Fiche technique de la LED CMS LTW-C283DS5 - Boîtier 2.8x3.5mm - Tension directe 3.2V - Lumière blanche - Puissance 36mW - Documentation technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

La LTW-C283DS5 est une lampe LED de type composant monté en surface (CMS) conçue pour l'assemblage automatisé sur circuit imprimé (PCB). Son format miniature la rend adaptée aux applications où l'espace est limité, dans une large gamme d'équipements électroniques.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Cette LED intègre une puce blanche InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium) ultra-mince de 0,2 mm, offrant une haute luminosité. Elle est conforme à la directive RoHS (Restriction des Substances Dangereuses). Le composant est conditionné sur bande de 8mm enroulée sur bobines de 7 pouces de diamètre, conformément aux normes EIA (Electronic Industries Alliance), garantissant la compatibilité avec les équipements automatisés de placement à grande vitesse. Sa conception est également compatible avec les procédés de soudage par refusion infrarouge (IR), standard pour les lignes d'assemblage PCB modernes.

Les marchés cibles principaux incluent les équipements de télécommunication, les périphériques de bureau, les appareils électroménagers et l'équipement industriel. Les applications spécifiques englobent le rétroéclairage de claviers et pavés, les indicateurs d'état, les micro-affichages et diverses applications d'éclairage de signalisation et de symboles.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

La section suivante fournit une description détaillée des spécifications électriques, optiques et thermiques de la LED LTW-C283DS5.

2.1 Valeurs maximales absolues

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

• Dissipation de puissance (Pd) :36 mW. C'est la quantité maximale de puissance que la LED peut dissiper sous forme de chaleur.
• Courant direct de crête (I_F(PEAK)) :50 mA. C'est le courant pulsé maximal autorisé, généralement spécifié dans des conditions de rapport cyclique de 1/10 et d'une largeur d'impulsion de 0,1 ms. Il ne doit pas être utilisé en fonctionnement continu.
• Courant direct continu (I_F) :10 mA. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Plage de température de fonctionnement :-20°C à +80°C. Le fonctionnement du composant est garanti dans cette plage de température ambiante.
• Plage de température de stockage :-40°C à +85°C. La LED peut être stockée sans dommage dans ces limites.
• Condition de soudage infrarouge :260°C pendant 10 secondes. Ceci définit le pic de température et le profil temporel que le boîtier peut supporter pendant le soudage par refusion.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à Ta=25°C et un courant direct (I_F) de 5mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (I_V) :S'étend d'un minimum de 112,0 mcd à un maximum de 280,0 mcd. La valeur réelle est classée (binnée) comme décrit dans la Section 4. La mesure est effectuée avec un capteur et un filtre approximant la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ_1/2) :130 degrés. C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse est la moitié de l'intensité de crête mesurée à 0 degré (sur l'axe).
• Coordonnées de chromaticité (x, y) :Les valeurs typiques sont x=0,304, y=0,301 sur le diagramme de chromaticité CIE 1931. Ces coordonnées définissent le point blanc de la lumière émise et sont également soumises à un système de classement.
• Tension directe (V_F) :S'étend de 2,5V à 3,2V à I_F=5mA. La valeur exacte est classée.
• Courant inverse (I_R) :Maximum de 10 µA lorsqu'une tension inverse (V_R) de 5V est appliquée. Il est crucial de noter que ce paramètre est uniquement destiné aux tests infrarouges (IR) ; la LED n'est pas conçue pour fonctionner en polarisation inverse.

2.3 Considérations thermiques

La puissance dissipée nominale de 36 mW et la plage de température de fonctionnement spécifiée sont des paramètres thermiques clés. Dépasser la température de jonction maximale, influencée par la température ambiante et le courant direct, peut entraîner une réduction du flux lumineux, une dégradation accélérée et une défaillance éventuelle. Une conception thermique appropriée du PCB, incluant une surface de pastille de cuivre suffisante pour l'évacuation de la chaleur, est essentielle pour maintenir les performances et la fiabilité, en particulier lors d'un fonctionnement proche du courant maximal nominal.

3. Explication du système de classement

Pour garantir l'uniformité en production de masse, les LED sont triées en classes (bins) selon des paramètres clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques pour leur application.

3.1 Classement de la tension directe (V_F)

La tension directe est catégorisée en sept classes (V1 à V7), chacune avec une plage de 0,1V, de 2,5V-2,6V (V1) jusqu'à 3,1V-3,2V (V7). Une tolérance de ±0,1V est appliquée à chaque classe. Ceci est important pour concevoir les circuits de commande et garantir une luminosité uniforme dans les réseaux alimentés par une source de tension constante.

3.2 Classement de l'intensité lumineuse (I_V)

Le flux lumineux est divisé en deux classes principales :

• Classe R :112,0 mcd à 180,0 mcd
• Classe S :180,0 mcd à 280,0 mcd

Une tolérance de ±15% est appliquée à chaque classe. Le code de classe spécifique est marqué sur l'emballage du produit.

3.3 Classement de la teinte (Chromaticité)

La couleur de la lumière blanche est définie par ses coordonnées de chromaticité (x, y) sur le diagramme CIE 1931. La LTW-C283DS5 utilise six classes de teinte (S1 à S6), chacune représentant une région quadrilatère spécifique sur le diagramme de chromaticité. Ce classement garantit l'uniformité de la couleur entre plusieurs LED dans un assemblage. Une tolérance de ±0,01 est appliquée aux coordonnées (x, y) au sein de chaque classe.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (par ex., courant direct typique vs tension directe, intensité lumineuse relative vs courant direct, intensité lumineuse relative vs température ambiante), leurs tendances peuvent être décrites analytiquement.

La tension directe (V_F) d'une LED a un coefficient de température négatif ; elle diminue lorsque la température de jonction augmente. Inversement, l'intensité lumineuse diminue généralement lorsque la température de jonction augmente. Pour la puce blanche InGaN de ce produit, le flux lumineux peut chuter significativement si la température de fonctionnement maximale est dépassée. La caractéristique d'angle de vision montre une distribution lambertienne ou quasi-lambertienne, l'intensité étant maximale à 0 degré et diminuant vers les bords du cône de 130 degrés.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LTW-C283DS5 utilise un empreinte standard de boîtier 2835. Les dimensions clés sont d'environ 2,8 mm de longueur et 3,5 mm de largeur, avec une hauteur incluant la puce super-mince de 0,2 mm. Toutes les tolérances dimensionnelles sont de ±0,1 mm sauf indication contraire. La couleur de la lentille est jaune, tandis que la source lumineuse est une puce blanche InGaN.

5.2 Pastille de fixation PCB recommandée et polarité

Un motif de pastille (empreinte) recommandé pour le PCB est fourni pour assurer un soudage correct et une stabilité mécanique. La LED possède des bornes anode et cathode. La fiche technique inclut un diagramme indiquant le marquage de la cathode, essentiel pour une orientation correcte lors de l'assemblage afin que le composant s'allume lorsqu'une polarisation directe est appliquée.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudage par refusion IR

Pour les procédés de soudage sans plomb, un profil de refusion spécifique est recommandé :

• Température de préchauffage :150°C à 200°C.
• Durée de préchauffage :Maximum de 120 secondes.
• Température de pic :Maximum de 260°C.
• Durée au pic de température :Maximum de 10 secondes. La LED ne doit pas être soumise à plus de deux cycles de refusion.

Il est souligné que le profil optimal dépend de la conception spécifique du PCB, de la pâte à souder et du four utilisé. Une caractérisation pour l'application spécifique est conseillée.

6.2 Stockage et manipulation

Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD) :Le composant est sensible aux décharges électrostatiques. La manipulation doit être effectuée en utilisant des bracelets et des gants antistatiques, avec tout l'équipement correctement mis à la terre.

Sensibilité à l'humidité :Les LED sont conditionnées dans un sac barrière à l'humidité avec dessiccant. Lorsqu'il est scellé, il doit être stocké à ≤30°C et ≤90% d'humidité relative (HR) et utilisé dans l'année. Une fois le sac ouvert, les composants sont classés au Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) 3. Ils doivent être stockés à ≤30°C et ≤60% HR et doivent subir la refusion IR dans la semaine. S'ils sont stockés plus longtemps hors du sac d'origine, un séchage à 60°C pendant au moins 20 heures est requis avant le soudage pour éviter les dommages par "effet pop-corn" pendant la refusion.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après soudage, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. Immerger 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 le matériau du boîtier.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

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

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Circuits d'application typiques

La LED est généralement pilotée par une source de courant constant pour une stabilité et une longévité optimales. Une simple résistance en série peut être utilisée avec une alimentation à tension constante, où la valeur de la résistance R = (V_alim- V_F) / I_F. Le I_Fchoisi ne doit pas dépasser le courant direct continu maximal de 10mA. Pour les réseaux en parallèle, il est fortement recommandé d'utiliser des résistances de limitation de courant individuelles pour chaque LED afin de compenser les variations de classement V_Fet d'éviter l'accaparement du courant.

8.2 Gestion thermique dans la conception

Pour maintenir le flux lumineux et la durée de vie, une dissipation thermique efficace est cruciale. Les concepteurs doivent utiliser la disposition de pastille PCB recommandée, qui inclut souvent des connexions de décharge thermique vers des plans de cuivre plus larges. Éviter de fonctionner aux valeurs maximales absolues de courant et de température offre une marge de fiabilité.

8.3 Limitations d'application

La fiche technique spécifie que ces LED sont destinées aux équipements électroniques ordinaires. Pour les applications nécessitant une fiabilité exceptionnelle, ou où une défaillance pourrait compromettre la sécurité (par ex., aviation, dispositifs médicaux de maintien des fonctions vitales, contrôle des transports), une consultation avec le fabricant est requise avant utilisation.

9. Comparaison et positionnement technique

La LTW-C283DS5 se positionne avec plusieurs différenciateurs clés : sa puce ultra-mince de 0,2 mm permet des conceptions plus profilées que certaines LED standard. L'utilisation d'une puce blanche InGaN offre généralement un rendement plus élevé et un meilleur rendu des couleurs que les technologies plus anciennes comme les LED bleues converties par phosphore sur différents substrats. L'angle de vision large de 130 degrés la rend adaptée aux applications nécessitant un éclairage large plutôt qu'un faisceau focalisé. Sa compatibilité totale avec l'assemblage CMS automatisé et les procédés de refusion IR standard l'aligne avec les flux de fabrication modernes et rentables.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q1 : Quelle est la différence entre les classes d'intensité lumineuse R et S ?
R1 : La classe R couvre la plage de 112-180 mcd, tandis que la classe S couvre 180-280 mcd à 5mA. Choisir la classe S garantit une luminosité minimale plus élevée.

Q2 : Puis-je alimenter cette LED avec une alimentation 3,3V ?
R2 : C'est possible, mais cela dépend de la classe de tension directe (V_F). Pour les classes V6 (3,0-3,1V) et V7 (3,1-3,2V), une alimentation 3,3V peut ne pas fournir une marge de tension suffisante pour qu'une résistance série de limitation de courant fonctionne efficacement, surtout en considérant les tolérances. Un pilote LED à courant constant dédié ou une tension d'alimentation plus élevée est souvent plus fiable.

Q3 : Pourquoi la valeur du courant inverse est-elle uniquement pour les tests IR ?
R3 : Cette spécification est utilisée lors des tests de fabrication. La jonction semi-conductrice de la LED n'est pas conçue pour bloquer une tension inverse significative. Dans les circuits d'application, une protection telle qu'une diode en parallèle doit être utilisée si des événements de tension inverse sont possibles.

Q4 : À quel point la durée de vie de 1 semaine après ouverture du sac barrière est-elle critique ?
R4 : Pour les composants MSL 3, dépasser ce délai sans séchage préalable à la refusion augmente significativement le risque d'endommagement interne du boîtier dû à la pression de vapeur (effet pop-corn) pendant le processus de soudage à haute température, ce qui peut entraîner des défaillances immédiates ou latentes.

11. Étude de cas de conception et d'utilisation

Scénario : Rétroéclairage d'un clavier à membrane.Un concepteur doit éclairer uniformément 12 touches sur un panneau. Il prévoit d'utiliser une LED LTW-C283DS5 par touche, placée sous un guide de lumière. Il sélectionne des LED de la classe S pour une luminosité élevée et uniforme, et d'une seule classe de teinte (par ex., S3) pour garantir une couleur blanche uniforme sur toutes les touches. Les LED sont pilotées en parallèle depuis une ligne 5V, chacune avec sa propre résistance série de 150Ω (résultant en I_F≈ (5V - 2,9V)/150Ω ≈ 14mA, ce qui est au-dessus du maximum recommandé de 10mA – mettant en évidence une erreur de conception). Une meilleure conception utiliserait une résistance de 220Ω pour ~9,5mA ou mettrait en œuvre un réseau de pilotes à courant constant. Le layout du PCB suit le motif de pastille recommandé avec des connexions thermiques vers un plan de masse. La carte assemblée passe dans un four de refusion sans plomb en utilisant le profil spécifié, et le clavier fournit un rétroéclairage uniforme et lumineux.

12. Principe de fonctionnement

La LTW-C283DS5 est basée sur une puce semi-conductrice InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium). Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la diode est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active du semi-conducteur, libérant de l'énergie sous forme de photons – un processus appelé électroluminescence. La composition spécifique de l'alliage InGaN lui permet d'émettre de la lumière dans le spectre bleu/ultraviolet. Pour créer de la lumière blanche, cette émission primaire est généralement convertie à l'aide d'un revêtement phosphore (probablement contenu dans la lentille jaune) qui absorbe une partie de la lumière bleue et la ré-émet sous forme de lumière jaune. La combinaison de la lumière bleue restante et de la lumière jaune générée par le phosphore est perçue par l'œil humain comme blanche.

13. Tendances technologiques

L'industrie de l'éclairage à semi-conducteurs continue d'évoluer avec plusieurs tendances claires. Il y a une constante recherche d'une plus grande efficacité lumineuse (plus de lumens par watt), ce qui améliore l'efficacité énergétique. L'indice de rendu des couleurs (IRC) devient de plus en plus important, surtout dans l'éclairage d'affichage et architectural, poussant au développement de systèmes de phosphores produisant une lumière blanche plus naturelle. La miniaturisation reste essentielle pour l'électronique portable et dense, soutenant l'utilisation de puces ultra-minces comme celle de ce produit. De plus, l'intégration est une tendance, avec des boîtiers LED incorporant des pilotes, des capteurs ou plusieurs puces de couleur dans des modules uniques. Enfin, la fiabilité et la longévité sous des courants et températures de fonctionnement plus élevés sont des domaines de recherche et développement continus.