Fiche technique LTST-C150KEKT - LED CMS - 3.2x2.8x1.9mm - 2.4V - 75mW - Rouge - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-C150KEKT est une LED à montage en surface haute performance, conçue pour les applications nécessitant une grande visibilité et fiabilité. Il utilise une puce AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium), réputée pour son haut rendement lumineux et son excellente pureté chromatique, particulièrement dans le spectre rouge. Cette LED est conditionnée dans un format standard compatible EIA, la rendant adaptée aux lignes d'assemblage automatisées de type pick-and-place couramment utilisées dans la fabrication électronique en grande série.

Les principaux domaines d'application de ce composant incluent les indicateurs d'état, le rétroéclairage de petits afficheurs, l'éclairage intérieur automobile et divers appareils électroniques grand public où un indicateur rouge vif et uniforme est requis. Sa conception privilégie la compatibilité avec les procédés de soudage modernes, garantissant qu'il peut résister aux profils thermiques du soudage par refusion infrarouge (IR) et en phase vapeur sans dégradation.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Il n'est pas recommandé de faire fonctionner la LED en continu à ces limites ou à proximité.

• Dissipation de puissance (Pd) :75 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le boîtier de la LED peut dissiper sous forme de chaleur à une température ambiante (Ta) de 25°C. Dépasser cette limite risque de surchauffer la jonction du semi-conducteur.
• Courant direct continu (IF) :30 mA. Le courant continu maximal pouvant être appliqué en continu.
• Courant direct de crête :80 mA. Ceci n'est permis qu'en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0.1ms) pour atteindre brièvement une luminosité plus élevée sans surchauffe.
• Facteur de déclassement :0.4 mA/°C. Pour des températures ambiantes supérieures à 25°C, le courant direct continu maximal autorisé doit être réduit linéairement par ce facteur pour éviter l'emballement thermique.
• Tension inverse (VR) :5 V. L'application d'une tension inverse supérieure peut entraîner la rupture de la jonction PN de la LED.
• Plage de température de fonctionnement et de stockage :-55°C à +85°C. Cette large plage indique des performances robustes dans des environnements sévères.
• Tolérance à la température de soudage :La LED peut supporter 260°C pendant 5 secondes (IR/Onde) ou 215°C pendant 3 minutes (Phase vapeur), confirmant son aptitude aux procédés de refusion sans plomb.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés à Ta=25°C avec un courant direct (IF) de 20 mA, qui est la condition de test standard.

• Intensité lumineuse (Iv) :30.0 - 50.0 mcd (millicandela). Ceci spécifie la luminosité perçue de la LED par l'œil humain (en utilisant un filtre adapté CIE). La valeur typique est de 50 mcd, indiquant une sortie très lumineuse pour une LED d'indicateur standard.
• Angle de vision (2θ1/2) :130 degrés. Il s'agit d'un angle de vision très large, ce qui signifie que la LED émet de la lumière sur un large cône. L'intensité à mi-angle (65° hors axe) est de 50% de l'intensité axiale (centrale).
• Longueur d'onde d'émission de crête (λPeak) :632 nm (typique). C'est la longueur d'onde à laquelle la puissance spectrale de sortie est la plus élevée. Elle se situe dans la région rouge du spectre visible.
• Longueur d'onde dominante (λd) :624 nm (typique). Elle est dérivée du diagramme de chromaticité CIE et représente la longueur d'onde unique qui décrit le mieux la couleur perçue de la lumière. La différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante est caractéristique de la forme spectrale de la LED.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :20 nm. Ceci mesure la pureté spectrale, indiquant la plage de longueurs d'onde émises à 50% de l'intensité de crête. Une valeur de 20 nm est typique pour une LED AlInGaP monochromatique.
• Tension directe (VF) :2.0V (Min) - 2.4V (Typ) à IF=20mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement. Elle est cruciale pour la conception de la résistance de limitation de courant dans le circuit de commande.
• Courant inverse (IR) :100 µA (Max) à VR=5V. C'est le faible courant de fuite qui circule lorsque la LED est polarisée en inverse dans les limites de sa valeur maximale.
• Capacité (C) :40 pF (Typ) à VF=0V, f=1MHz. C'est la capacité de jonction, qui peut être pertinente dans les applications de commutation haute fréquence.

3. Analyse des courbes de performance

Bien que des graphiques spécifiques ne soient pas détaillés dans le texte fourni, les courbes typiques pour une telle LED incluraient :

• Courbe IV (Courant vs. Tension) :Montre la relation exponentielle entre la tension directe et le courant. La tension de seuil est d'environ 2.0V, après quoi le courant augmente rapidement avec de petits incréments de tension.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct :Démontre que la sortie lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct jusqu'à un certain point, après quoi le rendement peut chuter en raison de l'échauffement.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante :Montre le déclassement de la sortie lumineuse lorsque la température ambiante augmente. Les LED AlInGaP ont généralement de bonnes performances à haute température par rapport à d'autres technologies.
• Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant un pic à 632 nm et une demi-largeur de 20 nm, confirmant la sortie rouge monochromatique.

4. Informations mécaniques et de conditionnement

4.1 Dimensions du boîtier

La LED est fournie dans un boîtier standard pour montage en surface. Les dimensions clés (en mm) incluent une taille de corps et un espacement des broches compatibles avec l'assemblage automatisé. La lentille est transparente, ce qui maximise la sortie lumineuse en minimisant l'absorption interne.

4.2 Identification de la polarité et conception des pastilles

La cathode est généralement marquée sur le boîtier. La fiche technique inclut les dimensions suggérées pour les pastilles de soudure afin d'assurer une soudure fiable, un bon alignement et une dissipation thermique suffisante pendant le soudage par refusion.

4.3 Conditionnement en bande et bobine

Les composants sont fournis sur une bande de 8mm enroulée sur des bobines d'un diamètre de 7 pouces (178mm). Chaque bobine contient 3000 pièces. Ce conditionnement est conforme aux normes ANSI/EIA 481-1-A-1994, garantissant la compatibilité avec les chargeurs automatiques standards. La bande utilise un couvercle supérieur pour sceller les poches vides et maintenir l'orientation des composants.

5. Directives de soudage et d'assemblage

5.1 Conditions de soudage par refusion

La LED est qualifiée pour les procédés de soudage sans plomb. Le profil recommandé atteint un pic à 260°C pendant 5 secondes pour le soudage infrarouge ou à la vague, et à 215°C pendant 3 minutes pour le soudage en phase vapeur. Il est essentiel de suivre ces profils thermiques pour éviter d'endommager la lentille en époxy ou les fils de liaison internes en raison d'une contrainte thermique excessive.

5.2 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après soudage, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. La fiche technique recommande d'immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température normale pendant moins d'une minute. L'utilisation de produits chimiques non spécifiés ou agressifs peut endommager le boîtier plastique, entraînant des fissures ou une décoloration.

5.3 Conditions de stockage

Les composants doivent être stockés dans leurs sacs barrières d'origine à des températures comprises entre -55°C et +85°C et à faible humidité pour éviter l'absorption d'humidité, ce qui peut provoquer l'effet "pop-corn" pendant le soudage par refusion.

6. Suggestions d'application et considérations de conception

6.1 Circuits d'application typiques

La méthode de commande la plus courante est une simple résistance en série. La valeur de la résistance (R) est calculée à l'aide de la loi d'Ohm : R = (Vcc - VF) / IF, où Vcc est la tension d'alimentation, VF est la tension directe de la LED (utiliser 2.4V pour la marge de conception), et IF est le courant direct souhaité (par ex., 20mA). Pour une alimentation de 5V : R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ohms. Une résistance standard de 130 ou 150 Ohms serait appropriée. Pour une luminosité constante sur une plage de tensions d'alimentation ou de températures, un pilote à courant constant est recommandé.

6.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible (75mW max), une conception thermique appropriée reste importante pour la longévité et la stabilité des performances, surtout lors d'un fonctionnement à haute température ambiante ou près du courant maximal. Assurez-vous que le PCB dispose d'une surface de cuivre adéquate connectée à la pastille thermique de la LED (le cas échéant) ou aux broches pour servir de dissipateur thermique. Suivez la directive de déclassement du courant de 0.4 mA/°C au-dessus de 25°C.

6.3 Considérations optiques

Le large angle de vision de 130 degrés rend cette LED idéale pour les applications où l'indicateur doit être vu depuis une large gamme de positions. Pour une lumière plus dirigée, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être utilisés. La lentille transparente offre la sortie lumineuse la plus élevée possible mais peut apparaître comme une source ponctuelle brillante ; des lentilles diffusantes sont disponibles dans d'autres variantes si un aspect plus uniforme est souhaité.

7. Comparaison et différenciation technique

Les principaux points de différenciation du LTST-C150KEKT sont sa technologie AlInGaP et sa haute luminosité. Comparée aux anciennes LED rouges GaAsP (Phosphure d'Arséniure de Gallium), l'AlInGaP offre un rendement lumineux significativement plus élevé, ce qui signifie plus de lumière pour la même puissance électrique d'entrée. Elle maintient également mieux sa couleur et son intensité à des températures élevées. Le large angle de vision et la compatibilité avec les procédés de soudage automatisés à haute température en font un choix moderne et rentable pour l'électronique produite en série.

8. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Puis-je piloter cette LED directement depuis une broche de microcontrôleur 3.3V ?

A : Peut-être, mais cela dépend de la capacité de fourniture de courant de la broche. La VF de la LED est d'environ 2.4V, ne laissant que 0.9V aux bornes d'une résistance de limitation de courant à 3.3V. Pour atteindre 20mA, la résistance devrait être de 45 Ohms (0.9V/0.02A). Vérifiez si votre broche de microcontrôleur peut fournir 20mA. Un transistor tampon est souvent une solution plus sûre et plus fiable.

Q : Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de crête et la Longueur d'onde dominante ?

A : La Longueur d'onde de crête est le pic physique du spectre de lumière émis. La Longueur d'onde dominante est une valeur calculée basée sur la perception des couleurs humaine (diagramme CIE) qui correspond le mieux à la couleur perçue. Elles sont souvent proches mais pas identiques, surtout si le spectre n'est pas parfaitement symétrique.

Q : Comment interpréter les valeurs "Typiques" dans la fiche technique ?

A : Les valeurs "Typiques" représentent la performance la plus courante ou attendue dans des conditions spécifiées. Elles ne sont pas garanties. Pour la conception, utilisez toujours les limites "Min" et "Max" pour vous assurer que votre circuit fonctionnera correctement pour toutes les variations possibles des composants.

9. Exemples pratiques de conception et d'utilisation

Exemple 1 : Indicateur d'état sur une alimentation :Utilisez la LED avec une résistance de 150 ohms en série connectée à une ligne 5V. Sa haute luminosité assure une visibilité claire même dans des environnements bien éclairés. Le large angle de vision permet de voir l'état depuis différents angles dans un rack ou sur un banc.

Exemple 2 : Rétroéclairage pour un panneau à touches membrane :Plusieurs LED peuvent être disposées derrière un panneau translucide. La couleur cohérente (longueur d'onde dominante 624 nm) et la luminosité assurent un éclairage uniforme. La compatibilité avec le soudage par refusion permet de souder toutes les LED et autres composants CMS en une seule passe, réduisant le coût d'assemblage.

10. Introduction au principe de fonctionnement

Une LED est une diode semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe est appliquée à sa jonction PN, les électrons du matériau de type N se recombinent avec les trous du matériau de type P dans la région active. Cette recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur. L'AlInGaP a une bande interdite correspondant aux lumières rouge, orange et jaune. Le boîtier en époxy transparent sert de lentille, façonnant la sortie lumineuse et protégeant la puce semi-conductrice délicate.

11. Tendances technologiques

La tendance pour les LED d'indicateur comme celle-ci est vers une efficacité toujours plus élevée (plus de lumens par watt), permettant la même luminosité à un courant plus faible, ce qui économise de l'énergie et réduit la chaleur. Il y a également une poussée vers la miniaturisation tout en maintenant ou en améliorant les performances optiques. De plus, une fiabilité accrue et une qualification plus large pour les gammes de températures automobile et industrielle sont des objectifs courants. L'utilisation de matériaux comme l'AlInGaP représente un changement continu par rapport aux technologies plus anciennes et moins efficaces pour offrir de meilleures performances dans des boîtiers standards.