Fiche technique LED SMD LTST-M670KRKT - Rouge AlInGaP - Lentille transparente - Angle de vision 120° - Courant max 30mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une LED à montage en surface haute luminosité, conçue pour les applications électroniques modernes. Le dispositif utilise un matériau semi-conducteur à base de phosphure d'aluminium, d'indium et de gallium (AlInGaP) pour produire une lumière rouge vive. Encapsulée dans un boîtier à lentille transparente, cette LED est conçue pour être compatible avec les processus d'assemblage automatisés et les techniques standard de soudage par refusion infrarouge, ce qui la rend adaptée à la production en grande série.

Les principaux avantages de ce composant incluent sa conformité aux réglementations environnementales (RoHS), ses performances constantes sur une large plage de températures de fonctionnement et son conditionnement qui facilite une manipulation et un placement efficaces. Ses marchés cibles principaux sont l'électronique grand public, les panneaux de contrôle industriel, l'éclairage intérieur automobile et les applications d'indicateurs générales nécessitant un éclairage rouge fiable et lumineux.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Le dispositif est spécifié pour fonctionner dans les conditions maximales absolues suivantes, au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Dissipation de puissance :72 mW. C'est la quantité maximale de puissance que la LED peut dissiper sous forme de chaleur sans dépasser ses limites thermiques.
• Courant direct de crête :80 mA. Ceci n'est permis qu'en conditions pulsées avec un rapport cyclique de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms. Le dépasser en fonctionnement continu endommagerait le composant.
• Courant direct continu (permanent) :30 mA. C'est le courant maximum recommandé pour un fonctionnement continu et en régime permanent, afin d'assurer une fiabilité à long terme et de maintenir les performances optiques spécifiées.
• Tension inverse :5 V. L'application d'une tension inverse supérieure à cette valeur peut provoquer un claquage de la jonction.
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +85°C. Le fonctionnement du dispositif est garanti dans ses paramètres spécifiés sur toute cette plage de température industrielle.
• Plage de température de stockage :-40°C à +100°C.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Le tableau suivant détaille les principaux paramètres de performance dans des conditions de test standard (Ta=25°C, sauf indication contraire). Ce sont les valeurs que les concepteurs doivent utiliser pour les calculs de circuit et les attentes de performance.

• Intensité lumineuse (I_V) :S'étend d'un minimum de 90 mcd à une valeur typique de 280 mcd pour un courant direct (I_F) de 20mA. L'intensité est mesurée à l'aide d'un capteur filtré pour correspondre à la réponse photopique de l'œil humain (courbe CIE).
• Angle de vision (2θ_1/2) :120 degrés. Cet angle de vision large, défini comme l'angle où l'intensité chute à la moitié de sa valeur sur l'axe, rend la LED adaptée aux applications nécessitant une large visibilité.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :639 nm (typique). C'est la longueur d'onde à laquelle le spectre de sortie est le plus intense.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :631 nm (typique). Dérivée du diagramme de chromaticité CIE, cette longueur d'onde unique représente au mieux la couleur perçue de la LED par l'œil humain.
• Demi-largeur spectrale (Δλ) :20 nm (typique). Ceci indique la pureté spectrale ; une valeur plus petite signifie une source lumineuse plus monochromatique.
• Tension directe (V_F) :2,4V typique, avec une plage de 2,0V à 2,4V à I_F=20mA. La tolérance sur cette valeur est de +/- 0,1V. Ce paramètre est crucial pour calculer la valeur de la résistance de limitation de courant en série.
• Courant inverse (I_R) :10 µA maximum lorsqu'une tension inverse (V_R) de 5V est appliquée.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour garantir une uniformité de luminosité entre les lots de production, l'intensité lumineuse de ces LED est triée dans des "classes" (bins) spécifiques. Chaque classe définit une plage d'intensité minimale et maximale garantie lorsqu'elle est mesurée au courant de test standard de 20mA.

Les codes de classe pour ce produit sont : Q2 (90,0-112,0 mcd), R1 (112,0-140,0 mcd), R2 (140,0-180,0 mcd), S1 (180,0-224,0 mcd) et S2 (224,0-280,0 mcd). Une tolérance de +/-11% est appliquée à chaque classe d'intensité. Les concepteurs spécifiant cette LED doivent être conscients de la classe qu'ils utilisent, car elle impacte directement la luminosité obtenue dans l'application finale. Pour les applications critiques nécessitant un aspect uniforme, des LED du même code de classe doivent être utilisées.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans le document source, leurs implications sont cruciales pour la conception. Les relations clés qui seraient présentées dans ces courbes incluent :

• Courbe I-V (Courant-Tension) :Montre la relation exponentielle entre la tension directe et le courant. La courbe présente une tension de "coude" distincte (environ 2,0-2,4V) au-delà de laquelle le courant augmente rapidement avec de petites augmentations de tension. Ceci souligne pourquoi les LED doivent être pilotées par une source de courant ou une source de tension avec une résistance en série.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct :Montre généralement une relation quasi-linéaire entre le courant de commande et le flux lumineux dans la plage de fonctionnement recommandée. Piloter la LED au-delà de son courant continu maximum peut entraîner une augmentation super-linéaire de la chaleur et une baisse d'efficacité.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante :Pour les LED AlInGaP, le flux lumineux diminue généralement lorsque la température ambiante augmente. Comprendre cette déclassement est essentiel pour les applications fonctionnant à haute température afin de garantir le maintien d'une luminosité suffisante.
• Distribution spectrale :Un graphique de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant un pic à environ 639 nm avec une largeur caractéristique (demi-largeur) d'environ 20 nm.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du dispositif

La LED est conforme à un contour de boîtier standard pour montage en surface (EIA). Toutes les dimensions critiques pour la conception de l'empreinte sur circuit imprimé — y compris la longueur, la largeur, la hauteur du corps et l'espacement des broches — sont fournies dans le document source avec une tolérance standard de ±0,2 mm. Le boîtier est doté d'une lentille en matériau transparent.

5.2 Conception du motif de pastilles sur CI

Un motif de pastilles recommandé pour le circuit imprimé (CI) est fourni pour assurer un soudage fiable et un bon alignement mécanique. Ce motif de pastilles est optimisé pour les processus de soudage par refusion infrarouge et à la vapeur. Respecter cette empreinte recommandée est crucial pour obtenir de bonnes soudures, une bonne gestion thermique et éviter le phénomène de "tombstoning" pendant la refusion.

5.3 Identification de la polarité

La cathode (borne 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 sur la lentille ou le corps. L'anode (borne positive) est l'autre broche. La polarité correcte doit être respectée pendant l'assemblage, car l'application d'une polarité inverse peut endommager le dispositif.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudage par refusion

Le composant est compatible avec les processus de soudage par refusion infrarouge sans plomb (Pb-free). Un profil suggéré, conforme à la norme JEDEC J-STD-020B, est fourni. Les paramètres clés incluent :

• Température de préchauffage :150-200°C
• Durée de préchauffage :Maximum 120 secondes.
• Température de corps maximale :Maximum 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus :Il est recommandé de suivre les spécifications du fabricant de la pâte à souder, typiquement 60-90 secondes.

Il est souligné que le profil optimal dépend de la conception spécifique du CI, de la pâte à souder et du four utilisé. Une caractérisation pour l'application spécifique est recommandée.

6.2 Notes sur le soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, une extrême prudence est requise :

• Température du fer à souder :Maximum 300°C.
• Temps de soudage par broche :Maximum 3 secondes.
• Nombre de fois :Le soudage ne doit être tenté qu'une seule fois par joint pour éviter les contraintes thermiques sur le boîtier plastique.

6.3 Conditions de stockage et de manipulation

La sensibilité à l'humidité est un facteur critique pour les dispositifs à montage en surface. Cette LED est conditionnée dans un sac barrière à l'humidité avec dessiccant.

• Stockage du paquet scellé :≤ 30°C et ≤ 70% d'Humidité Relative (HR). La durée de conservation est d'un an à partir du code date.
• Après ouverture du paquet :La "durée de vie au sol" est de 168 heures (7 jours) lorsqu'elle est stockée à ≤ 30°C et ≤ 60% HR. Si l'exposition est plus longue, les LED doivent être cuites à environ 60°C pendant au moins 48 heures avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et éviter le phénomène de "popcorning" pendant la refusion.
• Stockage ouvert à long terme :Doit être dans un conteneur scellé avec dessiccant ou dans un dessiccateur purgé à l'azote.

6.4 Nettoyage

Si un nettoyage post-soudure est requis, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. Immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute est acceptable. Des nettoyants chimiques non spécifiés peuvent endommager le boîtier plastique ou la lentille.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies sur une bande porteuse embossée pour les machines de placement automatique.

• Largeur de la bande :8 mm.
• Diamètre de la bobine :7 pouces (178 mm).
• Quantité par bobine :2000 pièces.
• Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.
• Standard de conditionnement :Conforme aux spécifications EIA-481-1-B. La bande a un couvercle scellé, et un maximum de deux poches à composants vides consécutives est autorisé.

8. Recommandations de conception d'application

8.1 Circuits d'application typiques

Les LED sont des dispositifs pilotés en courant. La méthode de pilotage la plus fiable et recommandée est d'utiliser une résistance de limitation de courant en série pour chaque LED, même lorsque plusieurs LED sont connectées en parallèle à une source de tension (Modèle de circuit A). Ceci compense la variation naturelle de la tension directe (V_F) d'une LED à l'autre, garantissant un courant uniforme et donc une luminosité uniforme sur tous les dispositifs. Le pilotage de plusieurs LED en parallèle sans résistances individuelles (Modèle de circuit B) est déconseillé, car la LED avec la V_Fla plus basse attirera une quantité disproportionnée de courant, entraînant une luminosité inégale et une surcontrainte potentielle.

La valeur de la résistance série (R_s) est calculée à l'aide de la loi d'Ohm : R_s= (V_alimentation- V_F) / I_F. Utilisez la V_Fmaximale de la fiche technique pour une conception conservatrice garantissant que le courant ne dépasse pas le I_F.

souhaité.

• 8.2 Considérations de conceptionGestion thermique :
• Bien que la dissipation de puissance soit faible, maintenir la température de jonction dans les limites est essentiel pour une longue durée de vie. Assurez une surface de cuivre adéquate sur les pastilles du CI pour servir de dissipateur thermique, en particulier lors d'un fonctionnement à haute température ambiante ou près du courant maximum.Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :
• Bien que non explicitement déclarée comme hautement sensible, les précautions standard de manipulation ESD doivent être observées pendant l'assemblage.Champ d'application :

Ce composant est destiné aux équipements électroniques standard. Pour les applications nécessitant une fiabilité exceptionnelle ou où une défaillance pourrait mettre en danger la sécurité (par exemple, aviation, dispositifs médicaux de maintien des fonctions vitales), des qualifications supplémentaires et une consultation avec le fabricant sont nécessaires.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux technologies plus anciennes comme les LED rouges GaAsP (Arséniure de Gallium Phosphure), ce dispositif à base d'AlInGaP offre une efficacité lumineuse significativement plus élevée, résultant en une plus grande luminosité pour le même courant de commande. La lentille transparente, contrairement à une lentille diffusante ou colorée, offre l'extraction de lumière la plus élevée possible et un faisceau plus concentré et intense, adapté aux applications nécessitant un point lumineux net et brillant. L'angle de vision de 120 degrés offre un bon équilibre entre l'intensité sur l'axe et la visibilité hors axe. Sa compatibilité avec les processus standard de refusion IR la différencie des LED qui pourraient nécessiter un soudage manuel ou au bain d'onde.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

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

R : Oui, 30mA est le courant direct continu maximum recommandé. Pour une longévité optimale et pour tenir compte des effets de la température, il est souvent conseillé de concevoir pour un courant inférieur (par exemple, 20mA).

Q : Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de crête et la Longueur d'onde dominante ?

R : La Longueur d'onde de crête (639 nm) est le pic physique du spectre lumineux émis. La Longueur d'onde dominante (631 nm) est une valeur calculée qui représente la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique pure qui semblerait avoir la même couleur pour l'œil humain. La longueur d'onde dominante est plus pertinente pour la spécification de la couleur.

Q : Pourquoi une résistance série est-elle nécessaire même avec une alimentation à tension constante ?_FR : La tension directe d'une LED a une tolérance et diminue avec l'augmentation de la température. Une résistance série fournit une contre-réaction négative : si le courant tente d'augmenter (par exemple, à cause d'une V

faible ou d'une élévation de température), la chute de tension aux bornes de la résistance augmente, limitant la hausse du courant et stabilisant le fonctionnement de la LED.

Q : Comment interpréter le code de classe sur ma commande ?

R : Le code de classe (par exemple, S1) spécifie la plage garantie d'intensité lumineuse pour ce lot de LED. Vérifiez toujours le code de classe par rapport au tableau de la section 3 pour comprendre la luminosité minimale que vous pouvez attendre dans votre conception.

11. Exemples d'applications pratiquesExemple 1 : Panneau d'indicateurs d'état :

Une unité de contrôle industriel utilise un réseau de ces LED comme indicateurs de défaut et d'état sur un panneau avant. L'angle de vision large de 120° garantit que les indicateurs sont visibles par les opérateurs depuis diverses positions. Le concepteur utilise la classe S2 pour une haute luminosité et calcule une résistance série pour un courant de commande de 20mA à partir d'une alimentation de 5V : R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130 Ohms (une résistance standard de 130 ou 150 Ohms est sélectionnée). Le tracé du CI suit le motif de pastilles recommandé pour assurer un placement automatique et de bonnes soudures.Exemple 2 : Rétroéclairage pour claviers à membrane :

La LED est placée derrière un graphisme translucide sur un clavier à membrane. La lentille transparente et la haute intensité fournissent un symbole net et uniformément éclairé. Dans ce cas, la LED peut être pilotée à un courant plus faible (par exemple, 10mA) pour atteindre le niveau de rétroéclairage souhaité tout en minimisant la consommation d'énergie et la chaleur à l'intérieur de l'assemblage du commutateur scellé.

12. Introduction au principe technologique

Cette LED est basée sur la technologie semi-conductrice au phosphure d'aluminium, d'indium et de gallium (AlInGaP). Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. L'énergie libérée lors de cette recombinaison est émise sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite du semi-conducteur, qui dicte directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise — dans ce cas, le rouge. La lentille en époxy transparente sert à protéger la puce semi-conductrice, à façonner le faisceau lumineux de sortie et à améliorer l'extraction de la lumière de la puce.

13. Tendances et évolutions de l'industrie