Fiche technique LED SMD LTST-108KGKT - 3.2x2.8x1.9mm - 2.4V Max - 72mW - Vert AlInGaP à lentille transparente - Document technique

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes du LTST-108KGKT, une diode électroluminescente (LED) pour montage en surface (SMD). Ce composant appartient à une famille de LED conçues pour l'assemblage automatisé sur carte de circuit imprimé (PCB) et les applications où l'espace est une contrainte critique. Sa taille miniature et son boîtier standardisé le rendent adapté à l'intégration dans une large gamme d'équipements électroniques modernes.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les principaux avantages de cette LED incluent sa conformité aux directives RoHS (Restriction des substances dangereuses), son conditionnement en bande de 8 mm sur bobines de 7 pouces pour machines de placement automatique, et sa compatibilité avec les procédés de soudage par refusion infrarouge (IR). Elle est conçue pour être compatible avec les circuits intégrés (CI). Ces caractéristiques en font un choix idéal pour la fabrication en grande série. Les applications cibles couvrent les télécommunications, l'automatisation de bureau, les appareils électroménagers et l'équipement industriel. Elle est couramment utilisée comme indicateur d'état, pour l'éclairage de signaux et de symboles, et pour le rétroéclairage de panneaux avant.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

Cette section détaille les limites absolues et les caractéristiques de fonctionnement de la LED dans des conditions de test standard (Ta=25°C). La compréhension de ces paramètres est cruciale pour une conception de circuit fiable.

2.1 Valeurs maximales absolues

Le composant ne doit pas être utilisé au-delà de ces limites, car cela pourrait causer des dommages permanents. Le courant continu direct maximal (IF) est de 30 mA. La dissipation de puissance maximale est de 72 mW. Un courant direct de crête de 80 mA n'est autorisé qu'en conditions pulsées (rapport cyclique de 1/10, largeur d'impulsion de 0,1 ms). 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 électro-optiques

Ces paramètres définissent les performances du composant dans des conditions de fonctionnement typiques (IF=20mA, Ta=25°C). L'intensité lumineuse (Iv) a une valeur typique, avec un minimum de 71 mcd et un maximum de 224 mcd selon le rang de classement (bin). L'angle de vision (2θ1/2) est de 110 degrés, indiquant un faisceau large. La longueur d'onde dominante (λd) varie de 564,5 nm à 576,5 nm, définissant sa couleur verte. La tension directe (VF) varie de 1,8V à 2,4V. Le courant inverse (IR) est spécifié à un maximum de 10 μA lorsqu'une tension inverse (VR) de 5V est appliquée ; notez que le composant n'est pas conçu pour fonctionner en inverse.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour assurer une cohérence de production, les LED sont triées en classes (bins) en fonction de paramètres clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques d'uniformité de couleur et de luminosité.

3.1 Classe de tension directe (VF)

Les LED sont classées en trois catégories de tension : D2 (1,8V - 2,0V), D3 (2,0V - 2,2V) et D4 (2,2V - 2,4V). La tolérance sur chaque classe est de ±0,10V. Sélectionner des LED de la même classe aide à maintenir des chutes de tension cohérentes dans un circuit en série comportant plusieurs LED.

3.2 Classe d'intensité lumineuse (IV)

La luminosité est triée en cinq classes : Q1 (71,0-90,0 mcd), Q2 (90,0-112,0 mcd), R1 (112,0-140,0 mcd), R2 (140,0-180,0 mcd) et S1 (180,0-224,0 mcd). La tolérance sur chaque classe d'intensité est de ±11%. Ce classement est critique pour les applications nécessitant une luminosité uniforme sur un ensemble d'indicateurs.

3.3 Classe de longueur d'onde dominante (WD)

La couleur (longueur d'onde) est triée en quatre classes : 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 classe de longueur d'onde est de ±1 nm. Ce tri précis garantit une variation de couleur minimale dans les applications où la correspondance de teinte spécifique est importante.

4. Analyse des courbes de performance

Les représentations graphiques des caractéristiques du composant fournissent une compréhension plus approfondie des performances dans des conditions variables, ce qui est essentiel pour une conception robuste.

4.1 Courbes des caractéristiques typiques

La fiche technique inclut des courbes typiques montrant la relation entre le courant direct et l'intensité lumineuse, la tension directe en fonction du courant direct, et la distribution spectrale de la lumière émise. Ces courbes aident les concepteurs à prédire le comportement en dehors du point de test standard (20mA). Par exemple, l'intensité lumineuse augmente généralement avec le courant mais peut saturer à des niveaux plus élevés. La tension directe a un coefficient de température positif, ce qui signifie qu'elle diminue légèrement lorsque la température de jonction augmente.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est logée dans un boîtier SMD standard. Les dimensions clés incluent une taille de corps d'environ 3,2 mm x 2,8 mm, avec une hauteur de 1,9 mm. Toutes les dimensions ont une tolérance de ±0,2 mm sauf indication contraire. La couleur de la lentille est transparente, et la couleur de la source lumineuse est verte AlInGaP.

5.2 Configuration recommandée des plots de soudure sur PCB

Un diagramme est fourni montrant le motif recommandé pour les plots de cuivre sur le PCB pour le soudage par refusion infrarouge ou en phase vapeur. Respecter cette configuration assure une formation correcte des joints de soudure, une bonne gestion thermique et une stabilité mécanique.

5.3 Identification de la polarité

La cathode est généralement indiquée par un marquage sur le boîtier ou une encoche sur le corps. L'orientation correcte de la polarité est essentielle pour le fonctionnement du composant.

6. Directives de soudage et d'assemblage

Une manipulation et un soudage appropriés sont essentiels pour maintenir la fiabilité et les performances du composant.

6.1 Profil de soudage par refusion IR

Un profil de refusion suggéré pour les procédés sans plomb est fourni, conforme à la norme J-STD-020B. Les paramètres clés incluent une température de préchauffage de 150-200°C pendant un maximum de 120 secondes, une température de pic ne dépassant pas 260°C, et un temps au-dessus du liquidus (TAL) de 10 secondes maximum. Le profil doit être caractérisé pour l'assemblage PCB spécifique.

6.2 Conditions de stockage

Les emballages non ouverts doivent être stockés à ≤30°C et ≤70% d'humidité relative (HR) et utilisés dans l'année. Une fois le sachet anti-humidité ouvert, les LED doivent être stockées à ≤30°C et ≤60% HR. Il est recommandé de terminer le processus de refusion IR dans les 168 heures (7 jours) suivant l'exposition à l'air ambiant. Pour un stockage plus long hors de l'emballage d'origine, utilisez un conteneur scellé avec un dessiccant. Si l'exposition dépasse 168 heures, un séchage à 60°C pendant au moins 48 heures est requis avant le soudage.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après soudage, utilisez uniquement les solvants spécifiés tels que l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique à température normale pendant moins d'une minute. Des produits chimiques non spécifiés pourraient endommager le boîtier.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies sur une bande porteuse gaufrée de 8 mm de large enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 4000 pièces. Les alvéoles de la bande sont scellées avec une bande de couverture supérieure. Le conditionnement suit les spécifications ANSI/EIA 481.

7.2 Quantité minimale de commande

La quantité d'emballage standard est de 4000 pièces par bobine. Une quantité d'emballage minimale de 500 pièces est disponible pour les stocks restants.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est bien adaptée pour l'indication d'état dans l'électronique grand public (téléphones, ordinateurs portables, appareils électroménagers), les équipements réseau et la signalétique intérieure. Son large angle de vision la rend efficace pour l'éclairage de panneaux avant où la visibilité sous plusieurs angles est nécessaire.

8.2 Considérations de conception

Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance de limitation de courant en série ou un pilote à courant constant. La valeur peut être calculée avec la loi d'Ohm : R = (Valim - VF) / IF. Assurez-vous que la puissance nominale de la résistance est adéquate.
Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurez une surface de cuivre PCB adéquate ou des vias thermiques si le fonctionnement a lieu à des températures ambiantes élevées ou près du courant maximum pour éviter une élévation excessive de la température de jonction.
Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Bien que non explicitement déclaré comme sensible, les précautions standard de manipulation contre les décharges électrostatiques (ESD) doivent être observées pendant l'assemblage.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux anciennes technologies comme les LED vertes au GaP (Phosphure de Gallium), le système de matériau AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) utilisé dans ce composant offre généralement une efficacité lumineuse plus élevée et une meilleure pureté de couleur (vert plus saturé). Le large angle de vision de 110 degrés est un différenciateur clé par rapport aux LED à faisceau étroit utilisées pour l'éclairage focalisé, ce qui la rend idéale pour les indicateurs. La compatibilité avec les procédés de refusion IR standard la différencie des LED nécessitant un soudage manuel ou à la vague.

10. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

Q : Quelle résistance dois-je utiliser avec une alimentation de 5V ?
R : En utilisant la VF maximale de 2,4V et un IF souhaité de 20mA : R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130 Ohms. Une résistance standard de 130Ω ou 150Ω serait appropriée. Calculez toujours en fonction de la classe VF réelle si elle est connue.
Q : Puis-je piloter cette LED avec une broche de microcontrôleur à 3,3V ?
R : Possible, mais cela dépend de la classe VF. Pour une LED de classe D4 (VF jusqu'à 2,4V), il y a une marge suffisante (3,3V - 2,4V = 0,9V). Une résistance de limitation de courant reste obligatoire. Pour une broche de microcontrôleur, assurez-vous qu'elle peut fournir/absorber les 20mA requis.
Q : Pourquoi y a-t-il une spécification de courant inverse si le composant n'est pas conçu pour fonctionner en inverse ?
R : Le test IR (VR=5V) est un test de qualité et de fiabilité effectué pendant la fabrication. Il vérifie l'intégrité de la jonction PN de la puce LED. En application, la tension inverse doit être évitée car ce n'est pas une condition de fonctionnement prévue.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'une barre d'état à plusieurs LED pour un routeur.Dix LED LTST-108KGKT sont utilisées pour indiquer les niveaux d'activité réseau. Pour assurer une luminosité uniforme, des LED de la même classe d'intensité (IV) (par exemple, R2) doivent être sélectionnées. Elles peuvent être connectées en parallèle, chacune avec sa propre résistance de limitation de courant (par exemple, 150Ω pour une ligne à 5V). Alternativement, pour un meilleur appariement des courants, un circuit intégré pilote à courant constant multi-canaux pourrait être utilisé. Le large angle de vision de 110° assure que les lumières sont visibles de l'autre côté de la pièce. La conception doit suivre le profil de refusion recommandé et s'assurer que la conception du PCB utilise la géométrie de plot suggérée pour un soudage fiable.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Une LED est une diode semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe est appliquée à ses bornes (anode positive par rapport à la cathode), des électrons et des trous sont injectés dans la région active du composant. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, de l'énergie est libérée sous forme de photons (lumière). La couleur de la lumière est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur. Dans ce cas, le système de matériau AlInGaP a une bande interdite qui correspond à la lumière verte avec une longueur d'onde dominante dans la plage de 565-577 nm. La lentille transparente aide à extraire et à façonner la lumière émise.

13. Tendances technologiques (Perspective objective)

La tendance générale pour les LED d'indication va vers une efficacité plus élevée (plus de lumière par unité de puissance électrique), des tailles de boîtier plus petites pour une intégration plus dense, et une meilleure cohérence des couleurs grâce à un classement (binning) plus serré. Il y a également une tendance vers une adoption plus large de matériaux sans plomb et sans halogène pour répondre aux réglementations environnementales. Bien que cette pièce spécifique utilise la technologie AlInGaP, d'autres LED vertes peuvent utiliser des matériaux InGaN (Nitrure d'Indium Gallium), qui peuvent offrir des caractéristiques de performance différentes. Le choix de la technologie implique des compromis entre efficacité, point de couleur, coût et angle de vision.