Fiche technique LED SMD LTST-C170KGKT - 3,2x1,6x1,4mm - 2,0V - Vert - 0,06W - Document technique français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une lampe LED 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 un large éventail d'équipements électroniques.

1.1 Caractéristiques

• Conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses).
• Utilise une puce semi-conductrice Ultra Brillante en Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP) pour l'émission de lumière verte.
• Conditionné sur bande de 8 mm enroulée sur des bobines de 7 pouces de diamètre pour un assemblage automatisé pick-and-place efficace.
• L'empreinte standardisée du boîtier EIA (Electronic Industries Alliance) garantit la compatibilité avec les conceptions industrielles.
• Les caractéristiques d'entrée/sortie sont compatibles avec les niveaux logiques standard des circuits intégrés (IC).
• Conçu pour être compatible avec les équipements de placement automatisé par technologie de montage en surface (SMT).
• Résiste aux processus standard de soudage par refusion infrarouge (IR) utilisés dans la fabrication de PCB en grande série.

1.2 Applications

Cette LED convient à un large éventail d'applications, notamment mais sans s'y limiter :

• Appareils de télécommunication, équipements de bureautique, appareils électroménagers et systèmes de contrôle industriel.
• Rétroéclairage de claviers et pavés numériques.
• Indicateurs d'état et d'alimentation.
• Micro-affichages et indicateurs de panneau.
• Éclairage de signalisation et luminaires symboliques.

2. Interprétation approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs suivantes définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti.

• Dissipation de puissance (Pd) :75 mW. C'est la puissance totale maximale que le boîtier peut dissiper sous forme de chaleur.
• Courant direct de crête (I_FP) :80 mA. C'est le courant direct instantané maximal autorisé, généralement spécifié en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms) pour éviter la surchauffe.
• Courant direct continu (I_F) :30 mA. C'est le courant direct continu maximal pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Tension inverse (V_R) :5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Plage de température de fonctionnement et de stockage :-55°C à +85°C. Le composant peut fonctionner et être stocké dans cette plage de température ambiante.
• Condition de soudage infrarouge :260°C pendant 10 secondes maximum. Ceci définit la température de crête et la tolérance de temps pour les processus de soudage par refusion.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ces paramètres sont mesurés à une température ambiante (T_a) de 25°C et définissent les performances typiques du composant.

• Intensité lumineuse (I_V) :18,0 - 71,0 mcd (Typique : 35,0 mcd) à I_F= 20 mA. Ceci mesure la luminosité perçue de la LED par l'œil humain. La large plage est gérée par tri (voir Section 3).
• Angle de vision (2θ_1/2) :130 degrés. C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse est la moitié de la valeur mesurée sur l'axe (0°). Un large angle de vision comme celui-ci fournit un motif lumineux plus diffus, adapté aux applications d'indicateur.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :574,0 nm (Typique). C'est la longueur d'onde à laquelle la puissance spectrale de sortie est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :567,5 - 576,5 nm (Typique : 571,0 nm) à I_F= 20 mA. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur (verte). Elle est dérivée du diagramme de chromaticité CIE.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :15,0 nm. Ceci indique la pureté spectrale, définissant la plage de longueurs d'onde autour du pic qui contient une puissance optique significative.
• Tension directe (V_F) :1,90 - 2,40 V (Typique) à I_F= 20 mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit le courant spécifié.
• Courant inverse (I_R) :10 μA (Maximum) à V_R= 5 V. C'est le faible courant de fuite qui circule lorsque la diode est polarisée en inverse.

3. Explication du système de tri

Pour garantir des performances constantes en production, les LED sont triées en catégories (bins) en fonction de paramètres clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques d'application pour l'uniformité de couleur et de luminosité.

3.1 Classe de tension directe (V_F)

Trié à I_F= 20 mA. Tolérance par catégorie : ±0,1 V.

• Catégorie 4 : 1,9 V - 2,0 V
• Catégorie 5 : 2,0 V - 2,1 V
• Catégorie 6 : 2,1 V - 2,2 V
• Catégorie 7 : 2,2 V - 2,3 V
• Catégorie 8 : 2,3 V - 2,4 V

3.2 Classe d'intensité lumineuse (I_V)

Trié à I_F= 20 mA. Tolérance par catégorie : ±15 %.

• Catégorie M : 18,0 mcd - 28,0 mcd
• Catégorie N : 28,0 mcd - 45,0 mcd
• Catégorie P : 45,0 mcd - 71,0 mcd

3.3 Classe de teinte (Longueur d'onde dominante, λ_d)

Trié à I_F= 20 mA. Tolérance par catégorie : ±1 nm.

• Catégorie C : 567,5 nm - 570,5 nm
• Catégorie D : 570,5 nm - 573,5 nm
• Catégorie E : 573,5 nm - 576,5 nm

4. Analyse des courbes de performance

Les courbes de performance typiques illustrent la relation entre les paramètres clés dans différentes conditions. Elles sont essentielles pour une conception de circuit robuste.

4.1 Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V)

La courbe I-V montre la relation exponentielle typique d'une diode. Pour cette LED verte AlInGaP, la tension directe (V_F) a une valeur typique d'environ 2,0 V à 20 mA. Les concepteurs doivent s'assurer que la résistance de limitation de courant ou le circuit pilote fournit la tension correcte pour obtenir le courant souhaité, car de petites variations de tension peuvent entraîner de grands changements de courant.

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

Cette courbe est généralement linéaire dans la plage de courant de fonctionnement recommandée (jusqu'à 30 mA continu). Augmenter le courant direct augmente proportionnellement le flux lumineux. Cependant, un fonctionnement au-delà des valeurs maximales absolues entraînera une baisse d'efficacité, une augmentation de la chaleur et une réduction de la durée de vie.

4.3 Distribution spectrale

La courbe de sortie spectrale est centrée sur la longueur d'onde de crête de 574 nm (vert) avec une demi-largeur typique de 15 nm. La longueur d'onde dominante (λ_d), qui définit la couleur perçue, se situe dans la plage de 571 nm ± 5 nm selon la catégorie. Ce spectre étroit est caractéristique de la technologie AlInGaP, offrant une pureté de couleur saturée.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est logée dans un boîtier SMD standard. Les dimensions clés (en millimètres) sont : Longueur : 3,2 mm, Largeur : 1,6 mm, Hauteur : 1,4 mm. Les tolérances sont typiquement de ±0,1 mm sauf indication contraire. La lentille est transparente.

5.2 Identification de la polarité et conception des pastilles PCB

Le composant a une cathode marquée (généralement indiquée par un point vert, une encoche ou une broche plus courte sur la bande). Un motif de pastilles PCB recommandé (empreinte) est fourni pour assurer une formation correcte des joints de soudure, une connexion électrique fiable et un alignement correct pendant la refusion. Suivre cette recommandation prévient le phénomène de "tombstoning" et autres défauts de soudure.

5.3 Conditionnement en bande et bobine

Les LED sont fournies sur bande porteuse gaufrée d'une largeur de 8 mm, enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. La quantité standard par bobine est de 3000 pièces. Le conditionnement comprend une bande de couverture supérieure pour protéger les composants. L'orientation et l'espacement des alvéoles sont conformes aux normes ANSI/EIA-481 pour la manutention automatisée.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion IR (Processus sans plomb)

Un profil de refusion recommandé est fourni pour l'assemblage avec soudure sans plomb. Les paramètres clés incluent :

• Préchauffage :150°C à 200°C.
• Durée de préchauffage :Maximum 120 secondes pour permettre l'activation du flux et la stabilisation de la température.
• Température de crête :Maximum 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus (au pic) :Maximum 10 secondes. Le composant peut supporter un maximum de deux cycles de refusion dans ces conditions.

Les profils doivent être développés sur la base des normes JEDEC et validés avec la conception PCB spécifique, la pâte à souder et le four utilisés en production.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, utilisez un fer à souder à température contrôlée. La température de la pointe du fer ne doit pas dépasser 300°C, et le temps de contact doit être limité à un maximum de 3 secondes par pastille. Le soudage manuel ne doit être effectué qu'une seule fois.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage post-soudure est requis, utilisez uniquement des solvants approuvés à base d'alcool tels que l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique à température ambiante. Le temps d'immersion doit être inférieur à une minute. Évitez les nettoyants chimiques non spécifiés qui pourraient endommager le boîtier ou la lentille de la LED.

6.4 Stockage et manutention

• Précautions ESD :Ce composant est sensible aux décharges électrostatiques (ESD). Manipulez-le en utilisant des contrôles ESD appropriés tels que des bracelets antistatiques mis à la terre, des tapis antistatiques et des conteneurs adaptés.
• Sensibilité à l'humidité :Le boîtier est sensible à l'humidité. Lorsqu'il est stocké dans son sac d'emballage d'origine scellé avec barrière à l'humidité et dessicant, la durée de conservation est d'un an à ≤30°C et ≤90% HR. Une fois le sac ouvert, les composants doivent être stockés à ≤30°C et ≤70% HR et doivent subir une refusion IR dans les 672 heures (28 jours, MSL 2a). Pour un stockage au-delà de cette période ou dans des environnements non contrôlés, un séchage à environ 60°C pendant au moins 20 heures est recommandé avant le soudage.

7. Notes d'application et considérations de conception

7.1 Limitation de courant

Une LED est un dispositif piloté par le courant. Une résistance série de limitation de courant est obligatoire lorsqu'elle est alimentée par une source de tension. La valeur de la résistance (R) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_source- V_F) / I_F. Utilisez la V_Fmaximale de la fiche technique (2,4 V) pour une conception conservatrice afin de garantir que le courant ne dépasse pas la valeur souhaitée. Par exemple, pour une alimentation de 5 V à 20 mA : R = (5 V - 2,4 V) / 0,02 A = 130 Ω. Une résistance standard de 130 Ω ou 150 Ω conviendrait.

7.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible (75 mW max), une conception thermique appropriée prolonge la durée de vie et maintient une sortie optique stable. Assurez-vous d'avoir une surface de cuivre adéquate autour des pastilles PCB pour servir de dissipateur thermique. Évitez de fonctionner en continu aux limites de courant et de température maximales absolues.

7.3 Conception optique

L'angle de vision de 130 degrés produit un faisceau large et diffus. Pour les applications nécessitant un faisceau plus focalisé, des optiques secondaires (lentilles ou guides de lumière) seraient nécessaires. La lentille transparente est optimale pour une émission de couleur vraie sans teinte.

8. Comparaison et différenciation techniques

Cette LED verte AlInGaP offre des avantages spécifiques :

• vs. LED vertes GaP traditionnelles :La technologie AlInGaP offre une efficacité lumineuse et une luminosité (intensité lumineuse) nettement supérieures pour le même courant d'alimentation, ainsi qu'une meilleure saturation des couleurs et une stabilité accrue avec la température.
• vs. LED bleues/vertes InGaN :Bien que les LED InGaN puissent atteindre une très haute luminosité, cette LED verte AlInGaP dans ce format de boîtier offre une solution éprouvée et économique pour les applications d'indicateur de luminosité standard avec une caractéristique de tension directe stable.
• Différenciateurs clés :La combinaison d'un large angle de vision de 130 degrés, de la conformité RoHS, de la compatibilité avec la refusion IR et d'un tri détaillé pour l'uniformité de couleur et de luminosité fait de ce composant un choix fiable pour la fabrication automatisée en grande série.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

9.1 Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de crête et la Longueur d'onde dominante ?

La Longueur d'onde de crête (λ_P)) est la longueur d'onde physique à laquelle la LED émet le plus de puissance optique, mesurée par un spectromètre.La Longueur d'onde dominante (λ_d)) est la longueur d'onde unique perceptuelle qui correspond à la couleur vue par l'œil humain, calculée à partir des coordonnées de chromaticité CIE. Pour les LED monochromatiques comme cette LED verte, elles sont généralement proches en valeur.

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

No.La tension directe d'une LED a un coefficient de température négatif et varie d'un composant à l'autre. La connecter directement à une source de tension provoquera une augmentation incontrôlée du courant, dépassant probablement la Valeur Maximale Absolue et détruisant instantanément le composant. Utilisez toujours une résistance série ou un pilote à courant constant.

9.3 Pourquoi y a-t-il une si large plage d'Intensité lumineuse (18-71 mcd) ?

Cette plage reflète les variations naturelles de la fabrication des semi-conducteurs. Lesystème de tri(catégories M, N, P) classe les LED en groupes avec des plages d'intensité beaucoup plus étroites. Pour les applications nécessitant une luminosité uniforme, spécifiez et utilisez des LED de la même catégorie d'intensité.

9.4 Comment interpréter l'\"Angle de vision\" de 130 degrés ?

C'est l'angle totalauquel l'intensité lumineuse tombe à 50 % de son intensité sur l'axe (centre). Ainsi, à 65 degrés hors axe à gauche et 65 degrés hors axe à droite (total 130 degrés), la luminosité est la moitié de celle que vous voyez en regardant directement la LED. Ceci définit l'étalement du faisceau.

10. Exemples d'applications pratiques

10.1 Panneau d'indicateurs d'état

Dans un routeur réseau ou un panneau de contrôle industriel, plusieurs LED de ce type peuvent être utilisées pour indiquer l'alimentation, l'activité réseau, les erreurs système ou les modes opérationnels. Le large angle de vision assure la visibilité sous différents angles. En sélectionnant des LED de la même catégorie V_Fet I_V, une luminosité et une couleur uniformes peuvent être obtenues sur tout le panneau. Un circuit simple avec une alimentation 5V, une broche GPIO de microcontrôleur, une résistance de limitation de courant de 150Ω et la LED en série est typique.

10.2 Rétroéclairage de clavier

Pour éclairer les touches d'un clavier à membrane ou mécanique, ces LED SMD peuvent être placées sur un PCB sous des touches translucides. Leur petite taille (3,2x1,6 mm) permet un placement entre les empreintes des interrupteurs. La puce verte AlInGaP fournit une couleur claire et distincte. Les considérations de conception incluent la gestion du courant pour plusieurs LED en parallèle (de préférence avec des résistances individuelles ou un pilote à réseau à courant constant) et l'assurance d'une diffusion lumineuse uniforme à travers le matériau de la touche.

11. Introduction à la technologie

Cette LED est basée sur la technologie semi-conductricePhosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP). Ce système de matériau est cultivé par épitaxie sur un substrat et est particulièrement efficace dans les régions rouge, orange, ambre et verte du spectre visible. Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active de la jonction semi-conductrice, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique des couches AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite et donc la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. La lentille en époxy transparente encapsule la puce, fournit une protection mécanique et façonne le motif de sortie lumineuse.

12. Tendances de l'industrie

La tendance générale des LED d'indicateur SMD continue versune efficacité accrue(plus de flux lumineux par unité de puissance électrique),des tailles de boîtier plus petitespour des cartes à plus haute densité, etune fiabilité améliorée. Il y a également un accent croissant sur l'ajustement précis des couleurs et un tri plus serré pour répondre aux exigences des applications nécessitant une grande constance des couleurs, comme les affichages couleur complets et l'éclairage intérieur automobile. De plus, l'intégration avec des pilotes intelligents pour le gradation et le contrôle des couleurs devient plus courante. Le composant décrit dans cette fiche technique représente une technologie mature et fiable, bien adaptée à ses applications cibles dans l'électronique grand public et industrielle.