Fiche technique LED SMD verte GaP - 3,2x2,8x1,9mm - 2,6V - 72mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une LED verte montée en surface à haute luminosité. Le composant est conçu pour des applications d'indication et de rétroéclairage à usage général dans l'électronique grand public, les équipements de bureau et les dispositifs de communication. Ses principaux avantages incluent la compatibilité avec les équipements de placement automatisé, l'aptitude aux procédés de soudage infrarouge et par refusion, et la conformité aux exigences sans plomb (RoHS). Le boîtier standard EIA assure une large compatibilité au sein de l'industrie.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les limites opérationnelles du composant sont définies à une température ambiante (Ta) de 25°C. Le dépassement de ces valeurs peut causer des dommages permanents.

• Dissipation de puissance (Pd) :72 mW. C'est la puissance maximale que la LED peut dissiper en chaleur de manière sûre en fonctionnement continu.
• Courant direct de crête (IFP) :80 mA. C'est le courant maximal autorisé en conditions pulsées, spécifié avec un rapport cyclique de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms. Il est nettement supérieur à la valeur en courant continu pour permettre des flashs brefs et de haute intensité.
• Courant direct continu (IF) :30 mA. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Tension inverse (VR) :5 V. L'application d'une tension inverse au-delà de cette limite peut endommager la jonction semi-conductrice de la LED.
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +85°C. Le composant est conçu pour une performance fiable sur cette large plage de température industrielle.
• Plage de température de stockage :-40°C à +100°C.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Les paramètres de performance clés sont mesurés à Ta=25°C et avec un courant de test standard de IF=20mA.

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend d'un minimum de 7,1 mcd à une valeur typique de 45,0 mcd. L'intensité réelle est classée par bin, comme détaillé dans la section 3.
• Angle de vision (2θ1/2) :120 degrés. Cet angle de vision large indique un type de lentille diffuse, adapté aux applications nécessitant une visibilité étendue.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λP) :565 nm. C'est la longueur d'onde à laquelle la puissance optique émise est la plus forte.
• Longueur d'onde dominante (λd) :569 nm. Cette longueur d'onde unique, dérivée du diagramme de chromaticité CIE, définit la couleur perçue (verte) de la LED.
• Demi-largeur spectrale (Δλ) :30 nm. Ce paramètre décrit la pureté spectrale ; une largeur plus étroite indique une source lumineuse plus monochromatique.
• Tension directe (VF) :Typiquement 2,6V, avec une plage de 2,0V à 2,6V à 20mA. Une tolérance de +/- 0,1V est notée pour la valeur typique.
• Courant inverse (IR) :Maximum de 10 µA lorsqu'une tension inverse de 5V est appliquée.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour assurer une uniformité de luminosité entre les lots de production, l'intensité lumineuse est catégorisée en bins. Le code de bin fait partie de la sélection du numéro de pièce.

• Code de bin K :7,1 mcd (Min) à 11,2 mcd (Max)
• Code de bin L :11,2 mcd à 18,0 mcd
• Code de bin M :18,0 mcd à 28,0 mcd
• Code de bin N :28,0 mcd à 45,0 mcd

Une tolérance de +/-15% s'applique à chaque bin d'intensité. Les concepteurs doivent sélectionner le bin approprié en fonction du niveau de luminosité requis pour leur application.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes de performance typiques qui illustrent la relation entre les paramètres clés. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas reproduits en texte, leurs implications sont critiques pour la conception.

• Courbe I-V :Montre la relation entre le courant direct (IF) et la tension directe (VF). Elle est non linéaire, typique d'une diode. La courbe aide à sélectionner la résistance de limitation de courant appropriée.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct :Démontre comment le flux lumineux augmente avec le courant, généralement selon une relation quasi linéaire dans la plage de fonctionnement. Fonctionner au-delà du courant maximal conduit à des rendements décroissants et à une augmentation de la chaleur.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante :Montre la dégradation du flux lumineux à mesure que la température de jonction augmente. Ceci est crucial pour la gestion thermique dans les applications haute puissance ou à température ambiante élevée.
• Distribution spectrale :Un graphique de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, centré autour de 565nm avec une demi-largeur de 30nm, confirmant la sortie de couleur verte.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du composant

La LED est conforme à un boîtier SMD EIA standard. Les dimensions clés (en millimètres) incluent une taille de corps d'environ 3,2mm (longueur) x 2,8mm (largeur) x 1,9mm (hauteur). Les tolérances sont typiquement de ±0,2mm sauf indication contraire. Les dessins dimensionnels détaillés doivent être consultés pour une conception précise de l'empreinte PCB.

5.2 Conception recommandée des pastilles PCB

Une recommandation de motif de pastilles est fournie pour le soudage par refusion infrarouge ou en phase vapeur. Respecter cette empreinte recommandée est essentiel pour obtenir des soudures fiables, un bon auto-alignement pendant la refusion et une dissipation thermique efficace. La conception inclut typiquement des motifs de décharge thermique pour gérer la température de soudage.

5.3 Identification de la polarité

La cathode est typiquement marquée sur le composant, souvent par une encoche, un point vert ou un coin tronqué sur la lentille ou le boîtier. Le diagramme de la fiche technique doit être consulté pour confirmer le schéma de marquage exact afin d'assurer une orientation correcte pendant l'assemblage.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Le composant est compatible avec les procédés de soudage par refusion sans plomb. Un profil suggéré conforme à la norme J-STD-020B est référencé. Les paramètres clés incluent :

• Température de préchauffage :150°C à 200°C.
• Durée de préchauffage :Maximum 120 secondes.
• Température de crête :Maximum 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus :Durée recommandée selon les spécifications de la pâte à souder.
• Vitesses de montée/descente :Contrôlées pour éviter les chocs thermiques.

Il est essentiel de noter que le profil optimal dépend de la conception spécifique du PCB, de la pâte à souder et du four. Une vérification au niveau du composant et de la carte est recommandée.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, utilisez un fer à souder dont la température ne dépasse pas 300°C. Le temps de contact doit être limité à un maximum de 3 secondes par joint, et l'opération ne doit être effectuée qu'une seule fois pour éviter d'endommager le boîtier plastique ou les fils de liaison internes.

6.3 Nettoyage

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

6.4 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les LED sont sensibles à l'humidité. Lorsqu'elles sont stockées dans leur sachet scellé étanche à l'humidité d'origine avec dessicant, elles doivent être conservées à ≤ 30°C et ≤ 70% d'HR et utilisées dans un délai d'un an. Une fois le sachet ouvert, l'environnement de stockage ne doit pas dépasser 30°C et 60% d'HR. Les composants exposés à l'air ambiant pendant plus de 168 heures doivent être séchés (baked) à environ 60°C pendant au moins 48 heures avant le soudage par refusion pour éviter l'effet "pop-corn" (fissuration du boîtier due à la pression de vapeur).

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Le composant est fourni sur bande porteuse de 8mm sur des bobines d'un diamètre de 7 pouces (178mm), compatible avec les équipements automatisés de prélèvement et de placement standards.

• Pièces par bobine : 2000.
• Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.
• Bande de couverture :Les emplacements vides sont scellés avec une bande de couverture supérieure.
• Composants manquants :Un maximum de deux lampes manquantes consécutives est autorisé selon la spécification (EIA-481-1-B).

7.2 Structure du numéro de pièce

Le numéro de pièce LTST-M670GKT encode les attributs clés :

• LTST :Désigne probablement la famille ou la série de produits.
• M670 :Peut faire référence au type de puce/die spécifique ou à la conception optique.
• G :Indique la couleur de la lentille (Transparente).
• K :Représente le code de bin d'intensité lumineuse (ex. : bin K : 7,1-11,2 mcd).
• T :Indique probablement le conditionnement en bande et bobine.

Sélectionner le suffixe correct (code de bin) est essentiel pour obtenir le niveau de luminosité souhaité.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est adaptée à un large éventail d'applications nécessitant un indicateur vert lumineux et fiable, notamment :

• Indicateurs d'état sur l'électronique grand public (routeurs, modems, équipements audio).
• Rétroéclairage pour claviers à membrane et panneaux.
• Éclairage pour instrumentation et tableaux de commande.
• Signalétique et éclairage décoratif à usage général où un large angle de vision est bénéfique.

8.2 Conception du circuit de commande

Les LED sont des dispositifs commandés en courant.Pour une luminosité constante, en particulier lors de la commande de plusieurs LED en parallèle, il estfortement recommandéd'utiliser une résistance de limitation de courant en série pour chaque LED (Modèle de circuit A). La commande de LED en parallèle directement depuis une source de tension (Modèle de circuit B) n'est pas recommandée, car de légères variations de la caractéristique de tension directe (VF) entre les LED individuelles provoqueront un déséquilibre significatif dans le partage du courant et, par conséquent, une luminosité inégale. La valeur de la résistance série peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (Vcc - VF) / IF, où Vcc est la tension d'alimentation, VF est la tension directe de la LED (utiliser la valeur max pour la fiabilité), et IF est le courant direct souhaité.

8.3 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit relativement faible (72mW max), une conception thermique appropriée prolonge la durée de vie et maintient un flux lumineux stable. Assurez-vous que la conception des pastilles PCB fournit une décharge thermique adéquate. Évitez de faire fonctionner la LED à ou près de ses valeurs maximales absolues de courant et de température pendant de longues périodes.

8.4 Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)

Comme la plupart des dispositifs semi-conducteurs, les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques. Les procédures de manipulation ESD standard doivent être suivies pendant l'assemblage et la manipulation, y compris l'utilisation de postes de travail mis à la terre, de bracelets antistatiques et de contenants conducteurs.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux anciennes technologies de LED traversantes, ce dispositif SMD offre des avantages significatifs :

• Taille et profil :L'empreinte compacte de 3,2x2,8mm et le faible profil (1,9mm) permettent la miniaturisation des produits finaux.
• Fabricabilité :Une compatibilité totale avec les lignes d'assemblage SMT automatisées à haute vitesse réduit le coût de production et augmente la fiabilité par rapport à l'insertion manuelle.
• Performance optique :La combinaison d'une haute luminosité (jusqu'à 45 mcd) et d'un large angle de vision de 120 degrés offre une excellente visibilité.
• Fiabilité :Le boîtier est conçu pour des procédés de soudage infrarouge/refusion robustes et offre une large plage de température de fonctionnement (-40°C à +85°C).

L'utilisation de la technologie GaP (Phosphure de Gallium) sur substrat GaP est un procédé mature et fiable pour produire des LED vertes avec une couleur et des performances stables.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q1 : Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de crête (λP) et la Longueur d'onde dominante (λd) ?

R1 : La Longueur d'onde de crête (565 nm) est la longueur d'onde physique à laquelle la LED émet le plus de puissance optique. La Longueur d'onde dominante (569 nm) est une valeur calculée à partir de la colorimétrie qui représente la longueur d'onde unique de la couleur perçue. Pour les sources monochromatiques comme cette LED verte, elles sont typiquement proches.

Q2 : Puis-je commander cette LED à 30mA en continu ?

R2 : Oui, 30mA est le courant direct continu maximal nominal. Pour une fiabilité et une longévité maximales, il est souvent conseillé de fonctionner légèrement en dessous de ce maximum, par exemple à 20mA (la condition de test standard), ce qui fournit également une luminosité amplement suffisante pour la plupart des applications d'indication.

Q3 : Pourquoi une résistance série est-elle nécessaire même si mon alimentation est à courant limité ?

R3 : Une résistance série dédiée fournit une méthode simple, économique et robuste pour fixer le courant. Elle aide également à absorber les variations mineures de la tension d'alimentation et de la tension directe de la LED, assurant un fonctionnement stable. Elle est considérée comme une meilleure pratique pour la plupart des circuits LED à usage général.

Q4 : À quel point la durée de vie de 168 heures après ouverture du sachet barrière à l'humidité est-elle critique ?

R4 : C'est très important pour la fiabilité du procédé. Dépasser ce délai sans séchage augmente le risque d'endommagement du boîtier induit par l'humidité pendant le processus de soudage par refusion à haute température, ce qui peut entraîner une défaillance immédiate ou une fiabilité à long terme réduite.

11. Étude de cas d'intégration

Scénario :Conception d'un panneau d'indicateurs d'état pour un commutateur réseau avec 24 LED d'activité de port vertes identiques.

Étapes de conception :

1. Sélection de la luminosité :Pour une distance de visualisation d'équipement intérieur de 1-2 mètres, une luminosité moyenne est suffisante. Sélectionnez le Code de bin L (11,2-18,0 mcd) à partir des informations de commande.
2. Circuit de commande :Le système utilise une tension de 3,3V. En utilisant la VF maximale de 2,6V et un IF cible de 20mA, calculez la résistance série : R = (3,3V - 2,6V) / 0,020A = 35 Ohms. La valeur standard la plus proche de 33 Ohms ou 39 Ohms serait choisie, ajustant légèrement le courant.
3. Implantation PCB :Utilisez la disposition de pastilles recommandée de la fiche technique. Acheminez les pistes 3,3V et GND vers les 24 LED. Placez la résistance de limitation de courant près de l'anode de chaque LED.
4. Considération thermique :Avec 24 LED à ~20mA chacune, la puissance totale est faible (~1,5W). Aucun dissipateur thermique spécial n'est requis, mais assurez un flux d'air général dans le boîtier.
5. Assemblage :Suivez le profil de refusion recommandé. Après ouverture de la bobine, prévoyez de terminer l'assemblage SMT pour toutes les cartes dans la fenêtre de 168 heures ou mettez en place un planning de séchage.

Cette approche assure une luminosité uniforme, un soudage fiable et des performances à long terme.

12. Introduction au principe technologique

Cette LED est basée sur le matériau semi-conducteur Phosphure de Gallium (GaP). Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. Dans le GaP, ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière) avec une longueur d'onde correspondant à l'énergie de la bande interdite du matériau, ce qui, pour cette composition spécifique, donne une lumière verte (~565-569 nm). La lentille "Transparente" est en époxy et est conçue pour diffuser la lumière, créant le large angle de vision de 120 degrés. Le boîtier SMD encapsule la puce semi-conductrice, les fils de liaison et le cadre de sortie, fournissant une protection mécanique et des connexions thermiques/électriques.

13. Tendances et évolutions de l'industrie

L'industrie de l'optoélectronique continue d'évoluer. Bien que cette LED verte basée sur GaP représente une technologie mature et très fiable, les tendances incluent :

• Efficacité accrue :Développement continu de matériaux (comme l'InGaN pour des gammes de couleurs plus larges) et de conceptions de puces pour atteindre un plus grand nombre de lumens par watt (lm/W), réduisant la consommation d'énergie pour un flux lumineux donné.
• Miniaturisation :Développement d'empreintes de boîtiers encore plus petites (ex. : 0201, 01005) pour des applications à espace restreint comme les dispositifs portables et l'électronique grand public ultra-compacte.
• Solutions intégrées :Croissance des LED avec pilotes intégrés (circuits à courant constant), diodes de protection (pour ESD/tension inverse) ou couleurs multiples (RGB) dans un seul boîtier, simplifiant la conception des circuits.
• Exigences de haute fiabilité :L'expansion des applications dans les domaines automobile, industriel et médical stimule les exigences pour des plages de températures étendues, une plus grande résistance aux vibrations et des durées de vie opérationnelles plus longues (souvent notées L70 ou L90, signifiant le temps pour atteindre 70% ou 90% de la luminance initiale).

Le dispositif décrit dans cette fiche technique se situe fermement dans le segment établi et à grand volume du marché, apprécié pour ses performances éprouvées, son rapport coût-efficacité et sa facilité d'intégration.