Fiche technique de l'indicateur LED SMT CBI LTL-M11KS1H310Q - LED jaune à lentille diffusante blanche - Courant direct 10mA - Tension directe typique 2,5V - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTL-M11KS1H310Q est un indicateur pour circuit imprimé (CBI) à technologie de montage en surface (SMT). Il se compose d'un support (boîtier) plastique noir à angle droit conçu pour accueillir une lampe LED spécifique. La fonction principale de ce composant est de servir de témoin lumineux de statut ou d'indication hautement visible sur les cartes de circuits imprimés (PCB). Ses principaux avantages incluent une facilité d'assemblage grâce à sa compatibilité SMT et son design empilable pour créer des matrices, un contraste visuel amélioré par le boîtier noir, et la conformité aux normes environnementales en tant que produit sans plomb et conforme RoHS. La LED intégrée comporte une puce semi-conductrice jaune en AlInGaP encapsulée par une lentille diffusante blanche, ce qui élargit l'angle de vision et adoucit la lumière émise. Ce produit est destiné aux applications dans les secteurs de l'informatique, des télécommunications, de l'électronique grand public et des équipements industriels où des solutions d'indication fiables et à faible consommation sont requises.

2. Analyse des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Le dispositif est spécifié pour fonctionner dans les conditions maximales absolues suivantes, mesurées à une température ambiante (TA) de 25°C. Le dépassement de ces limites peut causer des dommages permanents.

• Dissipation de puissance (Pd) :72 mW. C'est la puissance maximale que le dispositif peut dissiper en toute sécurité sous forme de chaleur.
• Courant direct de crête (IFP) :80 mA. Ce courant n'est autorisé qu'en conditions pulsées (rapport cyclique ≤ 1/10, largeur d'impulsion ≤ 0,1 ms) et ne doit pas être utilisé pour un fonctionnement continu en courant continu.
• Courant direct continu (IF) :30 mA. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Plage de température de fonctionnement (Topr) :-40°C à +85°C. Le dispositif est conçu pour fonctionner dans cette large plage de températures.
• Plage de température de stockage (Tstg) :-40°C à +100°C.
• Température de soudure des broches :260°C pendant un maximum de 5 secondes, mesurée à 2,0 mm (0,079") du corps du composant. Cette valeur est critique pour les procédés de soudure à la vague ou manuelle.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Les paramètres de performance clés sont définis à TA=25°C et un courant de test standard (IF) de 10mA.

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend d'un minimum de 8,7 mcd à une valeur typique de 25 mcd et un maximum de 50 mcd. La valeur Iv réelle pour une unité spécifique est classée et marquée sur son emballage.
• Angle de vision (2θ1/2) :40 degrés. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur de crête (axiale). La lentille diffusante blanche est responsable de l'obtention de cet angle de vision.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λP) :592 nm. C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est à son maximum.
• Longueur d'onde dominante (λd) :S'étend de 582 nm (min) à 589 nm (typ) à 595 nm (max) à IF=10mA. Ce paramètre, dérivé du diagramme de chromaticité CIE, définit la couleur perçue de la lumière (jaune).
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :15 nm. Cela indique la pureté spectrale ou la largeur de bande de la lumière émise.
• Tension directe (VF) :Typiquement 2,5V, avec un maximum de 2,5V à IF=10mA. Le minimum est indiqué à 2,0V.
• Courant inverse (IR) :Maximum 10 μA lorsqu'une tension inverse (VR) de 5V est appliquée. Il est explicitement noté que le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; cette condition de test est uniquement pour la caractérisation.

3. Explication du système de classement (binning)

La fiche technique indique l'utilisation d'un système de classement pour les paramètres optiques clés afin d'assurer la cohérence dans la conception des applications. L'intensité lumineuse (Iv) possède un code de classification qui est marqué sur chaque sachet d'emballage individuel. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants d'une classe d'intensité spécifique pour obtenir une luminosité uniforme sur plusieurs indicateurs dans un système. De même, la longueur d'onde dominante (λd) est spécifiée avec des valeurs min/typ/max (582/589/595 nm), impliquant une variation de production qui peut être triée en classes. Les concepteurs doivent consulter les informations d'emballage ou de commande spécifiques pour obtenir des composants d'une classe souhaitée pour l'appariement des couleurs ou de l'intensité.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes caractéristiques typiques essentielles pour comprendre le comportement du dispositif dans des conditions non standard. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas détaillés dans le texte fourni, les courbes standard pour un tel dispositif incluraient typiquement :

• Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct (Courbe I-V) :Montre comment la lumière émise augmente avec le courant, généralement de manière sous-linéaire à des courants plus élevés en raison des effets thermiques.
• Tension directe en fonction du courant direct :Illustre la caractéristique V-I de la diode, cruciale pour concevoir le circuit de limitation de courant.
• Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante :Démontre la dégradation de la lumière émise lorsque la température de jonction augmente, ce qui est vital pour les applications en environnement à haute température.
• Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant le pic à 592 nm et la demi-largeur de 15 nm.

Ces courbes permettent aux ingénieurs de prédire les performances dans leurs conditions de fonctionnement spécifiques, comme piloter la LED à un courant autre que 10mA ou à une température ambiante autre que 25°C.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

Le composant est un boîtier SMT à angle droit. Le support (boîtier) est en plastique noir. Les notes mécaniques clés sont :

• Toutes les dimensions sont fournies en millimètres avec les pouces entre parenthèses.
• Une tolérance générale de ±0,25 mm (±0,010") s'applique sauf indication contraire sur le dessin dimensionnel.
• La LED elle-même est jaune, logée dans une lentille diffusante blanche.
• Le contour physique et les dimensions de l'empreinte sont critiques pour la conception du PCB afin d'assurer un ajustement et une soudure corrects. Le design à angle droit permet à la lumière d'être émise parallèlement à la surface du PCB, ce qui est idéal pour les panneaux rétro-éclairés ou les indicateurs de statut visibles depuis le côté d'un assemblage.

6. Guide de soudure et d'assemblage

6.1 Stockage et manipulation

Le dispositif est sensible à l'humidité. Dans son sachet barrière d'humidité (MBB) scellé d'origine avec dessiccant, il doit être stocké à ≤30°C et ≤70% HR et utilisé dans l'année. Une fois le sachet ouvert, l'environnement de stockage ne doit pas dépasser 30°C et 60% HR. Les composants exposés au-delà de 168 heures nécessitent un séchage à environ 60°C pendant au moins 48 heures avant la soudure pour éviter les dommages par "effet pop-corn" pendant le refusion.

6.2 Procédé de soudure

Des instructions de soudure détaillées sont fournies pour éviter les dommages thermiques ou mécaniques :

• Soudure par refusion :Un maximum de deux cycles de refusion est autorisé. Un profil de température type conforme aux normes JEDEC est référencé, impliquant typiquement une étape de préchauffage (150-200°C jusqu'à 120s) et une température de crête de la vague de soudure ne dépassant pas 260°C pendant un maximum de 5 secondes.
• Soudure manuelle/à la vague :Lors de l'utilisation d'un fer à souder, la température de la panne ne doit pas dépasser 350°C, et le temps de contact doit être limité à 3 secondes maximum, une seule fois. Une distance minimale de 2 mm doit être maintenue entre le point de soudure et la base de la lentille/du support.
• Nettoyage :De l'alcool isopropylique ou des solvants similaires à base d'alcool sont recommandés si un nettoyage est nécessaire.
• Contrainte mécanique :Pendant l'assemblage, une force de serrage minimale doit être utilisée pour éviter les contraintes sur les broches ou le boîtier.

7. Conditionnement et informations de commande

La spécification de conditionnement est détaillée pour l'assemblage automatisé :

• 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, avec une tolérance cumulative de pas de 10 trous d'entraînement de ±0,20.
• Capacité de la bobine :Chaque bobine de 13" contient 1 400 pièces.
• Conditionnement en carton :Une bobine est emballée avec une carte indicateur d'humidité et un dessiccant dans un sachet barrière d'humidité (MBB). Trois MBB sont emballés dans un carton intérieur (total 4 200 pièces). Dix cartons intérieurs sont emballés dans un carton extérieur (total 42 000 pièces).
• Numéro de pièce :Le code de commande de base est LTL-M11KS1H310Q.

8. Recommandations d'application

8.1 Circuits d'application typiques

Les LED sont des dispositifs pilotés en courant. Pour assurer une luminosité uniforme lors du pilotage de plusieurs LED en parallèle, il est fortement recommandé d'utiliser une résistance de limitation de courant individuelle en série avec chaque LED. La fiche technique fait référence à un "Modèle de circuit (A)" qui représente cette configuration : Alimentation (+) -> Résistance -> Anode LED -> Cathode LED -> Alimentation (-). Cette méthode compense les légères variations de tension directe (VF) des LED individuelles, empêchant l'accaparement du courant et un éclairage inégal. La valeur de la résistance peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation - VF_LED) / I_souhaité, où I_souhaité ne doit pas dépasser le courant direct continu maximum de 30mA.

8.2 Considérations de conception

• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible (72 mW max), assurer une surface de cuivre de PCB adéquate ou un dégagement thermique autour des pastilles de soudure peut aider à maintenir des températures de jonction plus basses, préservant ainsi l'intensité lumineuse et la longévité.
• Conception optique :L'angle de vision de 40 degrés et la lentille diffusante blanche fournissent une émission de lumière large et douce. Pour les applications nécessitant un faisceau plus focalisé, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être nécessaires.
• Polarité :En tant que diode, l'orientation correcte anode/cathode est essentielle. La conception de l'empreinte PCB doit clairement indiquer la polarité pour éviter les erreurs d'assemblage.

9. Comparaison et différenciation technique

Le LTL-M11KS1H310Q se différencie par sa conception intégrée de support SMT à angle droit. Comparé aux LED à puce standard soudées directement sur la carte, ce boîtier CBI offre une protection mécanique pour la LED, une manipulation plus facile pour l'assemblage et une orientation optique définie. Le boîtier noir améliore significativement le rapport de contraste, faisant paraître l'indicateur plus lumineux et mieux défini lorsqu'il est éteint, ce qui est un avantage clé par rapport aux boîtiers transparents ou blancs. L'utilisation de la technologie AlInGaP pour la puce jaune offre une haute efficacité et une stabilité par rapport aux technologies plus anciennes.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Puis-je piloter cette LED sans résistance de limitation de courant ?

Réponse :Non. Il n'est pas recommandé de piloter une LED directement depuis une source de tension, cela détruirait probablement le dispositif en raison d'un surcourant. La tension directe d'une LED a un coefficient de température négatif et peut varier d'une unité à l'autre. Une résistance en série (ou un pilote à courant constant) est obligatoire pour un fonctionnement stable et sûr.

10.2 Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?

Réponse :La longueur d'onde de crête (λP) est la longueur d'onde unique à laquelle la LED émet le plus de puissance optique. La longueur d'onde dominante (λd) est une valeur calculée à partir de la colorimétrie qui représente la couleur perçue. Pour une source monochromatique comme cette LED jaune, elles sont souvent proches, mais λd est le paramètre le plus pertinent pour la spécification de la couleur dans les applications centrées sur l'humain.

10.3 Pourquoi y a-t-il une limite de temps stricte pour la refusion après ouverture du sachet ?

Réponse :L'emballage plastique est hygroscopique (absorbe l'humidité). Pendant le processus de soudure par refusion à haute température, cette humidité absorbée peut se transformer rapidement en vapeur, provoquant un délaminage interne, des fissures ou un "effet pop-corn", ce qui endommage définitivement le dispositif. La durée de vie au sol de 168 heures et les procédures de séchage sont conçues pour éliminer cette humidité.

11. Exemple pratique d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs de statut pour un routeur réseau.Le panneau nécessite plusieurs LED jaunes pour indiquer l'activité des liaisons et l'état de l'alimentation, visibles depuis le panneau avant. Le concepteur sélectionne le LTL-M11KS1H310Q pour son émission à angle droit (la lumière brille vers l'avant), son boîtier noir (contraste élevé contre le cadre) et sa compatibilité SMT (permet l'assemblage automatisé). Sur le PCB, le concepteur crée une empreinte correspondant aux dimensions de la fiche technique du composant. Chaque LED est pilotée en configuration parallèle depuis une ligne de 5V. En utilisant la VF typique de 2,5V et un courant cible de 10mA pour une luminosité adéquate, une résistance série de R = (5V - 2,5V) / 0,01A = 250 Ohms est calculée. Une résistance standard de 240 Ohms ou 270 Ohms est sélectionnée. Le placement sur le PCB maintient la distance recommandée de 2 mm entre la pastille et le boîtier de la LED. Après l'assemblage, les LED fournissent des indicateurs jaunes uniformes et lumineux, facilement visibles depuis l'angle de vision prévu.

12. Principe de fonctionnement

Le dispositif fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une diode semi-conductrice. La région active de la LED est composée de phosphure d'aluminium, d'indium et de gallium (AlInGaP). Lorsqu'une tension de polarisation directe (dépassant la tension directe de la diode, ~2,5V) est appliquée, les électrons du semi-conducteur de type n et les trous du semi-conducteur de type p sont injectés dans la région active. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, ils libèrent de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond directement à la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise — dans ce cas, le jaune (~589 nm). La lumière générée traverse une lentille époxy diffusante blanche, qui diffuse les photons pour créer un angle de vision plus large et plus uniforme.

13. Tendances technologiques

Le composant reflète plusieurs tendances actuelles en optoélectronique : la domination continue de la technologie de montage en surface (SMT) pour la miniaturisation et l'assemblage automatisé ; l'utilisation de matériaux semi-conducteurs avancés comme l'AlInGaP pour les LED colorées à haute efficacité ; et l'intégration d'éléments mécaniques et optiques (le support et la lentille diffusante) en un seul boîtier convivial. Les développements futurs dans cette catégorie de produits pourraient se concentrer sur une miniaturisation accrue, une efficacité lumineuse accrue (plus de lumière émise par watt), une adoption plus large du conditionnement à l'échelle de la puce (CSP), et l'intégration de fonctionnalités intelligentes ou de pilotes dans le boîtier. L'accent mis sur la conformité RoHS et la fabrication sans plomb est désormais une exigence standard de l'industrie, motivée par les réglementations environnementales mondiales.