Fiche technique LTST-C191KRKT-5A - LED CMS rouge AlInGaP - Hauteur 0,55 mm - Tension directe typique 2,0V - Puissance dissipée 75 mW - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-C191KRKT-5A est une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (CMS) conçue pour les applications électroniques modernes et compactes. Sa caractéristique principale est son profil exceptionnellement bas, avec une hauteur de boîtier de seulement 0,55 millimètre. Cela le rend idéal pour les applications où les contraintes d'espace sont critiques, comme dans les écrans ultra-fins, les appareils mobiles et les modules de rétroéclairage. Le dispositif utilise un matériau semi-conducteur AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) pour la puce émettrice, réputé pour produire une lumière rouge à haut rendement. La LED est fournie sur bande porteuse de 8 mm conforme aux standards industriels, montée sur bobines de 7 pouces de diamètre, facilitant les processus d'assemblage automatisés par pick-and-place à grande vitesse. Elle est entièrement conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), la classant comme un produit vert.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Le fonctionnement à ces limites n'est pas garanti. Les paramètres clés incluent une puissance dissipée maximale de 75 milliwatts (mW) à une température ambiante (Ta) de 25°C. Le courant direct continu (DC) maximal est de 30 mA. Pour un fonctionnement en impulsions, un courant direct crête de 80 mA est autorisé sous conditions spécifiques : un rapport cyclique de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 milliseconde. Le dispositif peut supporter une tension inverse allant jusqu'à 5 volts. La plage de température de fonctionnement est de -30°C à +85°C, tandis que la plage de stockage est légèrement plus large, de -40°C à +85°C. Une caractéristique critique pour l'assemblage est la condition de soudage infrarouge, qui spécifie que la LED peut tolérer une température de pointe de 260°C pendant un maximum de 5 secondes.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces caractéristiques sont mesurées dans des conditions de test standard à Ta=25°C et un courant direct (IF) de 5 mA, sauf indication contraire. L'intensité lumineuse (Iv), une mesure de la luminosité perçue, a une valeur typique mais est triée avec des minima allant de 7,1 mcd à 28,0 mcd (voir Section 3). L'angle de vision (2θ1/2), défini comme l'angle total pour lequel l'intensité chute à la moitié de sa valeur axiale, est large de 130 degrés, offrant un diagramme d'émission étendu. La longueur d'onde d'émission de crête (λP) est typiquement de 639 nanomètres (nm), tandis que la longueur d'onde dominante (λd), qui définit la couleur perçue, est de 630 nm. La largeur de bande spectrale (Δλ) est d'environ 20 nm. La tension directe (VF) à 5 mA a une valeur typique de 2,0 volts, avec une plage de 1,6V à 2,2V, et est également soumise au tri. Le courant inverse (IR) est au maximum de 10 microampères sous une polarisation inverse de 5V, et la capacité de jonction (C) est typiquement de 40 picofarads.

3. Explication du système de tri (Binning)

Pour assurer une cohérence en production de masse, les LED sont triées en catégories de performance. Le LTST-C191KRKT-5A utilise un système de tri bidimensionnel.

3.1 Tri par tension directe

La tension directe est triée en six codes (1 à 6). Chaque catégorie représente une plage de 0,1 volt, allant de 1,6-1,7V pour la catégorie 1 jusqu'à 2,1-2,2V pour la catégorie 6. Une tolérance de ±0,1V est appliquée à chaque catégorie. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec des VF étroitement appariées pour les applications où un partage de courant uniforme dans les connexions parallèles est important.

3.2 Tri par intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est triée en quatre codes : K, L, M et N. La catégorie K couvre les intensités de 7,10 à 11,2 millicandelas (mcd), la catégorie L de 11,2 à 18,0 mcd, la catégorie M de 18,0 à 28,0 mcd, et la catégorie N de 28,0 à 45,0 mcd, toutes mesurées à IF=5mA. Une tolérance de ±15% est appliquée à chaque catégorie d'intensité. Ce système permet une sélection basée sur les niveaux de luminosité requis, aidant à obtenir un aspect uniforme dans les réseaux 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 la distribution spectrale, Figure 6 pour l'angle de vision), leurs tendances peuvent être décrites. La relation entre le courant direct (IF) et la tension directe (VF) est non linéaire et suit la caractéristique exponentielle typique d'une diode. L'intensité lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement. La longueur d'onde de crête (λP) et la longueur d'onde dominante (λd) peuvent présenter un léger coefficient de température négatif, ce qui signifie qu'elles peuvent se décaler vers des longueurs d'onde plus longues (décalage vers le rouge) lorsque la température de jonction augmente. La tension directe diminue typiquement avec l'augmentation de la température.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED présente un empreinte de boîtier standard de l'industrie EIA. La dimension clé est la hauteur ultra-basse de 0,55 mm. Des dessins mécaniques détaillés spécifient la longueur, la largeur, l'espacement des broches et d'autres dimensions critiques, toutes avec une tolérance standard de ±0,10 mm sauf indication contraire. La lentille est transparente, permettant à la couleur rouge native de la puce AlInGaP d'être émise sans diffusion.

5.2 Identification de la polarité et conception des pastilles

La fiche technique inclut une disposition suggérée des pastilles de soudure (land pattern) pour la conception de PCB. Ce motif est optimisé pour une formation fiable des joints de soudure et une stabilité mécanique pendant la refusion. La cathode est généralement identifiée par un marqueur visuel sur le boîtier de la LED, tel qu'une encoche, un point vert ou un coin coupé sur la lentille. Un alignement correct de la polarité est crucial pour le fonctionnement du dispositif.

6. Guide de soudage et d'assemblage

6.1 Profils de soudage par refusion

Le dispositif est compatible avec les procédés de refusion infrarouge (IR) et à phase vapeur. Deux profils de refusion sont suggérés : un pour la pâte à souder standard (étain-plomb) et un autre pour la pâte à souder sans plomb (SnAgCu). Le profil sans plomb est plus exigeant, nécessitant un contrôle minutieux des phases de préchauffage, de stabilisation, de refusion et de refroidissement pour éviter un choc thermique tout en assurant un joint de soudure correct. La condition maximale absolue pour la LED elle-même est une température de pointe de 260°C pendant 5 secondes.

6.2 Stockage et manipulation

Les LED doivent être stockées dans un environnement ne dépassant pas 30°C et 70% d'humidité relative. Une fois retirées de leur emballage barrière à l'humidité d'origine, il est recommandé de terminer le processus de soudage par refusion IR dans les 672 heures (28 jours). Pour un stockage plus long hors du sachet d'origine, les LED doivent être conservées dans un contenant scellé avec dessiccant ou dans une atmosphère d'azote. Les composants stockés au-delà de 672 heures peuvent nécessiter une procédure de séchage (par ex., 60°C pendant 24 heures) pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet \"pop-corn\" pendant la refusion.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage après soudage est nécessaire, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. L'immersion de la LED dans de l'alcool éthylique ou isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute est acceptable. L'utilisation de nettoyants chimiques non spécifiés ou agressifs peut endommager la lentille plastique et le boîtier.

7. Conditionnement et informations de commande

Le conditionnement standard est une bande porteuse gaufrée de 8 mm de large sur bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 5000 pièces de la LED LTST-C191KRKT-5A. Les alvéoles de la bande sont scellées avec un film protecteur supérieur. Le conditionnement suit la norme ANSI/EIA 481-1-A-1994. Pour des quantités inférieures à une bobine complète, une quantité minimale d'emballage de 500 pièces s'applique pour les restes.

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. Une erreur de circuit courante consiste à connecter plusieurs LED directement en parallèle à une seule source de courant (Circuit B dans la fiche technique). En raison des variations naturelles de la caractéristique de tension directe (VF) entre les LED individuelles, cela peut entraîner un déséquilibre sévère du courant, où une LED peut attirer la majeure partie du courant et surchauffer, tandis que les autres restent faibles. La résistance série pour chaque LED aide à stabiliser le courant et à promouvoir un éclairage uniforme.

8.2 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

La LED est sensible aux décharges électrostatiques. Des précautions doivent être prises pendant la manipulation et l'assemblage : le personnel doit porter des bracelets de mise à la terre ou des gants antistatiques ; tous les postes de travail, équipements et supports de stockage doivent être correctement mis à la terre ; et un ioniseur peut être utilisé pour neutraliser la charge statique qui peut s'accumuler sur la lentille plastique. Les dommages ESD peuvent ne pas être immédiatement visibles mais peuvent dégrader les performances ou provoquer une défaillance prématurée.

9. Comparaison et différenciation technique

L'avantage différenciant principal du LTST-C191KRKT-5A est son profil de 0,55 mm, qui est nettement plus fin que de nombreuses LED CMS standard (par ex., les boîtiers 0603 ou 0805 qui font souvent plus de 0,8 mm de haut). L'utilisation de la technologie AlInGaP fournit un rendement lumineux plus élevé pour la lumière rouge par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaAsP, résultant en une sortie plus brillante pour le même courant de pilotage. Le large angle de vision de 130 degrés est un autre avantage pour les applications nécessitant un éclairage de grande surface plutôt qu'un faisceau focalisé.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Puis-je piloter cette LED sans résistance série ?

A : Ce n'est pas recommandé. Piloter une LED directement depuis une source de tension sans limitation de courant risque de la détruire en raison d'un courant excessif. Utilisez toujours une résistance série ou un pilote à courant constant.

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 (λP) est la longueur d'onde à laquelle la puissance spectrale de sortie est la plus élevée. La longueur d'onde dominante (λd) est dérivée des coordonnées de couleur et représente la longueur d'onde unique d'une lumière monochromatique pure qui serait perçue comme la même couleur par l'œil humain. λd est plus pertinente pour la spécification de la couleur.

Q : Comment interpréter le code de tri dans la référence ?

A : La référence LTST-C191KRKT-5A contient des informations de tri. Le segment \"KRKT\" code typiquement les codes de tri d'intensité et de tension. Reportez-vous à la liste des codes de tri dans la fiche technique pour comprendre la plage de performance spécifique de la pièce commandée.

11. Étude de cas pratique de conception

Considérez la conception d'un panneau d'indicateurs d'état pour un dispositif médical portable. L'espace est extrêmement limité, et le panneau doit être lisible sous différents angles. La hauteur de 0,55 mm du LTST-C191KRKT-5A lui permet de s'insérer derrière une façade avant fine. Sélectionner des LED de la même catégorie d'intensité (par ex., toutes de la catégorie \"M\") assure que tous les voyants ont une luminosité uniforme. L'utilisation d'une résistance série pour chaque LED, calculée sur la base de la tension d'alimentation et de la VF typique de 2,0V au courant souhaité (par ex., 5-10 mA), garantit un fonctionnement stable et une longue durée de vie. Le large angle de vision de 130 degrés assure que l'indicateur est visible même lorsque l'appareil est vu hors axe.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Une LED est une diode à jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région de jonction. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, de l'énergie est libérée sous forme de photons (lumière). Le matériau semi-conducteur spécifique (AlInGaP dans ce cas) détermine l'énergie de la bande interdite, qui à son tour dicte la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Une LED rouge AlInGaP a une énergie de bande interdite correspondant aux photons dans la partie rouge du spectre visible (~630-640 nm).

13. Tendances technologiques

La tendance pour les LED CMS dans l'électronique grand public et industrielle continue vers la miniaturisation, une efficacité plus élevée et une fiabilité améliorée. Les hauteurs de boîtier diminuent pour permettre des produits finaux plus fins. Les améliorations d'efficacité (plus de lumière par watt d'entrée électrique) sont motivées par les avancées dans la conception des puces, la croissance épitaxiale et l'efficacité d'extraction du boîtier. Il y a également un accent sur l'amélioration de la cohérence des couleurs et de la stabilité en fonction de la température et de la durée de vie. L'adoption de matériaux sans plomb et compatibles avec les hautes températures dans le conditionnement est standard pour répondre aux réglementations environnementales et résister aux processus d'assemblage exigeants.