Fiche technique LED SMD LTST-S320TBKT - Vue latérale - 3.2x1.6x1.2mm - 2.8-3.8V - 76mW - Bleu InGaN - Document technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une diode électroluminescente (LED) miniature à montage en surface (SMD) à vue latérale. Le composant est conçu pour l'assemblage automatisé sur circuit imprimé (PCB) et convient aux applications où l'espace est une contrainte critique. Son facteur de forme compact et ses performances fiables en font un composant idéal pour les équipements électroniques modernes.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les principaux avantages de cette LED incluent sa luminosité élevée provenant d'une puce semi-conductrice InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium), un large angle de vision de 130 degrés et une compatibilité totale avec les processus standards de soudage par refusion infrarouge (IR) utilisés dans la fabrication en grande série. Le boîtier présente un placage à l'étain pour une meilleure soudabilité et est fourni sur bande standard de 8 mm et bobine de 7 pouces pour une automatisation efficace de type "pick-and-place".

Les applications cibles couvrent un large éventail d'électronique grand public et industrielle. Elle est couramment utilisée pour l'indication d'état, le rétroéclairage de clavier ou de pavé numérique, l'éclairage de symboles sur panneaux de commande et l'intégration dans des micro-écrans. Sa fiabilité et ses performances la rendent adaptée aux équipements de télécommunications, aux périphériques de bureautique, aux appareils électroménagers et à divers systèmes de contrôle industriel.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Une compréhension approfondie des paramètres électriques et optiques est essentielle pour une conception de circuit appropriée et pour atteindre les performances souhaitées.

2.1 Valeurs maximales absolues

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

• Dissipation de puissance (Pd) :76 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le composant peut dissiper en toute sécurité sous forme de chaleur.
• Courant direct continu (IF) :20 mA DC. C'est le courant maximum recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Courant direct de crête :100 mA, permis uniquement en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0.1ms). Dépasser le courant continu, même brièvement, peut dégrader la LED.
• Plage de température de fonctionnement :-20°C à +80°C. Le composant est garanti de fonctionner dans cette plage de température environnementale.
• Plage de température de stockage :-30°C à +100°C.
• Température de soudage :Résiste au soudage par refusion IR avec une température de crête de 260°C pendant jusqu'à 10 secondes, ce qui est standard pour les processus d'assemblage sans plomb (Pb-free).

2.2 Caractéristiques électro-optiques

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

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend d'un minimum de 28.0 millicandelas (mcd) à un maximum de 180.0 mcd. La valeur réelle est déterminée par le bac de classement du composant (voir Section 3).
• Angle de vision (2θ1/2) :130 degrés. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur mesurée sur l'axe central. Le boîtier à vue latérale est conçu pour émettre la lumière perpendiculairement au plan de montage, ce qui en fait un paramètre critique pour les applications d'éclairage latéral.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λP) :Typiquement 468 nanomètres (nm), la plaçant dans la région bleue du spectre visible.
• Longueur d'onde dominante (λd) :S'étend de 465.0 nm à 475.0 nm. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :Approximativement 25 nm. Cela indique la pureté spectrale ou la largeur de bande de la lumière bleue émise.
• Tension directe (VF) :S'étend de 2.8 Volts à 3.8 Volts à 20 mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement et elle est cruciale pour la conception du pilote.
• Courant inverse (IR) :Maximum 10 microampères (μA) lorsqu'une tension inverse (VR) de 5V est appliquée. Les LED ne sont pas conçues pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre est uniquement à des fins de test.

3. Explication du système de classement par bacs

En raison des variations de fabrication, les LED sont triées en bacs de performance. Ce système permet aux concepteurs de sélectionner des composants aux caractéristiques étroitement contrôlées pour une performance d'application cohérente.

3.1 Classement par tension directe (VF)

Les LED sont regroupées par leur chute de tension directe à 20 mA. Les bacs vont de D7 (2.80V - 3.00V) à D11 (3.60V - 3.80V), avec une tolérance de ±0.1V par bac. Sélectionner des LED du même bac VF garantit une luminosité uniforme et une distribution de courant homogène lorsque plusieurs composants sont connectés en parallèle.

3.2 Classement par intensité lumineuse (Iv)

C'est le classement principal de luminosité. Les bacs sont définis comme N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd) et R (112.0-180.0 mcd), avec une tolérance de ±15% par bac. Cela permet un contrôle précis du niveau de lumière dans l'application finale.

3.3 Classement par longueur d'onde dominante (λd)

Les LED sont triées par point de couleur. Pour cette LED bleue, les bacs sont AC (465.0-470.0 nm) et AD (470.0-475.0 nm), avec une tolérance serrée de ±1 nm. Cela garantit une variation de couleur minimale entre différentes LED dans un réseau ou un affichage.

4. Analyse des courbes de performance

Les données graphiques fournissent une compréhension plus approfondie du comportement du composant dans différentes conditions.

4.1 Courbe courant direct vs tension directe (Courbe I-V)

La caractéristique I-V est non linéaire. La courbe montre qu'une faible augmentation de la tension au-delà du seuil de conduction (~2.8V) provoque une augmentation rapide du courant. Par conséquent, les LED doivent être pilotées par une source à courant limité, et non par une source de tension constante, pour éviter l'emballement thermique et la destruction.

4.2 Intensité lumineuse vs courant direct

Cette courbe démontre que la sortie lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement nominale. Cependant, l'efficacité (lumens par watt) peut diminuer à des courants très élevés en raison d'une génération de chaleur accrue.

4.3 Distribution spectrale

Le graphique de sortie spectrale montre un pic unique centré autour de 468 nm, caractéristique des LED bleues à base d'InGaN. La demi-largeur relativement étroite indique une bonne saturation des couleurs.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le composant respecte un format SMD standard de l'industrie. Les dimensions clés incluent une longueur de corps d'environ 3.2 mm, une largeur de 1.6 mm et une hauteur de 1.2 mm. Toutes les tolérances sont typiquement de ±0.1 mm. La conception à vue latérale signifie que la surface émettrice principale se trouve sur le petit côté du boîtier.

5.2 Implantation des pastilles sur PCB et polarité

Un motif de pastilles recommandé (empreinte) pour la conception de PCB est fourni. La borne cathode (négative) est généralement identifiée par un marqueur visuel sur le boîtier de la LED, tel qu'une encoche, un point vert ou un coin coupé. La sérigraphie du PCB doit clairement indiquer la polarité pour éviter les erreurs d'assemblage. La taille et l'espacement corrects des pastilles sont critiques pour obtenir des soudures fiables et empêcher le phénomène de "tombstoning" pendant la refusion.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion IR

Le composant est conçu pour les processus de soudage sans plomb (Pb-free). Le profil recommandé inclut une zone de préchauffage (150-200°C), une montée en température contrôlée, une température de crête ne dépassant pas 260°C, et un temps à la température de crête de 10 secondes maximum. Le nombre total de cycles de refusion doit être limité à deux. Ce profil est basé sur les normes JEDEC pour garantir l'intégrité du boîtier et des connexions électriques fiables.

6.2 Stockage et manipulation

Les LED sont sensibles à l'humidité (MSL 3). Lorsqu'elles sont stockées dans leur sachet barrière d'humidité scellé d'origine avec dessiccant, elles ont une durée de conservation d'un an à ≤30°C et ≤90% HR. Une fois le sachet ouvert, les composants doivent être utilisés dans la semaine dans des conditions ambiantes de ≤30°C et ≤60% HR. S'ils sont exposés plus longtemps, un séchage à 60°C pendant au moins 20 heures est requis avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et éviter le "popcorning" (fissuration du boîtier pendant la refusion).

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage post-soudure est nécessaire, seuls des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique (IPA) ou l'éthanol doivent être utilisés. La LED doit être immergée à température ambiante pendant moins d'une minute. Des produits chimiques agressifs ou non spécifiés peuvent endommager la lentille en époxy ou le boîtier.

6.4 Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)

Cette LED est sensible aux dommages causés par les décharges électrostatiques. Des contrôles ESD appropriés doivent être en place pendant la manipulation et l'assemblage. Cela inclut l'utilisation de postes de travail mis à la terre, de bracelets antistatiques, de tapis de sol conducteurs et d'emballages antistatiques.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les composants sont fournis sur bande porteuse gaufrée d'une largeur de 8 mm. La bande est enroulée sur une bobine standard de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 3000 pièces. La bande est scellée avec une bande de couverture protectrice. L'emballage est conforme aux normes ANSI/EIA-481.

7.2 Quantités minimales de commande

La quantité d'emballage standard est une bobine (3000 pièces). Pour des quantités inférieures à une bobine complète, un conditionnement minimum de 500 pièces est disponible pour le stock restant.

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Conception du circuit de pilotage

Utilisez toujours un pilote à courant constant ou une résistance de limitation de courant en série avec la LED lorsqu'elle est alimentée par une source de tension. La valeur de la résistance peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_source - VF_LED) / I_desired. Étant donné la plage VF (2.8-3.8V), concevez pour le pire des cas pour garantir que le courant ne dépasse jamais la valeur maximale absolue, même avec un composant à faible VF.

8.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible (76 mW), une gestion thermique efficace reste importante pour la longévité et le maintien de la sortie lumineuse. Assurez-vous que le PCB dispose d'une surface de cuivre adéquate connectée à la pastille thermique de la LED (le cas échéant) ou aux pastilles de soudure pour évacuer la chaleur. Fonctionner à des températures ambiantes élevées ou au courant maximum réduira la durée de vie du composant.

8.3 Intégration optique

Le profil d'émission latéral est idéal pour l'éclairage latéral de guides de lumière, l'illumination de symboles sur une surface verticale, ou le rétroéclairage de touches adjacentes au PCB. Prenez en compte l'angle de vision de 130 degrés lors de la conception de guides de lumière ou de diffuseurs pour assurer un éclairage uniforme de la zone cible.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux LED SMD à vue de dessus, cette variante à vue latérale offre un avantage mécanique distinct pour les conceptions à espace restreint où la lumière doit être émise parallèlement au plan du PCB. L'utilisation d'une puce InGaN offre une efficacité plus élevée et une sortie bleue plus lumineuse par rapport aux technologies plus anciennes. Sa compatibilité avec la refusion IR standard et l'emballage en bande et bobine la rend rentable pour la production automatisée en grande série, la distinguant des LED nécessitant un soudage manuel.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Puis-je alimenter cette LED directement avec une source 5V ?

Non. La connecter directement à 5V provoquerait un courant excessif, détruisant instantanément la LED. Vous devez toujours utiliser une résistance de limitation de courant en série ou un pilote LED à courant constant dédié.

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

La longueur d'onde de crête (λP) est la longueur d'onde à laquelle la puissance spectrale de sortie est maximale. La longueur d'onde dominante (λd) est dérivée des coordonnées de couleur sur le diagramme de chromaticité CIE et représente la couleur perçue. Pour une source monochromatique comme cette LED bleue, elles sont très proches, mais λd est plus pertinente pour la spécification de la couleur.

10.3 Pourquoi les conditions de stockage sont-elles si strictes après ouverture du sachet ?

Le matériau d'encapsulation en époxy peut absorber l'humidité de l'air. Pendant le processus de soudage par refusion à haute température, cette humidité piégée peut se vaporiser rapidement, créant une pression interne qui peut fissurer le boîtier ("popcorning"). La classification MSL 3 et la procédure de séchage préviennent ce mode de défaillance.

11. Exemple d'application pratique

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état pour un routeur réseau.Le panneau a de petites fentes verticales pour les icônes d'état (Alimentation, Internet, Wi-Fi). Une LED à vue latérale est montée sur le PCB principal directement derrière chaque fente. Son angle de vision de 130 degrés garantit que l'icône est uniformément éclairée depuis l'intérieur de la fente. Le concepteur sélectionne des LED du même bac d'intensité lumineuse (par ex., Bac Q) et du même bac de tension directe (par ex., Bac D9) pour garantir que tous les voyants d'état aient une luminosité et une couleur identiques lorsqu'ils sont pilotés par une source de courant commune. La conception du PCB suit la géométrie de pastilles recommandée, et l'atelier d'assemblage utilise le profil de refusion conforme JEDEC spécifié.

12. Principe de fonctionnement

Il s'agit d'un dispositif photonique à semi-conducteur. Il est basé sur une hétérostructure InGaN. Lorsqu'une tension de polarisation directe est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active depuis les couches semi-conductrices de type n et p, respectivement. Ces porteurs de charge se recombinent de manière radiative, libérant de l'énergie sous forme de photons. L'énergie de bande interdite spécifique du matériau InGaN détermine la longueur d'onde de la lumière émise, qui dans ce cas se situe dans le spectre bleu (~468 nm). La lentille en époxy encapsule la puce, fournit une protection mécanique et façonne le faisceau lumineux de sortie.

13. Tendances technologiques

La technologie sous-jacente des LED bleues, l'InGaN, a été une avancée révolutionnaire dans l'éclairage à semi-conducteurs, permettant les LED blanches (via conversion de phosphore) et les affichages en couleur. Les tendances actuelles dans la technologie des LED SMD se concentrent sur l'augmentation de l'efficacité lumineuse (plus de lumière par watt), l'amélioration de l'indice de rendu des couleurs (IRC) pour les LED blanches, l'obtention d'une fiabilité et d'une durée de vie plus élevées, et la réalisation de boîtiers encore plus petits pour les applications ultra-miniatures. Les progrès dans les matériaux d'encapsulation visent également à mieux gérer la chaleur et à fournir des angles de vision plus larges ou des profils de faisceau plus contrôlés.