Fiche technique LED SMD LTST-C19DTGKT-NB - Boîtier 0603 - 2,5-3,1V - Vert - 38mW - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une lampe LED miniature pour montage en surface (SMD). Conçu pour l'assemblage automatisé sur circuit imprimé (PCB), ce composant est idéal pour les applications à espace restreint dans une large gamme d'électronique grand public et industrielle. Son facteur de forme compact et sa compatibilité avec les procédés de fabrication en grande série en font un choix polyvalent pour la conception électronique moderne.

1.1 Caractéristiques et avantages clés

Cette LED offre plusieurs avantages distincts aux concepteurs et fabricants. Elle utilise une puce semi-conductrice InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium) Ultra Brillante, réputée pour son haut rendement et sa bonne pureté de couleur dans le spectre vert. Le composant est entièrement conforme à la directive RoHS (Restriction des Substances Dangereuses). Il est fourni sur bande industrielle standard de 8 mm enroulée sur bobines de 7 pouces de diamètre, facilitant la manutention par les équipements automatisés de pick-and-place. La conception du boîtier est compatible avec les procédés de brasage par refusion infrarouge (IR), s'alignant sur les lignes d'assemblage sans plomb (Pb-free) courantes.

1.2 Applications et marchés cibles

Cette LED SMD convient à de nombreuses applications nécessitant une indication ou un rétroéclairage fiable et compact. Les marchés principaux incluent les équipements de télécommunication (ex. : téléphones cellulaires et sans fil), les appareils de bureautique (ex. : ordinateurs portables, systèmes réseau) et divers appareils électroménagers. Les utilisations spécifiques englobent le rétroéclairage de clavier ou de pavé numérique, les indicateurs d'état pour appareils électroniques, l'intégration dans des micro-écrans, et les luminaires de signalisation ou symboliques généraux.

2. Dimensions du boîtier et spécifications mécaniques

La LED est logée dans un boîtier standard de type 0603, ce qui correspond à des dimensions d'environ 1,6 mm de longueur et 0,8 mm de largeur. La lentille spécifique de ce modèle est transparente avec un capot noir, ce qui aide à améliorer le contraste en réduisant la lumière parasite lorsque la LED est éteinte. La source lumineuse elle-même est une puce verte à base d'InGaN. Toutes les dimensions critiques sont fournies en millimètres, avec une tolérance standard de ±0,1 mm sauf indication contraire sur le dessin mécanique détaillé inclus dans la fiche technique.

3. Spécifications et caractéristiques techniques

3.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Elles sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C. Le courant direct continu maximal (IF) est de 10 mA. Un courant direct de crête plus élevé de 40 mA est autorisé en conditions pulsées (rapport cyclique 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). La dissipation de puissance maximale est de 38 mW. Le composant peut supporter un seuil de décharge électrostatique (ESD) de 2000 V selon le modèle du corps humain (HBM). La plage de température de fonctionnement admissible est de -20°C à +80°C, tandis que la plage de température de stockage est plus large, de -30°C à +100°C. La LED peut supporter un brasage par refusion infrarouge à une température de crête de 260°C pendant un maximum de 10 secondes.

3.2 Profil de refusion IR recommandé pour procédé sans plomb

Un profil de brasage par refusion recommandé est fourni pour assurer des soudures fiables sans endommager la LED. Le profil comprend typiquement une phase de préchauffage, un palier thermique, une zone de refusion avec une température de crête et une période de refroidissement. Le respect des limites de temps et de température spécifiées, en particulier le pic à 260°C pendant 10 secondes, est crucial pour maintenir l'intégrité du composant.

3.3 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à Ta=25°C et un courant direct (IF) de 5 mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend d'un minimum de 45,0 millicandelas (mcd) à un maximum de 180,0 mcd. La valeur typique se situe dans cette plage. La mesure suit la courbe de réponse de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ½) :50 degrés. C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse est la moitié de la valeur mesurée sur l'axe central.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λP) :Typiquement 534,0 nanomètres (nm).
• Longueur d'onde dominante (λd) :S'étend de 520,0 nm à 535,0 nm. Cette longueur d'onde unique représente le mieux la couleur perçue de la LED.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :Typiquement 35 nm. Cela indique la pureté spectrale de la lumière émise.
• Tension directe (VF) :S'étend de 2,50 Volts à 3,10 Volts à IF=5mA.
• Courant inverse (IR) :Maximum de 10 microampères (µA) lorsqu'une tension inverse (VR) de 5V est appliquée. Note : Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse.

4. Système de classement et de tri

Pour garantir l'uniformité en application, les LED sont triées en catégories (bins) basées sur des paramètres clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques de circuit ou esthétiques.

4.1 Classement par tension directe (VF)

Des catégories sont définies pour la chute de tension directe à IF=5mA. Le code E2 couvre 2,5V à 2,7V, E3 couvre 2,7V à 2,9V, et E4 couvre 2,9V à 3,1V. Une tolérance de ±0,1V s'applique au sein de chaque catégorie.

4.2 Classement par intensité lumineuse (Iv)

Des catégories sont définies pour le flux lumineux à IF=5mA. Le code P couvre 45,0 à 71,0 mcd, Q couvre 71,0 à 112,0 mcd, et R couvre 112,0 à 180,0 mcd. Une tolérance de ±15% s'applique au sein de chaque catégorie.

4.3 Classement par longueur d'onde dominante (Teinte)

Des catégories sont définies pour le point de couleur (longueur d'onde dominante). Le code AP couvre 520,0 à 525,0 nm, AQ couvre 525,0 à 530,0 nm, et AR couvre 530,0 à 535,0 nm. Une tolérance de ±1nm s'applique au sein de chaque catégorie.

5. Courbes de performance typiques et données graphiques

La fiche technique inclut plusieurs courbes caractéristiques tracées à une température ambiante de 25°C. Ces graphiques fournissent une vision visuelle du comportement du composant dans différentes conditions. Les courbes typiques incluent la relation entre la tension directe et le courant direct (courbe V-I), la variation de l'intensité lumineuse avec le courant direct, l'effet de la température ambiante sur l'intensité lumineuse, et la distribution spectrale de puissance relative montrant la longueur d'onde de crête et la largeur spectrale. L'analyse de ces courbes est essentielle pour la conception de circuit, comme la sélection de résistances de limitation de courant appropriées et la compréhension des performances dans différentes conditions thermiques.

6. Guide utilisateur et instructions de manipulation

6.1 Procédures de nettoyage

Les nettoyants chimiques non spécifiés doivent être évités car ils pourraient endommager le boîtier de la LED. Si un nettoyage est nécessaire après le brasage ou en raison d'une contamination, la méthode recommandée est d'immerger les LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute. Les composants doivent ensuite être soigneusement séchés.

6.2 Patron de pastilles PCB recommandé

Un dessin détaillé de la disposition recommandée des pastilles de soudure sur le circuit imprimé est fourni. Suivre ce patron assure la formation correcte du cordon de soudure, une bonne adhérence mécanique et un alignement correct pendant le processus de refusion. La conception tient compte des dimensions du composant et favorise une connexion électrique fiable.

6.3 Spécifications d'emballage en 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. La quantité standard par bobine est de 4000 pièces. Les dimensions détaillées pour l'alvéole de la bande, le pas et le moyeu de la bobine sont spécifiées pour assurer la compatibilité avec les équipements d'assemblage automatisés. L'emballage est conforme aux normes ANSI/EIA-481.

7. Mises en garde importantes et notes d'application

7.1 Application prévue et fiabilité

Cette LED est conçue pour une utilisation dans des équipements électroniques standards. Pour les applications nécessitant une fiabilité exceptionnelle ou où une défaillance pourrait mettre en danger la vie ou la santé (ex. : aviation, dispositifs médicaux, systèmes de sécurité), une consultation technique dédiée est obligatoire avant l'intégration pour évaluer la pertinence et le besoin potentiel de tests ou qualifications supplémentaires.

7.2 Conditions de stockage et sensibilité à l'humidité

Un stockage approprié est crucial pour éviter l'absorption d'humidité, qui peut provoquer l'effet \"pop-corn\" ou le délaminage pendant le brasage par refusion. Les sachets barrière non ouverts doivent être stockés à ≤30°C et ≤90% HR, et les composants doivent être utilisés dans l'année. Une fois le sachet d'origine ouvert, les LED sont classées au Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) 3. Cela signifie qu'elles doivent être soumises au brasage par refusion IR dans les 168 heures (7 jours) suivant l'exposition à un environnement de ≤30°C/60% HR. Pour un stockage au-delà de cette période en dehors du sachet d'origine, elles doivent être conservées dans un contenant hermétique avec dessiccant. Les composants dépassant la durée de vie de 168 heures nécessitent un processus de séchage (environ 60°C pendant au moins 20 heures) pour éliminer l'humidité avant le brasage.

7.3 Recommandations de brasage

Deux méthodes de brasage sont abordées. Pour le brasage par refusion, le profil doit limiter le préchauffage à 150-200°C, avec un temps de préchauffage maximal de 120 secondes. La température de crête ne doit pas dépasser 260°C, et le temps au-dessus de cette température doit être limité à un maximum de 10 secondes. La refusion doit être effectuée au maximum deux fois. Pour le brasage manuel à l'étain, la température de la panne ne doit pas dépasser 300°C, et le temps de contact doit être limité à 3 secondes par joint de soudure, idéalement en une seule opération. Il est souligné que le profil de refusion optimal dépend de la conception spécifique du PCB, des composants et de la pâte à souder utilisée, et doit être caractérisé en conséquence.

8. Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)

Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques et aux surtensions. Pour éviter des dommages latents ou catastrophiques, des mesures strictes de contrôle ESD doivent être mises en œuvre pendant la manipulation et l'assemblage. Cela inclut l'utilisation de bracelets de mise à la terre, de gants antistatiques, et de s'assurer que tous les postes de travail, outils et machines sont correctement mis à la terre. La cote de 2000V HBM indique un niveau de protection de base, mais la prévention de l'exposition aux sources ESD reste la stratégie principale.

9. Considérations de conception et intégration au circuit

Lors de l'intégration de cette LED dans un circuit, plusieurs facteurs doivent être calculés. Une résistance de limitation de courant est presque toujours nécessaire lors de l'alimentation par une source de tension. Sa valeur peut être calculée avec la loi d'Ohm : R = (V_alim - VF_LED) / IF, où VF_LED est la tension directe de la catégorie choisie, et IF est le courant de commande souhaité (ne pas dépasser 10mA DC). Par exemple, avec une alimentation de 5V et une VF typique de 2,8V à 5mA, la résistance serait (5 - 2,8) / 0,005 = 440 Ohms. Une résistance standard de 470 Ohms serait un choix approprié. Les concepteurs doivent également considérer l'environnement thermique, car des températures ambiantes élevées réduiront le flux lumineux et affecteront la fiabilité à long terme. Un espacement adéquat sur le PCB peut aider à la dissipation thermique.

10. Analyse de performance et contexte de comparaison

L'utilisation d'une puce InGaN pour l'émission verte représente la technologie moderne standard, offrant un bon rendement et une stabilité des couleurs par rapport aux technologies plus anciennes. Le boîtier 0603 est l'un des plus petits formats de LED SMD couramment utilisés, permettant des agencements à haute densité. La plage d'intensité lumineuse et l'angle de vision spécifiés rendent ce composant bien adapté pour les indicateurs d'état à vision directe et le rétroéclairage de faible niveau. La structure de tri détaillée permet une sélection précise dans les applications où l'uniformité de couleur ou l'appariement de la tension directe entre plusieurs LED est important, comme dans les réseaux ou affichages multi-LED.

11. Questions fréquemment posées (FAQ)

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

A : La longueur d'onde de crête (λP) est la longueur d'onde unique à laquelle le spectre d'émission a son intensité maximale. La longueur d'onde dominante (λd) est dérivée des coordonnées de couleur sur le diagramme de chromaticité CIE et représente la longueur d'onde unique d'une lumière monochromatique pure qui semblerait avoir la même couleur que la LED pour l'œil humain. λd est souvent plus pertinente pour la spécification de la couleur.

Q : Puis-je piloter cette LED sans résistance de limitation de courant ?

A : Non. Une LED est un dispositif piloté en courant. La connecter directement à une source de tension provoquera un courant excessif, dépassant rapidement les valeurs maximales et détruisant le composant. Une résistance en série ou un circuit pilote à courant constant est essentiel.

Q : Pourquoi la sensibilité à l'humidité lors du stockage et de la manipulation (MSL) est-elle importante ?

A : Les boîtiers SMD en plastique peuvent absorber l'humidité de l'air. Pendant le processus de brasage par refusion à haute température, cette humidité piégée peut se vaporiser rapidement, créant une pression interne qui peut fissurer le boîtier ou le délaminer de la puce (effet \"pop-corn\"). Le respect des cotes MSL et des procédures de séchage prévient ce mode de défaillance.

Q : Comment interpréter les codes de catégorie lors de la commande ?

A : La spécification complète du produit est définie par une combinaison de catégories pour VF, Iv et la Teinte (ex. : E3-Q-AP). Pour des résultats cohérents dans une série de production, il est conseillé de spécifier les codes de catégorie requis ou une plage autorisée lors de la passation des commandes.

12. Aperçu technologique et tendances

Cette LED utilise le matériau semi-conducteur InGaN, qui est la norme pour produire des LED bleues, vertes et blanches de haute luminosité. La tendance pour les LED SMD continue vers un rendement plus élevé (plus de lumière par watt électrique), des tailles de boîtier plus petites pour une flexibilité de conception accrue, et une amélioration de la restitution des couleurs et de l'uniformité. Les procédés de fabrication se concentrent sur des tolérances de tri plus serrées et une fiabilité améliorée pour répondre aux exigences des applications automobile, industrielle et grand public. Le passage au brasage sans plomb (Pb-free), comme abordé dans cette fiche technique, est désormais une norme industrielle universelle motivée par les réglementations environnementales.