Fiche technique LED SMD LTST-T180KEKT - Rouge AlInGaP - Angle de vision 120° - 30mA - 75mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une diode électroluminescente (LED) pour montage en surface (SMD). Ce composant est conçu pour les processus d'assemblage automatisé de cartes de circuits imprimés (PCB), ce qui le rend idéal pour la production en grande série. Son format miniature convient aux applications où l'espace est limité, dans divers secteurs électroniques.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les principaux avantages de cette LED incluent sa conformité aux directives RoHS (Restriction des substances dangereuses), son conditionnement en bande porteuse gaufrée de 8 mm sur bobines de 7 pouces pour machines de placement automatique, et sa pleine compatibilité avec les processus de soudage par refusion infrarouge (IR). Elle est préconditionnée selon les normes de sensibilité à l'humidité JEDEC Niveau 3, garantissant sa fiabilité lors de l'assemblage. Ses applications cibles sont vastes, englobant les indicateurs d'état, l'éclairage de signaux et symboles, et le rétroéclairage de façade dans les équipements de télécommunication, les appareils de bureautique, l'électroménager et les systèmes de contrôle industriel.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Le fonctionnement à ces limites n'est pas garanti. Les limites clés incluent un courant direct continu maximal (I_F) de 30 mA, un courant direct crête de 80 mA en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms), une tension inverse maximale (V_R) de 5 V, et une limite de dissipation de puissance (P_D) de 75 mW. La plage de température de fonctionnement et de stockage est spécifiée de -40°C à +100°C.

2.2 Caractéristiques thermiques

La gestion thermique est cruciale pour les performances et la longévité de la LED. La température de jonction maximale admissible (T_j) est de 115°C. La résistance thermique typique de la jonction à l'air ambiant (R_θJA) est de 140 °C/W. Ce paramètre indique l'efficacité avec laquelle la chaleur est évacuée de la jonction semi-conductrice ; une valeur plus basse est meilleure. Une conception de PCB avec un plan de dissipation thermique adéquat est essentielle pour maintenir la température de jonction dans des limites sûres, surtout lors d'un fonctionnement à des courants élevés.

2.3 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés dans des conditions de test standard (T_a=25°C, I_F=20mA). L'intensité lumineuse (I_V) varie d'un minimum de 140 mcd à un maximum de 420 mcd, avec des valeurs spécifiques déterminées par le rang de bin. L'angle de vision (2θ_1/2) est de 120 degrés, défini comme l'angle total où l'intensité chute à la moitié de sa valeur sur l'axe, indiquant un motif d'émission large et diffus. La longueur d'onde dominante (λ_d) se situe entre 615 nm et 628 nm, caractérisant la couleur rouge perçue. La tension directe (V_F) varie typiquement de 1,7 V à 2,5 V au courant de test.

3. Explication du système de rang de bin

Le flux lumineux des LED peut varier d'un lot à l'autre. Un système de binning est utilisé pour trier les composants en groupes aux performances cohérentes. Cette LED utilise un système de rang de bin d'intensité (I_V). Les bins sont étiquetés R2, S1, S2 et T1, avec des valeurs d'intensité lumineuse minimale et maximale correspondantes à 20 mA (par exemple, S1 : 185-240 mcd, T1 : 315-420 mcd). Une tolérance de +/-11 % est appliquée au sein de chaque bin. Ce système permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec la cohérence de luminosité requise pour leur application.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des données graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique, les courbes typiques pour un tel composant incluraient les relations suivantes, cruciales pour l'analyse de conception :

• Courbe I-V (Courant vs. Tension) :Montre la relation exponentielle entre le courant direct et la tension directe. La tension de seuil se situe typiquement autour de la plage V_F spécifiée. Cette courbe est vitale pour concevoir le circuit de commande limiteur de courant.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct :Démontre comment le flux lumineux augmente avec le courant, généralement selon une relation quasi-linéaire dans la plage de fonctionnement, avant une éventuelle saturation ou une chaleur excessive à des courants plus élevés.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante :Montre la dégradation du flux lumineux lorsque la température ambiante (ou de jonction) augmente. Ceci est critique pour les applications fonctionnant dans des environnements à température élevée.
• Distribution spectrale :Un tracé de la puissance rayonnante relative en fonction de la longueur d'onde, montrant une longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) autour de 630 nm et une demi-largeur spectrale (Δλ) d'environ 15 nm, confirmant une émission rouge à bande étroite.

5. Informations mécaniques et de boîtier

La LED est fournie dans un boîtier SMD standard. La couleur de la lentille est transparente, tandis que la couleur de la source lumineuse est rouge, produite par un matériau semi-conducteur AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium). Les dimensions détaillées du boîtier sont fournies dans les dessins de la fiche technique, y compris la longueur, la largeur, la hauteur et l'espacement des pastilles. Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance standard de ±0,2 mm sauf indication contraire. La polarité est indiquée par un marquage physique ou la conception des pastilles (généralement une marque de cathode).

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de refusion IR recommandé

Le composant est compatible avec les processus de soudage sans plomb. Le profil de refusion infrarouge recommandé doit être conforme aux normes J-STD-020B. Les paramètres clés incluent une température de préchauffage de 150-200°C, un temps de préchauffage jusqu'à 120 secondes, une température de crête ne dépassant pas 260°C, et un temps au-dessus du liquidus (TAL) selon la spécification de la pâte à souder. Le temps total à moins de 5°C de la température de crête doit être limité à un maximum de 10 secondes, et la refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois.

6.2 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après le soudage, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. L'immersion de la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température normale pendant moins d'une minute est acceptable. Des nettoyants chimiques non spécifiés peuvent endommager la lentille en époxy ou le boîtier.

6.3 Stockage et manipulation

Les LED sont sensibles à l'humidité. Lorsqu'elles sont scellées dans leur sac d'origine étanche à l'humidité avec dessiccant, elles doivent être stockées à ≤30°C et ≤70% d'HR et utilisées dans l'année. Une fois le sac ouvert, l'environnement de stockage ne doit pas dépasser 30°C et 60% d'HR. Les composants exposés aux conditions ambiantes pendant plus de 168 heures doivent être séchés à environ 60°C pendant au moins 48 heures avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et éviter le phénomène de \"pop-corn\" pendant la refusion.

7. Conditionnement et informations de commande

Le conditionnement standard est une bande porteuse gaufrée de 8 mm de large sur des bobines d'un diamètre de 7 pouces (178 mm). Chaque bobine contient 5000 pièces. Une quantité d'emballage minimale de 500 pièces est disponible pour les commandes de reste. La bande est scellée avec une bande de couverture. Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481.

8. Recommandations d'application

8.1 Circuits d'application typiques

Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Pour assurer une luminosité uniforme et éviter l'effet de courant préférentiel, surtout lorsque plusieurs LED sont connectées en parallèle, une résistance de limitation de courant doit être utilisée en série avec chaque LED. La valeur de la résistance (R) est calculée à l'aide de la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F, où V_F est la tension directe de la LED au courant souhaité I_F. Il n'est pas recommandé d'alimenter les LED directement à partir d'une source de tension sans limitation de courant, cela détruirait probablement le composant.

8.2 Considérations et précautions de conception

Ce produit est destiné aux équipements électroniques grand public. Pour les applications nécessitant une fiabilité exceptionnelle où une défaillance pourrait compromettre la sécurité (par exemple, aviation, médical, transport), une qualification et une consultation spécifiques sont nécessaires. La conception des pastilles sur le PCB doit suivre le schéma recommandé dans la fiche technique pour assurer un soudage correct et une stabilité mécanique. Une attention particulière doit être portée à la conception thermique sur le PCB pour gérer la dissipation de 75 mW, surtout dans des espaces clos ou à des températures ambiantes élevées.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux technologies plus anciennes comme les LED rouges GaAsP (Phosphure d'Arséniure de Gallium), le matériau AlInGaP utilisé dans ce composant offre une efficacité lumineuse nettement supérieure, ce qui se traduit par un flux plus important à courant égal, et une meilleure stabilité thermique. L'angle de vision de 120 degrés fournit un motif d'éclairage très large et uniforme adapté aux indicateurs de panneau où une vision sous des angles décalés est requise, contrairement aux LED à angle plus étroit utilisées pour une lumière focalisée. Sa compatibilité avec les processus de refusion IR standard la différencie des LED nécessitant un soudage manuel ou à la vague, permettant un assemblage automatisé rapide et économique.

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

Q : Puis-je alimenter cette LED directement avec une alimentation 5V ?

R : Non. Vous devez utiliser une résistance de limitation de courant en série. Par exemple, avec une V_F typique de 2,0 V à 20 mA et une alimentation de 5 V, R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ω. Une résistance est obligatoire.

Q : Que signifie \"lentille transparente\" pour une LED rouge ?

R : Le matériau de la lentille est lui-même incolore/transparent. La couleur rouge est émise uniquement par la puce semi-conductrice AlInGaP à l'intérieur. Une lentille transparente permet souvent un angle de vision plus large et moins de distorsion de couleur par rapport à une lentille diffusante teintée.

Q : Le courant max est de 30 mA, mais la condition de test est de 20 mA. Lequel dois-je utiliser ?

R : La condition de 20 mA est le point de test standard pour spécifier les caractéristiques optiques. Vous pouvez faire fonctionner la LED à n'importe quel courant jusqu'au maximum absolu de 30 mA continu, mais l'intensité lumineuse et la tension directe évolueront en conséquence (voir les courbes de performance). Un fonctionnement à des courants plus faibles augmente la longévité et réduit la chaleur.

Q : Pourquoi l'humidité de stockage est-elle si importante ?

R : Les boîtiers SMD peuvent 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 ou délaminer les liaisons internes - un phénomène connu sous le nom de \"pop-corn\".

11. Étude de cas d'application pratique

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état pour un routeur réseau.Plusieurs LED (Alimentation, LAN, WAN, Wi-Fi) sont nécessaires. En utilisant ce modèle de LED, le concepteur devrait : 1) Placer les LED sur le PCB du panneau avant selon l'empreinte de pastilles recommandée. 2) Pour chaque LED, calculer une résistance série basée sur l'alimentation logique 3,3 V du système et un courant cible de 15 mA (pour un équilibre luminosité/puissance). En supposant V_F= 2,0 V, R = (3,3V - 2,0V)/0,015A ≈ 87 Ω (utiliser une valeur standard de 82 Ω ou 100 Ω). 3) S'assurer que la conception du PCB prévoit une zone de cuivre thermique sous les pastilles des LED. 4) Spécifier le même code de bin d'intensité (par exemple, S1) pour toutes les LED dans la nomenclature (BOM) pour garantir une luminosité uniforme sur tout le panneau. 5) Suivre le profil de refusion recommandé pendant l'assemblage.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Une diode électroluminescente est une diode à jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région de jonction. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, de l'énergie est libérée. Dans une diode au silicium standard, cette énergie est principalement libérée sous forme de chaleur. Dans une LED, le matériau semi-conducteur (dans ce cas, l'AlInGaP) a une bande interdite directe, ce qui signifie que l'énergie est libérée sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde (couleur) spécifique de la lumière est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur. Une bande interdite plus large produit une lumière de longueur d'onde plus courte (plus bleue).

13. Tendances et évolutions technologiques

La tendance générale des LED indicatrices SMD est vers une efficacité plus élevée (plus de flux lumineux par watt d'entrée électrique), ce qui réduit la consommation d'énergie et la génération de chaleur. Cela permet soit des indicateurs plus lumineux à courant égal, soit la même luminosité à des courants plus faibles, prolongeant ainsi l'autonomie des batteries des appareils. Les tailles de boîtier continuent de diminuer, permettant des réseaux d'indicateurs plus denses et une intégration dans des appareils électroniques grand public toujours plus petits. L'accent est également mis sur l'amélioration de la cohérence des couleurs et de la stabilité en fonction de la température et de la durée de vie grâce à des techniques de binning avancées et des matériaux semi-conducteurs plus stables. La volonté d'une adoption plus large des matériaux sans plomb et sans halogène conformément aux réglementations environnementales mondiales reste un moteur clé de l'industrie.