Fiche technique LED SMD LTST-108TWET - Lentille jaune, source bleue InGaN - 3.2V, 102mW, 1500-2900mcd - Document technique français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-108TWET est une LED à montage en surface de haute luminosité, conçue pour les processus d'assemblage automatisé et les applications où l'espace est limité. Il est doté d'une lentille jaune avec une source lumineuse bleue InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium), produisant une sortie jaune vive. Ce composant est conçu pour la fiabilité et la compatibilité avec les techniques de fabrication modernes, le rendant adapté à un large éventail de dispositifs électroniques.

1.1 Avantages principaux

• Conformité :Conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses).
• Adapté à la fabrication :Conditionné en bande de 8 mm sur bobines de 7 pouces, compatible avec les emballages standard EIA et les équipements de placement automatique.
• Compatibilité des processus :Entièrement compatible avec les processus de soudage par refusion infrarouge (IR), essentiels pour les lignes d'assemblage sans plomb (Pb-free).
• Fiabilité :Préconditionné pour accélérer jusqu'au niveau de sensibilité à l'humidité JEDEC Level 3, garantissant une robustesse contre l'humidité pendant le stockage et l'assemblage.

1.2 Marchés cibles

Cette LED est idéale pour les applications nécessitant des indicateurs d'état compacts et fiables et un rétroéclairage. Les marchés principaux incluent l'équipement de télécommunication (téléphones sans fil/mobiles), l'automatisation de bureau (ordinateurs portables), les systèmes réseau, les appareils électroménagers, et la signalisation intérieure ou l'éclairage de symboles.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

La section suivante fournit une analyse détaillée des spécifications électriques, optiques et environnementales de la LED.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Le fonctionnement doit toujours être maintenu dans ces limites.

• Dissipation de puissance (Pd) :102 mW. C'est la puissance maximale que le boîtier de la LED peut dissiper en toute sécurité sous forme de chaleur.
• Courant direct de crête (I_F(PEAK)) :100 mA. C'est le courant pulsé maximal (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0.1ms) que la LED peut supporter.
• Courant direct continu (I_F) :30 mA DC. Le courant maximal recommandé pour un fonctionnement continu.
• Plage de température de fonctionnement (T_opr) :-40°C à +85°C. La plage de température ambiante pour un fonctionnement fiable.
• Plage de température de stockage (T_stg) :-40°C à +100°C. La plage de température sûre pour le composant lorsqu'il n'est pas alimenté.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à une température ambiante (T_a) de 25°C dans des conditions de test spécifiées.

• Intensité lumineuse (I_V) :1500 - 2900 mcd (millicandela) à I_F= 20mA. Cela indique un niveau de luminosité élevé adapté aux applications d'indicateur.
• Angle de vision (2θ_1/2) :110 degrés (typique). Cet angle de vision large assure que la lumière est visible depuis un large éventail de positions par rapport à l'axe de la LED.
• Coordonnées chromatiques (x, y) :(0.3100, 0.3100) typique. Ces coordonnées CIE définissent le point de couleur jaune précis sur le diagramme de chromaticité.
• Tension directe (V_F) :2.8V (Min) à 3.4V (Max) à I_F= 20mA. La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit du courant. La tolérance est de ±0.1V par bin.
• Courant inverse (I_R) :10 µA (Max) à V_R= 5V. Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre est uniquement à des fins de test IR.

3. Explication du système de classement par bins

Pour garantir la cohérence de la couleur et des performances en production, les LED sont triées en bins selon des paramètres clés.

3.1 Classement par tension directe (V_F)

Les LED sont catégorisées par leur tension directe à 20mA.

- Bin D8 : V_F= 2.8V à 3.1V.

- Bin D9 : V_F= 3.1V à 3.4V.

La tolérance au sein de chaque bin est de ±0.1V.

3.2 Classement par intensité lumineuse (I_V)

Les LED sont triées par leur flux lumineux à 20mA.

- Bin X1 : I_V= 1500.0 mcd à 2100.0 mcd.

- Bin X2 : I_V= 2100.0 mcd à 2900.0 mcd.

La tolérance sur chaque bin d'intensité est de ±11%.

3.3 Classement par couleur (Chromaticité)

Les LED sont regroupées en fonction de leurs coordonnées chromatiques (x, y) pour garantir une teinte jaune uniforme. La fiche technique fournit un tableau détaillé des bins de couleur avec des limites de coordonnées spécifiques pour les bins étiquetés Z1, Y1, Y2, X1, W1 et W2. La tolérance pour chaque bin de teinte est de ±0.01 sur les deux coordonnées x et y. Un diagramme de coordonnées chromatiques est généralement référencé pour visualiser ces bins sur le diagramme CIE.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des graphiques spécifiques ne soient pas reproduits dans le texte, la fiche technique inclut des courbes caractéristiques typiques. Celles-ci sont cruciales pour les ingénieurs de conception.

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

Cette courbe montre la relation entre le courant traversant la LED et la tension à ses bornes. Elle est non linéaire, avec une tension de "genou" caractéristique (autour de la V_F typique) au-delà de laquelle le courant augmente rapidement avec de petites augmentations de tension. Cela souligne l'importance d'un circuit de limitation de courant (comme une résistance série ou un pilote à courant constant).

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

Ce graphique illustre comment le flux lumineux (I_V) change avec le courant d'alimentation (I_F). Généralement, l'intensité augmente avec le courant mais peut ne pas être parfaitement linéaire, surtout à des courants plus élevés où l'efficacité peut chuter et la génération de chaleur augmenter.

4.3 Intensité lumineuse vs. Température ambiante

Cette courbe démontre l'effet de la température ambiante sur le flux lumineux. Typiquement, l'intensité lumineuse diminue lorsque la température ambiante augmente. Comprendre cette déclassement est vital pour les applications fonctionnant à haute température afin de garantir qu'une luminosité suffisante est maintenue.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est fournie dans un boîtier standard pour montage en surface. Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance générale de ±0.2mm sauf indication contraire. Le dessin montre généralement la longueur, la largeur, la hauteur, et l'emplacement/la taille des pastilles de soudure et des marquages cathode/anode.

5.2 Identification de la polarité

La cathode est généralement indiquée par un marqueur visuel sur le boîtier, tel qu'une encoche, un point ou un marquage vert. La polarité correcte doit être respectée lors de l'assemblage sur PCB.

5.3 Schéma de pastilles PCB recommandé

Un motif de pastilles (empreinte) suggéré pour le PCB est fourni pour assurer une formation correcte des joints de soudure et une stabilité mécanique pendant le soudage par refusion infrarouge ou en phase vapeur. Respecter ce schéma aide à prévenir l'effet "tombstoning" et assure une bonne connexion thermique et électrique.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion IR (Sans Plomb)

La fiche technique recommande un profil de refusion conforme à la norme J-STD-020B pour les processus sans plomb. Les paramètres clés incluent :

- Préchauffage :150-200°C pendant un maximum de 120 secondes pour chauffer progressivement la carte et activer la flux.

- Température de crête :Maximum de 260°C.

- Temps au-dessus du liquidus :Typiquement défini pour assurer une bonne fusion et mouillage de la soudure.

- Temps total de soudage :Maximum 10 secondes à la température de crête, avec un maximum de deux cycles de refusion autorisés.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire :

- Température du fer :Maximum 300°C.

- Temps de soudage :Maximum 3 secondes par joint.

- Fréquence :Un seul cycle de soudage est autorisé pour le soudage manuel.

6.3 Conditions de stockage

Emballage scellé :Stocker à ≤30°C et ≤70% HR. Utiliser dans l'année suivant l'ouverture du sac barrière à l'humidité.

Emballage ouvert :Pour les composants retirés de leur emballage sec, l'ambiance de stockage ne doit pas dépasser 30°C et 60% HR. Il est fortement recommandé de terminer le soudage par refusion IR dans les 168 heures (7 jours) suivant l'exposition à l'air ambiant (JEDEC Niveau 3). Pour une exposition plus longue, un séchage de 48 heures à environ 60°C est requis avant l'assemblage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir les dommages de type "pop-corn" pendant la refusion.

6.4 Nettoyage

Si un nettoyage après soudage est requis, utiliser uniquement les solvants spécifiés. Immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température normale pendant moins d'une minute. Ne pas utiliser de nettoyants chimiques non spécifiés car ils pourraient endommager le boîtier ou la lentille de la LED.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies en bande porteuse gaufrée avec une bande de protection, enroulée sur des bobines d'un diamètre de 7 pouces (178mm). La quantité standard par bobine est de 4000 pièces. Une quantité minimale d'emballage de 500 pièces est disponible pour les commandes de reste. Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481.

7.2 Dimensions de la bobine

Des dessins mécaniques détaillés pour la bobine, incluant le diamètre du moyeu, le diamètre de la bride et la largeur totale, sont fournis pour assurer la compatibilité avec les équipements automatiques de pick-and-place.

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Circuits d'application typiques

La LED doit être pilotée avec un dispositif de limitation de courant. La méthode la plus simple est une résistance série. La valeur de la résistance (R_s) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R_s= (V_alimentation- V_F) / I_F. Utiliser la V_F maximale de la fiche technique (3.4V) pour garantir un courant suffisant à l'extrémité basse du bin V_F. Par exemple, avec une alimentation de 5V et un I_F cible de 20mA : R_s= (5V - 3.4V) / 0.020A = 80 Ohms. Une résistance standard de 82 Ohms serait appropriée. Pour une précision ou des tensions d'alimentation variables, un pilote à courant constant est recommandé.

8.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit relativement faible (102mW max), une conception thermique appropriée prolonge la durée de vie de la LED. Assurez-vous que la conception des pastilles PCB suit les recommandations pour agir comme un dissipateur thermique. Évitez de fonctionner aux limites absolues de courant et de température pendant de longues périodes. Dans les conceptions à haute densité ou fermées, envisagez un flux d'air ou des vias thermiques sous la pastille pour dissiper la chaleur.

8.3 Conception optique

L'angle de vision de 110° offre une large dispersion. Pour une lumière focalisée ou dirigée, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être nécessaires. La couleur jaune est obtenue en combinant la puce bleue InGaN avec une lentille jaune recouverte de phosphore. C'est une méthode courante et efficace pour produire de la lumière blanche et d'autres couleurs dans les LED modernes.

9. Fiabilité et précautions

9.1 Utilisation prévue

Ce composant est conçu pour les équipements électroniques à usage général. Il n'est pas homologué pour les applications critiques pour la sécurité où une défaillance pourrait mettre en danger la vie ou la santé (par exemple, l'aviation, le support médical vital, le contrôle des transports). Pour de telles applications, une consultation avec le fabricant pour des composants spécialisés est obligatoire.

9.2 Sensibilité aux décharges électrostatiques (ESD)

Bien que non explicitement indiqué, les LED sont généralement sensibles aux décharges électrostatiques. Les précautions ESD standard doivent être observées pendant la manipulation et l'assemblage : utiliser des postes de travail mis à la terre, des bracelets antistatiques et des conteneurs conducteurs.

10. Comparaison technique et tendances

10.1 Principe technologique

Le LTST-108TWET utilise un matériau semi-conducteur InGaN pour sa puce émettrice de lumière. L'InGaN est particulièrement efficace pour produire de la lumière dans les spectres bleu et vert. La lumière jaune n'est pas émise directement par la puce. Au lieu de cela, la lumière bleue de la puce InGaN excite une couche de phosphore à l'intérieur de la lentille jaune. Le phosphore absorbe une partie de la lumière bleue et la ré-émet sous forme de lumière jaune. Le mélange de la lumière bleue restante et de la lumière jaune convertie donne la couleur jaune vive perçue. Cette technique de conversion par phosphore est très efficace et permet un réglage précis de la couleur.

10.2 Contexte industriel

Les LED SMD comme le LTST-108TWET représentent la norme pour les applications modernes d'indicateurs et de rétroéclairage en raison de leur petite taille, de leur fiabilité et de leur compatibilité avec l'assemblage automatisé à grand volume. La tendance se poursuit vers une efficacité plus élevée (plus de flux lumineux par watt), une meilleure cohérence des couleurs grâce à un classement par bins plus serré, et une fiabilité améliorée dans des conditions de température et d'humidité plus élevées. Le passage au soudage sans plomb (Pb-free), pour lequel ce composant est qualifié, est désormais une norme industrielle mondiale motivée par les réglementations environnementales.