Fiche technique LED SMD LTST-T680VEWT - Rouge AlInGaP - Angle de vision 120° - 2,1V Typ - 50mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED à montage en surface (SMD) conçue pour l'assemblage automatisé sur carte de circuit imprimé (PCB). Le composant est conçu pour des applications à encombrement réduit dans un large éventail d'équipements électroniques. Son format miniature et sa compatibilité avec les processus d'assemblage standards le rendent adapté à l'intégration dans l'électronique grand public et industrielle moderne où une indication d'état fiable ou un rétroéclairage est requis.

1.1 Caractéristiques

• Conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses).
• Conditionné en bande de 8 mm sur bobines de 7 pouces de diamètre pour machines de placement automatique.
• Boîtier standard conforme à la norme EIA (Electronic Industries Alliance).
• Entrée/sortie compatible avec les niveaux logiques des circuits intégrés (CI).
• Conçu pour la compatibilité avec les équipements de placement automatique.
• Adapté aux processus de soudage par refusion infrarouge (IR).
• Préconditionné pour atteindre le niveau de sensibilité à l'humidité 3 de la norme JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council).

1.2 Applications

• Équipements de télécommunication (ex. : téléphones sans fil, téléphones cellulaires).
• Appareils de bureautique (ex. : ordinateurs portables, systèmes réseau).
• Électroménager et électronique grand public.
• Panneaux de contrôle et d'instrumentation industriels.
• Indicateurs d'état et d'alimentation à usage général.
• Éclairage de signaux et de symboles.
• Rétroéclairage de panneaux avant et d'affichages.

2. Boîtier et dimensions

La LED utilise un matériau de lentille diffusant avec un matériau semi-conducteur AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) comme source lumineuse, produisant une couleur rouge. Les dimensions du boîtier sont fournies dans des dessins mécaniques détaillés (se référer aux figures de la fiche technique originale). Toutes les dimensions principales sont spécifiées en millimètres (mm) avec une tolérance standard de ±0,2 mm sauf indication contraire. Le composant est sensible à la polarité, et une orientation correcte lors du placement est cruciale pour un fonctionnement adéquat.

3. Spécifications et caractéristiques

3.1 Spécifications absolues maximales

Des contraintes au-delà de ces limites peuvent causer des dommages permanents au composant. Toutes les spécifications sont données à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Dissipation de puissance (Pd) :130 mW
• Courant direct de crête (IFP) :100 mA (à un cycle de service de 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms)
• Courant direct continu (IF) :50 mA
• Tension inverse (VR) :5 V
• Plage de température de fonctionnement (Topr) :-40°C à +85°C
• Plage de température de stockage (Tstg) :-40°C à +100°C

3.2 Profil de refusion IR recommandé

Pour les processus de soudage sans plomb, un profil de refusion conforme à la norme J-STD-020B est recommandé. Le profil comprend généralement une phase de préchauffage, un palier thermique, une zone de refusion avec une température de crête et une phase de refroidissement. Le respect des limites de temps et de température spécifiées, en particulier la température de crête maximale de 260°C, est essentiel pour éviter les dommages thermiques au boîtier de la LED et assurer des soudures fiables.

3.3 Caractéristiques électriques et optiques

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

• Intensité lumineuse (Iv) :710,0 - 1400,0 mcd (millicandela). Mesurée avec un filtre approximant la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ1/2) :120 degrés (typique). Défini comme l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse est la moitié de l'intensité axiale (sur l'axe).
• Longueur d'onde d'émission de crête (λP) :633 nm (nanomètres, typique). La longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λd) :624 nm (typique). La longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, dérivée du diagramme de chromaticité CIE. Tolérance de ±1 nm.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :15 nm (typique). La largeur spectrale à la moitié de l'intensité maximale.
• Tension directe (VF) :2,1 V (typique), 2,6 V (maximum). Tolérance de ±0,1 V à IF=20mA.
• Courant inverse (IR) :10 μA (microampères, maximum) à VR=5V.

4. Système de classement (Binning)

Pour assurer une uniformité de luminosité dans les applications de production, les LED sont triées en classes (bins) en fonction de l'intensité lumineuse mesurée à 20mA.

• Code de classe V1 :710,0 mcd (Min) à 900,0 mcd (Max)
• Code de classe V2 :900,0 mcd (Min) à 1120,0 mcd (Max)
• Code de classe W1 :1120,0 mcd (Min) à 1400,0 mcd (Max)

La tolérance au sein de chaque classe d'intensité est d'environ ±11%. Les concepteurs doivent tenir compte de cette variation lorsque plusieurs LED sont utilisées dans un réseau pour obtenir un aspect uniforme.

5. Courbes de performance typiques

La fiche technique comprend des représentations graphiques des relations clés (se référer aux figures originales). Celles-ci illustrent généralement :

• Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct :Montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, généralement de manière non linéaire, soulignant l'importance de la régulation du courant.
• Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante :Démontre la diminution de la sortie lumineuse lorsque la température de jonction augmente, un facteur critique pour la gestion thermique.
• Tension directe en fonction du courant direct :Représente la courbe caractéristique I-V de la diode.
• Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant la bande d'émission étroite caractéristique des LED AlInGaP centrée autour de 633 nm.

6. Guide utilisateur et manipulation

6.1 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après soudage ou en cas de contamination, n'utiliser que les solvants spécifiés. Immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute. Ne pas utiliser de nettoyage par ultrasons ou de liquides chimiques non spécifiés, car ils pourraient endommager la lentille en époxy ou le boîtier.

6.2 Configuration recommandée des pastilles PCB

Un motif de pastilles (empreinte) recommandé pour le PCB est fourni pour assurer la formation correcte du ménisque de soudure et la stabilité mécanique lors du soudage par refusion infrarouge ou en phase vapeur. Suivre cette recommandation aide à prévenir le phénomène de "tombstoning" (composant dressé sur une extrémité) et assure une connexion électrique fiable.

6.3 Conditionnement : Bande et bobine

Les LED sont fournies dans une bande porteuse gaufrée avec une bande de protection, enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Les spécifications clés incluent :

• Pas des alvéoles :8 mm.
• Quantité par bobine :2000 pièces.
• Nombre maximum de composants manquants consécutifs :Deux alvéoles.
• Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481.

Ce format de conditionnement est standard pour les lignes d'assemblage automatisées à haute vitesse.

7. Mises en garde importantes et notes d'application

7.1 Application prévue

Cette LED est conçue pour une utilisation dans des équipements électroniques commerciaux et industriels standards. Elle n'est pas destinée à des applications critiques pour la sécurité où une défaillance pourrait directement mettre en danger la vie ou la santé (ex. : aviation, dispositifs médicaux de maintien des fonctions vitales, contrôle des transports). Pour de telles applications, une consultation avec le fabricant pour des composants avec des qualifications de fiabilité exceptionnelles est obligatoire.

7.2 Conditions de stockage

Un stockage approprié est vital pour éviter l'absorption d'humidité, qui peut provoquer l'effet "popcorn" (fissuration du boîtier) pendant le soudage par refusion.

• Emballage scellé :Stocker à ≤30°C et ≤70% d'Humidité Relative (HR). Utiliser dans l'année.
• Emballage ouvert :Si le sac barrière à l'humidité est ouvert, les composants doivent être stockés à ≤30°C et ≤60% HR. Il est fortement recommandé de terminer le processus de refusion IR dans les 168 heures (7 jours) suivant l'exposition.
• Stockage prolongé (ouvert) :Pour un stockage au-delà de 168 heures, placer les composants dans un conteneur scellé avec un dessiccant ou dans un dessiccateur à azote. Les composants stockés hors du sac pendant plus de 168 heures nécessitent un préconditionnement par cuisson d'au moins 48 heures à environ 60°C avant soudage pour éliminer l'humidité absorbée.

7.3 Recommandations de soudage

Respecter les conditions de soudage suivantes pour éviter les dommages thermiques :

• Soudage par refusion :
  • Préchauffage : 150–200°C
  • Temps de préchauffage : 120 secondes maximum
  • Température de crête : 260°C maximum
  • Temps au-dessus du liquidus : 10 secondes maximum (maximum deux cycles de refusion autorisés)
• Soudage manuel (Fer à souder) :
  • Température de la pointe : 300°C maximum
  • Temps de contact : 3 secondes maximum (une seule fois par borne)

Notez que le profil de refusion optimal dépend de la conception spécifique du PCB, de la pâte à souder et du four. Le profil fourni, basé sur les normes JEDEC, sert de cible générique.

7.4 Conception du circuit de commande

Les LED sont des dispositifs à commande par courant. Leur tension directe (VF) présente une tolérance et un coefficient de température négatif. Pour assurer une luminosité uniforme lors de la commande de plusieurs LED, surtout en parallèle, une résistance limitant le courant doit être utilisée en série avecchaqueLED. Il n'est pas recommandé de commander des LED en parallèle sans résistances individuelles (comme dans le Modèle de circuit B), car de petites variations de VF entraîneront des différences significatives dans le partage du courant et, par conséquent, dans l'intensité lumineuse.

7.5 Sensibilité aux Décharges Électrostatiques (ESD)

Comme la plupart des dispositifs semi-conducteurs, les LED sont sensibles aux dommages causés par les décharges électrostatiques. Les précautions standard de manipulation ESD doivent être observées pendant l'assemblage et la manipulation. Cela inclut l'utilisation de postes de travail mis à la terre, de bracelets antistatiques et de conteneurs conducteurs.

8. Analyse technique approfondie et considérations de conception

8.1 Technologie des matériaux : AlInGaP

L'utilisation du Phosphure d'Aluminium Indium Gallium (AlInGaP) comme matériau semi-conducteur actif est la clé de la performance de cette LED. La technologie AlInGaP permet une émission à haut rendement dans la région rouge à orange ambré du spectre visible. Comparée aux technologies plus anciennes comme le GaAsP, les LED AlInGaP offrent une efficacité lumineuse supérieure, une meilleure stabilité thermique et une durée de vie opérationnelle plus longue. La lentille diffusante élargit en outre l'angle de vision à 120 degrés, la rendant idéale pour les applications nécessitant une visibilité grand angle.

8.2 Gestion thermique

La dissipation de puissance maximale est de 130 mW. Bien que cela semble faible, une dissipation thermique efficace via le PCB reste importante. L'intensité lumineuse de la LED diminue lorsque sa température de jonction augmente, comme le montrent les courbes de performance. Pour les conceptions fonctionnant à des températures ambiantes élevées ou près du courant direct maximum, assurer un dégagement thermique adéquat dans la conception des pastilles PCB (ex. : vias thermiques vers les plans de masse internes) peut aider à maintenir une luminosité constante et une longue durée de vie.

8.3 Intégration de la conception optique

L'angle de vision de 120 degrés avec une lentille diffusante fournit un faisceau large et doux adapté aux applications d'indicateur où la LED peut être vue sous différents angles. Les concepteurs doivent tenir compte de ce diagramme de faisceau lors de la conception de guides de lumière, de lentilles ou de cadres pour éviter de créer des points chauds ou des ombres indésirables. La longueur d'onde dominante de 624 nm se situe dans la région rouge-orange, très visible pour l'œil humain et une couleur standard pour les indicateurs d'état "sous tension" ou "actif".

8.4 Fiabilité et durée de vie

La plage de température de fonctionnement spécifiée de -40°C à +85°C et la plage de stockage jusqu'à 100°C indiquent une construction robuste. Le préconditionnement au niveau JEDEC 3 suggère que le boîtier peut résister aux conditions typiques d'atelier de fabrication pendant un temps limité. La fiabilité à long terme est influencée par le courant de fonctionnement et la température de jonction ; réduire le courant de fonctionnement par rapport au maximum absolu de 50mA prolongera significativement la durée de vie opérationnelle du dispositif.

9. Comparaison et guide de sélection

Lors de la sélection d'une LED SMD pour une application d'indicateur rouge, les principaux critères de différenciation incluent :

• Angle de vision :L'angle de 120° de ce composant est plus large que celui de nombreuses LED standards (souvent 60-90°), offrant une meilleure visibilité hors axe.
• Classement d'intensité (Binning) :La disponibilité de plusieurs classes d'intensité (V1, V2, W1) permet aux concepteurs de sélectionner le niveau de luminosité approprié pour leur application, optimisant potentiellement le coût.
• Tension directe :Une VF typique de 2,1V est relativement basse, réduisant la consommation d'énergie et facilitant la conception pour les systèmes basse tension par rapport à d'autres technologies de LED.
• Compatibilité du boîtier :Le boîtier standard EIA assure la compatibilité avec une vaste bibliothèque d'empreintes PCB existantes et de bibliothèques de buses de placement.

10. Questions Fréquemment Posées (FAQ)

Q : Puis-je commander cette LED directement depuis une sortie logique 3,3V ou 5V ?

R : Non. Vous devez utiliser une résistance limitant le courant en série. Par exemple, avec une alimentation de 5V et un courant cible de 20mA, en utilisant la VF typique de 2,1V, la valeur de la résistance serait R = (5V - 2,1V) / 0,02A = 145 Ohms. Une résistance standard de 150 Ohms serait appropriée.

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 (λP) est la longueur d'onde physique à laquelle la LED émet le plus de puissance optique. La Longueur d'onde dominante (λd) est la longueur d'onde unique perçue qui correspond à la couleur vue par l'œil humain, calculée à partir des coordonnées de couleur CIE. λd est souvent plus pertinente pour la spécification de la couleur.

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

R : Le boîtier plastique de la LED peut absorber l'humidité. Pendant le processus de soudage par refusion à haute température, cette humidité piégée peut se vaporiser rapidement, créant une pression interne qui peut délaminer le boîtier ou fissurer la lentille en époxy, entraînant une défaillance immédiate ou latente.

Q : Comment interpréter la valeur d'intensité lumineuse (ex. : 900 mcd) ?

A : L'intensité lumineuse mesure la luminosité perçue d'une source ponctuelle dans une direction spécifique (candelas). 900 mcd (0,9 cd) est assez lumineux pour une LED indicateur standard. La valeur est mesurée sur l'axe. En raison de l'angle de vision de 120°, l'intensité diminue significativement aux angles plus larges.