Fiche technique LED SMD LTST-C281TGKT-2A - Dimensions 1.6x0.8x0.35mm - Tension 2.5-3.1V - Couleur verte - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La LTST-C281TGKT-2A est une lampe LED à montage en surface (SMD) conçue pour les applications électroniques modernes à encombrement limité. Elle appartient à une famille de LED miniatures optimisées pour les processus d'assemblage automatisé sur circuit imprimé (PCB). Le marché principal de ce composant inclut l'électronique portable et compacte où l'espace sur carte est précieux.

L'avantage principal de cette LED est son profil exceptionnellement fin de seulement 0,35 mm, la rendant adaptée à des applications telles que les affichages ultra-fins, le rétroéclairage de claviers et les indicateurs d'état dans les appareils portables. Elle utilise une puce semi-conductrice InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium), connue pour produire une lumière verte de haute luminosité avec efficacité. Le dispositif est entièrement conforme à la directive RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), garantissant qu'il répond aux normes environnementales internationales. Il est conditionné sur bande de 8mm enroulée sur bobine de 7 pouces de diamètre, conforme aux normes EIA, ce qui facilite la fabrication automatisée à haute vitesse par placement.

1.1 Applications cibles

Cette LED est polyvalente et trouve son utilité dans un large éventail d'équipements électroniques. Les principaux domaines d'application incluent :

• Équipements de télécommunication :Indicateurs d'état et rétroéclairage dans les téléphones sans fil, téléphones cellulaires et matériel réseau.
• Automatisation de bureau :Rétroéclairage pour claviers et pavés numériques dans les ordinateurs portables et autres périphériques.
• Électronique grand public & Électroménager :Indicateurs de puissance, voyants d'état de fonction et rétroéclairage d'affichage.
• Équipements industriels :Indicateurs de panneau et luminaires de signalisation dans les systèmes de contrôle.
• Micro-affichages & Éclairage de symboles :Utilisée dans les affichages d'information compacts et l'illumination d'icônes.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Un fonctionnement à ou sous ces limites n'est pas garanti et doit être évité dans une conception fiable.

• Dissipation de puissance (Pd) :76 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le boîtier LED peut dissiper sous forme de chaleur sans dégrader les performances ou la fiabilité. Dépasser cette limite risque de surchauffer la jonction semi-conductrice.
• Courant direct de crête (I_FP) :100 mA. C'est le courant direct instantané maximal autorisé, généralement spécifié dans des conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1ms). Il est nettement supérieur au courant continu nominal pour tenir compte des conditions transitoires mais ne doit pas être utilisé pour un fonctionnement en continu.
• Courant direct continu (I_F) :20 mA. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme. Concevoir le circuit de commande pour fonctionner à ou en dessous de ce courant est crucial pour la durée de vie.
• Plage de température de fonctionnement (T_stg) :-20°C à +80°C. La plage de température ambiante dans laquelle la LED fonctionnera conformément à ses spécifications. Les performances en dehors de cette plage ne sont pas caractérisées.
• Plage de température de stockage (T_stg) :-30°C à +100°C. La plage de température pour stocker le dispositif lorsqu'il n'est pas alimenté.
• Condition de soudure infrarouge :260°C pendant 10 secondes. Ceci définit le profil thermique maximal que la LED peut supporter pendant le soudage par refusion, crucial pour les processus d'assemblage sans plomb.

2.2 Caractéristiques électriques & optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à une température ambiante standard de 25°C. Ils définissent le comportement attendu du dispositif dans des conditions de fonctionnement normales.

• Intensité lumineuse (I_V) :35,5 - 90 mcd (millicandela) à I_F= 2mA. C'est une mesure de la luminosité perçue de la LED par l'œil humain. La large plage indique qu'un système de tri est utilisé (voir Section 3). La condition de test utilise un capteur filtré pour correspondre à la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ_1/2) :130 degrés. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur mesurée sur l'axe (0°). Un large angle de vision comme celui-ci indique un motif d'émission Lambertien ou quasi-Lambertien, adapté à l'éclairage de surface plutôt qu'à des faisceaux focalisés.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :525 nm. C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance de la lumière émise est à son maximum. C'est une propriété physique de la puce InGaN.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :520,0 - 535,0 nm à I_F= 2mA. Elle est dérivée du diagramme de chromaticité CIE et représente la longueur d'onde unique qui décrit le mieux la couleur perçue (verte) de la LED. C'est le paramètre clé pour la cohérence des couleurs.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :25 nm. C'est la largeur du spectre d'émission à la moitié de sa puissance maximale. Une demi-largeur plus étroite indique une couleur plus pure spectralement, plus saturée.
• Tension directe (V_F) :2,5 - 3,1 V à I_F= 2mA. La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle fonctionne au courant spécifié. Cette plage nécessite une conception minutieuse du circuit de limitation de courant.
• Courant inverse (I_R) :10 μA (max) à V_R= 5V. Les LED ne sont pas conçues pour fonctionner en polarisation inverse. Ce paramètre indique un faible courant de fuite si une tension inverse est accidentellement appliquée. La fiche technique met explicitement en garde que le dispositif n'est pas conçu pour un fonctionnement inverse.

3. Explication du système de tri

Pour assurer la cohérence 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 spécifiques de couleur, de luminosité et de tension directe.

3.1 Classe de tension directe (V_F)

Les lots sont définis par pas de 0,1V de 2,5V à 3,1V à un courant de test de 2mA. Par exemple, le Code de lot '10' inclut les LED avec V_Fentre 2,5V et 2,6V, tandis que '13' inclut celles entre 3,0V et 3,1V. Une tolérance de ±0,1V est appliquée à chaque lot. Sélectionner des LED dans un lot V_Fserré peut aider à garantir une luminosité uniforme lorsque plusieurs LED sont pilotées en parallèle.

3.2 Classe d'intensité lumineuse (I_V)

Les lots sont définis pour l'intensité lumineuse mesurée à 2mA. Les codes vont de 'N2' (35,5-45 mcd) à 'Q1' (71-90 mcd). Une tolérance de ±15% est appliquée à chaque lot. Ce tri est crucial pour les applications nécessitant une luminosité perçue cohérente sur plusieurs indicateurs ou zones de rétroéclairage.

3.3 Classe de teinte (Longueur d'onde dominante)

Ce tri assure la cohérence des couleurs. La longueur d'onde dominante est triée par pas de 5nm : 'AP' (520,0-525,0 nm), 'AQ' (525,0-530,0 nm) et 'AR' (530,0-535,0 nm). Une tolérance serrée de ±1 nm est maintenue par lot. Pour les applications où l'appariement des couleurs est critique (ex. : affichages multicolores ou signaux de circulation), spécifier un lot de teinte étroit est essentiel.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes caractéristiques typiques essentielles pour comprendre le comportement du dispositif dans différentes conditions. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas reproduits en texte, leurs implications sont analysées ci-dessous.

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

Cette courbe montre la relation exponentielle entre le courant et la tension pour une diode semi-conductrice. Pour la LED, elle démontrera la tension de seuil (environ 2,5-3,1V) et comment V_Faugmente avec I_F. La courbe est vitale pour concevoir un pilote de limitation de courant approprié, car les LED sont des dispositifs à commande de courant. Un petit changement de tension peut entraîner un grand changement de courant, risquant de dépasser les valeurs maximales.

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

Ce graphique montre typiquement que l'intensité lumineuse augmente approximativement linéairement avec le courant direct dans la plage de fonctionnement normale (ex. : jusqu'à 20mA). Cependant, l'efficacité (lumens par watt) peut atteindre un pic à un courant inférieur au maximum nominal. Fonctionner au-dessus de ce point de pic d'efficacité génère plus de chaleur pour des gains de lumière décroissants, réduisant la fiabilité globale.

4.3 Distribution spectrale

Le graphique spectral montrerait un pic unique centré autour de 525 nm avec une largeur caractéristique (Δλ) d'environ 25 nm. Ceci confirme l'émission monochromatique verte de la puce InGaN. La forme et la largeur du spectre influencent la pureté de la couleur et la façon dont la lumière LED se mélange avec d'autres couleurs.

5. Informations mécaniques & de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED a un encombrement SMD compact. Les dimensions clés (toutes en millimètres, tolérance ±0,1mm sauf indication) incluent une taille de corps d'environ 1,6mm de longueur et 0,8mm de largeur. La caractéristique la plus notable est sa hauteur de seulement 0,35mm, la qualifiant de \"super fine\". Le boîtier comporte une lentille transparente, qui ne diffuse pas la lumière, permettant de préserver le motif d'émission natif de la puce (angle de vision 130°).

5.2 Pastille de fixation PCB recommandée

La fiche technique fournit un dessin de pastille (land pattern) pour le PCB. Ce motif est critique pour assurer la formation correcte des joints de soudure pendant la refusion, fournissant une bonne connexion électrique, une résistance mécanique et une dissipation thermique. Suivre la disposition de pastille recommandée aide à prévenir le soulèvement (tombstoning) et assure un alignement cohérent.

5.3 Identification de la polarité

Les LED SMD ont une anode (+) et une cathode (-). Le diagramme de la fiche technique indique généralement la polarité, souvent en marquant le côté cathode du boîtier ou en montrant l'orientation interne de la puce. La polarité correcte est obligatoire pour le fonctionnement.

6. Directives de soudure & d'assemblage

6.1 Conditions de soudure par refusion IR

Pour les processus de soudure sans plomb, un profil thermique spécifique est recommandé. La température de pic ne doit pas dépasser 260°C, et le temps au-dessus de 260°C doit être limité à un maximum de 10 secondes. Une étape de préchauffage (ex. : 150-200°C) est nécessaire pour chauffer progressivement l'assemblage et activer la pâte à souder. Le profil doit être caractérisé pour l'assemblage PCB spécifique, car l'épaisseur de la carte, la densité des composants et le type de four affectent le résultat. La fiche technique fait référence à la conformité aux normes JEDEC pour le profilage de refusion.

6.2 Soudure manuelle

Si une soudure manuelle est nécessaire, elle doit être effectuée avec une extrême prudence. La température maximale recommandée de la panne du fer à souder est de 300°C, et le temps de contact doit être limité à 3 secondes par joint. Une chaleur excessive peut endommager le boîtier époxy de la LED et les fils de liaison internes.

6.3 Nettoyage

Seuls les agents de nettoyage spécifiés doivent être utilisés. Les solvants recommandés sont l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique à température normale, avec un temps d'immersion limité à moins d'une minute. Des produits chimiques agressifs ou non spécifiés peuvent fissurer, ternir ou endommager la lentille LED et le matériau du boîtier.

6.4 Stockage & Manipulation

• Précautions ESD :Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). La manipulation doit être effectuée avec des bracelets antistatiques, des gants antistatiques et sur des postes de travail correctement mis à la terre.
• Sensibilité à l'humidité :Le boîtier est sensible à l'humidité. Les bobines non ouvertes doivent être stockées à ≤30°C et ≤90% HR. Une fois le sachet étanche à l'humidité d'origine ouvert, les LED sont classées au Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) 2a, ce qui signifie qu'elles doivent être soudées dans les 672 heures (28 jours) suivant l'exposition aux conditions ambiantes d'usine (≤30°C/60% HR). Pour un stockage plus long après ouverture, elles doivent être conservées dans un contenant scellé avec dessiccant. Si le temps d'exposition dépasse 672 heures, un séchage à 60°C pendant au moins 20 heures est requis avant soudure pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet \"popcorn\" pendant la refusion.

7. Conditionnement & Informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies sur bande porteuse gaufrée avec une bande de couverture protectrice. La largeur de la bande est de 8mm, enroulée sur une bobine standard de 7 pouces (178mm) de diamètre. Chaque bobine contient 5000 pièces. Pour des quantités inférieures à une bobine complète, une quantité d'emballage minimale de 500 pièces s'applique. Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481, garantissant la compatibilité avec les équipements d'assemblage automatisés.

8. Suggestions d'application & Considérations de conception

8.1 Circuits d'application typiques

La LED doit être pilotée par une source de courant constant ou via une résistance de limitation de courant connectée en série avec une alimentation. La valeur de la résistance (R) peut être calculée avec la loi d'Ohm : R = (V_alim- V_F) / I_F. Il est critique d'utiliser la V_Fmaximale du lot ou de la fiche technique pour s'assurer que le courant ne dépasse pas la limite même avec les pires tolérances des composants. Par exemple, avec une alimentation de 5V, une V_Fde 3,1V, et un I_Fsouhaité de 20mA : R = (5 - 3,1) / 0,02 = 95 Ohms. Une résistance standard de 100 Ohms serait un choix sûr, résultant en un courant légèrement inférieur.

8.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible (76 mW max), une conception thermique appropriée prolonge la durée de vie. Assurez-vous d'utiliser la pastille PCB recommandée, car elle agit comme un dissipateur thermique. Évitez de placer la LED près d'autres composants générateurs de chaleur. Fonctionner à des courants plus faibles (ex. : 10mA au lieu de 20mA) réduit significativement l'échauffement interne et peut augmenter considérablement la durée de vie opérationnelle.

8.3 Conception optique

L'angle de vision de 130 degrés fournit un éclairage large et uniforme. Pour les applications nécessitant un faisceau plus focalisé, des optiques secondaires externes (lentilles) seraient nécessaires. La lentille transparente offre le rendement lumineux le plus élevé possible mais peut causer une image visible de puce brillante (\"point chaud\"). Si un éclairage diffus et uniforme est nécessaire, envisagez d'utiliser des LED avec une lentille diffusante ou d'ajouter un guide de lumière/film diffuseur dans l'application.

9. Comparaison technique & Différenciation

Le principal facteur de différenciation de la LTST-C281TGKT-2A est sa hauteur ultra-fine de 0,35mm. Comparée aux LED SMD standard comme les boîtiers 0603 (0,8mm de hauteur) ou même 0402 (0,6mm de hauteur), ce dispositif permet des conceptions avec des contraintes de hauteur Z plus strictes. L'utilisation d'une puce InGaN fournit une luminosité et une efficacité plus élevées par rapport aux technologies plus anciennes comme l'AlGaInP pour la lumière verte dans une taille de boîtier similaire. Sa compatibilité avec les processus de refusion IR standard et le conditionnement en bande et bobine en font un remplacement direct pour de nombreuses conceptions existantes cherchant la miniaturisation ou des améliorations de performances.

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

Q : Puis-je piloter cette LED à 20mA en continu ?

R : Oui, 20mA est le courant direct continu maximal recommandé. Pour une fiabilité et une longévité maximales, envisagez de fonctionner à un courant plus faible, comme 10-15mA.

Q : Pourquoi y a-t-il une si large plage d'Intensité Lumineuse (35,5 à 90 mcd) ?

R : Cela reflète le processus de tri. Vous devez spécifier le code de lot IV souhaité (N2, P1, P2, Q1) lors de la commande pour obtenir des LED dans une plage de luminosité spécifique.

Q : Comment puis-je assurer une couleur cohérente sur plusieurs LED dans mon produit ?

R : Spécifiez un code de lot de teinte serré (ex. : AQ uniquement) lors de la commande. Cela garantit que toutes les LED ont une longueur d'onde dominante dans une plage de 5nm, résultant en une couleur verte visuellement cohérente.

Q : Le profil de mon four de refusion a un pic à 250°C. Est-ce acceptable ?

R : Oui, une température de pic de 250°C est inférieure au maximum nominal de 260°C et est généralement acceptable, à condition que les autres aspects du profil (temps au-dessus du liquidus, vitesses de montée) soient contrôlés.

11. Exemple de cas d'utilisation pratique

Scénario : Rétroéclairage d'un clavier à membrane pour un dispositif médical.

Le dispositif nécessite un rétroéclairage vert fin et fiable pour ses touches. La LTST-C281TGKT-2A est choisie pour sa hauteur de 0,35mm, qui s'intègre dans la construction multicouche de l'interrupteur à membrane. Des LED du lot d'intensité \"Q1\" et du lot de teinte \"AQ\" sont sélectionnées pour assurer un éclairage vert brillant, uniforme et cohérent sur toutes les touches. Elles sont placées sur un PCB flexible et pilotées via un circuit intégré pilote à courant constant à 15mA chacune pour équilibrer luminosité et fiabilité à long terme. L'assemblage subit un processus de refusion IR soigneusement profilé, et les LED sont stockées dans une armoire sèche avant utilisation pour se conformer aux exigences MSL.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Les Diodes Électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière par électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n du matériau semi-conducteur (InGaN dans ce cas), les électrons et les trous se recombinent dans la région active. Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (particules de lumière). La longueur d'onde (couleur) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur. L'InGaN est couramment utilisé pour produire de la lumière dans les régions bleue, verte et cyan du spectre. Le dopage et la structure spécifiques de la puce sont conçus pour atteindre une haute efficacité et la couleur verte souhaitée à 525 nm.

13. Tendances technologiques

La tendance des LED SMD pour l'électronique grand public continue vers une miniaturisation accrue, une efficacité accrue (lumens par watt) et une fiabilité plus élevée. Le passage à des boîtiers ultra-fins comme le profil de 0,35mm discuté ici permet des produits finaux toujours plus minces. Il y a également un accent sur l'amélioration de la cohérence des couleurs et l'expansion des gammes de couleurs pour les applications d'affichage. De plus, l'intégration de circuits de pilotage ou de multiples puces LED dans un seul boîtier (ex. : LED RVB) est une tendance croissante pour simplifier la conception du système. La technologie semi-conductrice sous-jacente, en particulier pour les LED vertes, est un domaine de recherche active pour combler l'\"écart vert\" et atteindre des efficacités comparables aux LED bleues et rouges.