Fiche technique LED SMD LTST-M140TGKT - 3.2x1.6x1.2mm - 3.8V Max - 80mW - Lentille verte transparente - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes du LTST-M140TGKT, une diode électroluminescente (LED) pour montage en surface (SMD). Ce composant est conçu pour les processus d'assemblage automatisé de cartes de circuits imprimés (PCB) et convient aux applications où l'espace est une contrainte critique. La LED présente une lentille transparente encapsulant une puce semi-conductrice InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium) qui émet une lumière verte.

Les principaux objectifs de conception de cette famille de LED incluent la compatibilité avec la fabrication en grande série, la fiabilité dans des conditions de fonctionnement standard et des performances optiques constantes. Ces LED sont conçues pour répondre aux exigences des équipements électroniques modernes, offrant un équilibre entre taille, performance et rentabilité pour les fonctions d'indication et d'éclairage.

1.1 Caractéristiques

• Conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses).
• Conditionnée en bande standard de 12 mm sur bobines de 7 pouces de diamètre pour les équipements de placement automatique.
• Boîtier conforme à la norme EIA (Electronic Industries Alliance).
• Les caractéristiques d'entrée/sortie sont compatibles avec les niveaux logiques standard des circuits intégrés (CI).
• Conçu pour la compatibilité avec les systèmes de placement et d'assemblage automatiques.
• Résiste aux processus de soudage par refusion infrarouge (IR) couramment utilisés en technologie de montage en surface (SMT).
• Préconditionné au niveau de sensibilité à l'humidité JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) MSL 3, indiquant une durée de vie hors sac de 168 heures à <30°C/60% HR après ouverture de l'emballage.

1.2 Applications

Cette LED est destinée à être utilisée comme indicateur d'état, rétroéclairage ou source de signal dans une large gamme de produits électroniques. Les domaines d'application typiques incluent :

• Équipements de télécommunication (ex. : routeurs, commutateurs, téléphones).
• Appareils de bureautique (ex. : imprimantes, scanners, périphériques multifonctions).
• Appareils électroménagers et électronique grand public.
• Panneaux de contrôle et équipements industriels.
• Rétroéclairage de façade pour affichages et boutons.
• Luminaires symboliques ou informatifs en intérieur.

2. Dimensions du boîtier et informations mécaniques

Le LTST-M140TGKT utilise un boîtier LED SMD standard. La couleur de la lentille est spécifiée comme "Transparente", et la couleur de la source lumineuse est Verte, produite par la puce InGaN.

Notes mécaniques clés :

• Toutes les dimensions linéaires fournies sur le dessin du boîtier sont en millimètres (mm).
• La tolérance dimensionnelle par défaut est de ±0,2 mm (±0,008 pouces) sauf indication contraire spécifique sur le dessin.
• Le boîtier est conçu pour la stabilité pendant le processus de soudage par refusion et pour des performances optiques fiables tout au long de la durée de vie du produit.

3. Caractéristiques nominales et électriques

Toutes les spécifications sont définies à une température ambiante (Ta) de 25°C sauf indication contraire. Dépasser les valeurs maximales absolues peut causer des dommages permanents au composant.

3.1 Valeurs maximales absolues

• Dissipation de puissance (Pd) :80 mW
• Courant direct de crête (I_F(PEAK)) :100 mA (Maximum admissible en conditions pulsées avec un rapport cyclique de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms).
• Courant direct continu (I_F) :20 mA (DC).
• Plage de température de fonctionnement (T_opr) :-40°C à +85°C.
• Plage de température de stockage (T_stg) :-40°C à +100°C.

3.2 Profil de refusion IR suggéré pour procédé sans plomb

Le composant est qualifié pour les procédés de soudage sans plomb. Le profil de refusion recommandé est conforme à la norme J-STD-020B. Les paramètres clés de ce profil incluent une préchauffe contrôlée, un temps défini au-dessus du liquidus et une température de pic ne dépassant pas 260°C. Les vitesses de montée, temps de maintien et vitesses de refroidissement spécifiques doivent être optimisés pour l'assemblage PCB spécifique, mais le profil garantit que l'intégrité du boîtier LED est maintenue pendant le soudage.

3.3 Caractéristiques électriques et optiques

Les performances typiques sont mesurées à I_F= 20 mA, Ta = 25°C.

• Flux lumineux (Φ_v) :0,84 lm (Min), 2,70 lm (Max). Mesuré avec un capteur/filtre approximant la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.
• Intensité lumineuse (I_v) :280 mcd (Min), 900 mcd (Max). Il s'agit d'une valeur dérivée du flux lumineux à titre indicatif ; la spécification optique principale est le flux lumineux.
• Angle de vision (2θ_1/2) :120 degrés (Typique). Défini comme l'angle total pour lequel l'intensité est la moitié de l'intensité axiale de crête.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :518 nm (Typique). La longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :520 nm à 535 nm. La longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur. La tolérance est de ±1 nm à l'intérieur de son bin.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :35 nm (Typique). La largeur spectrale à 50% de l'intensité de crête.
• Tension directe (V_F) :2,8 V (Min), 3,8 V (Max) à 20mA. La tolérance pour un bin spécifique est de ±0,1V.
• Courant inverse (I_R) :10 μA (Max) à V_R= 5V. Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; ce test est uniquement pour la vérification de la qualité.

Notes de mesure importantes :

1. Le flux lumineux est la grandeur photométrique principale. L'intensité lumineuse (mcd) est fournie à titre indicatif sur la base de conditions de mesure standard.
2. L'angle de vision est défini par les points de demi-intensité.
3. La longueur d'onde dominante est dérivée des coordonnées chromatiques CIE.
4. Le test de tension inverse est destiné à l'assurance qualité interne ; la LED ne doit pas être soumise à une polarisation inverse dans les circuits d'application.

4. Système de classement par bins

Pour garantir la cohérence de la couleur et de la luminosité en production, les LED sont triées en bins en fonction de paramètres clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner le bin approprié pour les exigences de leur application.

4.1 Classement par tension directe (V_F)

Classement à I_F= 20 mA pour la couleur verte.

Code Bin D7 : 2,8V - 3,0V

Code Bin D8 : 3,0V - 3,2V

Code Bin D9 : 3,2V - 3,4V

Code Bin D10 : 3,4V - 3,6V

Code Bin D11 : 3,6V - 3,8V

Tolérance à l'intérieur de chaque bin : ±0,1V.

4.2 Classement par flux lumineux / intensité

Classement à I_F= 20 mA pour la couleur verte. L'intensité lumineuse est donnée à titre indicatif.

Code Bin E1 : 0,84 lm - 1,07 lm (280 mcd - 355 mcd)

Code Bin E2 : 1,07 lm - 1,35 lm (355 mcd - 450 mcd)

Code Bin F1 : 1,35 lm - 1,68 lm (450 mcd - 560 mcd)

Code Bin F2 : 1,68 lm - 2,13 lm (560 mcd - 710 mcd)

Code Bin G1 : 2,13 lm - 2,70 lm (710 mcd - 900 mcd)

Tolérance sur chaque bin d'intensité lumineuse : ±11%.

4.3 Classement par teinte (longueur d'onde dominante)

Classement à I_F= 20 mA pour la couleur verte.

Code Bin AP : 520,0 nm - 525,0 nm

Code Bin AQ : 525,0 nm - 530,0 nm

Code Bin AR : 530,0 nm - 535,0 nm

Tolérance à l'intérieur de chaque bin : ±1 nm.

5. Courbes de performances typiques

Des représentations graphiques des caractéristiques clés sont fournies pour faciliter la conception. Ces courbes sont typiques et basées sur des tests à 25°C de température ambiante.

• Intensité lumineuse relative vs. Courant direct :Montre la relation non linéaire entre le courant d'alimentation et la sortie lumineuse.
• Tension directe vs. Courant direct :Illustre la caractéristique I-V de la diode.
• Intensité lumineuse relative vs. Température ambiante :Démontre la diminution de la sortie lumineuse lorsque la température de jonction augmente.
• Distribution spectrale de puissance :Représente la puissance rayonnante relative en fonction de la longueur d'onde, centrée autour de 518 nm.
• Diagramme d'angle de vision :Un diagramme polaire montrant la distribution angulaire de l'intensité lumineuse.

Ces courbes sont essentielles pour concevoir un circuit d'alimentation approprié, gérer les effets thermiques et comprendre la distribution spatiale de la lumière pour la conception de systèmes optiques.

6. Guide utilisateur et instructions de manipulation

6.1 Nettoyage

Les nettoyants chimiques non spécifiés ne doivent pas être utilisés car ils pourraient endommager le matériau du boîtier LED (lentille en époxy). Si un nettoyage après soudage est nécessaire, la méthode recommandée est d'immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant une durée ne dépassant pas une minute. L'agitation doit être douce pour éviter les contraintes mécaniques.

6.2 Patron de pastille PCB recommandé

Un modèle de pastille de soudure suggéré pour le soudage par refusion infrarouge ou en phase vapeur est fourni. Ce modèle est conçu pour assurer la formation fiable du joint de soudure, un bon auto-alignement pendant la refusion dû à la tension superficielle et un soulagement thermique suffisant. Les dimensions équilibrent le volume de soudure, la résistance du joint et la prévention des ponts de soudure.

6.3 Spécifications de conditionnement en bande et bobine

Les LED sont fournies en bande porteuse gaufrée avec une bande de protection, enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Les dimensions détaillées pour la taille de la poche, la largeur de la bande, le pas et le moyeu de la bobine sont spécifiées pour garantir la compatibilité avec les chargeurs des équipements SMT automatisés. La quantité standard par bobine est de 3000 pièces.

6.4 Notes sur les bobines et le conditionnement

• Les poches vides dans la bande sont scellées avec la bande de protection.
• Conditionnement standard : 3000 pièces par bobine de 7 pouces.
• Une quantité minimale de commande (MOQ) de 500 pièces est disponible pour les quantités restantes.
• Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481.
• Un maximum de deux composants manquants consécutifs (poches vides) est autorisé selon la spécification de la bande.

7. Précautions et notes d'application

7.1 Application prévue

Cette LED est conçue pour être utilisée dans des équipements électroniques commerciaux et industriels standard, y compris la bureautique, les télécommunications, les appareils électroménagers et les applications d'indication générales. Elle n'est pas spécifiquement conçue ou testée pour des applications où une défaillance pourrait entraîner un risque direct pour la vie, la santé ou la sécurité (ex. : contrôle aérien, dispositifs médicaux de maintien des fonctions vitales, systèmes de sécurité des transports). Pour de telles applications à haute fiabilité, une consultation avec le fabricant du composant pour une évaluation de l'adéquation est obligatoire.

7.2 Conditions de stockage

Sac barrière à l'humidité scellé (MBB) :Stocker à ≤30°C et ≤70% d'Humidité Relative (HR). Les composants ont une durée de conservation d'un an à partir du code date lorsqu'ils sont stockés dans le sac d'origine avec dessiccant.

Après ouverture du sac :La "durée de vie hors sac" à ≤30°C / ≤60% HR est de 168 heures (JEDEC MSL 3). Les composants exposés au-delà de cette durée peuvent absorber de l'humidité, entraînant un potentiel "effet pop-corn" ou un délaminage pendant le soudage par refusion.

Stockage prolongé (hors sac) :Pour un stockage au-delà de 168 heures, placer les composants dans un conteneur scellé avec un dessiccant frais ou dans un dessiccateur purgé à l'azote.

Rebaking (séchage) :Les composants qui ont dépassé la durée de vie hors sac de 168 heures doivent être séchés à environ 60°C pendant au moins 48 heures avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée.

7.3 Recommandations de soudage

Soudage par refusion (Méthode principale) :

- Température de préchauffe : 150-200°C.

- Temps au-dessus du liquidus (temps de préchauffe) : 120 secondes maximum.

- Température de pic du corps : 260°C maximum.

- Temps à la température de pic : 10 secondes maximum.

- Nombre maximum de cycles de refusion : Deux.

Soudage manuel (fer à souder) :À utiliser uniquement pour la réparation ou la retouche.

- Température de la pointe du fer : 300°C maximum.

- Temps de soudage par borne : 3 secondes maximum.

- Nombre maximum de cycles de soudage manuel : Un.

Note importante :Le profil de refusion optimal dépend de la conception spécifique du PCB, du nombre de composants, de la pâte à souder et des caractéristiques du four. Les directives fournies et le profil basé sur JEDEC sont des points de départ qui doivent être validés pour la ligne d'assemblage de production réelle.

8. Considérations de conception et analyse technique

8.1 Conception du circuit d'alimentation

La plage de tension directe (V_F) de 2,8V à 3,8V à 20mA nécessite un circuit d'alimentation à courant constant pour une sortie lumineuse stable, en particulier lorsque plusieurs LED sont utilisées en série ou lorsque la cohérence de la luminosité est critique. Une simple résistance en série peut être utilisée pour des applications à une seule LED et à faible coût, mais le courant variera avec la V_Fspécifique de la LED et la tension d'alimentation. Par exemple, avec une alimentation de 5V et une cible de 20mA, la résistance série (R_S) serait calculée comme R_S= (V_alim- V_F) / I_F. En utilisant la V_Fmax de 3,8V, on obtient R_S= (5 - 3,8) / 0,02 = 60Ω. En utilisant la V_Fmin de 2,8V avec la même résistance, on obtient I_F= (5 - 2,8) / 60 ≈ 36,7mA, ce qui dépasse le courant continu maximal absolu. Par conséquent, une source de courant régulée ou une sélection minutieuse de la résistance basée sur le bin V_Fle plus défavorable est conseillée.

8.2 Gestion thermique

Avec une dissipation de puissance maximale de 80mW (à 20mA et jusqu'à 3,8V), la gestion thermique est importante pour maintenir la longévité et une sortie lumineuse stable. L'intensité lumineuse diminue lorsque la température de jonction augmente, comme le montrent les courbes caractéristiques. Pour minimiser l'élévation de température :

1. Utiliser le patron de pastille PCB recommandé pour assurer une conduction thermique adéquate du boîtier LED vers la carte.

2. Envisager l'utilisation de vias thermiques dans le PCB sous le plot thermique de la LED (le cas échéant) pour conduire la chaleur vers les couches internes ou l'autre face de la carte.

3. Éviter de fonctionner au courant maximal absolu pendant de longues périodes.

4. Assurer une ventilation adéquate dans le boîtier du produit fini si la dissipation de puissance est une préoccupation dans les configurations à haute densité.

8.3 Considérations de conception optique

L'angle de vision de 120 degrés et la lentille transparente produisent un diagramme d'émission large et diffus, adapté aux indicateurs d'état qui doivent être visibles sous un large éventail d'angles. Pour les applications nécessitant un faisceau plus focalisé, des optiques secondaires (ex. : lentilles, guides de lumière) seraient nécessaires. Les bins de longueur d'onde dominante (AP, AQ, AR) permettent une sélection basée sur la teinte de vert souhaitée, ce qui peut être important pour les indicateurs codés par couleur ou l'harmonisation esthétique dans les réseaux de rétroéclairage.

8.4 Comparaison avec les technologies alternatives

L'utilisation de la technologie InGaN pour les LED vertes offre des avantages en termes d'efficacité et de luminosité par rapport aux technologies plus anciennes comme le Phosphure de Gallium (GaP). Les LED InGaN ont généralement une largeur de bande spectrale plus étroite, ce qui donne une couleur verte plus saturée. L'angle de vision de 120 degrés est une norme courante, offrant un bon équilibre entre visibilité large et intensité frontale. Pour les applications nécessitant un champ de vision encore plus large, des types de lentilles diffusantes ou des boîtiers à vue latérale pourraient être envisagés.

8.5 Facteurs de fiabilité et de durée de vie

La durée de vie des LED est principalement affectée par la température de jonction de fonctionnement et le courant d'alimentation. Fonctionner bien en deçà des limites spécifiées - par exemple, à 15-18mA au lieu de 20mA - peut prolonger considérablement la durée de vie opérationnelle. Le respect strict du profil de soudage prévient les chocs thermiques et les contraintes sur le boîtier. Suivre les procédures de manipulation de sensibilité à l'humidité (MSL 3) est essentiel pour éviter les défaillances latentes causées par la fissuration du boîtier induite par l'humidité pendant la refusion.