Fiche technique LED SMD LTST-M670KGKT - AlInGaP Vert - 2.4V - 72mW - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-M670KGKT est une LED à montage en surface de haute luminosité conçue pour les applications électroniques modernes. Il utilise un matériau semi-conducteur à base de phosphure d'aluminium, d'indium et de gallium (AlInGaP) pour produire une lumière verte. Le composant est logé dans un boîtier standard compatible EIA avec une lentille transparente, ce qui permet de maximiser l'extraction de la lumière et offre un large angle de vision. Cette LED est spécifiquement conçue pour être compatible avec les équipements d'assemblage automatisés de type pick-and-place et les procédés de soudage par refusion infrarouge (IR), la rendant adaptée à la production en grande série. Ses principaux avantages incluent des performances constantes, la conformité environnementale et une facilité d'intégration dans les lignes de production automatisées.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les limites opérationnelles du composant sont définies à une température ambiante (Ta) de 25°C. Le dépassement de ces valeurs peut causer des dommages permanents. Le courant direct continu (DC) maximal est de 30 mA. Pour un fonctionnement en impulsions, un courant direct crête de 80 mA est autorisé sous un cycle de service de 1/10 avec une largeur d'impulsion de 0,1 ms. La dissipation de puissance maximale est de 72 mW. La LED peut supporter une tension inverse allant jusqu'à 5 V. La plage de température de fonctionnement est de -40°C à +85°C, et la plage de température de stockage s'étend de -40°C à +100°C.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Les paramètres de performance clés sont mesurés à Ta=25°C et avec un courant direct (IF) de 20 mA. La tension directe typique (VF) est de 2,4 V, avec une plage de 2,0 V à 2,4 V. L'intensité lumineuse (IV) a une valeur typique de 180 millicandelas (mcd), avec une valeur minimale spécifiée de 56 mcd. L'angle de vision (2θ1/2), défini comme l'angle total où l'intensité chute à la moitié de sa valeur axiale, est de 120 degrés. La longueur d'onde d'émission de crête (λP) est de 574 nm, et la longueur d'onde dominante (λd) est de 571 nm. La demi-largeur de la raie spectrale (Δλ) est de 15 nm. Le courant inverse (IR) est d'un maximum de 10 μA lorsqu'une tension inverse (VR) de 5 V est appliquée.

3. Explication du système de classement (binning)

Le produit est classé en catégories (bins) selon trois paramètres clés pour garantir l'uniformité dans l'application. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED aux caractéristiques très proches pour une apparence et des performances uniformes dans leurs conceptions.

3.1 Classement par tension directe

La tension directe est classée par pas de 0,2 V. Les codes de catégorie sont D2 (1,80V - 2,00V), D3 (2,00V - 2,20V) et D4 (2,20V - 2,40V). Une tolérance de ±0,1 V est appliquée à chaque catégorie.

3.2 Classement par intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est classée en cinq catégories : P2 (56,0 - 71,0 mcd), Q1 (71,0 - 90,0 mcd), Q2 (90,0 - 112,0 mcd), R1 (112,0 - 140,0 mcd) et R2 (140,0 - 180,0 mcd). Chaque catégorie a une tolérance de ±11%.

3.3 Classement par longueur d'onde dominante

La longueur d'onde dominante, qui définit la couleur perçue, est classée comme suit : B (564,5 - 567,5 nm), C (567,5 - 570,5 nm), D (570,5 - 573,5 nm) et E (573,5 - 576,5 nm). La tolérance pour chaque catégorie est de ±1 nm.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (par exemple, Figure 1 pour le spectre de sortie, Figure 5 pour le diagramme d'angle de vision), les données fournies permettent d'analyser les relations clés. La tension directe montre une relation logarithmique avec le courant direct, typique du comportement d'une diode. L'intensité lumineuse est directement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement spécifiée. Les caractéristiques spectrales, avec un pic à 574 nm et une demi-largeur étroite de 15 nm, indiquent une couleur verte pure et saturée. Le large angle de vision de 120 degrés suggère un diagramme de rayonnement lambertien ou quasi-lambertien, offrant une bonne visibilité hors axe.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du composant

La LED est conforme à un contour de boîtier standard EIA pour montage en surface. Toutes les dimensions critiques, y compris la longueur, la largeur, la hauteur du corps et l'espacement des broches, sont fournies dans les dessins de la fiche technique avec une tolérance générale de ±0,2 mm. Le boîtier est conçu pour un placement stable pendant l'assemblage.

5.2 Identification de la polarité

La cathode est généralement identifiée par un marqueur visuel sur le boîtier, tel qu'une encoche, un point ou un marquage vert, comme indiqué dans le dessin du boîtier. L'orientation correcte de la polarité est cruciale pour le fonctionnement du circuit.

5.3 Configuration recommandée des pastilles sur le PCB

Un dessin de pastilles (land pattern) est suggéré pour le circuit imprimé afin d'assurer la formation fiable des joints de soudure pendant le soudage par refusion. Ce motif tient compte de la formation correcte du congé de soudure et du dégagement thermique.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion IR

Le composant est compatible avec le soudage par refusion IR sans plomb. Un profil recommandé est fourni, conforme à la norme J-STD-020B. Les paramètres clés incluent une température de préchauffage de 150-200°C, un temps de préchauffage allant jusqu'à 120 secondes, et une température de crête ne dépassant pas 260°C pendant un maximum de 10 secondes. Le profil doit être caractérisé pour l'assemblage spécifique du PCB.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, la température de la panne du fer à souder ne doit pas dépasser 300°C, et le temps de contact doit être limité à un maximum de 3 secondes pour une seule opération uniquement.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage est requis après le soudage, seuls des solvants alcooliques spécifiés comme l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique doivent être utilisés. La LED doit être immergée à température normale pendant moins d'une minute. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager le boîtier.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies dans une bande porteuse gaufrée d'une largeur de 8 mm, enroulée sur des bobines d'un diamètre de 7 pouces (178 mm). Chaque bobine contient 2000 pièces. La bande est scellée avec une bande de couverture supérieure. Une quantité minimale de commande de 500 pièces est disponible pour les restes.

7.2 Normes de conditionnement

Le conditionnement est conforme aux spécifications EIA-481-1-B. Le nombre maximum de composants manquants consécutifs dans la bande est de deux.

8. Stockage et manipulation

Pour les sachets anti-humidité non ouverts contenant un dessiccant, les LED doivent être stockées à ≤30°C et ≤70% d'humidité relative (HR) et utilisées dans l'année. Une fois l'emballage d'origine ouvert, l'environnement de stockage ne doit pas dépasser 30°C et 60% HR. Les composants retirés de leur emballage d'origine doivent subir une refusion IR dans les 168 heures (7 jours). Pour un stockage au-delà de cette période, ils doivent être conservés dans un conteneur scellé avec dessiccant ou dans un dessiccateur à azote. Les LED stockées hors emballage pendant plus de 168 heures nécessitent un séchage (baking) à environ 60°C pendant au moins 48 heures avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

9. Notes d'application et considérations de conception

9.1 Conception du circuit de commande

Les LED sont des dispositifs commandés en courant. Pour garantir une luminosité uniforme et éviter la surcharge de courant, une résistance de limitation de courant doit être utilisée en série avec chaque LED ou chaque branche parallèle de LED lorsqu'elles sont connectées en parallèle. L'alimentation de la LED par une source de courant constant est la méthode la plus efficace pour maintenir une sortie lumineuse stable. La valeur de la résistance peut être calculée à l'aide de la loi d'Ohm : R = (Vcc - VF) / IF, où Vcc est la tension d'alimentation, VF est la tension directe de la LED (utiliser la valeur max pour la marge de conception), et IF est le courant direct souhaité (par exemple, 20 mA).

9.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit relativement faible (72 mW max), une conception thermique appropriée sur le PCB est importante pour la fiabilité à long terme, en particulier lors d'un fonctionnement à haute température ambiante ou à des courants élevés. Assurer une surface de cuivre adéquate autour des pastilles de la LED aide à dissiper la chaleur.

9.3 Scénarios d'application typiques

Cette LED convient à un large éventail d'applications, notamment les indicateurs d'état, le rétroéclairage d'icônes ou de symboles, l'éclairage de panneaux, l'électronique grand public et la signalisation générale. Sa compatibilité avec les processus automatisés en fait un choix idéal pour les produits à grand volume.

10. Comparaison et différenciation technique

L'utilisation de la technologie AlInGaP pour la lumière verte offre des avantages par rapport aux LED vertes traditionnelles à base de phosphure de gallium (GaP), offrant généralement un rendement plus élevé et une luminosité accrue. L'angle de vision de 120 degrés est plus large que celui de nombreuses LED "haute directivité" de niche, ce qui la rend polyvalente pour les applications nécessitant une visibilité grand angle. La compatibilité explicite avec les profils de refusion IR standard JEDEC la différencie des LED qui ne peuvent être adaptées qu'au soudage manuel ou au soudage à la vague, l'alignant ainsi avec les lignes d'assemblage SMT modernes.

11. Questions fréquemment posées (FAQ)

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

R : Non. Il n'est pas recommandé d'alimenter une LED directement à partir d'une source de tension, car cela détruirait probablement le composant en raison d'un courant excessif. Utilisez toujours une résistance en série ou un pilote à courant constant.

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 à laquelle la distribution spectrale de puissance est maximale. La longueur d'onde dominante (λd) est dérivée du diagramme de chromaticité CIE et représente la longueur d'onde unique du spectre qui correspond à la couleur perçue de la LED. λd est plus pertinente pour la spécification de la couleur.

Q : Comment interpréter le code de catégorie dans la référence du composant ?

R : Les codes de catégorie spécifiques pour VF, IV et λd ne sont pas intégrés dans la référence de base LTST-M670KGKT. Ils sont attribués lors de la fabrication et doivent être spécifiés au moment de la commande en fonction des tableaux de classement fournis dans la fiche technique pour garantir de recevoir des LED avec les caractéristiques souhaitées.

Q : Le séchage (baking) est-il toujours nécessaire avant le soudage ?

R : Le séchage n'est requis que si les composants ont été exposés aux conditions ambiantes en dehors de leur sachet anti-humidité d'origine pendant plus de 168 heures. Cela vise à prévenir la fissuration du boîtier induite par l'humidité pendant le processus de refusion à haute température.

12. Étude de cas de conception et d'utilisation

Considérons une conception pour un panneau d'indicateurs multiples sur un contrôleur industriel. Dix LED vertes d'état sont requises. Pour garantir une luminosité uniforme, des LED de la même catégorie d'intensité lumineuse (par exemple, R1 : 112-140 mcd) doivent être sélectionnées. Pour simplifier le circuit de commande, toutes les LED peuvent être connectées en parallèle, chacune avec sa propre résistance de limitation de courant calculée pour une alimentation de 5V : R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130 Ohms (une résistance standard de 130 ou 150 Ohms peut être utilisée). Le placement sur PCB doit incorporer la géométrie de pastilles recommandée et prévoir des pistes de dégagement thermique. L'assemblage utiliserait le profil de refusion IR spécifié. Cette approche garantit des performances visuelles cohérentes et une fabrication fiable.

13. Introduction au principe technologique

Le LTST-M670KGKT est basé sur un matériau semi-conducteur à base de phosphure d'aluminium, d'indium et de gallium (AlInGaP). Lorsqu'une tension directe est appliquée à la jonction p-n, des électrons et des trous sont injectés dans la région active. Leur recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite, qui à son tour dicte la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, le vert. La lentille en époxy transparente n'est pas teintée ; sa fonction est de protéger la puce semi-conductrice, de façonner le diagramme de rayonnement pour un large angle de vision et d'améliorer l'extraction de la lumière de la puce.

14. Tendances et évolutions de l'industrie

La tendance pour les LED SMD dans les applications d'indication continue vers un rendement plus élevé (plus de lumière par unité de puissance électrique), des tailles de boîtier plus petites pour des cartes à plus haute densité, et une meilleure cohérence des couleurs grâce à un classement plus serré. Il y a également une forte impulsion pour une fiabilité accrue dans des conditions difficiles et une compatibilité avec les procédés de soudage sans plomb à haute température. La tendance à l'automatisation dans tous les secteurs de fabrication souligne l'importance de composants comme celui-ci, conçus pour le conditionnement en bande et bobine et le soudage par refusion, réduisant la main-d'œuvre manuelle et augmentant le débit de production et la cohérence.