Fiche technique LED Orange LTST-C281KFKT - Hauteur 0,35 mm - Tension directe 2,4 V - Puissance dissipée 75 mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-C281KFKT est une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (SMD) conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant des indicateurs compacts et à haute luminosité. Ce composant appartient à la catégorie des LED à puce, caractérisées par leur profil minimal et leur compatibilité avec les processus d'assemblage automatisés.

Avantages principaux :Les principaux avantages de cette LED incluent sa hauteur de boîtier exceptionnellement fine de 0,35 mm, ce qui facilite son utilisation dans les conceptions à espace restreint. Elle utilise un matériau semi-conducteur AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium), réputé pour produire une efficacité lumineuse élevée et une sortie de lumière orange stable. Le dispositif est conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), le classant comme un produit vert. Son conditionnement sur bande de 8 mm dans des bobines de 7 pouces de diamètre le rend entièrement compatible avec les équipements automatiques de prélèvement et de placement à grande vitesse, rationalisant la fabrication en volume.

Marché cible :Cette LED est destinée aux applications dans l'électronique grand public, les équipements de bureau, les dispositifs de communication et les appareils ménagers généraux où une indication d'état fiable et lumineuse est requise. Ses paramètres de conception la rendent adaptée à l'intégration sur des cartes de circuits imprimés (PCB) en utilisant les techniques standard de soudage par refusion infrarouge.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Ces caractéristiques définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti.

• Puissance dissipée (Pd) :75 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le boîtier LED peut dissiper sous forme de chaleur dans des conditions ambiantes spécifiées (Ta=25°C). Dépasser cette limite risque une dégradation thermique.
• Courant direct de crête (I_FP) :80 mA. C'est le courant direct instantané maximal autorisé, permis uniquement en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). Il est nettement supérieur à la valeur en courant continu pour accommoder de brèves surtensions de courant.
• Courant direct continu (I_F) :30 mA. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme. La condition de fonctionnement typique pour tester les caractéristiques optiques est de 20 mA.
• Tension inverse (V_R) :5 V. L'application d'une tension de polarisation inverse dépassant cette valeur peut provoquer une rupture de jonction.
• Température de fonctionnement et de stockage :Le dispositif peut fonctionner dans une plage de température ambiante de -30°C à +85°C. Pour le stockage hors fonctionnement, la plage s'étend de -40°C à +85°C.
• Condition de soudage :La LED peut supporter un soudage par refusion infrarouge avec une température de crête de 260°C pendant une durée de 10 secondes, ce qui correspond aux profils de processus de soudure sans plomb (Pb-free) courants.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés à une température ambiante standard de 25°C et un courant direct (I_F) de 20 mA, sauf indication contraire. Ils définissent les performances du dispositif dans des conditions de fonctionnement normales.

• Intensité lumineuse (I_V) :Varie d'un minimum de 45,0 mcd à une valeur typique de 90,0 mcd. L'intensité est mesurée à l'aide d'une combinaison capteur-filtre qui approxime la courbe de réponse de l'œil humain photopique (CIE). L'intensité réelle est soumise à un système de classement (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 mesurée sur l'axe central (0°). Un angle de vision large comme celui-ci est typique des LED à puce avec un boîtier sans lentille (transparent), fournissant un éclairage large et diffus.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :611 nm. C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance de la lumière émise atteint son maximum. Elle définit la teinte perçue de la lumière orange.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :605 nm. Dérivée du diagramme de chromaticité CIE, c'est la longueur d'onde unique qui représente le mieux la couleur perçue de la sortie de la LED, qui est un orange standard.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :17 nm. Ce paramètre indique la pureté spectrale ou la largeur de bande de la lumière émise. C'est la largeur de la distribution spectrale à la moitié de sa puissance maximale. Une valeur de 17 nm est caractéristique des matériaux AlInGaP, offrant une bonne saturation des couleurs.
• Tension directe (V_F) :Typiquement 2,40 V, avec un maximum de 2,40 V à I_F=20mA. Le minimum est spécifié à 2,0 V. C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit le courant spécifié.
• Courant inverse (I_R) :Maximum 10 μA lorsqu'une tension inverse (V_R) de 5V est appliquée. Cela indique le courant de fuite à l'état bloqué.

3. Explication du système de classement

Pour assurer une cohérence de luminosité entre les lots de production, l'intensité lumineuse du LTST-C281KFKT est catégorisée en classes. Chaque classe représente une plage spécifique de valeurs d'intensité mesurées dans la condition de test standard de 20 mA de courant direct.

La liste des codes de classe est la suivante :

• Code de classe P :45,0 mcd (Min) à 71,0 mcd (Max)
• Code de classe Q :71,0 mcd à 112,0 mcd
• Code de classe R :112,0 mcd à 180,0 mcd
• Code de classe S :180,0 mcd à 280,0 mcd

Une tolérance de +/-15% est appliquée à chaque classe d'intensité. Cela signifie que toute LED individuelle dans une classe spécifique, par exemple la classe Q, est garantie d'avoir une intensité comprise entre 71,0 mcd et 112,0 mcd, mais la distribution réelle peut avoir une dispersion de ±15% autour de la plage nominale de la classe. Les concepteurs doivent sélectionner la classe appropriée en fonction du niveau de luminosité requis pour leur application, en tenant compte de cette tolérance.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (par ex., Fig.1, Fig.6), leur comportement typique peut être décrit en fonction de la technologie.

4.1 Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V)

Pour une LED AlInGaP comme le LTST-C281KFKT, la relation I-V est exponentielle, similaire à une diode standard. La tension directe (V_F) a un coefficient de température relativement faible par rapport à certains autres types de LED, mais elle diminuera légèrement lorsque la température de jonction augmente pour un courant donné. La V_Fspécifiée de 2,4V (typ) à 20mA est un paramètre clé pour la conception du circuit de commande.

4.2 Intensité lumineuse vs Courant direct

La sortie lumineuse (intensité lumineuse) est approximativement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement normale (jusqu'au maximum continu de 30mA). Cependant, l'efficacité peut diminuer à des courants très élevés en raison d'effets thermiques accrus et d'un affaiblissement. Fonctionner au courant typique de 20mA offre un bon équilibre entre luminosité et longévité.

4.3 Caractéristiques thermiques

Comme toutes les LED, les performances du LTST-C281KFKT dépendent de la température. Lorsque la température de jonction augmente, l'intensité lumineuse diminue généralement. La longueur d'onde dominante (λ_d) peut également subir un léger décalage vers le rouge (augmentation de la longueur d'onde) avec l'augmentation de la température, ce qui peut provoquer un léger changement dans la couleur perçue. Une gestion thermique appropriée dans l'application est cruciale pour maintenir des performances optiques constantes.

4.4 Distribution spectrale

La sortie spectrale est centrée autour de 611 nm (crête) avec une demi-largeur de 17 nm. Cela résulte en une lumière orange monochromatique avec une pureté de couleur élevée. Le spectre ne contient pas les composantes de lumière blanche large trouvées dans les LED blanches à conversion de phosphore.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED présente un empreinte de boîtier standard EIA (Electronic Industries Alliance). La caractéristique déterminante est son profil ultra-mince avec une hauteur (H) de 0,35 mm. Tous les dessins dimensionnels spécifient les mesures en millimètres, avec une tolérance standard de ±0,10 mm sauf indication contraire. Le boîtier est "transparent", ce qui signifie que l'encapsulant est transparent sans lentille diffuseur, contribuant au large angle de vision de 130 degrés.

5.2 Identification de la polarité

La fiche technique inclut un diagramme montrant la disposition recommandée des pastilles de soudure sur le PCB. Cette disposition indique généralement les connexions anode et cathode. La polarité correcte est essentielle pour le fonctionnement de la LED. L'application d'une tension inverse dépassant la valeur nominale de 5V peut causer des dommages immédiats.

5.3 Conditionnement en bande et bobine

Les composants sont fournis sur une bande porteuse gaufrée de 8 mm de large, enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. C'est un conditionnement standard pour l'assemblage SMD automatisé. Chaque bobine contient 5000 pièces. La bande a un couvercle scellé pour protéger les composants de la contamination. Les spécifications notent qu'un maximum de deux poches de composants consécutives peuvent être vides, et la quantité minimale de commande pour les restes est de 500 pièces. Ce conditionnement est conforme aux normes ANSI/EIA-481.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de refusion infrarouge (IR) suggéré pour les processus sans plomb est fourni. Les paramètres clés incluent :

• Préchauffage :Montée en température entre 150°C et 200°C.
• Durée de préchauffage :Maximum de 120 secondes pour permettre un chauffage uniforme et l'évaporation des solvants de la pâte à souder.
• Température de crête :Maximum de 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus :La LED doit être soumise à la température de crête pendant un maximum de 10 secondes. Le profil est conçu pour être conforme aux normes JEDEC afin d'assurer la formation fiable des joints de soudure sans endommager le boîtier LED. Il est essentiel de suivre les recommandations du fabricant de pâte à souder et d'effectuer une caractérisation spécifique à la carte, car différentes conceptions et matériaux de PCB affectent le profil thermique.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, utilisez un fer à souder avec une température ne dépassant pas 300°C. Le temps de contact pour chaque joint de soudure doit être limité à un maximum de 3 secondes, et cela ne doit être effectué qu'une seule fois par pastille pour éviter les contraintes thermiques sur la LED.

6.3 Conditions de stockage

Un stockage approprié est vital pour maintenir la soudabilité et prévenir les dommages induits par l'humidité (effet pop-corn) pendant la refusion.

• Emballage scellé :Les LED dans leur sac d'origine étanche à l'humidité avec dessiccant doivent être stockées à ≤30°C et ≤90% d'Humidité Relative (HR). La durée de conservation recommandée dans ces conditions est d'un an.
• Emballage ouvert :Une fois le sac barrière à l'humidité ouvert, les composants doivent être stockés à ≤30°C et ≤60% HR. Il est recommandé de terminer le processus de refusion IR dans les 672 heures (28 jours) suivant l'exposition.
• Stockage ouvert prolongé :Pour un stockage au-delà de 672 heures, les composants doivent être placés dans un conteneur scellé avec dessiccant ou dans un dessiccateur à azote. S'ils sont stockés ouverts pendant plus de 672 heures, un séchage à environ 60°C pendant au moins 20 heures est requis avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée.

6.4 Nettoyage

Si un nettoyage post-soudure est requis, seuls les solvants à base d'alcool spécifiés doivent être utilisés. Immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température normale pendant moins d'une minute est acceptable. L'utilisation de nettoyants chimiques non spécifiés peut endommager le matériau du boîtier LED.

7. Suggestions d'application

7.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est adaptée à l'indication d'état, au rétroéclairage de petites icônes ou symboles, et à l'éclairage de panneaux dans une large gamme d'électronique grand public et industrielle. Des exemples incluent les indicateurs de mise sous tension sur les routeurs/modems, le rétroéclairage des boutons sur les télécommandes ou appareils, et les voyants d'état sur les périphériques informatiques. Son profil fin la rend idéale pour les appareils ultra-fins comme les smartphones, tablettes et ordinateurs portables modernes où l'espace interne est limité.

7.2 Conception du circuit de commande

Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Pour assurer une luminosité uniforme, surtout lorsque plusieurs LED sont connectées en parallèle, il est fortement recommandé d'utiliser une résistance limitatrice de courant en série avec chaque LED. Un circuit de commande simple se compose d'une source de tension (V_CC), d'une résistance série (R_S) et de la LED. La valeur de la résistance peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R_S= (V_CC- V_F) / I_F, où V_Fest la tension directe de la LED (utiliser 2,4V pour la marge de conception) et I_Fest le courant de fonctionnement souhaité (par ex., 20mA). Cette configuration fournit une régulation de courant stable et protège la LED des pointes de courant.

7.3 Considérations de conception

• Protection ESD :Les LED AlInGaP sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). Les procédures de manipulation doivent inclure des précautions ESD appropriées : utilisation de bracelets antistatiques, tapis antistatiques et équipements mis à la terre. La LED elle-même peut ne pas avoir de protection ESD intégrée, donc une protection au niveau du circuit (par ex., diodes de suppression de tension transitoire) peut être nécessaire dans les environnements sujets aux ESD.
• Gestion thermique :Bien que la puissance dissipée soit faible (75 mW max), assurer une dissipation thermique adéquate via les pastilles de cuivre du PCB est important pour maintenir une fiabilité à long terme et une sortie lumineuse constante, surtout dans des conditions de température ambiante élevée ou lors d'un fonctionnement près du courant maximal.
• Conception optique :Le large angle de vision et le boîtier transparent signifient que la lumière est émise de manière diffuse. Pour les applications nécessitant un faisceau plus directionnel, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être nécessaires.

8. Comparaison et différenciation techniques

Le LTST-C281KFKT se différencie principalement par sahauteur ultra-mince de 0,35 mm, qui est plus fine que de nombreuses LED à puce standard (par ex., les boîtiers 0603 ou 0402 qui font souvent 0,55-0,65 mm de haut). C'est un avantage critique pour l'électronique portable et portable moderne. L'utilisation de latechnologie AlInGaPfournit une efficacité lumineuse plus élevée et une meilleure stabilité thermique pour les couleurs orange/rouge par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaAsP. Sa compatibilité avec larefusion IR standard pour les processus sans plombet leconditionnement en bande et bobinel'aligne avec la fabrication automatisée à grand volume, offrant une solution rentable pour la production de masse.

9. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

Q1 : Puis-je commander cette LED directement depuis une sortie logique 3,3V ou 5V ?

R : Non. Vous devez utiliser une résistance limitatrice de courant en série. Par exemple, avec une alimentation de 3,3V et un courant cible de 20mA, la valeur de la résistance serait d'environ (3,3V - 2,4V) / 0,02A = 45 Ohms. La commander directement dépasserait probablement le courant maximal et détruirait la LED.

Q2 : Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de crête (611nm) et la Longueur d'onde dominante (605nm) ?

R : La longueur d'onde de crête est le point littéral le plus haut sur la courbe de sortie spectrale. La longueur d'onde dominante est une valeur calculée à partir de la science des couleurs qui représente la couleur perçue comme une longueur d'onde unique. Pour cette LED orange, les deux valeurs sont proches, confirmant une couleur saturée.

Q3 : Le code de classe est "Q". Quelle luminosité exacte puis-je attendre ?

R : Vous pouvez vous attendre à une intensité lumineuse comprise entre 71,0 mcd et 112,0 mcd lorsqu'elle est mesurée à 20mA. En raison de la tolérance de +/-15% sur la classe, la valeur réelle pour une seule LED pourrait être n'importe où dans cette plage. Pour les applications critiques de correspondance de luminosité, des tests et un tri peuvent être nécessaires.

Q4 : Comment interpréter l'angle de vision de "130 deg" ?

R : Cela signifie que si vous regardez la LED directement au-dessus (0°), vous voyez la luminosité maximale. Lorsque vous vous éloignez de l'axe, la luminosité diminue. À un angle de 65° par rapport au centre (130°/2), la luminosité sera la moitié de la valeur sur l'axe. La lumière est toujours visible à des angles au-delà de cela.

10. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un indicateur d'état pour une enceinte Bluetooth portable

Un concepteur a besoin d'une LED orange lumineuse et à faible consommation pour indiquer l'état "en charge". La carte principale de l'enceinte a une contrainte d'épaisseur, et la LED doit être placée derrière un diffuseur plastique fin.

Mise en œuvre :Le LTST-C281KFKT est sélectionné pour sa hauteur de 0,35 mm, s'intégrant dans l'empilement mécanique. Le circuit de commande utilise la ligne d'alimentation système existante de 3,3V. Une résistance série de 47 Ohms (valeur standard) est calculée : (3,3V - 2,4V) / 0,02A ≈ 45 Ohms, fournissant ~19mA. Le large angle de vision de 130° assure que la lumière de charge est visible depuis différents angles de l'enceinte. La LED est placée sur bande et bobine pour l'assemblage automatisé lors de la production de masse. Le concepteur spécifie le Code de classe R ou supérieur auprès du fournisseur pour garantir une luminosité élevée visible même dans des pièces bien éclairées.

11. Introduction au principe technologique

Le LTST-C281KFKT est basé sur la technologie des semi-conducteurs AlInGaP. Ce matériau est un semi-conducteur composé du groupe 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. Leur 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 dicte directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Pour cette LED, la bande interdite est conçue pour produire des photons dans le spectre orange (~605-611 nm). L'encapsulant époxy transparent protège la puce semi-conductrice, fournit une stabilité mécanique et agit comme un élément optique primaire, façonnant le motif de sortie lumineuse.

12. Tendances technologiques

La tendance pour les LED d'indication comme le LTST-C281KFKT continue vers laminiaturisation(empreintes plus petites et profils plus fins) pour permettre des conceptions de produits plus élégantes.L'augmentation de l'efficacité(plus de lumière par mA de courant) est un moteur constant, réduisant la consommation d'énergie dans les appareils à piles. Il y a également un accent surl'amélioration de la cohérence des couleurs et un classement plus serrépour répondre aux exigences des applications où plusieurs LED doivent correspondre parfaitement. De plus, l'intégration avecdes boîtiers avancéset descircuits intégrés de commandedans des modules multi-puces est une tendance émergente pour les applications d'éclairage intelligent, bien que pour les indicateurs simples, les composants discrets comme cette LED restent très rentables et polyvalents.