Fiche technique de la LED CMS LTST-010TBKT - Bleue InGaN - 20mA - 80mW - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une diode électroluminescente (LED) pour montage en surface (CMS). Le composant est conçu pour les processus d'assemblage automatisé sur circuit imprimé (PCB) et convient aux applications où l'espace est limité. Sa taille miniature et sa compatibilité avec les processus industriels standard en font un choix polyvalent pour l'électronique moderne.

1.1 Caractéristiques

• Conforme aux directives RoHS (Restriction des substances dangereuses).
• Conditionné en bande de 12 mm sur bobines de 7 pouces de diamètre pour une manipulation automatisée.
• Empreinte de boîtier standard EIA (Electronic Industries Alliance).
• Entrée/sortie compatible avec les niveaux logiques des circuits intégrés (CI).
• Conçu pour être compatible avec les équipements automatiques de prélèvement et de placement.
• Adapté aux processus de soudage par refusion infrarouge (IR).
• Préconditionné pour atteindre le niveau de sensibilité à l'humidité 3 de JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council).

1.2 Applications

Cette LED est destinée à être utilisée dans une large gamme d'équipements électroniques, y compris, mais sans s'y limiter :

• Appareils de télécommunication (ex. : téléphones sans fil, téléphones cellulaires).
• Équipements de bureautique et ordinateurs portables.
• Appareils électroménagers et électronique grand public.
• Systèmes réseau et équipements de contrôle industriel.
• Indicateurs d'état et d'alimentation.
• Rétroéclairage pour panneaux avant et claviers.
• Éclairage de signalisation et luminaires symboliques.
• Enseignes intérieures et éclairage décoratif général.

2. Dimensions du boîtier

Le dispositif présente un boîtier standard pour montage en surface. Les dimensions critiques sont fournies dans les dessins techniques du document source. Toutes les dimensions principales sont spécifiées en millimètres (mm). La tolérance standard pour ces dimensions est de ±0,1 mm (±0,004 pouces) sauf indication contraire explicite dans les notes du dessin. La lentille est incolore, et la couleur de la source lumineuse est bleue, utilisant un matériau semi-conducteur à base de nitrure d'indium-gallium (InGaN).

3. Caractéristiques et limites

Toutes les limites sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C. Les dépasser peut causer des dommages permanents au dispositif.

3.1 Limites absolues maximales

• Dissipation de puissance (Pd) :80 mW
• Courant direct de crête (I_F(peak)) :100 mA (à un cycle de service de 1/10, largeur d'impulsion de 0,1 ms)
• Courant direct continu (I_F) :20 mA CC
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +85°C
• Plage de température de stockage :-40°C à +100°C

3.2 Profil de refusion IR recommandé

Pour les processus de soudage sans plomb, un profil de refusion conforme à la norme J-STD-020B est recommandé. Le profil comprend généralement une phase de préchauffage, un palier thermique, une zone de refusion avec une température de pic et une phase de refroidissement. La température de pic maximale ne doit pas dépasser 260°C, et le temps au-dessus de 217°C doit être limité conformément à la norme pour éviter les dommages thermiques au boîtier de la LED et à la puce interne.

3.3 Caractéristiques électriques et optiques

Paramètres de performance typiques mesurés à Ta=25°C et I_F=20mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (I_V) :90,0 - 224,0 mcd (millicandela). Mesurée avec un filtre approximant la courbe de réponse de l'œil photopique CIE.
• Angle de vision (2θ_1/2) :110 degrés (typique). Défini comme l'angle total pour lequel l'intensité est la moitié de la valeur axiale (sur l'axe).
• Longueur d'onde d'émission de pic (λ_p) :468 nm (typique).
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :465 - 475 nm. Dérivée des coordonnées chromatiques CIE.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :35 nm (typique). La largeur du spectre d'émission à la moitié de son intensité maximale.
• Tension directe (V_F) :2,8 - 3,8 V.
• Courant inverse (I_R) :10 μA (maximum) à une tension inverse (V_R) de 5V. Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse.

3.4 Notes de mesure

1. La mesure de l'intensité lumineuse suit les normes CIE pour la vision photopique.
2. La tolérance sur la longueur d'onde dominante est de ±1 nm.
3. La tolérance sur la tension directe pour un bac donné est de ±0,1 V.
4. Le test de tension inverse est uniquement à titre informatif/qualité ; la LED est un dispositif à polarisation directe.

4. Système de classement par bacs

Les composants sont triés (classés en bacs) selon des paramètres clés pour garantir l'uniformité dans l'application. Les codes de bac suivants définissent les plages garanties pour chaque paramètre.

4.1 Classement par tension directe (V_F)

Classé à I_F= 20mA. Tolérance par bac : ±0,1V.
Codes de bac : D7 (2,8-3,0V), D8 (3,0-3,2V), D9 (3,2-3,4V), D10 (3,4-3,6V), D11 (3,6-3,8V).

4.2 Classement par intensité lumineuse (I_V)

Classé à I_F= 20mA. Tolérance par bac : ±11%.
Codes de bac : Q2 (90,0-112,0 mcd), R1 (112,0-140,0 mcd), R2 (140,0-180,0 mcd), S1 (180,0-224,0 mcd).

4.3 Classement par longueur d'onde dominante (λ_d)

Classé à I_F= 20mA. Tolérance par bac : ±1nm.
Codes de bac : AC (465,0-470,0 nm), AD (470,0-475,0 nm).

5. Courbes de performance typiques

Le document source comprend des représentations graphiques des caractéristiques clés en fonction de divers paramètres. Ces courbes sont essentielles pour une analyse de conception détaillée.

• Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct :Montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant d'attaque, généralement de manière sous-linéaire aux courants élevés en raison de l'échauffement et de la baisse d'efficacité.
• Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante :Illustre l'effet d'extinction thermique, où la sortie lumineuse diminue lorsque la température de jonction augmente.
• Tension directe en fonction du courant direct :Illustre la caractéristique I-V de la diode, montrant la tension de seuil et la résistance dynamique.
• Tension directe en fonction de la température ambiante :Montre le coefficient de température négatif de la tension directe, une propriété utile pour la détection de température.
• Distribution spectrale :Un tracé de la puissance rayonnante relative en fonction de la longueur d'onde, centré autour de la longueur d'onde de pic de 468 nm avec une demi-largeur typique de 35 nm.
• Diagramme d'angle de vision :Un diagramme polaire représentant la distribution spatiale de l'intensité lumineuse, confirmant l'angle de vision de 110 degrés.

6. Guide utilisateur et manipulation

6.1 Nettoyage

Seuls les agents de nettoyage spécifiés doivent être utilisés. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager la résine époxy du boîtier de la LED. Si un nettoyage est nécessaire, une immersion dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute est acceptable. L'agitation ou le nettoyage par ultrasons doit être évité, sauf qualification spécifique.

6.2 Configuration recommandée des pastilles PCB

Un dessin de l'empreinte (footprint) est fourni pour le PCB. Cette empreinte est optimisée pour un soudage fiable utilisant des processus de refusion infrarouge ou à vapeur. Le respect de cette géométrie de pastille recommandée assure une formation correcte des joints de soudure, un auto-alignement pendant la refusion et une stabilité mécanique.

6.3 Conditionnement en bande et bobine

Les LED sont fournies dans une bande porteuse gaufrée avec une bande de protection. Les dimensions détaillées des alvéoles de la bande, du pas et de la largeur totale de la bande sont spécifiées. Les composants sont enroulés sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Les quantités standard par bobine pleine sont de 4000 pièces, avec une quantité d'emballage minimale de 500 pièces pour les bobines partielles. Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481.

7. Précautions et notes d'application

7.1 Application prévue

Ces LED sont conçues pour être utilisées dans des équipements électroniques commerciaux et grand public standard. Elles ne sont pas classées ni destinées à des applications critiques pour la sécurité où une défaillance pourrait entraîner un risque direct pour la vie ou la santé, comme dans l'aviation, les dispositifs médicaux de maintien des fonctions vitales ou les systèmes de contrôle des transports. Pour de telles applications, des composants avec les certifications de fiabilité appropriées doivent être sélectionnés.

7.2 Conditions de stockage

Emballage scellé :Stocker à ≤30°C et ≤70% d'humidité relative (HR). La durée de conservation dans le sac barrière à l'humidité scellé avec dessicant est d'un an.
Emballage ouvert :Pour les composants retirés du sac scellé, l'environnement de stockage ne doit pas dépasser 30°C et 60% HR. Les composants doivent être soumis au soudage par refusion IR dans les 168 heures (7 jours) suivant l'exposition à cet environnement (Niveau MSL 3). Pour une exposition plus longue, stocker dans un conteneur scellé avec dessicant ou dans une atmosphère d'azote. Les composants exposés pendant plus de 168 heures nécessitent un processus de cuisson (ex. : 60°C pendant 48 heures) avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir les dommages de type \"pop-corn\" pendant la refusion.

7.3 Recommandations de soudage

Soudage par refusion (Recommandé) :
- Température de préchauffage : 150-200°C
- Temps de préchauffage : Maximum 120 secondes
- Température de pic : Maximum 260°C
- Temps au pic/Temps de soudage : Maximum 10 secondes (maximum deux cycles de refusion autorisés)
Soudage manuel (Si nécessaire) :
- Température du fer : Maximum 300°C
- Temps de soudage par broche : Maximum 3 secondes (opération unique uniquement)

Note importante :Le profil de refusion optimal dépend de la conception spécifique du PCB, de la densité des composants, de la pâte à souder et du four. Les paramètres fournis sont des lignes directrices. Une caractérisation au niveau de la carte est recommandée pour obtenir des joints de soudure fiables sans stress thermique pour la LED.

7.4 Méthode d'attaque

Une LED est un dispositif contrôlé en courant. Pour garantir une intensité lumineuse constante et stable, elle doit être attaquée par une source de courant contrôlée, et non par une source de tension. Une simple résistance limitatrice de courant en série est la méthode la plus courante lorsqu'elle est alimentée par une tension. La valeur de la résistance est calculée à l'aide de la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Pour les applications de précision ou pour maintenir une luminosité constante malgré les variations de température et de tension d'alimentation, un circuit d'attaque à courant constant (linéaire ou à découpage) est recommandé. Attaquer la LED avec un courant stable dans ses limites spécifiées (ex. : 20mA CC) est crucial pour obtenir la sortie lumineuse, la couleur et la fiabilité à long terme souhaitées.

8. Considérations de conception et suggestions d'application

8.1 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit relativement faible (80mW max), une gestion thermique efficace reste importante pour la longévité et les performances stables. L'intensité lumineuse de la LED diminue avec l'augmentation de la température de jonction (extinction thermique). Assurez-vous que le PCB dispose d'un dégagement thermique adéquat, surtout si l'attaque se fait à ou près du courant continu maximal. Évitez de placer la LED près d'autres sources de chaleur importantes sur la carte.

8.2 Conception optique

L'angle de vision de 110 degrés fournit un motif d'émission large et diffus, adapté aux indicateurs d'état et au rétroéclairage. Pour les applications nécessitant un faisceau plus focalisé, des optiques secondaires (lentilles ou réflecteurs) doivent être employées. La lentille incolore est optimale pour une émission de couleur fidèle. Lors de la conception de guides de lumière ou de diffuseurs pour le rétroéclairage, la distribution spatiale de l'intensité (diagramme d'angle de vision) doit être prise en compte pour obtenir un éclairage uniforme.

8.3 Conception électrique

Prenez en compte le classement par tension directe dans votre conception. Le circuit doit fonctionner correctement sur toute la plage de V_F (2,8V à 3,8V). Si vous utilisez une simple résistance, dimensionnez-la pour la V_F la plus élevée de votre bac sélectionné pour garantir le courant minimum requis. Pour des chaînes de LED en parallèle, envisagez d'utiliser des résistances limitatrices de courant individuelles par chaîne pour compenser les variations de V_F et éviter l'accaparement du courant. Incluez toujours une protection contre la connexion en tension inverse et les transitoires de tension sur la ligne d'alimentation, car la LED a une tension inverse maximale nominale faible.

8.4 Fabrication et assemblage

Tirez parti de la compatibilité du composant avec l'assemblage automatisé. Le conditionnement en bande et bobine est conçu pour les machines de prélèvement et de placement à grande vitesse. Suivez précisément le profil de refusion IR recommandé et l'empreinte de pastille PCB pour garantir un rendement et une fiabilité élevés au premier passage. Respectez strictement les procédures de manipulation du niveau de sensibilité à l'humidité (MSL 3) pour éviter la fissuration du boîtier induite par l'humidité pendant le soudage.