Fiche technique LED SMD LTST-C950KGKT-5A - AlInGaP verte - Tension inverse 5V - Puissance 75mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED à montage en surface haute performance, conçue pour les applications électroniques modernes. Le dispositif utilise un matériau semi-conducteur avancé AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) pour produire une lumière verte vive. Il est logé dans un boîtier compact standard de l'industrie, adapté aux processus d'assemblage automatisés, y compris les machines de placement et le soudage par refusion infrarouge (IR). La LED est classée comme produit vert et est conforme aux directives environnementales pertinentes.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les principaux avantages de cette LED incluent son intensité lumineuse ultra-élevée, obtenue grâce à la technologie de puce AlInGaP, et sa construction robuste adaptée à la fabrication en grande série. Les caractéristiques clés contribuant à sa fiabilité sont la compatibilité avec les équipements de placement automatique et les processus de soudage par refusion IR. Cela en fait un composant idéal pour les applications dans l'électronique grand public, les indicateurs industriels, l'éclairage intérieur automobile, et l'éclairage de statut ou de rétroéclairage à usage général où un éclairage vert vif et constant est requis.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Les caractéristiques électriques et optiques définissent les limites opérationnelles et les performances de la LED. Comprendre ces paramètres est crucial pour une conception de circuit appropriée et pour garantir une fiabilité à long terme.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs spécifient les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Elles ne sont pas destinées à un fonctionnement normal.

• Dissipation de puissance (Pd) :75 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.
• Courant direct de crête (I_FP) :80 mA. Ce courant peut être appliqué dans des conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms) mais ne doit pas être dépassé.
• Courant direct continu (I_F) :30 mA. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable.
• Tension inverse (V_R) :5 V. L'application d'une tension inverse supérieure à cette valeur peut entraîner la rupture de la jonction PN de la LED.
• Plage de température de fonctionnement :-30°C à +85°C. Le dispositif est garanti de fonctionner dans cette plage de température ambiante.
• Plage de température de stockage :-40°C à +85°C.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés dans des conditions de test standard (Ta=25°C, I_F=5mA) et représentent les performances typiques.

• Intensité lumineuse (I_V) :112,0 - 450,0 mcd (millicandela). Le flux lumineux est trié, avec des valeurs minimales et typiques fournies. La valeur réelle dépend du code de tri spécifique.
• Angle de vision (2θ_1/2) :25 degrés. C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse est la moitié de l'intensité mesurée sur l'axe (0 degré). Un angle de 25 degrés indique un faisceau relativement focalisé.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :574,0 nm. C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance de la lumière émise est à son maximum.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :564,5 - 573,5 nm. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur (verte) de la LED. Elle est dérivée du diagramme de chromaticité CIE.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :15 nm. Ce paramètre indique la pureté spectrale de la lumière ; une valeur plus petite signifie une sortie plus monochromatique.
• Tension directe (V_F) :1,6 - 2,2 V. La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'un courant de 5mA la traverse. Cette valeur est également triée.
• Courant inverse (I_R) :10 μA (max). Le faible courant de fuite qui circule lorsque la tension inverse maximale (5V) est appliquée.

3. Explication du système de tri

Pour assurer l'uniformité en production de masse, les LED sont triées en lots (bins) en fonction de paramètres clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences d'application spécifiques pour la couleur et les caractéristiques électriques.

3.1 Tri par tension directe

Les lots sont définis du Code 1 au Code 6, chacun couvrant une plage de 0,1V de 1,60V à 2,20V à 5mA. La tolérance au sein de chaque lot est de ±0,1V. La sélection de LED provenant du même lot de tension aide à maintenir une luminosité uniforme dans les circuits parallèles ou lors de l'utilisation d'un pilote à tension constante.

3.2 Tri par intensité lumineuse

L'intensité est triée en trois catégories : R (112,0-180,0 mcd), S (180,0-280,0 mcd) et T (280,0-450,0 mcd). La tolérance sur chaque lot est de ±15 %. Ce tri est crucial pour les applications nécessitant des niveaux de luminosité spécifiques ou une uniformité entre plusieurs LED.

3.3 Tri par longueur d'onde dominante

La couleur (teinte verte) est contrôlée en triant la longueur d'onde dominante en trois plages : B (564,5-567,5 nm), C (567,5-570,5 nm) et D (570,5-573,5 nm). La tolérance est de ±1 nm. Cela garantit une couleur perçue cohérente, ce qui est vital pour les applications esthétiques et de signalisation.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des graphiques spécifiques soient référencés dans la fiche technique (par ex., Fig.1, Fig.5), leurs implications sont standard. La courbe courant direct vs tension directe (I-V) montrera la relation exponentielle typique d'une diode. L'intensité lumineuse est directement proportionnelle au courant direct dans la zone de fonctionnement sûre. Le diagramme d'angle de vision (Fig.5) illustre le diagramme de rayonnement à demi-angle de 25 degrés. Le graphique de distribution spectrale (Fig.1) montrerait un pic à environ 574 nm avec une demi-largeur de 15 nm, confirmant l'émission verte à bande étroite caractéristique de la technologie AlInGaP. Les performances se dégraderont aux températures extrêmes ; l'intensité lumineuse diminue généralement lorsque la température de jonction augmente.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

La LED est conforme aux dimensions de boîtier standard EIA, bien que les mesures spécifiques soient contenues dans le dessin de boîtier référencé. Le dispositif utilise une lentille en dôme qui aide à façonner le flux lumineux et fournit une protection mécanique à la puce. Le produit est fourni en bande de 8 mm sur des bobines de 7 pouces de diamètre, ce qui est la norme pour les lignes d'assemblage SMD automatisées. Les spécifications de la bande et de la bobine sont conformes aux normes ANSI/EIA 481. Un diagramme de pastilles de soudure suggéré est fourni pour assurer une formation correcte des joints de soudure et une stabilité mécanique pendant et après le processus de refusion.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

La LED est compatible avec les processus de soudage par refusion infrarouge. Un profil suggéré pour la soudure sans plomb est fourni. Les paramètres clés incluent une zone de préchauffage jusqu'à 150-200°C, une température de pic ne dépassant pas 260°C, et un temps au-dessus de 260°C limité à un maximum de 10 secondes. Le profil doit être caractérisé pour la conception de PCB spécifique, la pâte à souder et le four utilisés. La fiche technique fait référence aux profils standard JEDEC comme base fiable.

6.2 Manipulation et stockage

La LED est sensible aux décharges électrostatiques (ESD). Des précautions ESD appropriées, telles que l'utilisation de bracelets et de postes de travail mis à la terre, sont obligatoires pendant la manipulation. Pour le stockage, les sachets anti-humidité non ouverts doivent être conservés à ≤30°C et ≤90% HR, avec une durée de conservation d'un an. Une fois ouverts, les LED doivent être stockées à ≤30°C et ≤60% HR et utilisées dans la semaine. Si elles sont stockées plus longtemps hors du sachet d'origine, un séchage à 60°C pendant 20 heures est recommandé avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et éviter l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage après soudage est nécessaire, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. L'immersion de la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute est acceptable. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager le matériau du boîtier ou la lentille.

7. Emballage et informations de commande

L'emballage standard est de 2000 pièces par bobine de 7 pouces. Une quantité minimale de commande de 500 pièces peut s'appliquer pour les quantités restantes. La bande est conçue avec un film de couverture scellant les emplacements vides, et le nombre maximum de composants manquants consécutifs dans la bande est de deux, conformément aux normes de l'industrie. Le numéro de pièce LTST-C950KGKT-5A encode des attributs spécifiques, bien que la logique exacte de la convention de dénomination soit propriétaire.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est adaptée à l'éclairage général et aux fins d'indication où une haute luminosité et une grande fiabilité sont nécessaires. Les applications courantes incluent les indicateurs de statut sur l'électronique grand public (routeurs, chargeurs, appareils électroménagers), le rétroéclairage pour petits afficheurs ou boutons, l'éclairage de tableau de bord automobile et la signalétique.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance en série ou un pilote à courant constant pour limiter le courant direct à 30 mA continu ou moins. Fonctionner à ou près de la valeur maximale réduira la durée de vie.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurer une surface de cuivre de PCB ou des vias thermiques adéquats peut aider à gérer la température de jonction, en particulier dans des environnements à température ambiante élevée ou lorsqu'elle est pilotée à des courants plus élevés.
• Protection contre la tension inverse :Dans les circuits où des transitoires de tension inverse sont possibles, envisagez d'ajouter une diode de protection en parallèle avec la LED (cathode à anode) pour limiter la tension inverse en dessous de 5V.
• Conception optique :L'angle de vision de 25 degrés fournit un faisceau focalisé. Pour un éclairage plus large, des optiques secondaires (diffuseurs, lentilles) peuvent être nécessaires.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux anciennes LED vertes au GaP (Phosphure de Gallium), la technologie AlInGaP offre une efficacité lumineuse et une luminosité nettement supérieures. Comparée à certaines LED vertes basées sur InGaN (Nitruire d'Indium et de Gallium), AlInGaP offre généralement une pureté de couleur supérieure (largeur spectrale plus étroite) et une meilleure stabilité face aux variations de température et de courant. La lentille transparente, par opposition à une lentille diffusante, maximise le flux lumineux et est idéale pour les applications nécessitant un faisceau net et bien défini ou lorsque des diffuseurs externes sont utilisés.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Puis-je alimenter cette LED directement à partir d'une alimentation 5V ?

R : Non. La tension directe typique est d'environ 2,0 V à 5 mA. La connecter directement à 5V provoquerait un courant excessif, détruisant la LED. Une résistance limitant le courant doit être utilisée. Par exemple, avec une alimentation de 5V et un courant cible de 5mA, la valeur de la résistance serait R = (5V - 2,0V) / 0,005A = 600Ω.

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 le pic physique du spectre lumineux émis. La longueur d'onde dominante est le point de couleur perçu sur le diagramme CIE. Pour une source monochromatique comme cette LED verte, elles sont proches mais pas identiques. La longueur d'onde dominante est plus pertinente pour la spécification de la couleur.

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

R : Le numéro de pièce complet peut inclure ou impliquer des codes de tri spécifiques pour la tension (1-6), l'intensité (R, S, T) et la longueur d'onde (B, C, D). Pour des résultats cohérents dans une série de production, spécifiez les codes de tri requis à votre distributeur ou fabricant.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau de statut à plusieurs LED.Un concepteur a besoin de 10 indicateurs verts uniformément lumineux sur un panneau de contrôle. Il devrait :

1. Spécifier des LED du même lot d'Intensité Lumineuse (par ex., toutes du lot T) et du même lot de Longueur d'Onde Dominante (par ex., toutes du lot C) pour assurer une cohérence visuelle.

2. Concevoir le circuit de pilotage. Si une tension constante de 3,3V est utilisée, calculer la résistance limitant le courant pour chaque LED. En supposant un V_Fdu lot 4 (1,9V-2,0V) et un I_Fcible de 10mA : R = (3,3V - 2,0V) / 0,01A = 130Ω. Une résistance de 130Ω ou 150Ω conviendrait.

3. Suivre le schéma de pastilles suggéré sur le PCB pour un soudage fiable.

4. Programmer la machine de placement en utilisant les dimensions de bande et de bobine fournies.

5. Valider l'assemblage en utilisant le profil de refusion IR recommandé, en s'assurant que les limites de température de pic et de temps ne sont pas dépassées.

12. Introduction au principe technologique

Cette LED est basée sur un matériau semi-conducteur AlInGaP cultivé sur un substrat. Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active de la jonction PN, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique des atomes d'Aluminium, d'Indium, de Gallium et de Phosphore détermine l'énergie de la bande interdite du semi-conducteur, qui dicte directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Dans ce cas, la composition est ajustée pour produire des photons dans la région verte du spectre visible (autour de 570 nm). La lentille en époxy en forme de dôme sert à protéger la puce semi-conductrice délicate, à améliorer l'extraction de la lumière du matériau et à façonner le diagramme de rayonnement.

13. Tendances du développement technologique

La tendance générale de la technologie LED va vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), une densité de puissance accrue et un meilleur rendu des couleurs. Pour les LED SMD de type indicateur comme celle-ci, les tendances incluent une miniaturisation accrue (tailles de boîtier plus petites), une luminosité plus élevée dans la même empreinte, et une fiabilité améliorée dans des conditions difficiles (température, humidité plus élevées). L'accent est également mis de plus en plus sur un tri de couleur précis et des tolérances plus serrées pour répondre aux exigences d'applications comme les affichages couleur complets et l'éclairage automobile, où la cohérence des couleurs est primordiale. La technologie sous-jacente des matériaux AlInGaP continue d'être affinée pour l'efficacité et la stabilité, bien que pour les couleurs vert pur et bleu, les LED à base d'InGaN soient également répandues et concurrentes dans différents segments de performance.