Fiche technique LED SMD LTST-T680QEWT - Lentille diffusante blanche, source rouge AlInGaP - 50mA, 2.4V, 120mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED pour montage en surface (SMD) conçue pour l'assemblage automatisé sur circuit imprimé (PCB). Le composant se caractérise par sa taille miniature, le rendant adapté aux applications à espace restreint dans un large éventail d'équipements électroniques.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les avantages principaux de cette LED incluent sa conformité aux directives RoHS, son conditionnement adapté aux processus d'assemblage automatisé (bande de 8mm sur bobines de 7 pouces), et sa compatibilité avec les techniques standards de soudage par refusion infrarouge. Sa conception est compatible avec les circuits intégrés, facilitant l'intégration dans les circuits numériques modernes. Le dispositif est préconditionné selon les normes JEDEC Niveau 3, améliorant sa fiabilité pour les applications exigeantes.

Les applications cibles couvrent les télécommunications, l'automatisation de bureau, les appareils électroménagers et l'équipement industriel. Il est spécifiquement destiné à être utilisé comme indicateur d'état, pour l'éclairage de signaux et symboles, et pour le rétroéclairage de panneaux avant.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Toutes les caractéristiques sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C. Dépasser ces limites peut causer des dommages permanents.

• Dissipation de puissance :120 mW. C'est la puissance maximale que le dispositif peut dissiper sous forme de chaleur sans dégradation.
• Courant direct de crête :100 mA. Ceci n'est permis que dans des conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0.1ms) pour gérer la charge thermique.
• Courant direct continu :50 mA. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable.
• Tension inverse :5 V. L'application d'une tension inverse au-delà de cette limite peut provoquer une rupture de jonction.
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +85°C. Le dispositif est garanti de fonctionner dans cette plage de température ambiante.
• Plage de température de stockage :-40°C à +100°C. Le dispositif peut être stocké sans dégradation dans ces limites.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ces caractéristiques sont mesurées à Ta=25°C et un courant direct (IF) de 20mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (IV) :S'étend d'un minimum de 560 mcd à un maximum de 1400 mcd, avec des valeurs typiques dans cette plage. La mesure utilise un capteur et un filtre approximant la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ1/2) :120 degrés (typique). Cet angle de vision large est caractéristique d'une lentille diffusante, fournissant une distribution de lumière large et uniforme.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λP) :633 nm (typique). C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λd) :S'étend de 618 nm à 630 nm, avec une valeur typique de 624 nm. Ce paramètre définit la couleur perçue de la LED (rouge).
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :15 nm (typique). Ceci indique la pureté spectrale de la lumière émise.
• Tension directe (VF) :S'étend de 1.8 V à 2.4 V à IF=20mA, avec une tolérance de ±0.1V. C'est un paramètre critique pour la conception du circuit de commande.
• Courant inverse (IR) :Maximum de 10 μA à une tension inverse (VR) de 5V.

3. Explication du système de classement

L'intensité lumineuse des LED est triée en classes spécifiques pour assurer la cohérence dans les applications. Le classement est défini comme suit, mesuré à 20mA :

• Code de classe U2 :560 mcd (Min) à 710 mcd (Max)
• Code de classe V1 :710 mcd à 900 mcd
• Code de classe V2 :900 mcd à 1120 mcd
• Code de classe W1 :1120 mcd à 1400 mcd

Une tolérance de ±11% s'applique à chaque classe d'intensité. Ce classement permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec le niveau de luminosité requis pour leur application spécifique, assurant une cohérence visuelle dans les produits utilisant plusieurs LED.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes de performance typiques essentielles pour comprendre le comportement du dispositif dans diverses conditions. Bien que les données graphiques spécifiques ne soient pas reproduites en texte, les courbes typiquement incluses dans de tels documents analysent :

• Intensité lumineuse relative vs. Courant direct :Montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, jusqu'aux limites maximales nominales.
• Tension directe vs. Courant direct :Illustre la caractéristique I-V de la diode, cruciale pour la gestion thermique et la conception du pilote.
• Intensité lumineuse relative vs. Température ambiante :Démontre la dégradation de la sortie lumineuse lorsque la température de jonction augmente, ce qui est vital pour les applications à haute température ou à courant élevé.
• Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant les longueurs d'onde de crête et dominante ainsi que la largeur spectrale.

Ces courbes permettent aux ingénieurs de prédire les performances dans des conditions de fonctionnement réelles au-delà du point de test standard de 25°C et 20mA.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et identification de la polarité

Le dispositif est conforme à un boîtier SMD standard EIA. Les notes dimensionnelles clés incluent : toutes les dimensions sont en millimètres, et la tolérance générale est de ±0.2 mm sauf indication contraire. Le produit comporte une lentille diffusante blanche avec une source lumineuse rouge AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium). La cathode est généralement identifiée par un marquage sur le boîtier ou une géométrie de pastille spécifique sur le diagramme d'empreinte. La disposition recommandée des pastilles de fixation sur PCB pour le soudage par refusion infrarouge ou en phase vapeur est fournie pour assurer une formation correcte des joints de soudure et une stabilité mécanique.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion recommandé

Pour les processus de soudage sans plomb, un profil conforme à la norme J-STD-020B est recommandé. Les paramètres clés incluent :

• Température de préchauffage :150–200°C.
• Durée de préchauffage :Maximum 120 secondes.
• Température de crête :Maximum 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus :Maximum 10 secondes (maximum deux cycles de refusion autorisés).

Pour le soudage manuel à l'étain, la température maximale de la panne ne doit pas dépasser 300°C, avec un temps de soudage de 3 secondes maximum pour une seule opération uniquement. Il est crucial de suivre les spécifications du fabricant de la pâte à souder et d'effectuer une caractérisation spécifique à la carte, car différentes conceptions nécessitent des profils adaptés.

6.2 Conditions de stockage

Un stockage approprié est essentiel pour éviter l'absorption d'humidité, qui peut provoquer l'effet \"pop-corn\" ou des fissures pendant la refusion.

• Emballage scellé :Stocker à ≤30°C et ≤70% HR. Utiliser dans l'année suivant l'emballage avec dessiccant.
• Emballage ouvert :Stocker à ≤30°C et ≤60% HR. Les composants doivent être refondus dans les 168 heures (7 jours) suivant l'exposition.
• Stockage prolongé (ouvert) :Stocker dans un conteneur scellé avec dessiccant ou dans un dessiccateur à azote.
• Rebaking (Séchage) :Si exposé pendant plus de 168 heures, sécher à environ 60°C pendant au moins 48 heures avant le soudage.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après soudage, utiliser des solvants à base d'alcool tels que l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique. Immerger la LED à température normale pendant moins d'une minute. Ne pas utiliser de liquides chimiques non spécifiés.

7. Conditionnement et informations de commande

Le dispositif est fourni dans un conditionnement standard de l'industrie pour l'assemblage automatisé :

• Bande :Bande porteuse de 8mm de large.
• Bobine :Bobine de diamètre 7 pouces (178mm).
• Quantité :2000 pièces par bobine.
• Scellement des alvéoles :Les alvéoles vides de composants sont scellées avec une bande de couverture supérieure.
• Composants manquants :Un maximum de deux composants manquants consécutifs (lampes) est autorisé selon la spécification de conditionnement (ANSI/EIA 481).

8. Recommandations d'application

8.1 Circuits d'application typiques et considérations de conception

Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Pour assurer une luminosité uniforme lors de la commande de plusieurs LED en parallèle, il est fortement recommandé d'utiliser une résistance de limitation de courant individuelle en série avec chaque LED. La commande de plusieurs LED en parallèle à partir d'une seule source de courant sans résistances individuelles n'est pas recommandée, car de légères variations de la caractéristique de tension directe (VF) de chaque LED provoqueront des différences significatives dans le partage du courant et, par conséquent, dans la luminosité. Une résistance en série stabilise le courant pour chaque dispositif indépendamment.

8.2 Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)

Comme la plupart des dispositifs à semi-conducteurs, cette LED est sensible aux décharges électrostatiques. Les procédures standard de manipulation ESD doivent être suivies pendant l'assemblage et la manipulation pour éviter des dommages latents ou catastrophiques. Cela inclut l'utilisation de postes de travail mis à la terre, de bracelets antistatiques et de conteneurs conducteurs.

9. Mises en garde et utilisation prévue

Cette LED est conçue et destinée à être utilisée dans des équipements électroniques ordinaires tels que des équipements de bureau, des dispositifs de communication et des appareils électroménagers. Elle n'est pas spécifiquement conçue ou qualifiée pour des applications où une fiabilité exceptionnelle est requise, en particulier lorsque la défaillance pourrait mettre en danger la vie ou la santé (par exemple, l'aviation, le contrôle des transports, les systèmes médicaux/de maintien de la vie, les dispositifs de sécurité critiques). Pour de telles applications, une consultation avec le fabricant est requise avant l'intégration.

10. Comparaison et différenciation technique

Les principaux points de différenciation de ce composant résident dans sa combinaison spécifique d'une lentille diffusante blanche avec une puce rouge AlInGaP. La lentille diffusante fournit un angle de vision large et uniforme idéal pour les applications d'indicateur où la visibilité sous plusieurs angles est importante. Le système de matériaux AlInGaP est connu pour son efficacité élevée et sa stabilité dans le spectre de couleur rouge/orange/ambre par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaAsP. Le boîtier est conçu pour être compatible avec les lignes d'assemblage SMT automatisées à grand volume, y compris les processus stricts de refusion IR, ce qui est un facteur critique pour la fabrication électronique moderne.

11. Questions fréquemment posées basées sur les paramètres techniques

Q : Puis-je alimenter cette LED à 50mA en continu ?

R : Oui, 50mA est le courant direct continu maximal nominal. Assurez-vous qu'une gestion thermique appropriée (par exemple, une surface de cuivre PCB adéquate pour la dissipation thermique) est en place, en particulier à des températures ambiantes plus élevées, car la dissipation de puissance sera à son maximum (VF * IF).

Q : Pourquoi existe-t-il un système de classement pour l'intensité lumineuse ?

R : Les variations de fabrication provoquent de légères différences dans la sortie lumineuse. Le classement trie les LED en groupes avec des performances similaires, permettant aux concepteurs de s'approvisionner en pièces avec une luminosité cohérente pour leur produit, évitant ainsi des variations visibles entre les unités.

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 (λP) est l'endroit où la puissance spectrale est la plus élevée. La longueur d'onde dominante (λd) est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui correspondrait à la couleur perçue de la LED. λd est plus pertinente pour la spécification de couleur dans les applications.

Q : À quel point la durée de vie de 168 heures après ouverture du sac barrière à l'humidité est-elle critique ?

R : C'est très important. Dépasser ce temps sans reséchage risque d'endommager le boîtier induit par l'humidité pendant le processus de soudage par refusion à haute température, pouvant entraîner un délaminage interne ou des fissures.

12. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état pour un routeur réseau.Le panneau nécessite plusieurs LED rouges d'alimentation et d'activité visibles sous différents angles. Le concepteur sélectionne le LTST-T680QEWT pour son large angle de vision de 120 degrés et sa lentille diffusante blanche, qui fournit une apparence douce et uniformément éclairée. En utilisant la tension directe typique de ~2.1V à 20mA de la fiche technique, et une alimentation système de 5V, une valeur de résistance série est calculée : R = (Valim - VF) / IF = (5V - 2.1V) / 0.02A = 145 Ohms. Une résistance standard de 150 Ohms est choisie. Chaque LED sur le panneau a sa propre résistance de 150 Ohms connectée à une broche GPIO du microcontrôleur, assurant une luminosité uniforme malgré les variations mineures de VF entre les LED individuelles. Le concepteur spécifie le Code de classe V1 (710-900 mcd) pour garantir une luminosité adéquate et cohérente.

13. Introduction au principe de fonctionnement

Cette LED est un dispositif photonique à semi-conducteur. Son cœur est une puce faite de matériaux AlInGaP formant une jonction p-n. Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la jonction est appliquée, des électrons et des trous sont injectés à travers la jonction. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, de l'énergie est libérée sous forme de photons (lumière). La composition spécifique des couches AlInGaP détermine la largeur de bande interdite, qui dicte la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, le rouge. La lumière générée traverse une lentille en époxy d'encapsulation. La propriété \"blanche diffusante\" de la lentille est obtenue en ajoutant des particules de diffusion à l'époxy, ce qui randomise la direction des rayons lumineux sortant de la puce, résultant en un faisceau large et non directionnel plutôt qu'un spot étroit.

14. Tendances technologiques

La tendance générale dans la technologie des LED SMD continue vers une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumière par watt électrique), une meilleure cohérence et stabilité des couleurs, et des tailles de boîtier plus petites permettant des conceptions à plus haute densité. Il y a également un accent sur l'amélioration de la fiabilité sous des contraintes de température et de courant plus élevées pour répondre aux exigences des applications automobiles et industrielles. Le passage à des matériaux sans plomb et sans halogène conformément aux réglementations environnementales mondiales est désormais standard. De plus, l'intégration avec des pilotes intelligents et des circuits de contrôle au sein des modules est un domaine de développement en cours, allant au-delà des simples composants discrets.