Fiche technique LTST-C150KRKT - LED CMS - 3.2x1.6x1.1mm - 2.4V - 62.5mW - Rouge - Documentation technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-C150KRKT est une LED à montage en surface haute performance, conçue pour les applications nécessitant une indication rouge fiable et lumineuse. Utilisant une technologie de puce AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) avancée, ce composant offre une intensité lumineuse et une pureté de couleur supérieures par rapport aux matériaux LED traditionnels. Son boîtier compact conforme à la norme EIA le rend compatible avec les lignes d'assemblage automatisées pick-and-place et les processus standards de soudure par refusion infrarouge, rationalisant ainsi la fabrication en grande série.

Les principaux avantages de cette LED incluent sa conformité RoHS, garantissant le respect des réglementations environnementales, et sa construction robuste adaptée à une large plage de températures de fonctionnement. Le dispositif est fourni sur bande porteuse de 8mm enroulée sur bobines de 7 pouces, facilitant la manutention et le placement efficaces dans les environnements de production automatisés.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs maximales absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Pour le LTST-C150KRKT, le courant direct continu maximal est spécifié à 25 mA. En fonctionnement pulsé avec un rapport cyclique de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms, le courant direct de crête peut atteindre 50 mA. La dissipation de puissance maximale est de 62,5 mW, un paramètre critique pour la gestion thermique dans la conception de l'application. Le dispositif peut supporter une tension inverse allant jusqu'à 5 V. Les plages de température de fonctionnement et de stockage sont respectivement de -30°C à +85°C et de -40°C à +85°C, indiquant une bonne fiabilité dans diverses conditions environnementales.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Les performances principales de la LED sont définies dans des conditions de test standard à une température ambiante (Ta) de 25°C et un courant direct (IF) de 20 mA.

• Intensité lumineuse (Iv) :L'intensité lumineuse typique est de 54,0 mcd (millicandela), avec une valeur minimale spécifiée de 18,0 mcd. Ce paramètre est mesuré à l'aide d'une combinaison capteur/filtre qui approxime la courbe de réponse photopique de l'œil CIE, garantissant que la valeur correspond à la perception visuelle humaine.
• Angle de vision (2θ1/2) :Le dispositif présente un large angle de vision de 130 degrés. Celui-ci est défini comme l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur mesurée sur l'axe central (0°).
• Caractéristiques de longueur d'onde :La longueur d'onde d'émission de crête (λP) est typiquement de 639 nm. La longueur d'onde dominante (λd), qui définit la couleur perçue, varie de 624 nm à 638 nm. La demi-largeur de raie spectrale (Δλ) est typiquement de 20 nm, décrivant la pureté spectrale de la lumière rouge émise.
• Paramètres électriques :La tension directe (VF) mesure typiquement 2,4 V, avec un maximum de 2,4 V à 20 mA. Le courant inverse (IR) est au maximum de 10 μA lorsqu'une tension inverse (VR) de 5 V est appliquée.

3. Explication du système de binning

Pour garantir l'uniformité de couleur et de luminosité en production, les LED sont triées en bacs (binning). Le LTST-C150KRKT utilise un système de binning principalement pour l'intensité lumineuse.

L'intensité lumineuse est catégorisée en plusieurs bacs (M, N, P, Q, R), chacun ayant une plage d'intensité minimale et maximale définie, mesurée à 20 mA. Par exemple, le bac 'M' couvre 18,0 à 28,0 mcd, tandis que le bac 'R' couvre 112,0 à 180,0 mcd. Une tolérance de +/-15% est appliquée à chaque bac d'intensité. Les concepteurs doivent spécifier le code de bac requis lors de la commande pour garantir le niveau de luminosité souhaité pour leur application, ce qui est crucial pour obtenir un aspect uniforme dans les réseaux ou affichages multi-LED.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (par ex., Figure 1 pour l'émission de crête, Figure 5 pour l'angle de vision), leur comportement typique peut être décrit sur la base de la physique des semi-conducteurs et des caractéristiques standard des LED.

• Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V) :La relation est exponentielle. Une faible augmentation de la tension directe au-delà du seuil de conduction (environ 1,8-2,0V pour AlInGaP) provoque une forte augmentation du courant direct. C'est pourquoi les résistances limitatrices de courant ou les pilotes à courant constant sont essentiels.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct :L'intensité lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement normale. Cependant, à des courants très élevés, l'efficacité diminue en raison de l'augmentation de la chaleur.
• Dépendance à la température :La tension directe diminue typiquement avec l'augmentation de la température de jonction (coefficient de température négatif). Inversement, l'intensité lumineuse diminue généralement lorsque la température augmente. Les paramètres spécifiés dans la fiche technique à 25°C doivent être déclassés pour un fonctionnement à des températures ambiantes plus élevées.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

La LED est fournie dans un boîtier standard pour montage en surface. Les notes dimensionnelles clés incluent que toutes les mesures sont en millimètres, avec une tolérance générale de ±0,10 mm sauf indication contraire. La fiche technique fournit des dessins détaillés des dimensions du boîtier, incluant la taille du corps (environ 3,2mm x 1,6mm x 1,1mm), l'espacement des broches et la géométrie de la lentille. Une lentille "Water Clear" (transparente) est utilisée, qui ne diffuse pas la lumière, résultant en un faisceau plus focalisé par rapport aux lentilles diffusantes. La polarité est indiquée par la marque de cathode sur le boîtier. Les dimensions recommandées des pastilles de soudure sont également fournies pour assurer une connexion mécanique et électrique fiable lors de l'assemblage sur PCB.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

Le composant est compatible avec les processus de soudure par refusion infrarouge (IR) adaptés à la soudure sans plomb. Un profil suggéré est fourni, conforme aux normes JEDEC. Les paramètres clés incluent une zone de préchauffage de 150°C à 200°C, une température de pic maximale de 260°C, et un temps au-dessus de 260°C ne dépassant pas 10 secondes. Le nombre total de cycles de refusion doit être limité à un maximum de deux. Le respect des spécifications du fabricant de la pâte à souder est également critique.

6.2 Stockage et manutention

Les LED sont sensibles à l'humidité. Les sachets scellés étanches à l'humidité avec dessicant ont une durée de conservation d'un an lorsqu'ils sont stockés à ≤30°C et ≤90% HR. Une fois ouverts, les composants doivent être stockés à ≤30°C et ≤60% HR. Il est recommandé de terminer la refusion IR dans la semaine suivant l'ouverture. Pour un stockage plus long hors du sachet d'origine, utilisez un conteneur scellé avec dessicant ou un dessiccateur à azote. Les composants stockés hors emballage pendant plus d'une semaine doivent être cuits à environ 60°C pendant au moins 20 heures avant la soudure pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir les dommages par "effet pop-corn" pendant la refusion.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après la soudure, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. Il est recommandé d'immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température normale pendant moins d'une minute. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager le boîtier plastique ou la lentille.

6.4 Précautions ESD

Les LED sont sensibles aux dommages causés par les décharges électrostatiques (ESD). Des contrôles ESD appropriés doivent être mis en œuvre pendant la manutention et l'assemblage. Cela inclut l'utilisation de bracelets de mise à la terre, de gants antistatiques, et de s'assurer que tout l'équipement et les surfaces de travail sont correctement mis à la terre.

7. Informations sur l'emballage et la commande

L'emballage standard est une bande porteuse de 8mm sur bobines d'un diamètre de 7 pouces (178mm). Chaque bobine complète contient 3000 pièces. Une quantité d'emballage minimale de 500 pièces s'applique pour les quantités restantes. L'emballage suit les spécifications ANSI/EIA-481. La bande utilise un couvercle supérieur pour sceller les poches de composants vides. Le nombre maximum autorisé de composants manquants consécutifs sur une bobine est de deux.

8. Recommandations d'application

8.1 Circuits d'application typiques

Les LED sont des dispositifs pilotés en courant. Pour garantir une luminosité uniforme, surtout lorsque plusieurs LED sont utilisées en parallèle, il est fortement recommandé d'utiliser une résistance limitatrice de courant en série pour chaque LED (Modèle de circuit A). La valeur de la résistance (R) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (Vcc - VF) / IF, où Vcc est la tension d'alimentation, VF est la tension directe de la LED, et IF est le courant direct souhaité (par ex., 20mA). Piloter plusieurs LED en série (Modèle de circuit B) est une autre méthode courante qui garantit un courant identique à travers chaque LED, favorisant l'uniformité de la luminosité.

8.2 Considérations de conception

• Gestion thermique :Assurez-vous que la conception du PCB permet une dissipation thermique adéquate, surtout lors d'un fonctionnement près du courant maximal ou à des températures ambiantes élevées. Une chaleur excessive réduit le flux lumineux et la durée de vie.
• Contrôle du courant :Utilisez toujours une source de courant constant ou une résistance limitatrice de courant. Connecter une LED directement à une source de tension provoquera un courant excessif et une défaillance rapide.
• Champ d'application :Cette LED est destinée aux équipements électroniques généraux. Pour les applications nécessitant une fiabilité exceptionnelle où une défaillance pourrait mettre en danger la sécurité (par ex., aviation, dispositifs médicaux), des qualifications et consultations supplémentaires sont nécessaires.

9. Comparaison et différenciation techniques

L'utilisation de la technologie AlInGaP est un facteur différenciant clé. Comparée aux technologies plus anciennes comme les LED rouges standard au GaP (Phosphure de Gallium), AlInGaP offre une efficacité lumineuse significativement plus élevée, résultant en une sortie beaucoup plus lumineuse pour le même courant de commande. Elle offre également une meilleure stabilité thermique et une meilleure uniformité de couleur. Le large angle de vision de 130 degrés la rend adaptée aux applications où la visibilité depuis des angles hors axe est importante. La compatibilité avec l'assemblage automatisé et la soudure par refusion sans plomb l'aligne avec les pratiques de fabrication modernes, à grand volume et respectueuses de l'environnement.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

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 la longueur d'onde unique à laquelle le spectre d'émission a son intensité maximale. La longueur d'onde dominante (λd) est dérivée du diagramme de chromaticité CIE et représente la longueur d'onde unique de la lumière spectrale pure qui serait perçue par l'œil humain comme ayant la même couleur que la LED. λd est plus pertinente pour la spécification de la couleur.

Q : Puis-je piloter cette LED avec une alimentation 3,3V sans résistance ?

R : Non. Avec une VF typique de 2,4V, la connecter directement à 3,3V tenterait de faire passer un courant très élevé et non contrôlé à travers la LED, dépassant sa valeur maximale absolue et causant des dommages immédiats. Une résistance en série est obligatoire pour un pilotage par source de tension.

Q : Pourquoi la condition de stockage après ouverture du sachet est-elle si importante ?

R : Le boîtier plastique peut absorber l'humidité de l'air. Pendant le processus de soudure par refusion à haute température, cette humidité piégée peut se vaporiser rapidement, créant une pression interne qui peut fissurer le boîtier ou délaminer les liaisons internes - un phénomène connu sous le nom d'"effet pop-corn".

11. Exemples pratiques de conception et d'utilisation

Exemple 1 : Voyant de statut sur un appareil grand public :Un concepteur a besoin d'un voyant d'alimentation rouge lumineux. En utilisant une ligne d'alimentation 5V et visant 20mA, la résistance série est calculée comme R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130 Ohms. Une résistance standard de 130Ω ou 150Ω peut être utilisée. Le large angle de vision garantit que le voyant est visible sous différents angles.

Exemple 2 : Rétro-éclairage pour un petit symbole :Plusieurs LED LTST-C150KRKT peuvent être disposées en réseau derrière un panneau translucide. Pour assurer un éclairage uniforme, des LED du même bac d'intensité lumineuse (par ex., bac 'P') doivent être sélectionnées. Elles peuvent être pilotées dans une configuration série-parallèle avec une limitation de courant appropriée pour chaque chaîne en série.

12. Introduction au principe technologique

AlInGaP est un composé semi-conducteur III-V. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique d'Aluminium, d'Indium, de Gallium et de Phosphure dans le réseau cristallin détermine l'énergie de la bande interdite, qui définit directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, dans le spectre rouge. La lentille époxy "Water Clear" est formulée pour avoir une absorption minimale à la longueur d'onde d'émission, permettant une extraction de lumière maximale.

13. Tendances et évolutions de l'industrie

La tendance générale pour les LED d'indication va vers une efficacité plus élevée (plus de lumière par watt d'entrée électrique), une fiabilité améliorée et des tailles de boîtier plus petites pour permettre des dispositions de PCB plus denses. Bien qu'AlInGaP reste une technologie dominante pour les LED rouges, oranges et jaunes à haute efficacité, la technologie InGaN (Nitrures d'Indium Gallium) est devenue prévalente pour les LED bleues, vertes et blanches. Il y a également un développement continu dans des domaines comme les LED en boîtier à l'échelle de la puce (CSP), qui éliminent le boîtier plastique traditionnel pour des facteurs de forme encore plus petits. De plus, la quête de durabilité continue de pousser à la conformité RoHS et aux matériaux sans halogène pour tous les composants électroniques.