V - 2,9 V) / 0,02 A = 20 Ω. Utiliser une résistance de 20 Ω, 1/10 W par LED.
3. Implantation PCB :Mettre en œuvre l'empreinte de pastilles recommandée dans la fiche technique. Assurer un espacement adéquat entre les LED pour que les motifs de lumière diffusée ne se mélangent pas.
4. Assemblage :Suivre le profil de refusion IR fourni. Après ouverture du sachet barrière à l'humidité, terminer l'assemblage de la carte dans les 168 heures.
5. Résultat :Un panneau avec des indicateurs bleus uniformes et brillants, clairement visibles sous un large angle, fiables pour la durée de vie du produit.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Cette LED est un dispositif photonique à semi-conducteur. Son cœur est une puce constituée de matériaux InGaN formant une jonction p-n. Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la jonction (environ 2,6-3,4 V) est appliquée, des électrons et des trous sont injectés à travers la jonction. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, ils libèrent de l'énergie sous forme de photons (lumière). L'énergie de bande interdite spécifique du semi-conducteur InGaN détermine la longueur d'onde du photon, qui dans ce cas se situe dans la région bleue du spectre visible (~468 nm). La lentille diffusée intégrée disperse la lumière, élargissant le motif d'émission à un angle de vision de 120 degrés.

13. Tendances technologiques

Les LED à montage en surface continuent d'évoluer vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), des tailles de boîtier plus petites et une meilleure cohérence des couleurs. L'accent est de plus en plus mis sur des tolérances de classement par bacs plus strictes pour la chromaticité et le flux lumineux afin de répondre aux exigences des applications nécessitant un appariement précis des couleurs, comme les affichages couleur complets et l'éclairage architectural. De plus, les progrès dans les matériaux de boîtier améliorent les performances thermiques, permettant des courants de pilotage plus élevés et une plus grande puissance lumineuse à partir d'empreintes miniatures. La compatibilité avec les procédés d'assemblage SMT standard et à grande vitesse reste une exigence fondamentale, poussant les conceptions à être robustes contre les contraintes thermiques et mécaniques du soudage par refusion.