Fiche technique LED SMD LTW-C19BZDS2-NB - Puce blanche InGaN - 2.5-3.0V - 70mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes du LTW-C19BZDS2-NB, une lampe LED de type composant monté en surface (SMD). Ce composant est conçu pour l'assemblage automatisé sur carte de circuit imprimé (PCB) et convient aux applications où l'encombrement est une contrainte critique. La LED utilise une puce blanche InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium) ultra-lumineuse comme source de lumière, logée dans un boîtier doté d'une lentille jaune et d'un capot noir. Elle est conforme à la directive RoHS (Restriction des Substances Dangereuses).

1.1 Avantages principaux

Les principaux avantages de cette LED incluent son profil ultra-fin, qui facilite l'intégration dans des appareils compacts. Elle est conditionnée sur bande de 8 mm enroulée sur bobines de 7 pouces de diamètre, la rendant entièrement compatible avec les équipements automatisés de placement à grande vitesse utilisés dans la fabrication électronique moderne. Le composant est également conçu pour être compatible avec les procédés de brasage par refusion infrarouge (IR), standard pour l'assemblage des technologies CMS. Ses caractéristiques électriques sont compatibles avec les circuits intégrés (CI), simplifiant la conception du circuit de commande.

1.2 Marché cible et applications

Cette LED cible un large éventail de fabricants d'équipements électroniques. Ses principales applications incluent, sans s'y limiter :

• Équipements de télécommunication :Indicateurs d'état sur routeurs, modems et combinés.
• Automatisation de bureau :Rétroéclairage pour claviers et pavés numériques d'ordinateurs portables, calculatrices et panneaux de contrôle.
• Électronique grand public et électroménager :Témoins d'alimentation, indicateurs de fonction.
• Équipements industriels :Indicateurs de panneau et témoins d'état machine.
• Micro-écrans et luminaires symboliques :Éclairage d'information à petite échelle.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres de performance de la LED dans des conditions de test standard (Ta=25°C).

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Elles ne sont pas destinées à un fonctionnement continu.

• Dissipation de puissance (Pd) :70 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le boîtier de la LED peut dissiper sous forme de chaleur.
• Courant direct continu (IF) :20 mA DC. Le courant en régime permanent maximal qui peut être appliqué.
• Courant direct de crête :100 mA, permis uniquement en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms) pour éviter la surchauffe.
• Seuil de décharge électrostatique (ESD) (HBM) :2000V. Cette valeur selon le modèle du corps humain indique une sensibilité modérée aux ESD ; des procédures de manipulation appropriées sont requises.
• Plage de température de fonctionnement :-20°C à +80°C. La plage de température ambiante pour un fonctionnement fiable.
• Plage de température de stockage :-30°C à +100°C.
• Condition de brasage par refusion infrarouge :Supporte une température de pic de 260°C pendant un maximum de 10 secondes, ce qui est standard pour les procédés de brasage sans plomb.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont garantis dans les conditions de test spécifiées (typiquement IF = 2mA).

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend d'un minimum de 11,0 mcd à un maximum de 45,0 mcd, avec une valeur typique de 28,0 mcd. L'intensité est mesurée à l'aide d'un capteur filtré pour correspondre à la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ1/2) :80 degrés. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur axiale maximale, définissant la diffusion du faisceau.
• Coordonnées de chromaticité (x, y) :Approximativement (0,31, 0,31) sur le diagramme de chromaticité CIE 1931. Cela définit la couleur du point blanc de la LED. Une tolérance de ±0,01 est appliquée à ces coordonnées.
• Tension directe (VF) :Entre 2,50V et 3,00V à 2mA, avec une valeur typique de 2,70V. C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit du courant.
• Tension inverse (VR) :5,0V à 9,0V.Note importante :Ce paramètre est uniquement pour la caractérisation par test IR. Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse.
• Courant inverse (IR) :Maximum de 10 μA lorsqu'une tension inverse de 5V est appliquée.

3. Explication du système de classement (Binning)

Les LED sont triées (classées) après production en fonction de paramètres clés pour assurer l'uniformité. Le code de classement est marqué sur l'emballage.

3.1 Classement par tension directe (VF)

Tri effectué à IF=2mA. Les codes de classement (10, A10, B10, B11, 12) représentent des plages de tension croissantes de 2,50-2,60V à 2,90-3,00V, avec une tolérance de ±0,1V par classe.

3.2 Classement par intensité lumineuse (Iv)

Tri effectué à IF=2mA. Les codes de classement L, M, N représentent des plages d'intensité : respectivement 11,0-18,0 mcd, 18,0-28,0 mcd et 28,0-45,0 mcd, avec une tolérance de ±15% par classe.

3.3 Classement par teinte (Couleur)

Défini par les coordonnées de chromaticité (x, y) sur le diagramme CIE 1931 à IF=2mA. Les codes de classement S1, S2, S3, S5 définissent des régions quadrilatères spécifiques sur le diagramme chromatique, garantissant que les LED d'une même classe ont une couleur blanche visuellement similaire. Une tolérance de ±0,01 est appliquée aux coordonnées.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (Fig.1, Fig.5), l'analyse suivante est basée sur les données tabulaires fournies et le comportement standard d'une LED.

4.1 Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V)

La tension directe (VF) est spécifiée à un faible courant de test de 2mA. Pour une LED InGaN typique, la VF présente une relation logarithmique avec le courant. Un fonctionnement au courant continu maximal de 20mA entraînera une VF plus élevée que la valeur typique de 2,70V listée à 2mA. Les concepteurs doivent se référer ou dériver la courbe I-V complète pour calculer la résistance série ou la tension d'alimentation en courant constant correcte.

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

L'intensité lumineuse (Iv) dépend fortement du courant direct. Les valeurs Iv spécifiées sont à 2mA. L'intensité augmente typiquement de manière super-linéaire avec le courant avant de potentiellement saturer à des courants plus élevés en raison de l'effet thermique et de la baisse d'efficacité. Le courant continu maximal de 20mA suggère que le composant peut être piloté plus fortement que la condition de test pour un rendement plus élevé, mais cela augmentera la dissipation de puissance et la température de jonction, pouvant affecter la durée de vie et la stabilité des couleurs.

4.3 Dépendance à la température

La plage de température de fonctionnement est de -20°C à +80°C. Comme toutes les LED, les performances de ce composant sont sensibles à la température. Typiquement, la tension directe (VF) diminue avec l'augmentation de la température (coefficient de température négatif). Plus critique, le rendement lumineux (Iv) diminue généralement lorsque la température de jonction augmente. Pour les applications nécessitant une sortie lumineuse stable, la gestion thermique du PCB et la prise en compte de l'environnement de fonctionnement de la LED sont essentielles.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La fiche technique inclut un dessin dimensionnel détaillé. Notes clés : toutes les dimensions sont en millimètres, et la tolérance standard est de ±0,1 mm sauf indication contraire. L'empreinte physique est conçue pour être un boîtier standard EIA pour la compatibilité.

5.2 Configuration recommandée des pastilles de soudure sur PCB

Un motif de pastilles (géométrie des plots) recommandé pour le PCB est fourni pour assurer un brasage fiable et un bon alignement pendant le processus de refusion. Suivre cette recommandation aide à obtenir de bons cordons de soudure et une bonne résistance mécanique.

5.3 Identification de la polarité

Le dessin de la fiche technique indique les marquages de cathode et d'anode sur le composant. La polarité correcte doit être respectée pendant l'assemblage, car l'application d'une tension inverse peut endommager la LED.

6. Directives de brasage et d'assemblage

6.1 Paramètres de brasage par refusion IR (Procédé sans plomb)

Un profil de refusion détaillé est suggéré. Les paramètres clés incluent une zone de préchauffage (150-200°C), un temps de préchauffage (max 120 secondes), une température de pic ne dépassant pas 260°C, et un temps au-dessus de 260°C limité à un maximum de 10 secondes. La LED peut supporter ce profil un maximum de deux fois. Il est crucial de noter que le profil optimal dépend de l'assemblage PCB spécifique ; une caractérisation au niveau de la carte est recommandée.

6.2 Brasage manuel

Si un brasage manuel est nécessaire, il doit être effectué avec une température de pointe de fer à souder ne dépassant pas 300°C, et le temps de brasage doit être limité à un maximum de 3 secondes. Cela ne doit être fait qu'une seule fois.

6.3 Conditions de stockage et de manipulation

Précautions ESD :Le composant a un seuil ESD de 2000V (HBM). La manipulation avec des bracelets antistatiques et sur un équipement correctement mis à la terre est obligatoire pour éviter les dommages dus aux décharges électrostatiques.

Sensibilité à l'humidité :Les LED sont conditionnées dans un sac barrière à l'humidité avec dessiccant. Une fois le sac scellé d'origine ouvert, les composants ont une durée de vie limitée à l'air libre (MSL 3). Il est recommandé de terminer la refusion IR dans la semaine suivant l'exposition. Pour un stockage plus long après ouverture, cuire à 60°C pendant au moins 20 heures avant le brasage, ou stocker dans un environnement sec et scellé (par exemple, avec dessiccant ou azote).

Environnement de stockage :Les emballages non ouverts doivent être stockés à ≤30°C et ≤90% HR. Les emballages ouverts ou les composants doivent être stockés à ≤30°C et ≤60% HR.

6.4 Nettoyage

Si un nettoyage après brasage est requis, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. Immerger 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 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 de 8 mm de large enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. La quantité standard par bobine est de 4000 pièces. Une quantité d'emballage minimale de 500 pièces est disponible pour les commandes de reste. Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA 481. La bande possède une bande de couverture pour sceller les alvéoles des composants.

7.2 Interprétation du numéro de pièce

Le numéro de pièce LTW-C19BZDS2-NB contient des informations codées sur la famille de produits, la couleur et les sélections de classement spécifiques (probablement pour l'intensité et la couleur). Le décodage exact est propriétaire, mais il identifie cette variante spécifique avec une lentille jaune/capot noir et une puce blanche InGaN.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Circuits d'application typiques

La méthode de commande la plus courante est une simple résistance série pour limiter le courant. La valeur de la résistance (R) est calculée comme R = (Valim - VF) / IF, où VF est la tension directe au courant de fonctionnement souhaité (IF). Pour un courant stable malgré les variations de VF ou de la tension d'alimentation, un pilote à courant constant (linéaire ou à découpage) est recommandé, en particulier pour les applications nécessitant une luminosité constante.

8.2 Gestion thermique

Avec une dissipation de puissance maximale de 70mW, la conception thermique est importante pour la fiabilité. Assurez-vous que le PCB dispose d'une surface de cuivre adéquate connectée aux pastilles de la LED pour servir de dissipateur thermique. Évitez de fonctionner au courant maximal dans des températures ambiantes élevées sans évaluer la température de jonction résultante.

8.3 Conception optique

L'angle de vision de 80 degrés fournit un faisceau large et diffus, adapté aux témoins lumineux et au rétroéclairage où un éclairage uniforme sur une surface est nécessaire. Pour une lumière plus focalisée, des optiques secondaires (lentilles) seraient requises.

9. Comparaison et différenciation techniques

Les principaux points de différenciation de cette LED dans sa catégorie sont la combinaison d'une puce blanche InGaN (offrant généralement une efficacité plus élevée et un meilleur rendu des couleurs que les anciennes technologies à phosphore sur bleu sous certains aspects), son boîtier spécifique à lentille jaune/capot noir à des fins esthétiques ou de filtrage optique, et sa structure de classement détaillée pour l'uniformité de couleur et d'intensité. La puissance nominale de 70mW et la capacité de courant de 20mA sont standard pour les petites LED SMD, la positionnant pour un usage général comme indicateur.

10. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

Q : Puis-je piloter cette LED avec une logique 3,3V ?

R : Oui. Avec une VF typique de 2,7V à 2mA, une simple résistance série peut être utilisée avec une alimentation de 3,3V. Calculez la valeur de la résistance en fonction de votre courant de fonctionnement souhaité.

Q : Quelle est la différence entre les classes d'intensité Iv (L, M, N) ?

R : Elles représentent différents niveaux de sortie lumineuse minimale garantie. La classe N offre l'intensité la plus élevée (28-45 mcd), tandis que la classe L est la plus faible (11-18 mcd). Sélectionnez en fonction de l'exigence de luminosité de votre application.

Q : Une diode de protection contre l'inverse est-elle nécessaire ?

R : Bien que la LED puisse supporter un faible courant inverse (10 μA max à 5V), elle n'est pas conçue pour fonctionner en inverse. Dans les circuits où une tension inverse est possible (par exemple, couplage AC, charges inductives), une diode de protection externe en parallèle avec la LED (cathode vers anode) est fortement recommandée.

Q : Comment interpréter les coordonnées des classes de teinte ?

R : Les classes S1, S2, S3, S5 définissent des régions sur le diagramme chromatique CIE. Les LED d'une même classe auront une couleur blanche visuellement similaire. Pour les applications où l'appariement des couleurs entre plusieurs LED est critique, spécifier une classe de teinte serrée est essentiel.

11. Exemple pratique d'utilisation

Scénario : Conception d'un indicateur d'état pour un routeur grand public.

La LED doit indiquer "alimentation sous tension" et "activité réseau". Une lumière verte fixe est souvent utilisée pour l'alimentation, mais cette LED blanche pourrait être utilisée derrière un diffuseur coloré ou pour une esthétique moderne à lumière blanche.

Étapes de conception :

1. Circuit de commande :Utiliser le rail 3,3V du routeur. Viser un courant de fonctionnement de 10mA pour une bonne visibilité sans consommation excessive. En supposant une VF de 2,8V (estimation prudente), calculer la résistance série : R = (3,3V - 2,8V) / 0,01A = 50 Ohms. Utiliser une résistance standard de 51 ohms.

2. Thermique :Dissipation de puissance : Pd = VF * IF = 2,8V * 0,01A = 28mW, bien en dessous du maximum de 70mW.

3. Implantation PCB :Suivre la configuration de pastilles recommandée dans la fiche technique. Ajouter une petite zone de cuivre autour des pastilles pour la dissipation thermique.

4. Sélection des composants :Commander dans la classe M ou N pour une luminosité adéquate. Spécifier une classe de teinte cohérente (par exemple, S2) si plusieurs unités sont utilisées sur différents modèles de routeur pour assurer l'appariement des couleurs.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Cette LED est basée sur une puce semi-conductrice en InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium). Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n de ce matériau, les électrons et les trous se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique des couches InGaN est conçue pour émettre de la lumière dans le spectre bleu ou proche ultraviolet. Pour créer de la lumière blanche, cette émission primaire est combinée à un revêtement de phosphore à l'intérieur du boîtier. Le phosphore absorbe une partie de la lumière bleue et la ré-émet à des longueurs d'onde plus longues (jaune, rouge), se mélangeant avec la lumière bleue restante pour produire la perception du blanc. La lentille jaune peut en outre modifier le spectre de sortie ou fournir une diffusion.

13. Tendances technologiques et contexte

Les LED blanches à base d'InGaN représentent une avancée significative dans l'éclairage à semi-conducteurs. Les tendances clés de l'industrie pertinentes pour ce composant incluent :

Efficacité accrue :La recherche en science des matériaux vise à améliorer l'efficacité quantique interne (IQE) de la puce et l'efficacité de conversion du phosphore, conduisant à plus de lumens par watt (lm/W).

Qualité de la couleur :Développement de mélanges multi-phosphores et de nouveaux matériaux phosphores pour améliorer l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC), rendant la lumière blanche plus naturelle.

Miniaturisation :La tendance vers des appareils électroniques grand public plus fins et plus petits continue de pousser vers des LED avec des empreintes toujours plus petites et des profils plus bas, comme la caractéristique "ultra-fin" de ce dispositif.

Fiabilité et durée de vie :Les améliorations des matériaux de boîtier et de la gestion thermique prolongent la durée de vie opérationnelle des LED SMD, les rendant adaptées à des applications plus exigeantes. Les directives détaillées de stockage et de manipulation dans cette fiche technique reflètent l'attention de l'industrie à maintenir la fiabilité tout au long de la chaîne d'approvisionnement.