Fiche technique LED SMD LTST-010KRKT - Rouge AlInGaP - 20mA - 2.0V Typ - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une diode électroluminescente (LED) en boîtier pour montage en surface (SMD). Ce composant est conçu pour les processus d'assemblage automatisé sur circuit imprimé (PCB), le rendant adapté à la production en grande série. Son format miniature répond aux besoins des applications à espace restreint, courantes dans l'électronique portable et compacte moderne.

La LED utilise un matériau semi-conducteur à base de phosphure d'aluminium, d'indium et de gallium (AlInGaP) pour produire une lumière rouge. Cette technologie est reconnue pour son haut rendement et ses bonnes performances dans les régions spectrales du rouge à l'ambre. Le dispositif est encapsulé dans un boîtier à lentille transparente, qui offre généralement un angle de vision plus large comparé aux lentilles diffusantes ou colorées, car la lumière n'est pas diffusée par des pigments dans l'époxy.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les principaux avantages de cette LED SMD découlent de sa conception de boîtier et de sa compatibilité de fabrication. Elle est conforme aux contours de boîtier standardisés EIA, garantissant une compatibilité mécanique avec les machines de placement standard et les systèmes d'alimentation. Le dispositif est entièrement compatible avec les processus de soudage par refusion infrarouge (IR), la méthode dominante pour l'assemblage des composants CMS. Cette compatibilité est cruciale pour obtenir des soudures fiables et robustes sur les lignes de production automatisées.

Son champ d'application est vaste, ciblant l'électronique grand public, les télécommunications et l'industrie. Les marchés clés incluent l'indication d'état et le rétroéclairage des panneaux avant d'appareils tels que les téléphones portables, les ordinateurs portables, les équipements réseau et divers appareils électroménagers. Elle convient également aux applications d'enseignes intérieures nécessitant un éclairage fiable et à faible consommation.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Une compréhension approfondie des paramètres électriques et optiques est essentielle pour une conception de circuit appropriée et une prédiction précise des performances.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Elles ne sont pas destinées au fonctionnement normal.

• Dissipation de puissance (Pd) :72 mW. C'est la puissance maximale que le composant peut dissiper sous forme de chaleur sans dépasser sa température de jonction maximale. Dépasser cette limite risque de provoquer un emballement thermique et une défaillance.
• Courant continu direct (IF) :30 mA. Le courant direct continu maximal qui peut être appliqué.
• Courant direct de crête :80 mA, mais uniquement en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0.1 ms). Cela permet de brèves périodes de luminosité plus élevée, par exemple pour des indicateurs clignotants, sans surchauffe.
• Tension inverse (VR) :5 V. Les LED ne sont pas conçues pour fonctionner en polarisation inverse. Dépasser cette tension peut provoquer une défaillance immédiate et catastrophique due à un claquage par avalanche.
• Température de fonctionnement et de stockage :-40°C à +85°C (fonctionnement), -40°C à +100°C (stockage). Ces plages garantissent des performances fiables dans des environnements sévères.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques (Typiques à 25°C)

Ces paramètres sont mesurés dans des conditions de test standard et représentent les performances typiques.

• Intensité lumineuse (Iv) :Mesurée à un courant direct (IF) de 20 mA. La valeur est spécifiée en millicandelas (mcd). L'intensité lumineuse est mesurée à l'aide d'une combinaison capteur/filtre qui se rapproche de la courbe de réponse photopique (œil humain) selon la norme CIE.
• Tension directe (VF) :Typiquement 2.0 V, avec un maximum de 2.4 V à 20 mA. Ce paramètre a une tolérance de ±0.1 V. Il est crucial pour calculer la valeur de la résistance série limitant le courant. Une VF plus basse indique généralement une efficacité électrique plus élevée.
• Angle de vision (2θ½) :110 degrés. C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur mesurée sur l'axe (0 degré). Un angle de 110 degrés indique un faisceau relativement large, adapté aux indicateurs devant être visibles sous différents angles.
• Longueur d'onde de crête (λP) :639 nm. C'est la longueur d'onde à laquelle la puissance spectrale de sortie est la plus grande.
• Longueur d'onde dominante (λD) :631 nm. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui correspond à la couleur de la lumière de la LED. C'est le paramètre le plus pertinent pour la spécification de la couleur.
• Demi-largeur spectrale (Δλ) :20 nm. Cela indique la pureté spectrale ou la largeur de bande de la lumière émise. Une valeur plus petite signifie une sortie plus monochromatique (couleur pure).
• Courant inverse (IR) :Maximum 10 μA à VR=5V. Il s'agit d'une spécification de courant de fuite uniquement pour la condition de test en polarisation inverse.

3. Système de classement en bins

Pour gérer les variations de production, les LED sont triées en catégories de performance (bins). Cela garantit une cohérence au sein d'une commande spécifique. La fiche technique définit les bins en fonction de l'Intensité lumineuse à 20 mA.

Les bins d'intensité pour la LED rouge sont les suivants :

• R1 :112.0 mcd (Min) à 140.0 mcd (Max)
• R2 :140.0 mcd à 180.0 mcd
• S1 :180.0 mcd à 224.0 mcd
• S2 :224.0 mcd à 280.0 mcd

Une tolérance de ±11% est appliquée à chaque bin. Cela signifie qu'une LED étiquetée bin S1 pourrait avoir une intensité réelle entre environ 160 mcd et 248 mcd. Les concepteurs doivent tenir compte de cette variation, surtout lorsque plusieurs LED sont utilisées ensemble et qu'une luminosité uniforme est souhaitée. L'utilisation d'un pilote à courant constant ou de résistances série individuelles pour chaque LED (comme recommandé dans la section méthode de pilotage) est essentielle pour minimiser les différences de luminosité causées par la variation de tension directe (VF), qui est indépendante du bin d'intensité.

4. Informations mécaniques et sur le boîtier

Les dimensions physiques du composant sont cruciales pour la conception du PCB (empreinte). La fiche technique fournit un dessin détaillé du boîtier avec toutes les dimensions critiques. Les points clés incluent :

• Le boîtier est un format SMD standard.
• Toutes les dimensions sont fournies en millimètres.
• Une tolérance standard de ±0.1 mm s'applique sauf indication contraire.
• Le dessin montre clairement l'identifiant de la cathode (généralement une encoche, une marque verte ou un autre repère visuel sur le boîtier). Une orientation correcte de la polarité lors de l'assemblage est obligatoire.

4.1 Patte de soudure recommandée sur le PCB

La fiche technique inclut un diagramme pour la disposition recommandée des pastilles de soudure sur le PCB. Suivre cette disposition est essentiel pour obtenir une soudure fiable lors de la refusion. La conception des pastilles tient compte de facteurs comme la formation du ménisque de soudure, l'auto-alignement du composant pendant la refusion, et la prévention des ponts de soudure ou du phénomène de "tombstoning".

5. Guide de soudage, assemblage et manipulation

Une manipulation et un assemblage appropriés sont vitaux pour la fiabilité.

5.1 Profil de soudage par refusion IR

La fiche technique fournit un profil de refusion suggéré conforme à la norme J-STD-020B pour les processus de soudure sans plomb. Les paramètres clés incluent :

• Préchauffage :Plage de température et durée pour chauffer progressivement la carte et activer la flux.
• Température de crête :Maximum de 260°C. Le corps du composant ne doit pas dépasser cette température.
• Temps au-dessus du liquidus (TAL) :Le temps pendant lequel la soudure est à l'état fondu, critique pour la formation du joint.
• Vitesses de montée/descente :Des vitesses de chauffage et de refroidissement contrôlées pour éviter les chocs thermiques.

Le profil est une ligne directrice ; le profil final doit être caractérisé pour l'assemblage PCB spécifique, en tenant compte de l'épaisseur de la carte, de la densité des composants et de la pâte à souder utilisée.

5.2 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les LED sont sensibles à l'humidité. Si le sachet étanche anti-humidité est ouvert, les composants sont exposés à l'humidité ambiante.

• Durée de vie hors sachet :Il est recommandé de réaliser la refusion IR dans les 168 heures (7 jours) après ouverture du sachet d'origine.
• Stockage prolongé :S'ils ne sont pas utilisés dans les 168 heures, les composants doivent être stockés dans un contenant hermétique avec dessiccant ou être séchés au four (par exemple, 60°C pendant 48 heures) avant soudage pour éliminer l'humidité absorbée et éviter le phénomène de "popcorning" pendant la refusion.

5.3 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après soudage, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. La fiche technique recommande des nettoyants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique (IPA) ou l'éthanol. L'immersion doit se faire à température ambiante et durer moins d'une minute pour éviter d'endommager l'époxy du boîtier.

5.4 Méthode de pilotage

Les LED sont des dispositifs pilotés en courant. Leur flux lumineux est proportionnel au courant direct, pas à la tension. La fiche technique recommande fortement d'utiliser une résistance série limitant le courant pour chaque LED lors de la connexion de plusieurs LED en parallèle (Modèle de circuit A). En effet, la tension directe (VF) des LED peut varier d'un exemplaire à l'autre, même au sein d'un même bin. Les connecter directement en parallèle sans résistances individuelles peut provoquer un déséquilibre de courant significatif, entraînant une luminosité inégale et un risque de surintensité dans la LED ayant la VF la plus basse. L'utilisation d'une résistance avec chaque LED aide à équilibrer le courant et protège les dispositifs.

6. Conditionnement et commande

Les composants sont fournis en bande et bobine, un format adapté aux équipements d'assemblage automatisé.

• Diamètre de la bobine :Bobine de 7 pouces de diamètre.
• Largeur de la bande :12 mm.
• Quantité par bobine :4000 pièces.
• Quantité minimale de commande :500 pièces pour les quantités restantes.
• Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481.

Des dimensions détaillées pour la bande porteuse, la bande de couverture et la bobine sont fournies pour garantir la compatibilité avec les alimenteurs des machines d'assemblage.

7. Notes d'application et considérations de conception

7.1 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit relativement faible (72 mW max), une conception thermique appropriée reste importante pour la longévité, surtout à haute température ambiante ou lorsque le courant est proche du maximum. La conception du PCB doit prévoir une surface de cuivre adéquate autour des pastilles de la LED pour servir de dissipateur thermique et évacuer la chaleur de la jonction.

7.2 Réglage du courant et calcul de la résistance

Pour faire fonctionner la LED à un courant souhaité (par exemple, 20 mA pour l'intensité nominale), une résistance série (R) est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation - VF_LED) / I_souhaitée. Utiliser la VF maximale (2.4V) dans le calcul garantit que le courant ne dépasse pas la valeur souhaitée même avec la pire variation de composant. Par exemple, avec une alimentation de 5V et un courant souhaité de 20mA : R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohms. La valeur standard la plus proche (par exemple, 120 ou 150 Ohms) serait sélectionnée, en tenant compte du courant résultant et de la puissance nominale de la résistance (P = I²R).

7.3 Fiabilité en application

La fiche technique inclut une note de prudence concernant les applications nécessitant une fiabilité exceptionnelle, comme dans l'aviation, le médical ou les systèmes critiques pour la sécurité. Pour ces applications, une qualification supplémentaire, une déclassement des paramètres et une consultation avec le fabricant du composant sont fortement conseillés. Le produit standard est destiné à l'électronique grand public et industrielle de série.

8. Comparaison technique et tendances

Cette LED rouge AlInGaP représente une technologie mature et fiable. Comparée aux technologies plus anciennes comme le phosphure d'arséniure de gallium (GaAsP), l'AlInGaP offre un rendement lumineux significativement plus élevé et de meilleures performances à température élevée. Sa longueur d'onde dominante de 631 nm la place dans une région de couleur rouge standard.

Sur le marché plus large des LED, les tendances continuent vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), des tailles de boîtier plus petites et des courants de pilotage maximaux plus élevés pour une luminosité accrue. On observe également une évolution vers des tolérances de binning plus serrées pour la couleur et l'intensité afin de répondre aux exigences d'applications comme les affichages couleur complets et l'éclairage architectural, où la cohérence des couleurs est primordiale. Bien que ce composant spécifique soit une LED d'indication discrète monochrome, les principes sous-jacents de conditionnement et d'assemblage sont partagés avec des produits LED plus avancés, y compris les LED de puissance et les modules LED intégrés.