Fiche technique LED puce LTST-C281KGKT - Dimensions 2.8x1.2x0.35mm - Tension 2.4V - Puissance 75mW - Couleur verte - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes du LTST-C281KGKT, une LED puce à montage en surface ultra-mince conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant une haute luminosité et un facteur de forme compact. Le composant utilise un matériau semi-conducteur AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) pour produire une lumière verte, offrant une efficacité lumineuse supérieure aux technologies LED traditionnelles. Ses objectifs de conception principaux sont de permettre des implantations de PCB à haute densité, une compatibilité avec les processus d'assemblage automatisés et des performances fiables dans les conditions standard de soudage par refusion.

Les avantages principaux de ce composant incluent son profil exceptionnellement bas de 0.35mm, crucial pour les applications avec des limitations de hauteur strictes telles que les affichages ultra-fins, les appareils mobiles et les unités de rétroéclairage. Il est classé comme produit vert et est conforme à la directive RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), le rendant adapté aux conceptions respectueuses de l'environnement. Le boîtier est fourni sur bande porteuse gaufrée de 8mm de large standard, montée sur des bobines de 7 pouces de diamètre, facilitant la fabrication à haute vitesse par pick-and-place.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Un fonctionnement à ou sous ces limites n'est pas garanti et doit être évité pour une performance fiable à long terme.

• Dissipation de puissance (Pd) :75 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le boîtier LED peut dissiper sous forme de chaleur à une température ambiante (Ta) de 25°C. Dépasser cette limite risque de surchauffer la jonction semi-conductrice, entraînant une dégradation accélérée ou une défaillance catastrophique.
• Courant continu direct (IF) :30 mA. Le courant direct continu maximum qui peut être appliqué à la LED.
• Courant direct de crête :80 mA. Ceci n'est permis qu'en conditions pulsées avec un strict cycle de service de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0.1ms. Cette valeur est pertinente pour les scénarios de multiplexage ou d'indication de signal brève.
• Tension inverse (VR) :5 V. L'application d'une tension de polarisation inverse dépassant cette valeur peut provoquer un claquage de la jonction PN de la LED.
• Plage de température de fonctionnement :-30°C à +85°C. La plage de température ambiante dans laquelle la LED est spécifiée pour fonctionner correctement.
• Plage de température de stockage :-40°C à +85°C. La plage de température pour le stockage hors fonctionnement.
• Condition de soudage infrarouge :260°C pendant 10 secondes. Ceci définit le profil de température de crête et de temps que le boîtier peut supporter pendant un processus de soudage par refusion sans plomb.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ces paramètres sont mesurés dans une condition de test standard de Ta=25°C et IF=20mA, sauf indication contraire. Ils définissent la performance typique du composant.

• Intensité lumineuse (Iv) :35.0 mcd (Typique), avec un minimum de 18.0 mcd. C'est la mesure de la puissance perçue de la lumière émise dans une direction spécifique. Elle est mesurée à l'aide d'une combinaison capteur-filtre qui approxime la courbe de réponse de l'œil humain photopique (CIE).
• Angle de vision (2θ1/2) :130 degrés (Typique). C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur sur l'axe central (0°). Un large angle de vision comme celui-ci indique un modèle d'émission plus diffus, de type lambertien, adapté à l'éclairage de surface.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λP) :574 nm. C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance de la lumière émise atteint son intensité maximale.
• Longueur d'onde dominante (λd) :571 nm (Typique à IF=20mA). 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. C'est une représentation plus précise de la couleur que la longueur d'onde de crête.
• Demi-largeur spectrale (Δλ) :15 nm. C'est la largeur du spectre d'émission à la moitié de son intensité maximale (Largeur à Mi-Hauteur - FWHM). Une demi-largeur plus étroite indique une couleur plus pure spectralement et plus saturée.
• Tension directe (VF) :2.4 V (Typique), avec un maximum de 2.4 V à IF=20mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle fonctionne au courant spécifié.
• Courant inverse (IR) :10 μA (Maximum) à VR=5V. C'est le faible courant de fuite qui circule lorsque la tension inverse spécifiée est appliquée.

3. Explication du système de classement par bacs

Pour assurer la cohérence en production de masse, les LED sont triées en bacs de performance basés sur des paramètres clés. Le LTST-C281KGKT utilise un système de classement tridimensionnel.

3.1 Classement par tension directe

Les unités sont en Volts (V) mesurés à IF=20mA. La tolérance sur chaque bac est de ±0.1V.

• Bac 4 : 1.90V (Min) - 2.00V (Max)
• Bac 5 : 2.00V - 2.10V
• Bac 6 : 2.10V - 2.20V
• Bac 7 : 2.20V - 2.30V
• Bac 8 : 2.30V - 2.40V

Ce classement permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec des Vf étroitement appariées pour les applications nécessitant une luminosité uniforme dans des chaînes en série ou une régulation de courant précise.

3.2 Classement par intensité lumineuse

Les unités sont en millicandelas (mcd) mesurés à IF=20mA. La tolérance sur chaque bac est de ±15%.

• Bac M : 18.0 mcd (Min) - 28.0 mcd (Max)
• Bac N : 28.0 mcd - 45.0 mcd
• Bac P : 45.0 mcd - 71.0 mcd
• Bac Q : 71.0 mcd - 112.0 mcd

Cette classification regroupe les LED par leur rendement lumineux, permettant la sélection pour des applications avec des exigences d'intensité minimale spécifiques.

3.3 Classement par longueur d'onde dominante

Les unités sont en nanomètres (nm) mesurés à IF=20mA. La tolérance pour chaque bac est de ±1 nm.

• Bac C : 567.5 nm (Min) - 570.5 nm (Max)
• Bac D : 570.5 nm - 573.5 nm
• Bac E : 573.5 nm - 576.5 nm

Ce classement assure la cohérence de couleur. Les LED d'un même bac apparaîtront à l'œil humain comme ayant une teinte de vert presque identique, ce qui est critique pour les réseaux multi-LED et les affichages.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (ex. : Fig.1 pour la distribution spectrale, Fig.6 pour l'angle de vision), les relations typiques peuvent être décrites.

Intensité lumineuse vs. Courant direct (Courbe I-V) :Pour les LED AlInGaP, l'intensité lumineuse augmente typiquement selon une relation quasi-linéaire avec le courant direct jusqu'à un certain point, après quoi l'efficacité peut chuter en raison de l'augmentation de la chaleur. Fonctionner à ou en dessous du 20mA recommandé assure une efficacité et une longévité optimales.

Tension directe vs. Température :La tension directe (Vf) d'une LED a un coefficient de température négatif ; elle diminue lorsque la température de jonction augmente. Ceci doit être pris en compte dans les circuits d'alimentation à tension constante, car une hausse de température pourrait entraîner une augmentation du courant.

Distribution spectrale :Le spectre d'émission est centré autour de la longueur d'onde dominante (571nm typique). La demi-largeur de 15nm indique une bande de lumière verte relativement étroite, contribuant à une bonne pureté de couleur. La longueur d'onde de crête peut se déplacer légèrement (typiquement vers des longueurs d'onde plus longues) avec l'augmentation de la température de jonction et du courant d'attaque.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le composant est conforme à un contour de boîtier standard EIA. Les caractéristiques dimensionnelles clés incluent une hauteur totale de 0.35mm, ce qui en fait un composant "extra mince". La longueur et la largeur sont définies dans le dessin détaillé du boîtier (référencé dans la fiche technique). Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance standard de ±0.10mm sauf indication contraire. Le matériau de la lentille est transparent comme de l'eau, ce qui maximise l'extraction de la lumière et fournit l'angle de vision prévu.

5.2 Identification de polarité & Conception des pastilles

La fiche technique inclut une disposition suggérée des pastilles de soudure. Une conception correcte des pastilles est critique pour obtenir une soudure fiable, assurer un alignement correct pendant la refusion et gérer la dissipation thermique. La cathode est typiquement marquée sur le composant, souvent par une encoche, un point vert ou une longueur/forme de patte différente. Les dimensions recommandées des pastilles aident à prévenir le phénomène de "tombstoning" (composant qui se dresse sur une extrémité) pendant la refusion et facilitent la formation de bons cordons de soudure.

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. Ce profil est conforme aux normes JEDEC et sert de cible générique. Les paramètres clés incluent :

• Préchauffage :150-200°C.
• Durée de préchauffage :Maximum 120 secondes pour permettre un chauffage uniforme et l'activation du flux.
• Température de crête :Maximum 260°C. Le composant est spécifié pour cette température pendant 10 secondes.
• Temps au-dessus du liquidus (TAL) :Le temps pendant lequel la soudure est à l'état fondu doit être contrôlé pour former de bonnes liaisons inter-métalliques sans surcontraindre le composant.

Il est souligné que le profil optimal dépend de la conception spécifique du PCB, de la pâte à souder et du four utilisé. Une caractérisation pour la ligne d'assemblage spécifique est recommandée.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, une extrême prudence est requise :

• Température du fer à souder :Maximum 300°C.
• Durée de soudage :Maximum 3 secondes par pastille. Ceci ne doit être effectué qu'une seule fois pour éviter les dommages thermiques à la puce LED et au boîtier plastique.

6.3 Stockage & Manipulation

• Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD) :Le composant est sensible aux décharges électrostatiques. La manipulation doit être effectuée en utilisant des bracelets antistatiques, des tapis antistatiques et un équipement mis à la terre.
• Sensibilité à l'humidité :En tant que boîtier plastique à montage en surface, il est sensible à l'absorption d'humidité. Si le sachet barrière d'humidité scellé d'origine est ouvert, les composants doivent être soumis au soudage par refusion IR dans les 672 heures (28 jours) dans les conditions de stockage recommandées (≤30°C, ≤60% HR). Pour un stockage au-delà de cette période ou dans des environnements non contrôlés, un séchage à environ 60°C pendant au moins 20 heures est requis avant le soudage pour éviter l'effet "popcorn" (fissuration du boîtier due à l'expansion rapide de la vapeur pendant la refusion).

7. Emballage & Informations de commande

L'emballage standard est une bande porteuse gaufrée de 8mm de large sur des bobines de 7 pouces (178mm) de diamètre. Chaque bobine contient 5000 pièces. Pour des quantités inférieures à une bobine complète, une quantité d'emballage minimale de 500 pièces s'applique pour le stock restant. Les spécifications de la bande et de la bobine sont conformes à la norme ANSI/EIA-481. Les emplacements vides dans la bande sont scellés avec une bande de couverture supérieure pour protéger les composants. Le nombre maximum autorisé de composants manquants consécutifs (emplacements vides) est de deux, conformément à la norme.

8. Notes d'application & Considérations de conception

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est adaptée à un large éventail d'applications incluant, mais sans s'y limiter : les indicateurs d'état sur l'électronique grand public (téléphones, tablettes, ordinateurs portables), le rétroéclairage pour petits écrans LCD ou claviers, l'éclairage décoratif, l'éclairage intérieur automobile et les indicateurs de panneau à usage général. Son profil mince la rend idéale pour les conceptions à espace contraint.

8.2 Conception du circuit d'attaque

La limitation de courant est essentielle :Les LED sont des dispositifs à commande par courant. Une résistance de limitation de courant en série ou un circuit d'attaque à courant constant doit toujours être utilisé pour éviter de dépasser le courant direct continu maximum (30mA). La valeur de la résistance peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation - Vf_LED) / I_souhaitée. En utilisant la Vf typique de 2.4V et un courant souhaité de 20mA avec une alimentation de 5V : R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ohms. Une résistance standard de 130 ou 150 Ohms serait appropriée.

Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible (75mW max), assurer une surface de cuivre de PCB adéquate autour des pastilles thermiques (si spécifiées) ou une largeur de piste générale aide à dissiper la chaleur, maintenant l'efficacité et la durée de vie de la LED, surtout dans des environnements à haute température ambiante ou lorsqu'elle est attaquée à des courants plus élevés.

8.3 Nettoyage

Si un nettoyage post-soudure est requis, seuls les solvants 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 ou agressifs peut endommager le boîtier plastique et la lentille, entraînant une décoloration ou une fissuration.

9. Comparaison & Différenciation technique

Les principaux facteurs de différenciation de ce composant sont sahauteur ultra-mince de 0.35mmet l'utilisation de latechnologie AlInGaPpour la puce verte.

• vs. Boîtiers LED traditionnels :Comparé aux anciens boîtiers LED (ex. : traversants 3mm ou 5mm), cette LED puce SMD offre une empreinte et un profil considérablement plus petits, permettant des conceptions modernes miniaturisées. Elle permet également un assemblage entièrement automatisé.
• AlInGaP vs. Autres technologies :Pour les couleurs verte et jaune, les LED AlInGaP offrent généralement une efficacité lumineuse plus élevée et une meilleure stabilité thermique par rapport aux anciennes technologies comme le Phosphure de Gallium (GaP). Cela se traduit par une sortie plus lumineuse et une couleur plus cohérente sur une plage de conditions de fonctionnement.
• Lentille transparente comme de l'eau :La lentille transparente comme de l'eau (non diffusante) fournit la sortie lumineuse la plus élevée possible et un motif d'angle de vision bien défini, contrairement à une lentille diffusante qui disperse la lumière plus largement pour un aspect plus doux.

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

Q : Puis-je attaquer cette LED avec 3.3V sans résistance ?

R : Non. Sans résistance de limitation de courant, appliquer 3.3V directement forcerait probablement un courant dépassant largement le maximum de 30mA, endommageant instantanément la LED. Utilisez toujours une résistance en série ou un pilote à courant constant.

Q : Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de crête (574nm) et la Longueur d'onde dominante (571nm) ?

R : La longueur d'onde de crête est là où la puissance spectrale est la plus élevée. La longueur d'onde dominante est dérivée de la perception des couleurs (diagramme CIE) et représente mieux la teinte perçue réelle. Elles sont souvent proches mais pas identiques, surtout pour les LED avec des spectres asymétriques.

Q : L'angle de vision est de 130 degrés. Cela signifie-t-il que la lumière n'est visible que dans ce cône ?

R : Non, la lumière est émise selon un motif quasi-hémisphérique, mais son intensité diminue avec l'angle. La spécification de 130 degrés est l'angle où l'intensité est la moitié de la valeur sur l'axe (0°). Une certaine lumière est encore visible en dehors de cet angle, mais elle est nettement plus faible.

Q : Pourquoi le temps de stockage est-il limité à 672 heures après ouverture du sachet ?

R : Ceci est dû au niveau de sensibilité à l'humidité (MSL). Le boîtier plastique peut absorber l'humidité de l'air. Pendant la chaleur élevée du soudage par refusion, cette humidité peut se transformer rapidement en vapeur, provoquant une pression interne qui peut fissurer le boîtier (effet "popcorn"). La limite de 672 heures suppose un stockage approprié ; le séchage élimine l'humidité absorbée.

11. Exemples pratiques de conception & d'utilisation

Exemple 1 : Barre d'état multi-LED :Conception d'une barre d'état à 5 segments sur un appareil portable. Pour assurer une luminosité et une couleur uniformes, spécifiez des LED du même bac d'Intensité lumineuse (ex. : toutes du bac N) et du même bac de Longueur d'onde dominante (ex. : toutes du bac D). Attaquez-les avec un circuit à courant constant commun ou des résistances individuelles calculées en utilisant la Vf maximum du bac de Tension directe (ex. : Bac 8, 2.4V) pour garantir que toutes les LED s'allument même avec la variation de Vf la plus défavorable.

Exemple 2 : Rétroéclairage d'un commutateur à membrane mince :La hauteur de 0.35mm est cruciale ici. La LED peut être placée directement derrière une icône translucide sur une couche membrane sans presque ajouter d'épaisseur. Un courant de 10-15mA (au lieu de 20mA) pourrait être suffisant, réduisant la consommation d'énergie et la génération de chaleur tout en fournissant un éclairage adéquat dans un environnement sombre.

12. Principe de fonctionnement

Le LTST-C281KGKT est une source de lumière semi-conductrice basée sur une jonction PN formée à partir de matériaux AlInGaP. Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel interne de la jonction est appliquée, les électrons de la région de type N et les trous de la région de type P sont injectés dans la région active. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, de l'énergie est libérée sous forme de photons (lumière). La largeur de bande interdite spécifique de l'alliage AlInGaP détermine la longueur d'onde (couleur) des photons émis, qui dans ce cas se situe dans la région verte du spectre visible (~571nm). Le boîtier époxy transparent comme de l'eau agit comme une lentille, façonnant la sortie lumineuse et fournissant une protection mécanique et environnementale pour la puce semi-conductrice fragile.

13. Tendances technologiques

Le développement de LED comme le LTST-C281KGKT suit plusieurs tendances clés de l'industrie :

• Miniaturisation :Réduction continue de la taille du boîtier (empreinte et hauteur) pour permettre des produits électroniques toujours plus petits et plus fins.
• Efficacité accrue :Les avancées dans la croissance épitaxiale et la conception des puces (comme l'utilisation d'AlInGaP) produisent plus de lumens par watt (lm/W), réduisant la consommation d'énergie pour une sortie lumineuse donnée.
• Fiabilité & Compatibilité améliorées :Les améliorations des matériaux et de la construction du boîtier permettent une tolérance thermique plus élevée, comme résister aux profils de refusion sans plomb à 260°C, qui est maintenant une norme industrielle.
• Standardisation & Automatisation :L'adoption de contours de boîtier standard (EIA) et d'un emballage en bande et bobine est critique pour la compatibilité avec les lignes d'assemblage automatisées à montage en surface (SMT) à grand volume, réduisant les coûts de fabrication.