Fiche technique LED SMD LTST-E681VEWT - Dimensions 2.8x3.5x1.9mm - Tension 2.2V - Puissance 196mW - Couleur Rouge - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

La LTST-E681VEWT est une LED à montage en surface de haute luminosité, conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant un éclairage indicateur fiable et efficace. Ce dispositif utilise un matériau semi-conducteur AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) pour produire une lumière rouge vive. Elle est logée dans un boîtier compact conforme aux standards de l'industrie, compatible avec les processus d'assemblage automatisés, ce qui la rend adaptée à la fabrication en grande série.

Les principaux avantages de cette LED incluent sa conformité aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), garantissant la sécurité environnementale. Elle est conditionnée sur bande de 8mm enroulée sur bobine de 7 pouces de diamètre, standard pour les équipements de placement automatique. Le composant est également conçu pour être compatible avec les processus de soudage par refusion infrarouge (IR), méthode prédominante pour l'assemblage des cartes à technologie de montage en surface (SMT). Ses marchés cibles principaux incluent l'électronique grand public, les panneaux de contrôle industriel, l'éclairage intérieur automobile et les applications d'indicateurs générales où l'espace est limité et la fiabilité est primordiale.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Il n'est pas recommandé de faire fonctionner la LED dans des conditions dépassant ces valeurs.

• Dissipation de puissance (Pd) :196 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le boîtier de la LED peut dissiper sous forme de chaleur à une température ambiante (Ta) de 25°C. Dépasser cette limite risque de surchauffer la jonction semi-conductrice, entraînant une réduction de la durée de vie ou une défaillance catastrophique.
• Courant direct de crête (I_FP) :100 mA. C'est le courant direct pulsé maximal autorisé, spécifié sous un cycle de service de 1/10 avec une largeur d'impulsion de 1ms. Il est nettement supérieur au courant continu nominal, permettant des flashs brefs et de haute intensité.
• Courant direct continu (I_F) :70 mA. C'est le courant direct continu maximal qui peut être appliqué à la LED dans des conditions de fonctionnement normales.
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +85°C. La LED est conçue pour fonctionner correctement dans cette plage de température ambiante.
• Plage de température de stockage :-40°C à +100°C. Le dispositif peut être stocké sans dégradation dans cette plage de température plus large lorsqu'il n'est pas en fonctionnement.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ces paramètres sont mesurés dans des conditions de test standard de Ta=25°C et I_F=50mA, sauf indication contraire. Ils définissent la performance typique du dispositif.

• Intensité lumineuse (I_V) :900 à 2800 mcd (millicandela). C'est une mesure de la puissance perçue de la lumière émise dans une direction spécifique. La large plage indique qu'un système de classement (binning) est utilisé (détaillé dans la section 3). La mesure utilise un capteur filtré pour approximer la réponse photopique de l'œil humain (courbe CIE).
• Angle de vision (2θ_1/2) :120 degrés. C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur mesurée sur l'axe (0°). Un angle de 120° indique un motif lumineux large et diffus, adapté aux applications nécessitant une large visibilité.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :632 nm (typique). C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance de la lumière émise est à son maximum. Elle se situe dans la région rouge du spectre visible.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :624 nm (typique). Dérivée du diagramme de chromaticité CIE, c'est la longueur d'onde unique qui représente le mieux la couleur perçue de la LED. C'est le paramètre clé pour la spécification de la couleur.
• Demi-largeur spectrale (Δλ) :20 nm (typique). C'est la largeur de l'émission spectrale à la moitié de sa puissance maximale. Une valeur de 20nm est caractéristique des LED rouges AlInGaP, indiquant une couleur relativement pure.
• Tension directe (V_F) :2.2 V (typique) avec une tolérance de ±0.1V. C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle est alimentée par le courant spécifié de 50mA. Elle est cruciale pour la conception du circuit de limitation de courant.
• Courant inverse (I_R) :10 μA (max) à V_R=5V. Ce paramètre est testé uniquement pour l'assurance qualité. La LED estnon conçue pour fonctionner en polarisation inverseet l'application d'une tension inverse dans le circuit pourrait l'endommager.

3. Explication du système de classement (binning)

Pour assurer la cohérence en production de masse, les LED sont triées en classes de performance. La LTST-E681VEWT utilise un système de classement basé sur l'intensité lumineuse à 50mA.

Les codes de classe (V2, W1, W2, X1, X2) représentent des plages croissantes d'intensité lumineuse minimale et maximale. Par exemple, le code de classe X2 contient des LED dont l'intensité est comprise entre 2240 mcd et 2800 mcd. Une tolérance de ±11% est appliquée au sein de chaque classe. Ce système permet aux concepteurs de sélectionner le grade de luminosité approprié pour leur application, en équilibrant coût et performance. La fiche technique n'indique pas de classes séparées pour la longueur d'onde dominante ou la tension directe pour cette référence spécifique, suggérant un contrôle serré de ces paramètres lors de la fabrication.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que les graphiques spécifiques soient référencés mais non détaillés dans le texte fourni, les courbes typiques pour une telle LED incluraient :

• Courbe I-V (Courant-Tension) :Montre la relation exponentielle entre le courant direct et la tension directe. La courbe aura une tension de "genou" distincte autour de 1.8-2.0V, après quoi le courant augmente rapidement avec de petites augmentations de tension, soulignant pourquoi une commande à courant constant est essentielle.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct :Démontre que la sortie lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct, mais peut montrer une saturation ou une baisse d'efficacité à des courants très élevés.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante :Montre que la sortie lumineuse diminue lorsque la température de jonction augmente. C'est une considération critique pour les applications fonctionnant dans des environnements à haute température.
• Distribution spectrale :Un tracé de la puissance relative en fonction de la longueur d'onde, montrant un pic à environ 632nm et une largeur d'environ 20nm à la moitié de la puissance de crête.
• Diagramme d'angle de vision :Un diagramme polaire illustrant la distribution angulaire de l'intensité lumineuse, confirmant l'angle de vision de 120° avec une distribution Lambertienne ou quasi-Lambertienne due à la lentille diffusante.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du composant

La LED est conforme à un boîtier SMD standard EIA. Les dimensions clés (en mm) sont :

• Longueur totale : 3.2 mm
• Largeur totale : 2.8 mm
• Hauteur totale : 1.9 mm
• Largeur de la lentille : 2.2 mm
• Longueur de la lentille : 3.5 mm
• Largeur des broches : 0.7 mm
• Longueur des broches : 0.8 mm

La tolérance est de ±0.2mm sauf indication contraire. Un dessin coté détaillé est fourni dans la fiche technique originale.

5.2 Identification de la polarité et conception des pastilles

La connexion anode (positive) est identifiée. Pour un soudage fiable, une disposition recommandée des pastilles de fixation sur le circuit imprimé (PCB) est fournie, optimisée pour les processus de soudage par refusion infrarouge et en phase vapeur. Une conception correcte des pastilles est essentielle pour prévenir le phénomène de "tombstoning" (composant dressé sur une extrémité) et pour assurer une soudure fiable avec la quantité correcte de pâte à souder.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudage par refusion

Le composant est compatible avec le soudage par refusion infrarouge sans plomb (Pb-free). Le profil recommandé doit être conforme à la norme JEDEC J-STD-020B. Les paramètres clés incluent :

• Préchauffage :150-200°C pendant un maximum de 120 secondes pour chauffer progressivement la carte et les composants, activer le flux et éviter les chocs thermiques.
• Température de crête :Maximum de 260°C. Le temps au-dessus du liquidus (typiquement 217°C pour la soudure sans plomb) doit être contrôlé.
• Temps total de soudage :Maximum de 10 secondes à la température de crête. La refusion doit être limitée à un maximum de deux cycles.

Il est souligné que le profil optimal dépend de la conception spécifique du PCB, des composants, de la pâte à souder et du four, et doit être caractérisé pour chaque application.

6.2 Soudage manuel

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

• Température du fer :Maximum 300°C.
• Temps de soudage :Maximum 3 secondes par broche, et un seul cycle de soudage est autorisé pour éviter un stress thermique excessif sur le boîtier plastique et les fils de liaison internes.

6.3 Conditions de stockage

Les LED sont des dispositifs sensibles à l'humidité (MSD).

• Emballage scellé :Stocker à ≤30°C et ≤70% d'Humidité Relative (HR). La durée de conservation est d'un an lorsqu'elle est stockée dans le sac étanche à l'humidité d'origine avec dessiccant.
• Emballage ouvert :Les composants doivent être utilisés dans les 168 heures (7 jours) suivant l'exposition à l'air ambiant (≤30°C / ≤60% HR). Si ce délai est dépassé, un séchage à environ 60°C pendant au moins 48 heures est requis avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir le "popcorning" (fissuration du boîtier due à la pression de vapeur pendant la refusion). Pour le stockage à long terme des emballages ouverts, utiliser un conteneur scellé avec dessiccant ou un dessiccateur rempli d'azote.

6.4 Nettoyage

Si un nettoyage post-soudure est requis, seuls des solvants à base d'alcool spécifiés comme l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique doivent être utilisés à température normale pendant moins d'une minute. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager la lentille plastique ou le boîtier.

7. Informations sur l'emballage et la commande

• Spécifications de la bande :Les LED sont fournies sur bande porteuse gaufrée de 8mm de large.
• Spécifications de la bobine :La bande est enroulée sur une bobine standard de 7 pouces (178mm) de diamètre.
• Quantité par bobine :2000 pièces.
• Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.
• Normes :L'emballage est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481.
• Numéro de référence :LTST-E681VEWT. La convention de dénomination inclut généralement le code de série (LTST), le boîtier/style, le code couleur/longueur d'onde (E681VE), et éventuellement d'autres variantes (WT).

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Conception du circuit de commande

Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Pour assurer une luminosité stable et uniforme, en particulier lors de la commande de plusieurs LED en parallèle, une résistance de limitation de courant en série estobligatoirepour chaque LED. La valeur de la résistance (R) est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. En utilisant la V_Ftypique de 2.2V et un I_Fsouhaité de 20mA avec une alimentation de 5V : R = (5V - 2.2V) / 0.02A = 140 Ohms. Une résistance standard de 150 Ohms serait appropriée. Alimenter les LED directement depuis une source de tension sans limitation de courant entraînera un courant excessif et une défaillance rapide.

8.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit relativement faible (196mW), une gestion thermique efficace reste importante pour maintenir une fiabilité à long terme et une sortie lumineuse constante. 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 broches pour aider à dissiper la chaleur. Évitez de fonctionner aux limites maximales absolues de courant et de température pendant de longues périodes.

8.3 Champ d'application

Cette LED est destinée aux équipements électroniques généraux tels que les appareils de bureau, les dispositifs de communication et les applications domestiques. Elle n'est pas conçue ou qualifiée pour des applications critiques pour la sécurité où une défaillance pourrait mettre en danger la vie ou la santé (par exemple, l'aviation, les dispositifs médicaux de maintien de la vie, le contrôle des transports). Pour de telles applications, des composants avec les certifications de fiabilité appropriées doivent être sourcés.

9. Comparaison et différenciation techniques

Les principaux éléments différenciants de la LTST-E681VEWT dans sa catégorie incluent :

• Technologie des matériaux :Utilisation de l'AlInGaP, qui offre généralement une efficacité plus élevée et une meilleure stabilité thermique pour les couleurs rouge et ambre par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaAsP.
• Luminosité :Avec une intensité maximale de 2800mcd, elle offre une haute luminosité dans un format de boîtier standard.
• Angle de vision :L'angle de vision large de 120° avec une lentille diffusante offre une excellente visibilité hors axe, ce qui est préférable pour les indicateurs d'état par rapport aux LED à faisceau étroit.
• Compatibilité des processus :Une compatibilité totale avec l'assemblage SMT automatisé et les profils de refusion sans plomb standard réduit la complexité et le coût de fabrication.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Puis-je alimenter cette LED sans résistance série si mon alimentation est exactement de 2.2V ?

R : Non. La tension directe a une tolérance (±0.1V) et varie avec la température. Une légère surtension provoquerait une augmentation importante et incontrôlée du courant, risquant de détruire la LED. Utilisez toujours un mécanisme de limitation de courant.

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 est l'endroit où l'énergie lumineuse est physiquement émise au maximum. La Longueur d'onde dominante est calculée à partir des coordonnées de couleur et représente ce que l'œil humain perçoit comme la couleur. Pour les LED monochromatiques comme cette LED rouge, elles sont souvent proches, mais la Longueur d'onde dominante est le paramètre clé pour l'appariement des couleurs.

Q : Ma carte sera lavée après soudage. Cette LED est-elle compatible ?

R : La fiche technique spécifie un nettoyage uniquement avec des solvants à base d'alcool (isopropylique ou éthylique) pendant moins d'une minute. De nombreux nettoyants aqueux ou agressifs pour flux peuvent endommager le boîtier. Vérifiez la compatibilité avec votre processus de nettoyage spécifique.

Q : Pourquoi y a-t-il une durée de vie de 168 heures après ouverture du sac ?

R : Le boîtier plastique absorbe l'humidité de l'air. Pendant la chaleur élevée du soudage par refusion, cette humidité peut se transformer rapidement en vapeur, provoquant une pression interne qui peut fissurer le boîtier ou délaminer les couches internes ("popcorning"). La limite de 168 heures et la procédure de séchage gèrent ce risque.

11. Exemple d'application pratique

Scénario :Conception d'un indicateur d'état d'alimentation pour un routeur 12V DC.

Étapes de conception :

1. Sélection du courant de commande :Choisir un I_Fconservateur de 15mA pour une longue durée de vie et moins de chaleur.

2. Calcul de la résistance :En utilisant V_Ftypique = 2.2V. R = (12V - 2.2V) / 0.015A = 653 Ohms. Utiliser la valeur standard la plus proche, 680 Ohms.

3. Calcul de la puissance de la résistance : P_R= I_F²* R = (0.015)²* 680 = 0.153W. Une résistance standard de 1/4W (0.25W) est suffisante.

4. Implantation PCB :Placer la LED et sa résistance de 680Ω à proximité l'une de l'autre. Suivre la disposition recommandée des pastilles de la fiche technique pour un soudage fiable.

5. Assemblage :Utiliser le profil de refusion sans plomb conforme JEDEC. Si les cartes sont assemblées plus de 7 jours après l'ouverture du sac de LED, sécher les LED au préalable.

12. Principe de fonctionnement

L'émission de lumière dans la LTST-E681VEWT est basée sur l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice en matériaux AlInGaP. Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel interne de la jonction est appliquée, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région active. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, ils libèrent de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite, qui définit directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, le rouge à environ 624-632 nm. La lentille en époxy diffusante au-dessus de la puce sert à extraire la lumière du semi-conducteur et à façonner sa distribution angulaire en un motif large de 120 degrés.

13. Tendances technologiques

L'industrie de l'optoélectronique pour les LED indicatrices continue d'évoluer. Les tendances générales pertinentes pour des dispositifs comme la LTST-E681VEWT incluent :

• Efficacité accrue :Les améliorations continues en science des matériaux visent à produire plus de lumens par watt (lm/W), permettant une sortie plus lumineuse au même courant ou la même luminosité avec une consommation d'énergie plus faible et moins de chaleur.
• Miniaturisation :Bien que les boîtiers standards comme celui-ci restent prévalents, la pression est constante pour réduire l'encombrement et la hauteur pour des appareils électroniques toujours plus fins.
• Fiabilité améliorée :Les améliorations dans les matériaux de boîtier, les techniques de fixation de la puce et le câblage visent à prolonger la durée de vie opérationnelle et à augmenter la tolérance au stress thermique et mécanique.
• Cohérence des couleurs :Des tolérances de classement plus strictes et des contrôles de fabrication avancés réduisent les variations de couleur et de luminosité d'un lot à l'autre, ce qui est critique pour les applications utilisant plusieurs LED.
• Intégration :Une tendance existe vers l'intégration du circuit de commande, des fonctionnalités de protection (comme des diodes ESD) ou de plusieurs puces LED (RGB) dans un seul boîtier, bien que les LED discrètes restent fondamentales pour la simplicité et le coût dans de nombreuses applications.