Fiche technique LED SMT CBI LTLM11KF1H310U - Couleur ambre - 2,0V Typ. - 72mW Max. - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTLM11KF1H310U est un indicateur de carte (CBI) conçu pour les processus d'assemblage par technologie de montage en surface (SMT). Il se compose d'un boîtier (support) en plastique noir à angle droit qui intègre une diode électroluminescente. Ce composant est conçu pour les applications nécessitant une indication claire de l'état sur les cartes de circuits imprimés (PCB).

1.1 Caractéristiques principales

• Compatibilité SMT :Conçu pour les processus automatisés de pick-and-place et de soudure par refusion.
• Contraste visuel amélioré :Le matériau du boîtier noir améliore le rapport de contraste visuel de l'indicateur allumé par rapport à l'arrière-plan de la carte.
• Haute efficacité :Offre une faible consommation d'énergie avec une efficacité lumineuse élevée.
• Conformité environnementale :Il s'agit d'un produit sans plomb conforme à la directive RoHS (Restriction des substances dangereuses).
• Conception optique :Utilise une puce semi-conductrice AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) émettant une lumière ambre, couplée à une lentille diffusante blanche pour un angle de vision large et uniforme.
• Fiabilité :Les dispositifs subissent un préconditionnement accéléré au niveau de sensibilité à l'humidité 3 (MSL3) du JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council), garantissant une robustesse contre les dommages induits par l'humidité pendant la soudure.

1.2 Applications cibles

Cette LED d'indication convient à une large gamme d'équipements électroniques, notamment :

• Périphériques et cartes mères d'ordinateur
• Dispositifs de communication et équipements réseau
• Électronique grand public
• Systèmes de contrôle industriel et instrumentation

2. Analyse des paramètres techniques

Toutes les spécifications sont définies à une température ambiante (TA) de 25°C sauf indication contraire.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti.

• Dissipation de puissance (Pd) :72 mW maximum.
• Courant direct de crête (IFP) :80 mA maximum. Cette valeur s'applique dans des conditions pulsées avec un cycle de service ≤ 1/10 et une largeur d'impulsion ≤ 0,1 ms.
• Courant direct continu (IF) :30 mA DC maximum.
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +85°C.
• Plage de température de stockage :-40°C à +100°C.
• Température de soudure :Résiste à 260°C pendant un maximum de 5 secondes pendant la soudure par refusion.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques dans des conditions de test standard.

• Intensité lumineuse (Iv) :8,7 mcd (minimum), 30 mcd (typique), 50 mcd (maximum) à un courant direct (IF) de 10 mA. Le code de classification Iv est marqué sur chaque sachet d'emballage à des fins de classement.
• Angle de vision (2θ1/2) :40 degrés. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur axiale de crête.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λP) :608 nm (typique). C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λd) :598 nm (minimum), 605 nm (typique), 612 nm (maximum) à IF=10 mA. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur (ambre).
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :18 nm (typique). Cela indique la pureté spectrale ou la largeur de bande de la lumière émise.
• Tension directe (VF) :1,8 V (minimum), 2,0 V (typique), 2,6 V (maximum) à IF = 10 mA.
• Courant inverse (IR) :10 μA maximum à une tension inverse (VR) de 5V.Note importante :Ce dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; cette condition de test est uniquement à des fins de caractérisation.

3. Explication du système de classement

Le produit utilise un système de classement pour garantir la cohérence de la couleur et des performances.

3.1 Classement de l'intensité lumineuse

L'intensité lumineuse (Iv) est classée en catégories, le code de catégorie spécifique étant imprimé sur le sachet d'emballage du produit. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec des niveaux de luminosité cohérents pour leurs applications, ce qui est crucial pour les panneaux à indicateurs multiples où une apparence uniforme est souhaitée.

3.2 Classement de la longueur d'onde

La longueur d'onde dominante (λd) est spécifiée avec une plage de 598 nm à 612 nm. Bien que non détaillées explicitement comme des catégories séparées dans cette fiche technique, les valeurs min/typ/max indiquent la variation contrôlée du point de couleur (teinte) entre les lots de production. Pour les applications avec des exigences de couleur strictes, il est recommandé de consulter le fabricant pour la disponibilité de catégories spécifiques.

4. Analyse des courbes de performance

Les courbes de performance typiques (référencées dans la fiche technique) illustrent la relation entre les paramètres clés. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas reproduits ici, leurs implications sont analysées.

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

La courbe I-V pour une LED AlInGaP montre typiquement une relation exponentielle. La tension directe spécifiée (VF) de 2,0V typique à 10mA est un paramètre de conception clé pour calculer la valeur de la résistance de limitation de courant en série dans le circuit de commande.

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

L'intensité lumineuse augmente généralement de manière linéaire avec le courant direct dans la plage de fonctionnement normale (jusqu'au courant continu nominal). Un fonctionnement au-dessus de 10mA produira une luminosité plus élevée mais augmentera également la dissipation de puissance et la température de jonction, ce qui peut affecter la longévité et le décalage de couleur.

4.3 Dépendance à la température

La performance des LED est sensible à la température. L'intensité lumineuse des LED AlInGaP diminue généralement à mesure que la température de jonction augmente. La plage de température de fonctionnement spécifiée de -40°C à +85°C définit les conditions ambiantes dans lesquelles les spécifications publiées sont garanties.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions de contour

Le dispositif présente une configuration de montage à angle droit (90 degrés), permettant à la lumière d'être émise parallèlement à la surface de la carte. Ceci est idéal pour les panneaux rétroéclairés sur le côté ou les indicateurs d'état vus depuis le côté d'un boîtier. Le matériau du boîtier est spécifié comme étant du plastique noir. Les tolérances dimensionnelles critiques sont de ±0,25 mm sauf indication contraire sur le dessin mécanique détaillé fourni dans la fiche technique.

5.2 Identification de la polarité

En tant que dispositif à montage en surface, la polarité est indiquée par la conception physique de l'empreinte du composant sur la bande et l'emballage en bobine, ainsi que par la disposition des pastilles correspondante sur la carte. Les concepteurs doivent strictement adhérer au motif de pastilles recommandé pour garantir une orientation correcte pendant l'assemblage automatisé et pour éviter une polarisation inverse.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

6.1 Conditions de stockage

• Emballage scellé :Stocker à ≤30°C et ≤70% d'Humidité Relative (HR). La durée de conservation dans le sachet barrière à l'humidité (MBB) scellé avec dessiccant est d'un an.
• Emballage ouvert :Si le MBB est ouvert, l'ambiance de stockage ne doit pas dépasser 30°C et 60% HR. Les composants doivent être soumis à la soudure par refusion IR dans les 168 heures (7 jours) suivant l'exposition. Pour un stockage au-delà de 168 heures, un séchage de 48 heures à 60°C est fortement recommandé avant l'assemblage SMT pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir les dommages de type "pop-corn" pendant la refusion.

6.2 Profil de soudure par refusion

Un profil de refusion conforme JEDEC est recommandé pour assurer des joints de soudure fiables sans endommager la LED. Les paramètres clés du profil incluent :

• Préchauffage/Stabilisation :150°C à 200°C sur un maximum de 100 secondes.
• Temps au-dessus du liquide (T_L=217°C) :60 à 150 secondes.
• Température de crête (T_P) :260°C maximum.
• Temps à moins de 5°C de la Température de Classification Spécifiée (T_C=255°C) :30 secondes maximum.
• Temps total de 25°C à la crête :5 minutes maximum.

Attention :Dépasser la température de crête ou le temps à température peut provoquer une déformation de la lentille en plastique ou une défaillance catastrophique de la puce LED.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage post-soudure est nécessaire, seuls des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique (IPA) doivent être utilisés. Les nettoyants chimiques agressifs peuvent endommager le boîtier en plastique ou la lentille.

7. Informations d'emballage et de commande

7.1 Spécification d'emballage

• Bande porteuse :Les composants sont fournis sur des bobines de 13 pouces. La bande porteuse est en alliage de polystyrène conducteur noir, d'une épaisseur de 0,40 mm ±0,06 mm.
• Quantité par bobine :1 400 pièces.
• Carton intérieur :Contient 3 bobines (total 4 200 pcs), chacune scellée dans un Sachet Barrière à l'Humidité (MBB) avec un dessiccant et une carte indicateur d'humidité.
• Carton extérieur :Contient 10 cartons intérieurs (total 42 000 pcs).

7.2 Numéro de pièce

Le numéro de pièce de base estLTLM11KF1H310U. Ce code alphanumérique identifie de manière unique les attributs spécifiques du produit, y compris le type de boîtier, la couleur, la catégorie de luminosité et d'autres codes de fabrication.

8. Considérations de conception d'application

8.1 Conception du circuit de commande

Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Pour garantir une sortie lumineuse stable et cohérente, elles doivent être commandées par une source de courant ou, plus communément, par une source de tension avec une résistance de limitation de courant en série.

Circuit recommandé :Une méthode de commande simple et efficace consiste à connecter la LED en série avec une résistance à une alimentation en tension continue (V_CC). La valeur de la résistance (R_S) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R_S= (V_CC- V_F) / I_F, où V_Fest la tension directe de la LED (utiliser 2,0V typique pour la marge de conception) et I_Fest le courant direct souhaité (par exemple, 10mA).

Note critique pour les connexions en parallèle :Lors de la commande de plusieurs LED à partir d'une seule source de tension, il estfortement recommandéd'utiliser une résistance de limitation de courant séparée pour chaque LED. Connecter des LED directement en parallèle sans résistances individuelles est déconseillé en raison de la variation naturelle de la tension directe (V_F) d'un dispositif à l'autre. Cette variation peut provoquer un déséquilibre de courant significatif, où une LED peut tirer beaucoup plus de courant que les autres, entraînant une luminosité non uniforme et une surcontrainte potentielle et une défaillance de la LED avec le V_F.

8.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit relativement faible (72mW max), une conception thermique appropriée prolonge la durée de vie de la LED et maintient la stabilité de la couleur. Assurez-vous que la carte a une surface de cuivre adéquate connectée aux pastilles thermiques de la LED (le cas échéant) ou à la zone générale de la carte pour servir de dissipateur thermique, en particulier lors d'un fonctionnement à des courants plus élevés ou à des températures ambiantes élevées.

9. Comparaison et différenciation technique

Cette LED CBI SMT se différencie par plusieurs attributs clés :

• Facteur de forme à angle droit :Contrairement aux LED à vue de dessus qui émettent de la lumière perpendiculairement à la carte, cette conception à angle droit est optimale pour les applications à émission latérale, économisant de l'espace vertical dans un boîtier.
• Technologie AlInGaP :L'utilisation de l'AlInGaP pour l'émission ambre offre une efficacité élevée et une excellente saturation des couleurs par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaP filtré.
• Lentille diffusante blanche :La lentille diffusante offre un angle de vision large et uniforme (40°) et adoucit l'apparence de la puce lumineuse, créant une lumière d'indication agréable.
• Classement JEDEC MSL3 :Le préconditionnement au niveau de sensibilité à l'humidité 3 (MSL3) garantit la fiabilité dans les environnements d'assemblage SMT standard.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Quel est l'objectif du boîtier noir ?

Le boîtier noir remplit deux fonctions principales : 1) Il augmente le contraste visuel entre la LED allumée et la zone environnante, rendant l'indicateur plus visible. 2) Il aide à prévenir les fuites de lumière ou le "diaphonie" entre les indicateurs adjacents sur une carte densément peuplée.

10.2 Puis-je alimenter cette LED à 20mA au lieu de 10mA ?

Oui, la valeur maximale absolue du courant direct continu est de 30 mA. Un fonctionnement à 20 mA produira une intensité lumineuse plus élevée que la condition de test à 10 mA. Cependant, vous devez recalculer la valeur de la résistance série en conséquence, vous assurer que la dissipation de puissance totale (V_F* I_F) ne dépasse pas 72mW, et considérer l'impact potentiel sur la fiabilité à long terme dû à l'augmentation de la température de jonction.

10.3 Pourquoi un séchage est-il requis si le sachet est ouvert pendant plus de 168 heures ?

Les boîtiers plastiques pour montage en surface peuvent absorber l'humidité de l'atmosphère. Pendant le processus de soudure par refusion à haute température, cette humidité piégée peut s'évaporer rapidement, créant une pression interne qui peut délaminer le boîtier, fissurer la puce ou endommager les fils de liaison - un phénomène connu sous le nom de "pop-corn". Un séchage à 60°C pendant 48 heures élimine en toute sécurité cette humidité absorbée avant que le composant ne subisse la refusion.

11. Exemple pratique de conception

Scénario :Conception d'un indicateur "MARCHE" pour un appareil alimenté par un rail 5V. L'objectif est de faire fonctionner la LED à son courant typique de 10mA.

1. Sélection du composant :Choisir le LTLM11KF1H310U pour sa lumière ambre à angle droit.
2. Calculer la résistance série : R_S= (V_CC- V_F) / I_F= (5V - 2,0V) / 0,010A = 300 Ohms. La valeur de résistance standard E24 la plus proche est 300Ω ou 330Ω. Utiliser 330Ω donnera un courant légèrement inférieur : I_F≈ (5V - 2,0V) / 330Ω ≈ 9,1mA, ce qui est sûr et conforme aux spécifications.
3. Vérifier la dissipation de puissance :Dans la résistance : P_R= I_F²* R = (0,0091)²* 330 ≈ 0,027W (une résistance standard de 1/8W ou 1/10W est suffisante). Dans la LED : P_LED= V_F* I_F≈ 2,0V * 0,0091A ≈ 18,2mW, bien en dessous du maximum de 72mW.
4. Implantation de la carte :Placer le composant selon le motif de pastilles recommandé. Assurez-vous que la polarité (anode/cathode) correspond à l'empreinte. Prévoir un petit remplissage de cuivre autour des pastilles pour une dissipation thermique mineure.

12. Principe de fonctionnement

Cette LED fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. La région active est composée d'AlInGaP. Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel interne de la jonction est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active depuis les couches de type n et de type p, respectivement. Ces porteurs de charge se recombinent de manière radiative, libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique de l'alliage AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite, qui définit directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, l'ambre (~605 nm). La lumière générée est ensuite façonnée et diffusée par la lentille en plastique blanc intégrée pour obtenir l'angle de vision et l'apparence souhaités.

13. Tendances technologiques

Le développement des LED d'indication comme celle-ci suit les tendances plus larges de l'optoélectronique et de l'assemblage SMT :

• Efficacité accrue :Les améliorations continues en science des matériaux visent à produire une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumière par unité de puissance électrique d'entrée), permettant des courants de fonctionnement plus faibles et une consommation d'énergie réduite du système.
• Miniaturisation :Il y a une tendance continue vers des empreintes et des hauteurs de boîtier plus petites pour s'adapter à l'électronique grand public et industrielle toujours plus compacte.
• Fiabilité améliorée :Les améliorations dans les matériaux de boîtier, les techniques de fixation des puces et la résistance à l'humidité (classements MSL plus élevés) contribuent à des durées de vie opérationnelles plus longues et à une robustesse dans des environnements difficiles.
• Intégration :Une tendance existe vers l'intégration de fonctionnalités supplémentaires, telles que des résistances de limitation de courant intégrées ("LED avec résistance") ou même des pilotes CI dans le boîtier, simplifiant la conception du circuit et l'implantation de la carte.