Fiche technique LED SMD LTW-C181DS5-GE2 - Hauteur ultra-fine 0,55 mm - Blanc InGaN - 20mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une diode électroluminescente (LED) pour montage en surface (SMD). Ce composant appartient à une famille de LED miniatures conçues spécifiquement pour les processus d'assemblage automatisé de cartes de circuits imprimés (PCB) et les applications où l'espace est une contrainte critique. La LED utilise un matériau semi-conducteur InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium) pour produire une lumière blanche, offrant une luminosité élevée dans un facteur de forme compact.

La philosophie de conception principale de ce produit est de fournir une solution d'éclairage fiable et performante qui s'intègre parfaitement dans les flux de travail de fabrication électronique modernes. Sa compatibilité avec les processus de soudure par refusion infrarouge (IR) et les équipements automatiques de prélèvement et de placement la rend adaptée aux environnements de production à grand volume. La hauteur de boîtier ultra-fine est une caractéristique clé, permettant son utilisation dans l'électronique grand public et industrielle de plus en plus fine.

1.1 Caractéristiques

• Conforme à la directive sur la restriction des substances dangereuses (RoHS).
• Profil extrêmement bas avec une hauteur de boîtier de seulement 0,55 millimètre.
• Utilise une puce blanche InGaN ultra-lumineuse.
• Fourni dans un emballage standard de l'industrie : bande de 8 mm sur bobines de 7 pouces de diamètre.
• Conforme aux contours de boîtier standard de l'Alliance des Industries Électroniques (EIA).
• Compatibilité électrique avec les niveaux logiques des circuits intégrés (CI).
• Conçu pour la compatibilité avec les systèmes automatisés de placement de composants.
• Résiste aux profils de soudure par refusion infrarouge standard.

1.2 Applications

Cette LED est conçue pour un large éventail d'équipements électroniques. Ses principaux domaines d'application incluent :

• Équipements de télécommunication :Indicateurs d'état sur routeurs, modems et combinés.
• Automatisation de bureau :Rétroéclairage pour claviers, panneaux de commande dans les imprimantes, scanners et photocopieurs.
• Électronique grand public & Électroménager :Indicateurs de puissance, mode ou fonction dans des appareils comme les enceintes connectées, téléviseurs et appareils électroménagers.
• Équipements industriels :Indicateurs d'état machine, de défaut ou de mode opératoire dans les systèmes de contrôle.
• Signalétique intérieure & Micro-affichages :Éclairage pour symboles, icônes ou petits affichages d'information.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Le fonctionnement à ou sous ces limites n'est pas garanti. Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Dissipation de puissance (Pd) :76 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le boîtier de la LED peut dissiper sous forme de chaleur sans dépasser ses limites thermiques.
• Courant direct de crête (I_F(PEAK)) :100 mA. C'est le courant maximal autorisé en conditions pulsées, spécifié à un cycle de service de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms. Il est nettement supérieur au courant continu nominal.
• Courant direct continu (I_F) :20 mA. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Plage de température de fonctionnement (T_opr) :-20°C à +105°C. La plage de température ambiante dans laquelle la LED est conçue pour fonctionner correctement.
• Plage de température de stockage (T_stg) :-40°C à +105°C. La plage de température pour le stockage hors fonctionnement.
• Condition de soudure infrarouge :260°C pendant 10 secondes. Le profil thermique maximal que le boîtier peut supporter pendant la soudure par refusion.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés dans des conditions de test standard (Ta=25°C, I_F=5mA sauf indication contraire).

• Intensité lumineuse (I_V) :S'étend de 112,0 mcd (millicandela) à 224,0 mcd. Mesurée à l'aide d'un capteur filtré pour correspondre à la courbe de réponse photopique de l'œil CIE. La valeur réelle est triée (voir Section 3).
• Angle de vision (2θ_1/2) :130 degrés. C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse est la moitié de l'intensité mesurée à 0 degré (sur l'axe). Un large angle de vision comme celui-ci fournit un éclairage large et diffus adapté au rétroéclairage et aux indicateurs d'état.
• Coordonnées de chromaticité (x, y) :Les valeurs typiques sont x=0,304, y=0,3005 sur le diagramme de chromaticité CIE 1931. Ces coordonnées définissent le point de couleur perçu de la lumière blanche. La tolérance et le tri s'appliquent (voir Section 3).
• Tension directe (V_F) :S'étend de 2,70V à 3,15V à 5mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit du courant. Elle est triée en plages spécifiques (voir Section 3).
• Courant inverse (I_R) :Maximum de 2 μA à une tension inverse (V_R) de 5V. Ce paramètre est principalement destiné aux tests IR ; le composant n'est pas destiné à fonctionner en polarisation inverse.

3. Explication du système de classement par bacs

Pour assurer la cohérence en production de masse, les LED sont triées (mises en bacs) en fonction de paramètres clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des pièces répondant à des fenêtres de performance spécifiques pour leur application.

3.1 Classe de tension directe (V_F)

Tri à I_F= 5mA. Chaque bac a une tolérance de ±0,1V.

• Code de bac A : V_F= 2,70V à 2,85V
• Code de bac B : V_F= 2,85V à 3,00V
• Code de bac C : V_F= 3,00V à 3,15V

3.2 Classe d'intensité lumineuse (I_V)

Tri à I_F= 5mA. Chaque bac a une tolérance de ±15%.

• Code de bac R1 : I_V= 112,0 mcd à 146,0 mcd
• Code de bac R2 : I_V= 146,0 mcd à 180,0 mcd
• Code de bac S1 : I_V= 180,0 mcd à 224,0 mcd

3.3 Classe de teinte (Chromaticité)

Définie par des limites sur le diagramme de chromaticité CIE 1931 (x, y) à I_F= 5mA. Chaque bac a une tolérance de ±0,01 sur les deux coordonnées x et y. La fiche technique liste des limites quadrilatérales spécifiques pour des bacs comme S1-2, S2-2, S3-1 et S4-1. Ce tri assure la cohérence de couleur entre plusieurs LED dans un assemblage.

4. Informations mécaniques et de boîtier

4.1 Dimensions du boîtier

La LED présente une conception de boîtier super-fin. La dimension clé est la hauteur, qui est de 0,55 mm. Toutes les autres dimensions du boîtier sont fournies dans le dessin mécanique détaillé du document source, avec une tolérance standard de ±0,1 mm sauf indication contraire. La couleur de la lentille est jaune, tandis que la source lumineuse elle-même est une puce blanche InGaN.

4.2 Schéma de pastilles de fixation PCB recommandé

A suggested land pattern (footprint) for the printed circuit board is provided to ensure proper soldering and mechanical stability. Adhering to this recommended layout helps achieve reliable solder fillets and prevents tombstoning or misalignment during reflow.

4.3 Identification de la polarité

La polarité correcte est cruciale pour le fonctionnement de la LED. La fiche technique inclut un diagramme identifiant les bornes anode et cathode sur le boîtier. Typiquement, cela est indiqué par un marquage sur le corps du composant ou une asymétrie dans l'empreinte du boîtier.

5. Directives de soudure et d'assemblage

5.1 Paramètres de soudure par refusion infrarouge

Pour les processus de soudure sans plomb, un profil thermique spécifique est recommandé. Le paramètre critique est une température de corps maximale de 260°C, qui ne doit pas être dépassée pendant plus de 10 secondes. Le profil inclut une étape de préchauffage. Il est souligné que le profil optimal dépend de la conception spécifique du PCB, des composants et de la pâte à souder utilisée, et doit être caractérisé pour chaque application.

5.2 Soudure manuelle

Si une soudure manuelle est nécessaire, elle doit être effectuée avec une extrême prudence. La recommandation est d'utiliser une panne de fer à souder à une température maximale de 300°C, avec un temps de soudure limité à 3 secondes par pastille. Cela ne doit être fait qu'une seule fois pour éviter les dommages thermiques à la puce LED et au boîtier.

5.3 Nettoyage

Si un nettoyage après soudure est requis, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. Les méthodes acceptables incluent l'immersion de la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante normale pendant moins d'une minute. L'utilisation de produits chimiques non spécifiés peut endommager le matériau du boîtier de la LED.

6. Emballage et manutention

6.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les composants sont fournis dans une bande porteuse gaufrée de 8 mm de large enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Les quantités standard par bobine sont de 5000 pièces. L'emballage est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481. Les notes de manutention clés incluent : un maximum de deux composants manquants consécutifs est autorisé, et la quantité minimale commandable pour les restes est de 500 pièces.

6.2 Conditions de stockage

Emballage scellé :Les LED dans leur sachet d'origine étanche à l'humidité non ouvert (avec dessiccant) doivent être stockées à ≤30°C et ≤90% d'Humidité Relative (HR). La durée de conservation recommandée dans ces conditions est d'un an.
Emballage ouvert :Une fois le sachet barrière à l'humidité ouvert, les composants sont exposés à l'humidité ambiante. Ils doivent être stockés à ≤30°C et ≤60% HR. Pour les composants répondant au Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) 2a, il est recommandé de terminer le processus de refusion IR dans les 672 heures (28 jours) suivant l'exposition. Les composants exposés plus longtemps doivent être cuits à environ 60°C pendant au moins 20 heures avant la soudure pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir les dommages par "effet pop-corn" pendant la refusion.

6.3 Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)

La LED est sensible aux décharges électrostatiques et aux surtensions. Des mesures de contrôle ESD appropriées doivent être employées pendant la manutention et l'assemblage. Cela inclut l'utilisation de bracelets de mise à la terre, de gants antistatiques et de s'assurer que tout l'équipement et les surfaces de travail sont correctement mis à la terre.

7. Notes d'application et considérations de conception

7.1 Limitation de courant

Une résistance de limitation de courant externe est obligatoire lors de l'alimentation de la LED à partir d'une source de tension. La valeur de la résistance (R_limit) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R_limit= (V_supply- V_F) / I_F. Utiliser la V_Fmaximale de la fiche technique (par ex., 3,15V) dans le calcul garantit que le courant ne dépasse pas la limite même avec une pièce d'un bac à tension plus élevée. Pour un fonctionnement fiable, il est conseillé de piloter la LED à ou en dessous du courant de test typique de 5mA, sauf si une luminosité élevée est spécifiquement requise.

7.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible, une conception thermique appropriée prolonge la durée de vie de la LED et maintient le flux lumineux. Assurez-vous que la conception des pastilles PCB fournit une dissipation thermique adéquate selon la disposition recommandée. Dans les applications à température ambiante élevée, une déclassification du courant direct peut être nécessaire pour rester dans les limites de température de jonction.

7.3 Conception optique

L'angle de vision de 130 degrés produit un motif d'émission large, de type lambertien. Pour les applications nécessitant un faisceau plus focalisé, des optiques secondaires (lentilles ou guides de lumière) seraient nécessaires. La lentille jaune agit comme un phosphore convertisseur de couleur pour la puce bleue InGaN afin de créer de la lumière blanche, et ses propriétés sont intégrales à la chromaticité finale.

8. Comparaison et différenciation technique

La caractéristique différenciante principale de cette LED est sahauteur ultra-fine de 0,55 mm. Cela en fait un choix convaincant pour les appareils ultra-fins modernes comme les smartphones, tablettes et l'électronique portable où la hauteur (axe Z) est sévèrement limitée. Comparé aux boîtiers LED standard qui peuvent mesurer 0,6 mm ou plus, ce composant offre une réduction directe de l'épaisseur d'assemblage. De plus, sa combinaison de luminosité élevée (jusqu'à 224 mcd à 5mA) et d'angle de vision large dans un boîtier aussi fin est une réalisation d'ingénierie significative, équilibrant performance optique et minimalisme mécanique.

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

Q : Puis-je piloter cette LED à 20mA en continu ?
R : Oui, 20mA est le courant direct continu maximal nominal. Pour la durée de vie la plus longue et des performances stables, il est recommandé de fonctionner à un courant plus faible, comme 5-10mA.

Q : Quelle est la différence entre les bacs d'intensité R1, R2 et S1 ?
R : Ces bacs représentent différentes plages de flux lumineux. S1 est le bac le plus lumineux (180-224 mcd), R2 est la plage moyenne (146-180 mcd), et R1 est le bac standard (112-146 mcd). Sélectionner un bac supérieur garantit un flux lumineux plus important pour un courant donné.

Q : À quel point la durée de vie de 672 heures après ouverture du sachet est-elle critique ?
R : C'est très important pour la fiabilité. Dépasser ce temps d'exposition sans un cycle de cuisson avant la refusion peut entraîner un délaminage interne du boîtier ou des fissures dues à la vaporisation rapide de l'humidité absorbée pendant la soudure (l'"effet pop-corn").

Q : Pourquoi la valeur de courant inverse est-elle uniquement à des fins de test ?
R : La LED est une diode et n'est pas conçue pour fonctionner en polarisation inverse dans un circuit. La tension inverse nominale de 5V est une condition de test pour vérifier le courant de fuite, pas une directive opérationnelle. Assurez-vous toujours de la polarité correcte dans le circuit.

10. Principes de fonctionnement

Cette LED fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. La région active est composée d'InGaN. Lorsqu'une tension directe dépassant la tension de seuil de la diode (V_F) est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. Dans une LED blanche, cette recombination dans la couche InGaN produit typiquement de la lumière bleue. Un revêtement de phosphore (contenu dans la lentille jaune) absorbe une partie de cette lumière bleue et la ré-émet sous forme de lumière jaune. Le mélange de la lumière bleue restante et de la lumière jaune convertie est perçu par l'œil humain comme de la lumière blanche. Les ratios spécifiques et la composition du phosphore déterminent les coordonnées de chromaticité exactes (x, y) sur le diagramme CIE.

11. Tendances de l'industrie

Le développement de ce composant reflète plusieurs tendances clés en optoélectronique :La miniaturisationcontinue d'être un moteur dominant, poussant les hauteurs de boîtier en dessous de 0,5 mm.L'augmentation de l'efficacitéest perpétuelle, avec de nouvelles conceptions de puces et des phosphores offrant plus de lumens par watt (lm/W).La cohérence des couleurs et le trisont devenus plus sophistiqués, avec des bacs plus serrés (comme les quadrilatères de teinte définis) permettant un meilleur appariement des couleurs dans les réseaux multi-LED pour les écrans et l'éclairage. Enfin,la compatibilité de fabricationreste essentielle, les composants étant optimisés pour les lignes SMT entièrement automatisées et à haute vitesse, et suffisamment robustes pour les profils de refusion sans plomb, comme en témoignent les directives de soudure détaillées fournies.