Fiche technique LED SMD LTST-S320KGKT - Dimensions 3.2x1.6x1.2mm - Tension 1.9-2.4V - Couleur verte - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une lampe LED pour montage en surface (SMD). Ce composant est conçu pour l'assemblage automatisé sur circuit imprimé (PCB) et convient aux applications où l'espace est une contrainte critique. La LED utilise une puce semi-conductrice AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) ultra-lumineuse pour produire une lumière verte, encapsulée dans un boîtier à lentille transparente.

1.1 Caractéristiques

• Conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses).
• Intègre une puce verte AlInGaP ultra-lumineuse avec des broches étamées pour une meilleure soudabilité.
• Conditionnée en bande de 8 mm sur bobines de 7 pouces de diamètre, compatible avec l'emballage standard EIA (Electronic Industries Alliance).
• Caractéristiques de commande compatibles avec les circuits intégrés (CI).
• Conçue pour être compatible avec les équipements automatisés de placement et d'assemblage.
• Adaptée aux procédés de soudage par refusion infrarouge (IR).

1.2 Applications cibles

Cette LED est destinée à une large gamme d'équipements électroniques, y compris, mais sans s'y limiter :

• Appareils de télécommunication (ex. : téléphones sans fil et cellulaires).
• Équipements de bureautique et ordinateurs portables.
• Appareils électroménagers et équipements de contrôle industriel.
• Systèmes réseau et panneaux d'affichage intérieurs.
• Les fonctions spécifiques incluent le rétroéclairage de clavier, les indicateurs d'état, les micro-écrans et l'éclairage de signaux/symboles.

2. Dimensions du boîtier

La LED est logée dans un boîtier SMD standard. La couleur de la lentille est transparente et la source lumineuse est une puce verte AlInGaP. Toutes les tolérances dimensionnelles sont de ±0,1 mm sauf indication contraire. Les dimensions spécifiques de longueur, largeur et hauteur sont fournies dans le dessin mécanique détaillé de la fiche technique originale.

3. Caractéristiques et valeurs limites

3.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C. Les dépasser peut causer des dommages permanents.

• Dissipation de puissance (Pd) :62,5 mW
• Courant direct de crête (I_F(PEAK)) :60 mA (à un cycle de service de 1/10, largeur d'impulsion de 0,1 ms)
• Courant direct continu (I_F) :25 mA
• Tension inverse (V_R) :5 V
• Plage de température de fonctionnement (T_opr) :-30°C à +85°C
• Plage de température de stockage (T_stg) :-40°C à +85°C
• Condition de soudage infrarouge :Température de crête de 260°C maximum pendant 10 secondes.

3.2 Profil de refusion IR recommandé (Procédé sans plomb)

Un profil de température recommandé pour le soudage par refusion sans plomb est fourni, respectant généralement les normes JEDEC. Ce profil comprend les phases de préchauffage, stabilisation, refusion et refroidissement, avec une limite critique de température de crête de 260°C.

3.3 Caractéristiques électriques et optiques

Les paramètres de performance typiques sont mesurés à Ta=25°C et I_F=20mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (I_V) :18,0 - 71,0 mcd (millicandela). Mesurée avec un filtre simulant la réponse photopique de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ_1/2) :130 degrés. Défini comme l'angle total où l'intensité chute à la moitié de sa valeur axiale.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :574 nm (typique).
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :567,5 - 576,5 nm. Dérivée des coordonnées chromatiques CIE.
• Demi-largeur spectrale (Δλ) :15 nm (typique).
• Tension directe (V_F) :1,90 - 2,40 V.
• Courant inverse (I_R) :10 μA (maximum) à V_R=5V.

Notes de mesure :La prudence contre les décharges électrostatiques (ESD) est soulignée. Il est recommandé de mettre à la terre le personnel et l'équipement via des bracelets ou des gants antistatiques lors de la manipulation du composant.

4. Système de classement (Binning)

Les LED sont triées en classes (bins) en fonction de paramètres clés pour garantir l'homogénéité en application. Des tolérances sont appliquées à chaque classe.

4.1 Classe de tension directe (V_F)

Classée à I_F=20mA. Tolérance par classe : ±0,1V.

• Classe 4 : 1,90V - 2,00V
• Classe 5 : 2,00V - 2,10V
• Classe 6 : 2,10V - 2,20V
• Classe 7 : 2,20V - 2,30V
• Classe 8 : 2,30V - 2,40V

4.2 Classe d'intensité lumineuse (I_V)

Classée à I_F=20mA. Tolérance par classe : ±15%.

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

4.3 Classe de longueur d'onde dominante (λ_d)

Classée à I_F=20mA. Tolérance par classe : ±1 nm.

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

5. Courbes de performance typiques

La fiche technique inclut des représentations graphiques des caractéristiques clés pour faciliter la conception. Ces courbes, généralement tracées en fonction du courant direct ou de la température ambiante, illustrent les relations et tendances pour des paramètres tels que :

• Intensité lumineuse relative vs. Courant direct (I_F)
• Tension directe (V_F) vs. Courant direct (I_F)
• Intensité lumineuse relative vs. Température ambiante (T_a)
• Longueur d'onde de crête vs. Température ambiante (T_a)
• Distribution spectrale de rayonnement (montrant le pic d'émission et la demi-largeur)

Ces courbes sont essentielles pour comprendre le comportement du composant dans différentes conditions de fonctionnement et pour réaliser une conception de circuit et une gestion thermique précises.

6. Guide utilisateur pour l'assemblage et la manipulation

6.1 Nettoyage

Les nettoyants chimiques non spécifiés doivent être évités car ils peuvent endommager le boîtier de la LED. Si un nettoyage est nécessaire, une immersion dans de l'alcool éthylique ou isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute est recommandée.

6.2 Configuration recommandée des pastilles PCB et orientation de soudage

Un motif de pastilles (empreinte) recommandé pour le PCB est fourni pour assurer une formation correcte des joints de soudure et une stabilité mécanique. Le diagramme indique également l'orientation correcte de la LED (généralement marquée par un indicateur de cathode sur le composant) par rapport aux pastilles du PCB.

6.3 Spécifications de l'emballage en bande et bobine

Les LED sont fournies en bande porteuse gaufrée enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Les spécifications clés incluent :

• Largeur de bande : 8 mm.
• Pas et dimensions des alvéoles pour le logement du composant.
• Bande de couverture scellant les alvéoles.
• Diamètre du moyeu de la bobine, diamètre de la collerette et dimensions globales.
• Quantité standard par emballage : 3000 pièces par bobine.
• Quantité minimale de commande pour les bobines restantes : 500 pièces.
• Conformité aux spécifications ANSI/EIA-481.

7. Précautions importantes et notes d'application

7.1 Champ d'application prévu

Cette LED est conçue pour une utilisation dans des équipements électroniques ordinaires (ex. : bureau, communication, domestique). Elle n'est pas destinée à des applications où une défaillance pourrait directement mettre en danger la vie ou la santé (ex. : aviation, dispositifs médicaux de maintien des fonctions vitales, systèmes de sécurité critiques) sans consultation préalable et qualification spécifique.

7.2 Conditions de stockage

• Emballage scellé :Stocker à ≤ 30°C et ≤ 90% d'Humidité Relative (HR). Utiliser dans l'année lorsqu'emballé avec un desséchant.
• Emballage ouvert :Stocker à ≤ 30°C et ≤ 60% HR. Les composants doivent être refondus par IR dans la semaine suivant l'ouverture (Niveau de Sensibilité à l'Humidité 3, MSL 3).
• Stockage prolongé (ouvert) :Stocker dans un conteneur scellé avec desséchant ou dans un dessiccateur à azote.
• Rebaking (Séchage) :Les LED stockées hors de leur emballage d'origine pendant >1 semaine doivent être séchées à environ 60°C pendant au moins 20 heures avant soudage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

7.3 Lignes directrices pour le procédé de soudage

Des paramètres de soudage détaillés sont fournis pour assurer un assemblage fiable :

Soudage par refusion (Recommandé sans plomb) :

• Température de préchauffage : 150°C – 200°C
• Temps de préchauffage : Maximum 120 secondes
• Température de crête : Maximum 260°C
• Temps à la crête : Maximum 10 secondes (maximum deux cycles de refusion autorisés)

Soudage manuel (Fer à souder) :

• Température de la pointe : Maximum 300°C
• Temps de soudage : Maximum 3 secondes par pastille (une seule fois)

Note critique :Le profil de refusion optimal dépend de la conception spécifique du PCB, des composants, de la pâte à souder et du four. Le profil fourni est un exemple conforme JEDEC. Une caractérisation au niveau de la carte est essentielle pour un procédé robuste. Des tests de fiabilité au niveau composant et carte doivent être réalisés pour valider le procédé d'assemblage.

8. Considérations de conception et analyse technique

8.1 Limitation de courant et circuit de commande

La plage de tension directe (V_F) de 1,9V à 2,4V à 20mA doit être prise en compte lors de la conception du circuit de commande. Une source de courant constant ou une résistance limitatrice de courant en série avec une source de tension est obligatoire pour éviter de dépasser le courant direct continu maximum absolu de 25mA. La valeur de la résistance limitatrice (R_limit) peut être calculée avec la loi d'Ohm : R_limit= (V_alim- V_F) / I_F. Utiliser la V_Fmaximale de la classe garantit que le courant ne dépasse pas le niveau souhaité même avec les variations d'une unité à l'autre.

8.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit relativement faible à 62,5 mW, une conception thermique appropriée reste importante pour la longévité et la stabilité du flux lumineux. La dégradation de l'intensité lumineuse avec l'augmentation de la température ambiante (comme montré dans les courbes de performance) doit être prise en compte dans les exigences de luminosité de l'application. Assurer une surface de cuivre PCB adéquate autour des pastilles de la LED peut aider à dissiper la chaleur et maintenir une température de jonction plus basse.

8.3 Conception optique pour un éclairage uniforme

Le large angle de vision de 130 degrés rend cette LED adaptée aux applications nécessitant un éclairage large et diffus plutôt qu'un faisceau focalisé. Pour les panneaux de rétroéclairage ou les indicateurs nécessitant une lumière plus directionnelle, des optiques secondaires (comme des guides de lumière ou des lentilles) peuvent être nécessaires. La lentille transparente offre une diffusion minimale de la lumière par le boîtier lui-même.

8.4 Sélection de longueur d'onde et impact du classement

Le classement par longueur d'onde dominante (C, D, E) permet aux concepteurs de sélectionner des LED pour des exigences de couleur spécifiques. Par exemple, les applications nécessitant une teinte verte précise pour l'appariement des couleurs ou la signalisation bénéficieraient de la spécification d'une classe de longueur d'onde plus étroite. Le pic typique à 574 nm et la largeur spectrale de 15 nm définissent la pureté de la couleur verte émise.

8.5 Comparaison avec d'autres technologies LED

L'utilisation du matériau AlInGaP pour la lumière verte offre des avantages à certains égards par rapport à d'autres technologies comme l'InGaN (utilisé pour les LED bleues et certaines vertes). Les LED AlInGaP présentent traditionnellement une haute efficacité dans le spectre du rouge au jaune-vert et peuvent offrir une bonne stabilité en température. Le choix spécifique dépend de la longueur d'onde requise, de l'efficacité, du coût et de l'environnement d'application.

9. Guide spécifique à l'application et dépannage

9.1 Circuit d'application typique pour indicateur d'état

Une implémentation simple consiste à connecter la LED en série avec une résistance limitatrice à une broche GPIO de microcontrôleur ou à une ligne d'alimentation système (ex. : 3,3V ou 5V). Le microcontrôleur peut alors basculer la broche pour allumer ou éteindre l'indicateur. Pour une alimentation de 5V et un I_Fcible de 20mA, en utilisant une V_Fconservatrice de 2,4V, la valeur de la résistance serait R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130 Ohms. Une résistance standard de 130 ou 150 Ohms conviendrait.

9.2 Problèmes courants et solutions

• Lumière faible ou absente :Vérifier la polarité (connexion inversée). Vérifier que la tension directe de la classe spécifique de la LED correspond au calcul du circuit de commande. Mesurer le courant réel avec un multimètre.
• Luminosité incohérente sur plusieurs LED :Ceci est souvent dû à la variation de tension directe (V_F) lorsque les LED sont connectées en parallèle sans limitation de courant individuelle. Utiliser des résistances séparées pour chaque LED ou mettre en œuvre un réseau de pilotes à courant constant.
• Défaillance de la LED après soudage :Probablement causée par une chaleur excessive lors du soudage manuel (>300°C ou >3s) ou un profil de refusion incorrect (dépassant 260°C de crête). Vérifier les paramètres du procédé et s'assurer que les règles de manipulation MSL ont été suivies si le boîtier a été exposé à l'humidité.
• Dommage ESD :La défaillance peut survenir immédiatement ou se manifester par une dégradation des performances dans le temps. Toujours suivre les précautions ESD lors de la manipulation et de l'assemblage.

10. Principes de fonctionnement et tendances technologiques

10.1 Principe de fonctionnement de base

La lumière est produite par électroluminescence dans la puce semi-conductrice AlInGaP. Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel de jonction de la diode est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. L'énergie libérée lors de cette recombinaison est émise sous forme de photons (lumière). La composition spécifique des couches d'Aluminium, d'Indium, de Gallium et de Phosphure détermine l'énergie de la bande interdite et donc la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise, dans ce cas, le vert.

10.2 Tendances de l'industrie

La tendance générale des LED SMD va vers une plus grande efficacité lumineuse (plus de flux lumineux par watt d'entrée électrique), une meilleure cohérence des couleurs grâce à un classement plus serré, et une fiabilité accrue dans des conditions de température et de courant plus élevées. L'emballage continue d'évoluer pour de meilleures performances thermiques et un meilleur contrôle optique. De plus, il y a une volonté continue de miniaturisation tout en maintenant ou augmentant le flux lumineux, ainsi que d'intégration avec l'électronique de commande pour des solutions d'éclairage "intelligentes". L'utilisation de matériaux et procédés robustes compatibles avec le soudage sans plomb reste une exigence standard mondiale.