Fiche technique LTST-C191TBKT-2A - LED SMD Bleue - Dimensions 3.2x1.6x0.55mm - Tension 2.45-2.95V - Puissance 76mW - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-C191TBKT-2A est une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (SMD) conçue pour les applications électroniques modernes où l'espace est limité. Sa technologie de cœur repose sur une puce semi-conductrice en Nitrure de Gallium-Indium (InGaN), responsable de l'émission de lumière bleue. Le marché principal de ce composant comprend l'électronique grand public, les voyants lumineux, le rétroéclairage pour petits écrans et divers appareils portables nécessitant une source lumineuse fiable, brillante et compacte.

La caractéristique déterminante de cette LED est son profil exceptionnellement bas, avec une hauteur de seulement 0,55 millimètre. Ce facteur de forme ultra-fin permet son intégration dans des produits aux contraintes d'espace vertical sévères, permettant des conceptions de produits finaux plus élégantes et plus minces. Le boîtier utilise un matériau de lentille transparente, qui ne diffuse pas la lumière, ce qui donne un faisceau plus focalisé et intense, adapté aux applications nécessitant une intensité lumineuse élevée à partir d'une source minuscule.

1.1 Avantages principaux

• Miniaturisation :La hauteur de 0,55mm est un avantage significatif pour les conceptions de produits ultra-fins.
• Haute luminosité :Utilise une puce InGaN Ultra Brillante, fournissant une intensité lumineuse élevée dans un petit boîtier.
• Compatibilité :Conçue pour être compatible avec les équipements automatiques de prélèvement et de placement et les processus standards de soudage par refusion infrarouge (IR), facilitant l'assemblage automatisé en grande série.
• Standardisation :Conforme aux contours de boîtier standards de l'EIA (Electronic Industries Alliance), garantissant une prévisibilité dans la conception du circuit imprimé (PCB) et l'assemblage.
• Conformité environnementale :Le produit est conforme à la directive RoHS (Restriction des Substances Dangereuses) et classé comme Produit Vert, répondant aux réglementations environnementales internationales.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse objective des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques spécifiés dans la fiche technique. Comprendre ces valeurs est essentiel pour une conception de circuit appropriée et un fonctionnement fiable.

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Elles ne sont pas des conditions de fonctionnement normal.

• Dissipation de puissance (Pd) :76 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le boîtier de la LED peut dissiper sous forme de chaleur sans dégrader ses performances ou sa durée de vie. Dépasser cette limite risque d'endommager thermiquement le composant.
• Courant direct de crête (I_FP) :100 mA. Ce courant n'est autorisé qu'en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1ms). Il est utilisé pour les applications nécessitant des flashs brefs et de haute intensité.
• Courant direct continu (I_F) :20 mA. C'est le courant maximum recommandé pour un fonctionnement continu en courant continu (DC). Concevoir le circuit de pilotage pour fonctionner à ce courant ou en dessous garantit une fiabilité à long terme.
• Plage de température de fonctionnement (T_opr) :-20°C à +80°C. La LED est garantie de fonctionner dans ses paramètres spécifiés sur cette plage de température ambiante.
• Plage de température de stockage (T_stg) :-30°C à +100°C. Le composant peut être stocké sans fonctionnement dans ces limites sans subir de dommages.
• Condition de soudage par refusion IR :Température de pic de 260°C pendant un maximum de 10 secondes. Ceci définit le profil thermique que le composant peut supporter pendant le processus d'assemblage sur PCB.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ces paramètres sont mesurés dans une condition de test standard de 25°C de température ambiante et un courant direct (I_F) de 2 mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (I_V) :4,5 - 18,0 mcd (millicandela). Ceci mesure la luminosité perçue de la LED par l'œil humain. La large plage indique qu'un système de classement (binning) est utilisé (voir Section 3).
• Angle de vision (2θ_1/2) :130 degrés. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur maximale (sur l'axe). Un angle de 130 degrés indique un diagramme de vision relativement large.
• Longueur d'onde de pic (λ_P) :468 nm (typique). C'est la longueur d'onde spécifique à laquelle la puissance optique de sortie est la plus élevée. C'est une caractéristique du matériau semi-conducteur InGaN.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :465,0 - 475,0 nm. Celle-ci est dérivée de la couleur perçue par l'œil humain (chromaticité CIE) et est la longueur d'onde unique qui représente le mieux la couleur de la LED. Elle est également soumise au classement (binning).
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :25 nm (typique). Ceci indique la plage de longueurs d'onde émises autour du pic. Une valeur de 25nm est typique pour une LED bleue InGaN.
• Tension directe (V_F) :2,45 - 2,95 V. C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle est pilotée au courant de test de 2mA. Elle varie en raison des tolérances de fabrication des semi-conducteurs et est classée (binned).
• Courant inverse (I_R) :100 µA (max) à une Tension inverse (V_R) de 5V. Les LED ne sont pas conçues pour fonctionner en polarisation inverse. Ce paramètre est uniquement pour la caractérisation du courant de fuite. Appliquer une tension inverse peut endommager le composant.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour gérer les variations naturelles de la fabrication des semi-conducteurs, les LED sont triées en groupes de performance ou "bins". Ceci assure la cohérence au sein d'un lot de production. Le LTST-C191TBKT-2A utilise un système de classement tridimensionnel.

3.1 Classement par tension directe

Classé à I_F= 2mA. Cinq bins (1 à 5) couvrent la plage de 2,45V à 2,95V par pas de 0,1V, avec une tolérance de +/-0,1V par bin. Ceci permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec une chute de tension cohérente, ce qui peut être important pour la conception du circuit de limitation de courant, notamment dans les réseaux en parallèle.

3.2 Classement par intensité lumineuse

Classé à I_F= 2mA. Trois bins (J, K, L) définissent des niveaux de luminosité minimaux : 4,50-7,10 mcd (J), 7,10-11,2 mcd (K), et 11,2-18,0 mcd (L). Une tolérance de +/-15% s'applique au sein de chaque bin. Ceci est crucial pour les applications nécessitant une luminosité uniforme sur plusieurs LED.

3.3 Classement par longueur d'onde dominante

Classé à I_F= 2mA. Deux bins définissent la nuance de couleur : AC (465,0 - 470,0 nm) et AD (470,0 - 475,0 nm), avec une tolérance de +/-1 nm. Le bin AC produit un bleu légèrement plus profond, tandis que le bin AD est un bleu légèrement plus clair. Ceci assure la cohérence des couleurs dans les installations multi-LED.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (ex. Fig.1, Fig.6), leurs implications typiques sont analysées ici.

4.1 Intensité lumineuse vs. Courant direct (Courbe I-V)

Le flux lumineux (intensité lumineuse) d'une LED n'est pas proportionnel linéairement au courant. Il augmente rapidement à faible courant mais le taux d'augmentation diminue généralement à des courants plus élevés en raison de la baisse d'efficacité (droop) et des effets thermiques. Fonctionner significativement au-dessus du courant continu recommandé de 20mA donnera des rendements décroissants en luminosité tout en augmentant drastiquement la chaleur et en réduisant la durée de vie.

4.2 Distribution spectrale

Le graphique spectral référencé (Fig.1) montrerait un pic unique et dominant centré autour de 468 nm (lumière bleue) avec une demi-largeur spectrale typique de 25 nm. L'émission dans d'autres parties du spectre visible devrait être négligeable, confirmant une sortie de couleur bleue pure.

4.3 Diagramme d'angle de vision

Le diagramme polaire (Fig.6) illustre l'angle de vision de 130 degrés. L'intensité est la plus élevée lorsqu'on regarde directement la LED (sur l'axe) et diminue symétriquement à mesure que l'angle de vision augmente, tombant à 50% du pic à +/-65 degrés de l'axe.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est conforme à une empreinte standard EIA pour LED chip. Les dimensions clés incluent une longueur typique de 3,2mm, une largeur de 1,6mm et la hauteur critique de 0,55mm. Des dessins mécaniques détaillés spécifient les positions des pastilles, la forme de la lentille et les tolérances (typiquement ±0,10mm).

5.2 Identification de la polarité

Les LED SMD ont une anode (+) et une cathode (-). La fiche technique inclut un diagramme montrant le marquage de polarité sur le corps du composant, ce qui est essentiel pour une orientation correcte lors de l'assemblage sur PCB. Une polarité incorrecte empêchera la LED de s'allumer et peut l'endommager si une tension inverse est appliquée.

5.3 Patron de pastilles PCB recommandé

Un agencement recommandé des pastilles de soudure est fourni pour assurer une soudure fiable, un bon alignement pendant la refusion et un dégagement thermique adéquat. Suivre ce patron aide à prévenir le phénomène de "tombstoning" (où une extrémité se soulève de la pastille) et assure des résultats de soudage cohérents.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion IR

Le composant est compatible avec les processus de soudure sans plomb (Pb-free). Un profil de refusion suggéré détaillé est fourni, incluant typiquement : une rampe de préchauffage pour activer la flux, une zone de maintien pour chauffer uniformément la carte, une montée rapide en température jusqu'au pic (max 260°C pendant ≤10 secondes), et une phase de refroidissement contrôlée. Respecter ce profil, en particulier le temps au-dessus du liquidus et la température de pic, est vital pour éviter les dommages thermiques au boîtier plastique de la LED et aux fils de liaison internes.

6.2 Notes sur le soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, une extrême prudence est de mise. La recommandation est d'utiliser un fer à souder à une température maximale de 300°C pendant pas plus de 3 secondes, appliqué une seule fois. Une chaleur ou un temps excessif peut faire fondre la lentille ou endommager la puce semi-conductrice.

6.3 Nettoyage

Seuls les agents de nettoyage spécifiés doivent être utilisés. La fiche technique recommande l'immersion dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute si un nettoyage est requis. Des produits chimiques agressifs ou non spécifiés peuvent endommager le boîtier plastique, entraînant des fissures ou un ternissement de la lentille.

6.4 Stockage et manipulation

• Sensibilité aux décharges électrostatiques (ESD) :Les LED sont sensibles aux dommages ESD. La manipulation doit être effectuée sur un poste de travail protégé contre les ESD en utilisant des bracelets antistatiques et un équipement mis à la terre.
• Sensibilité à l'humidité :Bien que la bobine soit scellée, une fois ouverte, les LED sont exposées à l'humidité ambiante. Il est recommandé de terminer la refusion IR dans les 672 heures (28 jours) suivant l'ouverture de l'emballage. Pour un stockage plus long hors du sachet d'origine, elles doivent être conservées dans un armoire sèche ou un conteneur scellé avec un dessiccant. Les composants stockés au-delà de 672 heures peuvent nécessiter un cycle de séchage (ex. 60°C pendant 20 heures) pour éliminer l'humidité absorbée avant la refusion afin d'éviter l'effet "popcorning" (fissuration du boîtier due à la pression de vapeur).

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies sur une bande porteuse gaufrée de 8mm de large enroulée sur des bobines d'un diamètre de 7 pouces (178mm). La quantité standard par bobine est de 5 000 pièces. La bande utilise un couvercle supérieur pour sceller les alvéoles des composants. L'emballage est conforme aux normes ANSI/EIA 481-1-A-1994.

7.2 Interprétation du numéro de modèle

Le numéro de pièce LTST-C191TBKT-2A encode des attributs spécifiques : LTST désigne la famille de produits, C191 fait probablement référence à la taille du boîtier, TB indique la couleur (Bleue), KT peut faire référence à l'emballage en bande et bobine, et 2A pourrait être un code de révision ou de performance. La décomposition exacte doit être confirmée avec le guide de numérotation des pièces du fabricant.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Voyants d'état :Lumières d'état d'alimentation, de connectivité ou de fonction dans les smartphones, tablettes, ordinateurs portables et wearables.
• Rétroéclairage :Rétroéclairage par les bords ou direct pour claviers très fins, icônes ou petits écrans LCD.
• Électronique grand public :Éclairage décoratif ou LED de notification dans l'équipement audio, les manettes de jeu et les appareils domotiques.
• Voyants de tableau :Voyants groupés sur les panneaux de contrôle industriel où l'espace est limité.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Toujours utiliser une résistance en série ou un pilote à courant constant pour limiter le courant direct à 20mA ou moins pour un fonctionnement continu. La valeur de la résistance est calculée en utilisant R = (V_alim- V_F) / I_F.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurer une surface de cuivre PCB adéquate autour des pastilles de soudure aide à évacuer la chaleur, en particulier dans des environnements à température ambiante élevée ou lorsque le composant est piloté près de ses caractéristiques maximales.
• Conception optique :La lentille transparente produit un faisceau focalisé. Si un diagramme lumineux plus large et plus diffus est nécessaire, des diffuseurs externes ou des guides de lumière doivent être intégrés à la conception du produit.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux anciennes technologies de LED ou aux boîtiers plus grands, les principaux points de différenciation du LTST-C191TBKT-2A sont sahauteur de 0,55mmet sahaute luminosité issue d'une puce InGaN. Par rapport à d'autres LED ultra-fines, ses avantages peuvent inclure une empreinte EIA standardisée pour la compatibilité de conception, des options de classement spécifiques pour la cohérence couleur/luminosité, et une documentation claire pour l'assemblage par refusion sans plomb. L'angle de vision de 130 degrés offre un bon équilibre entre un cône de vision large et une intensité sur l'axe raisonnable.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Puis-je piloter cette LED à 20mA en continu ?

Oui, 20mA est le courant direct continu (DC) maximum recommandé. Pour une longévité et une fiabilité optimales, il est souvent conseillé de fonctionner à un courant légèrement inférieur, comme 15-18mA.

10.2 Pourquoi y a-t-il une plage pour la Tension directe et l'Intensité lumineuse ?

Ce sont des variations inhérentes à la fabrication des semi-conducteurs. Le système de classement trie les LED en groupes avec des caractéristiques similaires. Les concepteurs doivent spécifier les codes de bin souhaités lors de la commande pour assurer l'uniformité dans leur application.

10.3 Que se passe-t-il si je la soude à une température plus élevée ou plus longtemps que spécifié ?

Dépasser la limite de refusion de 260°C pendant 10 secondes peut causer plusieurs défaillances : le boîtier plastique peut se déformer ou se décolorer, les fils de liaison internes en or peuvent casser ou la croissance inter-métallique peut les affaiblir, et la lentille en époxy peut devenir trouble. Suivez toujours le profil recommandé.

10.4 Puis-je utiliser cette LED pour la protection contre la tension inverse ou comme diode Zener ?

No.Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en inverse. La tension inverse maximale spécifiée (5V pour le test I_R) est uniquement pour la caractérisation. Appliquer une polarisation inverse peut endommager immédiatement et de manière catastrophique la jonction de la LED.

11. Étude de cas pratique de conception

Scénario :Conception d'un voyant d'état pour un boîtier d'écouteur Bluetooth ultra-fin. Le voyant doit être bleu, visible en plein jour et tenir dans une hauteur de cavité totale de 0,8mm.

Sélection du composant :Le LTST-C191TBKT-2A est choisi principalement pour sa hauteur de 0,55mm, laissant 0,25mm pour le guide de lumière/diffuseur. La couleur bleue répond à l'exigence de marque.

Conception du circuit :Le boîtier utilise un régulateur 3,3V. Ciblant un courant direct de 15mA pour un équilibre entre luminosité et autonomie de la batterie. En utilisant une V_Ftypique de 2,7V (du Bin 3), la résistance série est calculée : R = (3,3V - 2,7V) / 0,015A = 40 Ohms. Une résistance standard de 39 Ohms est sélectionnée.

Conception du PCB :Le patron de pastilles recommandé de la fiche technique est utilisé. Des vias de dégagement thermique supplémentaires sont placés sous la pastille de cathode pour dissiper la chaleur vers un plan de masse interne, car le dispositif sera enfermé.

Commande :Pour assurer une couleur et une luminosité uniformes sur toutes les unités de production, la commande spécifie les bins : Bin d'Intensité Lumineuse "L" (le plus brillant) et Bin de Longueur d'Onde Dominante "AD" (nuance de bleu préférée).

12. Introduction au principe technologique

Le LTST-C191TBKT-2A est basé sur la technologie semi-conductrice InGaN (Nitrure de Gallium-Indium). Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n de la LED, des électrons et des trous sont injectés dans la région active. Ils se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau InGaN, qui est ajustée en modifiant le rapport Indium/Gallium pendant la croissance du cristal. Une teneur en indium plus élevée déplace l'émission vers des longueurs d'onde plus longues (vert), tandis que la composition utilisée ici produit de la lumière bleue. Le boîtier en époxy transparent agit comme une lentille, façonnant le faisceau lumineux et fournissant une protection environnementale.

13. Tendances et évolutions de l'industrie

La tendance pour les LED SMD dans l'électronique grand public continue vers une miniaturisation accrue, une efficacité accrue (plus de lumière par watt d'entrée électrique) et une fiabilité plus élevée. Il y a également une volonté d'une cohérence des couleurs plus stricte (plages de binning plus petites) et de performances améliorées à haute température. L'adoption de matériaux de boîtier avancés pour résister aux températures de refusion plus élevées associées au soudage sans plomb et à l'assemblage double face est standard. Bien que ce composant représente une technologie mature et optimisée pour les indicateurs bleus standards, la R&D en cours se concentre sur de nouveaux matériaux comme les micro-LED et les points quantiques pour les futures applications d'affichage et d'éclairage, qui exigent des pas de pixel encore plus petits et des couleurs plus pures.