Fiche technique LED SMD LTST-020KRKT - 2.0x1.25x1.1mm - 2.4V - 72mW - Rouge AlInGaP - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une diode électroluminescente (LED) miniature à montage en surface (SMD). Ce composant est conçu pour les processus d'assemblage automatisé de cartes de circuits imprimés (PCB), ce qui le rend idéal pour la production en grande série. Son facteur de forme compact répond aux besoins des applications à espace restreint dans un large éventail d'équipements électroniques modernes.

1.1 Avantages principaux

La LED offre plusieurs avantages clés pour les ingénieurs concepteurs et les fabricants. Elle est conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), garantissant la sécurité environnementale. Le composant est fourni sur bande de 12 mm standard de l'industrie, enroulée sur bobines de 7 pouces, ce qui est entièrement compatible avec les machines de placement automatique, rationalisant ainsi la ligne d'assemblage. De plus, il est conçu pour résister aux processus de soudage par refusion infrarouge (IR), qui sont la norme pour l'assemblage de PCB sans plomb (Pb-free). Ses caractéristiques électriques sont compatibles avec les niveaux logiques des circuits intégrés (IC), simplifiant la conception du circuit de commande.

1.2 Marché cible et applications

La polyvalence de cette LED SMD la rend adaptée à une large gamme d'équipements électroniques. Les principaux domaines d'application incluent les appareils de télécommunications tels que les téléphones sans fil et cellulaires, l'informatique portable comme les ordinateurs portables et les tablettes, et les systèmes de réseautage. Elle est également couramment utilisée dans les appareils électroménagers pour l'indication d'état et dans divers équipements industriels. Les fonctions spécifiques au sein de ces dispositifs englobent les indicateurs d'état, le rétroéclairage des panneaux avant et des claviers, et l'éclairage de faible niveau pour les symboles et les signaux.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Une compréhension approfondie des paramètres électriques et optiques est cruciale pour une conception de circuit fiable et l'obtention de performances constantes.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Elles sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C. Le courant direct continu maximal (IF) est de 30 mA. En conditions pulsées avec un cycle de service de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms, un courant direct de crête de 80 mA est autorisé. La dissipation de puissance totale (Pd) ne doit pas dépasser 72 mW. Le composant est conçu pour fonctionner dans une plage de température de -40°C à +85°C et peut être stocké dans des environnements de -40°C à +100°C.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces caractéristiques sont mesurées dans des conditions de test standard (Ta=25°C, IF=20mA) et définissent les performances typiques. L'intensité lumineuse (Iv) a une valeur typique dans une plage définie, avec des valeurs minimales et maximales spécifiques détaillées dans la section de classement. L'angle de vision (2θ1/2), où l'intensité est la moitié de la valeur sur l'axe, est de 110 degrés, offrant un faisceau large. La lumière émise est dans le spectre rouge, avec une longueur d'onde d'émission de crête (λp) de 639 nm et une longueur d'onde dominante (λd) de 631 nm. La largeur de bande spectrale (Δλ) est d'environ 20 nm. La tension directe (VF) mesure typiquement 2,0 volts, avec un maximum de 2,4 volts à 20mA. Le courant inverse (IR) est limité à un maximum de 10 μA à une tension inverse (VR) de 5V ; notez que le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse.

3. Explication du système de classement

Pour garantir l'uniformité en production de masse, les LED sont triées en classes de performance. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des critères de performance minimale spécifiques pour leur application.

3.1 Classement de l'intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est catégorisée en classes distinctes, chacune définie par un code (R1, R2, S1, S2) et une plage d'intensité min/max mesurée en millicandelas (mcd) à 20mA. Par exemple, la classe R1 couvre les intensités de 112 à 140 mcd, tandis que la classe S2 couvre 220 à 280 mcd. Une tolérance de +/-11% s'applique au sein de chaque classe. Ce système permet l'approvisionnement de LED avec des niveaux de luminosité minimale garantis.

4. Analyse des courbes de performance

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

4.1 Courant direct vs. Intensité lumineuse

La relation entre le courant direct (IF) et l'intensité lumineuse (Iv) est généralement linéaire dans la plage de fonctionnement. L'augmentation du courant augmente le flux lumineux, mais les concepteurs doivent rester dans les limites absolues de courant et de dissipation de puissance pour garantir la longévité.

4.2 Tension directe vs. Courant direct

Cette courbe montre la caractéristique IV de la diode. La tension directe augmente de manière logarithmique avec le courant. Comprendre cette courbe est important pour concevoir la résistance de limitation de courant en série avec la LED afin de définir le point de fonctionnement souhaité et compenser les variations de tension d'alimentation.

4.3 Dépendance à la température

Les performances des LED sont sensibles à la température. Typiquement, la tension directe (VF) diminue légèrement avec l'augmentation de la température de jonction, tandis que l'intensité lumineuse (Iv) diminue également. Les conceptions pour des environnements à haute température ambiante ou un fonctionnement à haute puissance doivent tenir compte de cette déclassement.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le composant est conforme à un contour de boîtier SMD standard de l'industrie. Les dimensions clés incluent une longueur de corps de 2,0 mm, une largeur de 1,25 mm et une hauteur de 1,1 mm. Toutes les tolérances dimensionnelles sont typiquement de ±0,1 mm sauf indication contraire. Des dessins mécaniques détaillés doivent être consultés pour la conception précise du motif de pastilles.

5.2 Identification de la polarité et conception des pastilles

La cathode est typiquement marquée sur le composant, souvent par une encoche, un point vert ou une longueur de broche différente. Le motif de pastilles PCB recommandé (empreinte) est fourni pour assurer la formation correcte des joints de soudure pendant la refusion. Ce motif est crucial pour obtenir une connexion mécanique et électrique fiable tout en évitant les ponts de soudure ou l'effet "tombstoning".

6. Directives de soudage et d'assemblage

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

6.1 Profil de refusion IR recommandé

Pour les processus de soudage sans plomb (Pb-free), un profil de température de refusion spécifique est recommandé, conforme aux normes telles que J-STD-020. Ce profil comprend une étape de préchauffage, une montée en température, un temps au-dessus du liquidus (TAL), une température de crête ne dépassant pas 260°C et une vitesse de refroidissement contrôlée. Le respect de ce profil prévient le choc thermique et les dommages au boîtier de la LED.

6.2 Conditions de stockage

Les LED SMD sont des dispositifs sensibles à l'humidité (MSD). Lorsqu'elles sont stockées dans leur sac barrière d'humidité scellé d'origine avec dessiccant, elles doivent être conservées à ≤30°C et ≤70% d'humidité relative (RH) et utilisées dans un délai d'un an. Une fois le sac ouvert, la "durée de vie au sol" commence. Les composants doivent être stockés à ≤30°C et ≤60% HR et il est recommandé de les traiter (souder par refusion) dans les 168 heures (7 jours). Si l'exposition est plus longue, une procédure de séchage (par exemple, 60°C pendant 48 heures) est nécessaire pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "popcorn" pendant la refusion.

6.3 Nettoyage

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

7. Emballage et manutention

Les composants sont fournis sur bande porteuse gaufrée avec une bande de protection, enroulés sur des bobines d'un diamètre de 7 pouces (178 mm). Les quantités standard par bobine sont de 4000 pièces. L'emballage est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481. Des précautions appropriées contre les décharges électrostatiques (ESD) doivent être observées pendant la manutention.

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Conception du circuit de commande

Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Pour garantir une luminosité constante et éviter l'effet "current hogging", chaque LED dans une configuration parallèle doit avoir sa propre résistance de limitation de courant. La valeur de la résistance est calculée à l'aide de la loi d'Ohm : R = (Vcc - VF) / IF, où Vcc est la tension d'alimentation, VF est la tension directe de la LED et IF est le courant direct souhaité. L'alimentation de la LED avec une source de courant constant est la méthode la plus stable.

8.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible, une gestion thermique efficace sur le PCB peut améliorer la longévité et maintenir un flux lumineux stable. Assurer une surface de cuivre adéquate autour des pastilles de la LED aide à dissiper la chaleur. Pour les applications impliquant des températures ambiantes élevées ou des courants de commande élevés, les considérations thermiques deviennent plus critiques.

8.3 Conception optique

L'angle de vision de 110 degrés fournit un motif d'émission large adapté aux indicateurs d'état. Pour les applications nécessitant un faisceau plus focalisé, des optiques secondaires telles que des lentilles ou des guides de lumière peuvent être employées. Le choix de la couleur de la lentille (incolore dans ce cas) affecte la couleur perçue et la diffusion de la lumière émise.

9. Fiabilité et précautions

Ce produit est conçu pour être utilisé dans des équipements électroniques commerciaux et industriels standard. Pour les applications nécessitant une fiabilité exceptionnelle où une défaillance pourrait mettre en danger la sécurité (par exemple, aviation, dispositifs médicaux de maintien de la vie), une qualification supplémentaire et une consultation avec le fabricant du composant sont obligatoires. Utilisez toujours le composant dans ses valeurs maximales absolues publiées et ses conditions de fonctionnement recommandées.

10. Comparaison technique et tendances

Cette LED rouge à base d'AlInGaP offre des avantages en termes d'efficacité et de stabilité des couleurs par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaAsP. La tendance des LED SMD continue vers une efficacité lumineuse plus élevée (plus de flux lumineux par watt), des tailles de boîtier plus petites et une fiabilité améliorée dans des conditions environnementales sévères. L'adoption de matériaux et de processus sans plomb et conformes à la RoHS est désormais la norme dans l'industrie.