Fiche technique LED SMD LTST-C171KDKT - Rouge AllnGaP - 20mA - 50mW - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une lampe LED de type composant monté en surface (SMD). Conçu pour l'assemblage automatisé sur circuit imprimé (PCB), ce composant convient aux applications où l'espace est limité, dans une large gamme d'équipements électroniques.

1.1 Caractéristiques principales

• Conforme aux directives RoHS (Restriction des substances dangereuses).
• Utilise une puce semi-conductrice ultra-lumineuse en Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AllnGaP) pour l'émission de lumière rouge.
• Fourni sur bande de 8mm standard, enroulée sur bobine de 7 pouces de diamètre, pour les machines de placement automatique.
• Boîtier conforme au facteur de forme standard EIA (Electronic Industries Alliance).
• Compatibilité électrique avec les niveaux de commande des circuits intégrés (CI).
• Conçu pour être compatible avec les équipements de placement automatique.
• Résiste aux processus standards de soudage par refusion infrarouge (IR).

1.2 Applications cibles

Cette LED est destinée à être utilisée comme indicateur d'état, rétroéclairage ou source de signal dans divers secteurs :

• Équipements de télécommunications (ex. : téléphones sans fil/mobiles).
• Appareils de bureautique (ex. : ordinateurs portables, systèmes réseau).
• Électroménager et électronique grand public.
• Panneaux de contrôle et d'instrumentation industriels.
• Rétroéclairage de clavier ou pavé numérique.
• Indicateurs d'état et de mise sous tension.
• Micro-affichages et éclairages symboliques.

2. Dimensions et configuration du boîtier

Le dispositif comporte un dôme optique transparent encapsulant une source lumineuse rouge AllnGaP. Toutes les cotes sont fournies en millimètres (mm). Sauf indication contraire explicite, la tolérance standard pour toutes les dimensions linéaires est de ±0,1 mm. Des dessins mécaniques détaillés définissant le contour du boîtier, la configuration des broches et l'empreinte PCB recommandée sont inclus dans la fiche technique pour assurer un placement et un soudage corrects sur la carte.

3. Caractéristiques et limites d'utilisation

Toutes les spécifications sont définies à une température ambiante (Ta) de 25°C sauf indication contraire. Dépasser les limites absolues maximales peut causer des dommages permanents au composant.

3.1 Limites absolues maximales

• 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 0,1ms)
• Courant direct continu (I_F) :20 mA
• Tension inverse (V_R) :5 V
• Plage de température de fonctionnement :-30°C à +85°C
• Plage de température de stockage :-40°C à +85°C
• Condition de soudage par refusion infrarouge :Température de crête de 260°C pendant un maximum de 10 secondes.

3.2 Caractéristiques électriques et optiques

Le tableau suivant détaille les paramètres de performance typiques lorsque le dispositif est utilisé à son courant direct nominal de 20mA.

• Intensité lumineuse (I_V) :4,5 - 45,0 mcd (millicandela). Mesurée à l'aide d'un capteur filtré pour correspondre à la courbe de 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 sur l'axe.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :650 nm (typique).
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :630 - 645 nm. Représente le point de couleur perçu sur le diagramme de chromaticité CIE.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :20 nm (typique). La bande de longueur d'onde à la moitié de l'intensité spectrale de crête.
• Tension directe (V_F) :1,6 - 2,4 V à I_F=20mA.
• Courant inverse (I_R) :10 μA (maximum) à V_R=5V.

3.3 Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)

Ce dispositif est sensible aux décharges électrostatiques et aux surtensions. Des procédures de contrôle ESD appropriées doivent être suivies pendant la manipulation et l'assemblage. Cela inclut l'utilisation de bracelets de mise à la terre, de gants antistatiques et de s'assurer que tous les équipements et surfaces de travail sont correctement mis à la terre pour éviter des dommages latents ou catastrophiques.

4. Système de classement par bacs

Pour garantir l'uniformité de couleur et de luminosité en production, les dispositifs sont triés en bacs en fonction de l'intensité lumineuse mesurée. Le code du bac est marqué pour la traçabilité.

4.1 Classement par intensité lumineuse

Pour la variante de couleur rouge, les bacs sont définis comme suit (mesuré à I_F=20mA) :

• 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% s'applique aux limites de chaque bac d'intensité.

5. Analyse des courbes de performance

La fiche technique inclut des représentations graphiques des caractéristiques clés, essentielles pour la conception du circuit et la prédiction des performances.

5.1 Courant en fonction de la tension (Courbe I-V)

Cette courbe illustre la relation entre la tension directe (V_F) et le courant direct (I_F). Elle montre la tension de seuil typique et la résistance dynamique de la LED, ce qui est crucial pour concevoir le circuit de limitation de courant.

5.2 Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct

Ce graphique montre comment le flux lumineux évolue avec le courant de commande. Il démontre généralement une relation quasi-linéaire dans la plage de fonctionnement recommandée, aidant au contrôle de la luminosité par modulation du courant.

5.3 Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante

Cette courbe représente la dégradation thermique du flux lumineux. L'intensité lumineuse diminue généralement lorsque la température de jonction augmente, ce qui est un facteur critique pour les applications fonctionnant dans des environnements à température élevée ou à des courants de commande élevés.

5.4 Distribution spectrale

Le tracé de la distribution spectrale de puissance montre l'intensité de la lumière émise en fonction de la longueur d'onde. Il confirme la longueur d'onde de crête (λ_P) et la demi-largeur spectrale (Δλ), définissant la pureté de couleur de l'émission rouge.

6. Recommandations d'assemblage et de manipulation

6.1 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après le 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 nettoyants chimiques non spécifiés peuvent endommager le dôme en époxy ou le boîtier.

6.2 Empreinte de pastille PCB recommandée

Un dessin détaillé de la géométrie recommandée pour les pastilles de soudure est fourni pour assurer la formation de joints de soudure fiables, un alignement correct et une résistance mécanique suffisante. Respecter cette empreinte est essentiel pour un soudage par refusion réussi.

6.3 Spécifications d'emballage en bande et bobine

Le dispositif est fourni dans une bande porteuse gaufrée avec une bande de protection. Les détails clés de l'emballage incluent :

• Largeur de la bande porteuse : 8 mm.
• Diamètre de la bobine : 7 pouces (178 mm).
• Quantité par bobine : 3000 pièces.
• Quantité minimale de commande pour les restes : 500 pièces.
• L'emballage est conforme aux normes ANSI/EIA-481.

7. Notes d'application et précautions

7.1 Utilisation prévue

Ce composant est conçu pour les équipements électroniques commerciaux et industriels standards. Il n'est pas homologué pour les applications critiques où une défaillance pourrait directement mettre en danger la vie ou la santé (ex. : aviation, dispositifs médicaux de maintien des fonctions vitales, contrôle des transports). Pour de telles applications, une consultation avec le fabricant est requise.

7.2 Conditions de stockage

• Emballage scellé :Stocker à ≤30°C et ≤90% d'Humidité Relative (HR). La durée de conservation est d'un an lorsque le sac barrière à l'humidité avec dessicant est intact.
• Emballage ouvert :Pour les composants retirés de leur sac scellé, l'environnement de stockage ne doit pas dépasser 30°C / 60% HR. Il est recommandé de terminer le soudage par refusion IR dans les 672 heures (28 jours) suivant l'exposition, ce qui correspond au Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) 2a. Pour une exposition plus longue, un séchage à environ 60°C pendant au moins 20 heures est requis avant le soudage pour éviter l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

7.3 Recommandations de soudage

Soudage par refusion (Procédé sans plomb) :

• Température de préchauffage : 150-200°C
• Durée de préchauffage : Maximum 120 secondes
• Température de crête du composant : Maximum 260°C
• Temps au-dessus de 260°C : Maximum 10 secondes au total (max. 2 cycles de refusion)

Soudage manuel (Fer à souder) :

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

Note : Le profil de refusion optimal dépend de la conception spécifique du PCB, de la pâte à souder et du four. Les conditions fournies sont des lignes directrices basées sur les normes JEDEC et une vérification au niveau du composant.

7.4 Conception du circuit de commande

Les LED sont des dispositifs commandés en courant. Pour garantir une luminosité uniforme lors de la commande de plusieurs LED en parallèle, une résistance de limitation de courant individuelle doit être placée en série avec chaque LED. Cela compense la variation naturelle de la tension directe (V_F) d'un dispositif à l'autre, empêchant l'accaparement du courant et un éclairage inégal. Il n'est pas recommandé d'alimenter les LED directement depuis une source de tension sans résistance série, car cela conduirait probablement à une défaillance prématurée.

8. Approfondissement technique et considérations de conception

8.1 Technologie AllnGaP

Le Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AllnGaP) est un système de matériau semi-conducteur particulièrement bien adapté à la production de LED rouges, oranges et jaunes à haute efficacité. Comparé aux technologies plus anciennes comme le Phosphure d'Arséniure de Gallium (GaAsP), l'AllnGaP offre une efficacité lumineuse significativement plus élevée (flux lumineux par watt électrique), une meilleure stabilité thermique et une pureté de couleur supérieure. Cela en fait le choix privilégié pour les applications nécessitant des indicateurs rouges lumineux et fiables.

8.2 Gestion thermique

Bien que le boîtier soit petit, la gestion de la température de jonction est critique pour la fiabilité à long terme et le maintien du flux lumineux. La limite de dissipation de puissance maximale de 50mW doit être respectée. Les concepteurs doivent considérer le chemin thermique de la jonction de la LED vers l'environnement ambiant. Utiliser une surface de pastille en cuivre adéquate sur le PCB agit comme un dissipateur thermique, aidant à évacuer la chaleur et à abaisser la température de jonction en fonctionnement, préservant ainsi l'intensité lumineuse et la durée de vie.

8.3 Considérations de conception optique

L'angle de vision de 130 degrés classe cette LED comme une LED grand angle. C'est idéal pour les indicateurs d'état qui doivent être visibles sous un large éventail d'angles. Pour les applications nécessitant un faisceau plus focalisé, des optiques secondaires (comme des lentilles ou des guides de lumière) seraient nécessaires. Le dôme optique transparent permet l'extraction de lumière maximale possible depuis la puce, maximisant l'intensité lumineuse frontale.

8.4 Comparaison avec les technologies alternatives

Le principal avantage de cette LED rouge AllnGaP est sa combinaison de luminosité et d'efficacité. Pour les applications moins exigeantes où une luminosité ultime n'est pas requise, les LED GaAsP plus anciennes pourraient être une alternative à moindre coût, mais elles seraient moins lumineuses et moins efficaces. Pour les applications nécessitant une émission rouge profond ou infrarouge, des puces en Arséniure de Gallium (GaAs) ou en Arséniure d'Aluminium et de Gallium (AlGaAs) pourraient être utilisées. Le choix dépend des objectifs spécifiques de longueur d'onde, d'efficacité et de coût de l'application.