Fiche technique LED SMD LTST-S270KDKT - Puce rouge AllnGaP - 20mA - 50mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-S270KDKT est une lampe LED à montage en surface (SMD) conçue pour l'assemblage automatisé sur circuit imprimé (PCB). Il présente un format miniature adapté aux applications où l'espace est limité. Le dispositif utilise une puce semi-conductrice ultra-lumineuse en Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AllnGaP) pour produire une lumière rouge, logée dans un boîtier à lentille transparente. Cette combinaison est conçue pour des applications nécessitant une haute fiabilité et une compatibilité avec les procédés de fabrication modernes.

1.1 Caractéristiques

• Conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses).
• Configuration latérale de la puce avec des broches étamées pour une meilleure soudabilité.
• Utilise une technologie de puce AllnGaP ultra-lumineuse pour une intensité lumineuse élevée.
• Conditionné en bande de 8 mm sur bobines de 7 pouces de diamètre pour l'assemblage automatisé pick-and-place.
• Conforme aux contours de boîtier standard de l'EIA (Electronic Industries Alliance).
• Caractéristiques de commande compatibles avec les circuits intégrés.
• Conçu pour être compatible avec les équipements de placement automatique.
• Adapté aux procédés de soudage par refusion infrarouge (IR).

1.2 Applications

Cette LED est destinée à une large gamme d'équipements électroniques où la compacité, la fiabilité et l'assemblage efficace sont critiques. Les domaines d'application typiques incluent :

• Télécommunications :Indicateurs d'état dans les téléphones sans fil, les téléphones cellulaires et les équipements réseau.
• Automatisation de bureau et Électronique grand public :Rétroéclairage pour claviers et pavés numériques dans les ordinateurs portables et autres appareils mobiles.
• Appareils ménagers et Équipements industriels :Indicateurs d'alimentation, de mode ou d'état.
• Affichage et Signalétique :Micro-affichages et éclairage de symboles pour applications intérieures.

2. Dimensions du boîtier et informations mécaniques

La LED est fournie dans un boîtier SMD standard. La couleur de la lentille est transparente, et la couleur de la source lumineuse est rouge provenant de la puce AllnGaP. Toutes les tolérances dimensionnelles sont de ±0,1 mm sauf indication contraire. Des dessins mécaniques détaillés du composant, des pastilles de fixation PCB recommandées et du conditionnement en bande et bobine sont fournis dans le document source, essentiels pour la conception du layout PCB et la planification du processus d'assemblage.

3. Caractéristiques et limites

3.1 Limites absolues maximales

Ces limites définissent les valeurs au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Dissipation de puissance (Pd) :50 mW
• Courant direct de crête (I_F(PEAK)) :40 mA (à un cycle de service de 1/10, largeur d'impulsion de 0,1 ms)
• Courant direct continu (I_F) :20 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 pendant un maximum de 10 secondes.

3.2 Caractéristiques électriques et optiques

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

• Intensité lumineuse (I_V) :4,5 - 45,0 mcd (millicandela). Mesurée avec un filtre approximant la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ_1/2) :130 degrés. Défini comme l'angle total pour lequel l'intensité est la moitié de la valeur axiale (sur l'axe).
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :650,0 nm (typique).
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :630,0 - 645,0 nm. Cette longueur d'onde unique définit la couleur perçue de la LED sur le diagramme de chromaticité CIE.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :20 nm (typique). La largeur du spectre d'émission à la moitié de son intensité maximale.
• Tension directe (V_F) :1,6 - 2,4 V.
• Courant inverse (I_R) :10 µA (maximum) à V_R=5V.

3.3 Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)

Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques et aux surtensions. Des mesures de contrôle ESD appropriées doivent être mises en œuvre pendant la manipulation et l'assemblage. Cela inclut l'utilisation de bracelets de mise à la terre, de gants antistatiques et la vérification que tous les équipements et postes de travail sont correctement mis à la terre pour éviter des défaillances latentes ou catastrophiques du dispositif.

4. Système de classement par bacs

Pour garantir l'uniformité de couleur et de luminosité en production, les LED sont triées en bacs en fonction de l'intensité lumineuse. Le LTST-S270KDKT utilise les codes de bac suivants pour sa sortie rouge, mesurée à 20 mA.

• Bac J :4,5 - 7,1 mcd
• Bac K :7,1 - 11,2 mcd
• Bac L :11,2 - 18,0 mcd
• Bac M :18,0 - 28,0 mcd
• Bac N :28,0 - 45,0 mcd

Une tolérance de ±15 % est appliquée aux limites de chaque bac d'intensité lumineuse. Les concepteurs doivent spécifier le code de bac requis pour garantir le niveau de luminosité souhaité dans l'application finale.

5. Analyse des courbes de performance

Le document source inclut des courbes de performance typiques qui sont cruciales pour comprendre le comportement du dispositif dans diverses conditions. Ces courbes illustrent généralement la relation entre le courant direct et l'intensité lumineuse (I_Fen fonction de I_V), le courant direct et la tension directe (I_Fen fonction de V_F), et l'effet de la température ambiante sur l'intensité lumineuse. L'analyse de ces courbes permet aux concepteurs d'optimiser le courant de commande pour l'efficacité et la luminosité, de comprendre les exigences en tension pour la conception de l'alimentation, et de prendre en compte la dégradation thermique dans les environnements à haute température.

6. Guide d'assemblage et de manipulation

6.1 Nettoyage

Des produits de nettoyage chimiques non spécifiés peuvent endommager le boîtier de la LED. Si un nettoyage est nécessaire après soudage ou en cas de contamination, utilisez de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante. Le temps d'immersion doit être inférieur à une minute pour éviter tout dommage potentiel à la lentille en époxy ou à la structure interne.

6.2 Procédé de soudage

Le dispositif est compatible avec les procédés de soudage par refusion infrarouge (IR), standard pour l'assemblage SMD. Un profil de processus sans plomb (Pb-free) est recommandé.

• Préchauffage :150°C à 200°C.
• Durée de préchauffage :Maximum 120 secondes.
• Température de crête :Maximum 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus :Maximum 10 secondes à la température de crête. La refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois.

Pour la retouche manuelle avec un fer à souder, la température de la panne ne doit pas dépasser 300°C, et le temps de contact doit être limité à un maximum de 3 secondes par joint. Il est essentiel de suivre les profils de refusion standard JEDEC et les recommandations du fabricant de pâte à souder pour garantir des soudures fiables et éviter les dommages thermiques à la LED.

6.3 Conditions de stockage

Un stockage approprié est vital pour maintenir la soudabilité et la fiabilité du dispositif.

• Emballage scellé :Stocker à ≤ 30°C et ≤ 90 % d'humidité relative (HR). La durée de conservation est d'un an lorsqu'elle est stockée dans le sac étanche à l'humidité d'origine avec dessiccant.
• Emballage ouvert :Pour les composants retirés de leur emballage d'origine, l'environnement de stockage ne doit pas dépasser 30°C ou 60 % HR. Il est recommandé de terminer la refusion IR dans la semaine (Niveau de Sensibilité à l'Humidité 3, MSL 3). Pour un stockage plus long hors du sac d'origine, utilisez un conteneur scellé avec dessiccant ou un dessiccateur à azote. Les composants stockés plus d'une semaine doivent être cuits à environ 60°C pendant au moins 20 heures avant soudage pour éliminer l'humidité absorbée.

7. Conditionnement et informations de commande

Le conditionnement standard pour l'assemblage en grande série est une bande porteuse gaufrée de 8 mm de large enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 4000 pièces. La bande est scellée avec une bande de couverture supérieure. Le conditionnement suit les spécifications ANSI/EIA-481. Pour des quantités plus petites, un conditionnement minimum de 500 pièces est disponible. La bande est conçue pour permettre un maximum de deux composants manquants consécutifs (poches vides).

8. Considérations de conception d'application

8.1 Conception du circuit de commande

Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Pour garantir une luminosité uniforme lors de la commande de plusieurs LED, en particulier en configuration parallèle, il est essentiel d'utiliser une résistance limitatrice de courant en série avec chaque LED. Cela compense la variation naturelle de la tension directe (V_F) d'un dispositif à l'autre. Alimenter les LED directement à partir d'une source de tension sans régulation de courant peut entraîner un courant excessif, un emballement thermique et une réduction de la durée de vie. La méthode simple de la résistance en série (Circuit A dans le document source) est une approche fiable et courante.

8.2 Gestion thermique

Bien que le boîtier soit petit, la dissipation de puissance (50 mW maximum) et la plage de température de fonctionnement (-30°C à +85°C) doivent être respectées. La sortie lumineuse diminue généralement lorsque la température de jonction augmente. Dans les applications où la LED est commandée à ou près de son courant maximum, ou dans des ambiances à haute température, il faut tenir compte du layout PCB pour assurer une dissipation thermique adéquate via les pastilles et pistes de cuivre.

8.3 Champ d'application et fiabilité

Ce produit est destiné à être utilisé dans des équipements électroniques commerciaux et grand public standard. Pour des applications nécessitant une fiabilité exceptionnelle où une défaillance pourrait compromettre la sécurité ou la santé (par exemple, aviation, dispositifs médicaux de maintien de la vie, contrôle des transports), des qualifications et consultations supplémentaires sont nécessaires. Le dispositif n'est pas conçu pour une exposition continue en extérieur ou des environnements sévères, sauf s'il est correctement protégé.

9. Comparaison technique et tendances

L'utilisation de la technologie AllnGaP pour les LED rouges représente une avancée significative par rapport aux technologies plus anciennes comme le Phosphure d'Arséniure de Gallium (GaAsP). L'AllnGaP offre une efficacité lumineuse supérieure, ce qui se traduit par une luminosité plus élevée pour le même courant de commande, et une meilleure stabilité thermique. Le boîtier latéral (par opposition à l'émission par le dessus) est particulièrement avantageux pour les applications où la lumière doit être dirigée parallèlement à la surface du PCB, comme dans les panneaux à éclairage latéral ou les applications de guide de lumière pour le rétroéclairage de clavier. La tendance des LED SMD continue vers une efficacité plus élevée, des boîtiers plus petits et une compatibilité plus large avec les procédés d'assemblage automatisés à haute température comme le soudage par refusion sans plomb.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?

R : La longueur d'onde de crête (λ_P) est la longueur d'onde à laquelle la puissance optique de sortie est maximale. La longueur d'onde dominante (λ_d) est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, calculée à partir des coordonnées de couleur CIE. λ_dest plus pertinente pour la spécification de la couleur.

Q : Puis-je commander cette LED sans résistance série ?

R : C'est fortement déconseillé. La tension directe a une plage (1,6V à 2,4V). La connecter directement à une source de tension, même légèrement supérieure à son V_F, peut provoquer un courant important et non contrôlé, risquant de détruire la LED instantanément ou à terme.

Q : Pourquoi l'angle de vision est-il si large (130°) ?

R : Un large angle de vision est caractéristique du boîtier latéral et de la conception de la lentille. Il est bénéfique pour les applications nécessitant un éclairage large et uniforme sur une zone, plutôt qu'un point lumineux focalisé.

Q : Comment sélectionner le bon code de bac ?

R : La sélection du code de bac dépend de la luminosité minimale requise pour votre application. Si votre conception nécessite au moins 15 mcd, vous devez spécifier le bac L ou supérieur (L, M, N). L'utilisation d'un bac supérieur garantit que votre exigence de luminosité est satisfaite même avec la tolérance de -15 %.

11. Étude de cas de conception et d'utilisation

Scénario : Rétroéclairage d'un clavier à membrane.

Un concepteur crée un dispositif médical avec un clavier en caoutchouc silicone nécessitant un rétroéclairage rouge pour une utilisation en faible luminosité. L'espace derrière le clavier est extrêmement limité.

Choix de conception :

1. Le LTST-S270KDKT est sélectionné pour son émission latérale, idéale pour coupler la lumière dans le bord d'un guide de lumière ou éclairer directement le côté d'une légende de clavier translucide depuis le niveau du PCB.

2. La puce AllnGaP ultra-lumineuse garantit une puissance lumineuse suffisante même lorsqu'elle est diffusée à travers le matériau du clavier en caoutchouc.

3. Un courant de commande de 15 mA est choisi (en dessous du maximum de 20 mA) pour garantir une fiabilité à long terme et minimiser la génération de chaleur dans le boîtier scellé de l'appareil.

4. Le bac M (18,0-28,0 mcd) est spécifié pour garantir un aspect lumineux et uniforme sur toutes les touches.

5. Le layout PCB inclut les dimensions recommandées des pastilles de soudure et utilise une résistance limitatrice de courant de taille 0805 en série avec chaque LED, calculée sur la base de la tension d'alimentation et du V_Ftypique de la LED.

6. L'atelier d'assemblage suit le profil de refusion IR fourni, et les dispositifs sont stockés dans un environnement contrôlé avant utilisation pour se conformer aux exigences MSL3.

Cette approche aboutit à un clavier rétroéclairé de manière fiable et uniforme, répondant aux exigences esthétiques et fonctionnelles du produit final.