Fiche technique LTST-C193KFKT-5A - LED SMD Orange - Dimensions 1,6x0,8x0,35mm - Tension 1,7-2,3V - Puissance 75mW - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-C193KFKT-5A est une LED à puce pour montage en surface (SMD) conçue pour les applications électroniques modernes à encombrement limité. Sa caractéristique principale est son profil exceptionnellement bas, avec une hauteur de seulement 0,35 millimètre, ce qui la rend adaptée aux appareils électroniques grand public ultra-minces, au rétroéclairage et aux applications d'indicateur où la hauteur des composants est un facteur de conception critique. Le dispositif émet une lumière orange vive en utilisant un matériau semi-conducteur AllnGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium), réputé pour son haut rendement et sa bonne pureté colorimétrique. Il est conditionné sur bande de 8 mm et fourni sur bobines de 7 pouces, entièrement compatible avec les équipements automatisés de placement à grande vitesse et les processus standards de soudage par refusion infrarouge (IR).

1.1 Caractéristiques et avantages clés

Cette LED offre plusieurs avantages distincts aux concepteurs. Sa conformité RoHS et sa désignation de produit vert garantissent qu'elle respecte les réglementations environnementales internationales. Son empreinte de boîtier standard EIA assure la compatibilité avec une large gamme de conceptions de PCB et d'outillages de fabrication existants. Le dispositif est également compatible avec les circuits intégrés (CI), ce qui signifie qu'il peut être piloté directement par des tensions de niveau logique typiques avec une limitation de courant appropriée, simplifiant ainsi la conception du circuit. La combinaison d'un profil ultra-mince, de performances fiables et d'un conditionnement adapté à la fabrication positionne cette LED comme un composant polyvalent pour la production de masse.

2. Valeurs maximales absolues

Faire fonctionner un composant électronique au-delà de ses valeurs maximales absolues peut causer des dommages permanents. Pour le LTST-C193KFKT-5A, le courant continu direct maximal spécifié est de 30 mA. En conditions pulsées avec un rapport cyclique de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms, il peut supporter un courant direct de crête de 80 mA. La dissipation de puissance maximale est de 75 mW, un paramètre critique pour la gestion thermique. Le dispositif peut supporter une tension inverse allant jusqu'à 5 volts. La plage de température ambiante de fonctionnement est de -30°C à +85°C, tandis que la plage de température de stockage est légèrement plus large, de -40°C à +85°C. Pour l'assemblage, la LED est conçue pour le soudage par refusion infrarouge avec une température de pic de 260°C pendant un maximum de 10 secondes.

3. Caractéristiques électro-optiques

Les performances de la LED sont caractérisées dans des conditions de test standard à une température ambiante (Ta) de 25°C. Les paramètres clés définissent son flux lumineux et son comportement électrique.

3.1 Intensité lumineuse et angle de vision

À un courant direct (IF) de 5 mA, l'intensité lumineuse (Iv) a une valeur typique comprise dans une plage de classement. La valeur minimale commence à 11,2 millicandelas (mcd), avec un maximum de 45,0 mcd pour la classe la plus élevée. L'intensité lumineuse est mesurée à l'aide d'une combinaison capteur/filtre qui se rapproche de la courbe de réponse oculaire photopique (CIE). Le dispositif présente un angle de vision (2θ1/2) très large de 130 degrés. Ce paramètre, défini comme l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur axiale, indique que la LED émet de la lumière sur une large zone, adaptée aux applications nécessitant une visibilité grand angle.

3.2 Caractéristiques spectrales

Les propriétés spectrales définissent la couleur de la lumière émise. La longueur d'onde d'émission de pic (λP) est typiquement de 611 nanomètres (nm). La longueur d'onde dominante (λd), qui est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain pour représenter la couleur, est typiquement de 605 nm à 5 mA. La demi-largeur de raie spectrale (Δλ), une mesure de la pureté spectrale ou de l'étroitesse du spectre autour de la longueur d'onde de pic, est de 17 nm. Ces valeurs sont caractéristiques des LED orange AllnGaP de haute qualité.

3.3 Caractéristiques électriques

La tension directe (VF) de la LED, mesurée à IF=5mA, varie d'un minimum de 1,70 volt à un maximum de 2,30 volts. Cette plage est soumise au processus de classement décrit plus loin. Le courant inverse (IR) est très faible, avec un maximum de 10 microampères (μA) lorsqu'une tension inverse (VR) de 5V est appliquée, indiquant de bonnes caractéristiques de diode.

4. Système de classement

Pour assurer l'uniformité en production de masse, les LED sont triées en classes selon des paramètres clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques pour leur application.

4.1 Classement par tension directe

La tension directe est catégorisée en trois classes : E2 (1,70V - 1,90V), E3 (1,90V - 2,10V) et E4 (2,10V - 2,30V). Une tolérance de ±0,1 volt est appliquée à chaque classe. La sélection de LED provenant de la même classe de tension aide à maintenir une luminosité uniforme lorsque plusieurs LED sont connectées en parallèle, car elles subiront des chutes de tension similaires.

4.2 Classement par intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est classée en trois catégories : L (11,2 - 18,0 mcd), M (18,0 - 28,0 mcd) et N (28,0 - 45,0 mcd). Une tolérance de ±15% s'applique à chaque classe d'intensité. Ce classement est crucial pour les applications nécessitant des niveaux de luminosité cohérents sur plusieurs indicateurs ou éléments de rétroéclairage.

5. Boîtier et informations mécaniques

Les dimensions physiques et la manipulation du composant sont critiques pour la conception et l'assemblage du PCB.

5.1 Dimensions du boîtier

La LED a une empreinte très compacte. Des dessins cotés détaillés dans la fiche technique spécifient la longueur, la largeur, la hauteur (0,35 mm) et l'emplacement de l'identifiant de cathode. Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance standard de ±0,10 mm sauf indication contraire. Le boîtier suit les contours standards EIA pour la compatibilité.

5.2 Configuration recommandée des pastilles de soudure

Un motif de pastilles recommandé (conception des plots de soudure) pour le PCB est fourni. Cette configuration est optimisée pour la formation fiable des joints de soudure pendant le soudage par refusion. La fiche technique suggère une épaisseur maximale de pochoir de 0,10 mm pour l'application de la pâte à souder afin d'éviter les ponts ou l'excès de soudure.

5.3 Conditionnement en bande et bobine

Les LED sont fournies sur bande porteuse gaufrée d'une largeur de 8 mm, enroulée sur des bobines d'un diamètre de 7 pouces (178 mm). Chaque bobine contient 5000 pièces. Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA 481-1-A-1994. Les alvéoles vides sont scellées avec un ruban de couverture. Des règles spécifiques sont notées, comme un maximum de deux composants manquants consécutifs et une quantité d'emballage minimale de 500 pièces pour les bobines restantes.

6. Directives d'assemblage et de manipulation

Une manipulation appropriée est essentielle pour maintenir la fiabilité et les performances.

6.1 Processus de soudage

La LED est entièrement compatible avec les processus de soudage par refusion infrarouge (IR), qui est la norme pour l'assemblage SMD. Un profil de refusion détaillé est suggéré pour les processus de soudure sans plomb. Les paramètres clés incluent une zone de préchauffage, une montée en température contrôlée, une température de pic ne dépassant pas 260°C et un temps au-dessus du liquidus (TAL) selon le profil. Le temps total à la température de pic doit être d'un maximum de 10 secondes. Pour la reprise manuelle avec un fer à souder, la température de la panne ne doit pas dépasser 300°C, et le temps de contact doit être limité à 3 secondes, une seule fois. La fiche technique souligne que le profil final doit être caractérisé pour la conception de PCB spécifique, les composants et la pâte à souder utilisés.

6.2 Nettoyage

Si un nettoyage après soudage est nécessaire, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager le boîtier époxy de la LED. La méthode recommandée est d'immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante normale pendant moins d'une minute. Un nettoyage agressif ou aux ultrasons n'est pas conseillé à moins d'avoir été spécifiquement testé et qualifié.

6.3 Conditions de stockage

Des conditions de stockage strictes sont définies pour éviter l'absorption d'humidité, qui peut provoquer l'effet "pop-corn" (fissuration du boîtier) pendant la refusion. Lorsque le sac étanche à l'humidité d'origine avec dessicant est scellé, les LED doivent être stockées à ≤30°C et ≤90% HR et utilisées dans l'année. Une fois le sac ouvert, la "durée de vie hors sac" commence. Les LED doivent être stockées à ≤30°C et ≤60% HR et il est recommandé de les souder par refusion IR dans les 672 heures (28 jours). Pour un stockage plus long hors du sac d'origine, elles doivent être conservées dans un conteneur scellé avec dessicant ou dans une atmosphère d'azote. Si la durée de vie hors sac dépasse 672 heures, un séchage à environ 60°C pendant au moins 20 heures est requis avant l'assemblage pour éliminer l'humidité.

7. Informations d'application et considérations de conception

Comprendre les principes de fonctionnement et les contraintes de conception est essentiel pour une mise en œuvre réussie.

7.1 Conception du circuit de commande

Une LED est un dispositif commandé en courant. Son flux lumineux est principalement fonction du courant direct, et non de la tension. Par conséquent, il n'est pas recommandé de la piloter avec une source de tension constante, car cela peut entraîner un emballement thermique et sa destruction. La fiche technique recommande fortement d'utiliser une résistance de limitation de courant en série avec la LED lorsqu'elle est connectée à une source de tension. Cette résistance fixe le courant de fonctionnement selon la loi d'Ohm : R = (V_alimentation - VF_LED) / I_souhaité. Cette pratique est particulièrement critique lors de la connexion de plusieurs LED en parallèle pour assurer le partage du courant et une luminosité uniforme, car la tension directe (VF) peut varier légèrement d'un dispositif à l'autre.

7.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible (75 mW max), une conception thermique appropriée reste importante pour la fiabilité à long terme et la stabilité du flux lumineux. Les performances de la LED, en particulier la tension directe et l'intensité lumineuse, dépendent de la température. Assurer une surface de cuivre de PCB adéquate autour des pastilles de soudure peut aider à dissiper la chaleur. Faire fonctionner la LED à ou près de son courant nominal maximal générera plus de chaleur et peut nécessiter des considérations thermiques supplémentaires.

7.3 Champ d'application et précautions

La fiche technique spécifie que cette LED est destinée aux équipements électroniques ordinaires tels que les équipements de bureau, les dispositifs de communication et les appareils ménagers. Pour les applications nécessitant une fiabilité exceptionnelle où une défaillance pourrait mettre en danger la vie ou la santé (par exemple, l'aviation, les dispositifs médicaux, les systèmes de sécurité des transports), une consultation avec le fabricant est requise avant l'intégration. Il s'agit d'un avertissement standard pour les composants de qualité commerciale.

8. Analyse approfondie technique et des performances

Au-delà des spécifications de base, plusieurs principes sous-jacents et tendances de performance sont importants pour une conception avancée.

8.1 Relation entre courant, tension et intensité

Les courbes de performance (sous-entendues dans la fiche technique) montreraient typiquement que l'intensité lumineuse augmente approximativement de manière linéaire avec le courant direct dans la plage de fonctionnement normale. Cependant, le rendement (lumens par watt) peut atteindre un pic à un certain courant puis diminuer en raison des effets thermiques accrus. La tension directe a un coefficient de température négatif, ce qui signifie qu'elle diminue légèrement lorsque la température de jonction augmente.

8.2 Technologie des matériaux : AllnGaP

L'utilisation du Phosphure d'Aluminium Indium Gallium (AllnGaP) comme matériau semi-conducteur actif est significative. Les LED AllnGaP sont connues pour leur haut rendement dans les régions de longueur d'onde rouge, orange et jaune par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaAsP. Elles offrent une bonne stabilité de couleur dans le temps et en fonction du courant de fonctionnement, ainsi qu'une tension directe relativement faible. La lumière orange de 605-611 nm produite est vive et facilement visible.

8.3 Conception optique et angle de vision

L'angle de vision de 130 degrés est obtenu grâce à la conception de la puce et à la forme de la lentille en époxy. Un large angle de vision est idéal pour les indicateurs d'état qui doivent être vus sous différents angles. Pour les applications nécessitant un faisceau plus focalisé, une optique secondaire serait nécessaire.

9. Comparaison et guide de sélection

Lors de la sélection d'une LED pour une conception, les ingénieurs doivent comparer les paramètres clés.

Principaux points de différenciation de cette LED :Le principal point de différenciation est sa hauteur ultra-basse de 0,35 mm. Comparée aux LED à puce standard de 0,6 mm ou 1,0 mm de hauteur, cela permet des produits finaux plus minces. Le large angle de vision de 130 degrés est un autre avantage pour l'éclairage de grande surface. La technologie AllnGaP offre un bon rendement et une bonne couleur pour la lumière orange.

Critères de sélection :Les concepteurs doivent hiérarchiser en fonction des besoins de l'application : contraintes de hauteur, luminosité requise (classe d'intensité lumineuse), point de couleur (longueur d'onde dominante), compatibilité du courant de commande et limites thermiques/puissance. Le système de classement permet une optimisation des coûts en sélectionnant le grade de performance approprié.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Puis-je piloter cette LED directement depuis une broche de microcontrôleur 3,3V ou 5V ?

R : Non, pas directement. Vous devez utiliser une résistance de limitation de courant en série. Par exemple, avec une alimentation de 3,3V, une VF typique de 2,0V et un courant souhaité de 5mA, la valeur de la résistance serait (3,3V - 2,0V) / 0,005A = 260 Ohms. Une résistance standard de 270 Ohms serait appropriée.

Q : Que se passe-t-il si je dépasse la limite de 10 secondes à 260°C pendant la refusion ?

R : Dépasser les limites de temps/température peut causer plusieurs problèmes : dégradation de la lentille en époxy (jaunissement), dommages aux fils de liaison internes, ou une contrainte thermique excessive sur la puce semi-conductrice, pouvant entraîner une défaillance immédiate ou une fiabilité à long terme réduite.

Q : Pourquoi la durée de stockage et de vie hors sac est-elle si strictement définie ?

R : Le matériau d'encapsulation en époxy peut absorber l'humidité de l'air. Pendant le processus de soudage par refusion à haute température, cette humidité piégée se transforme rapidement en vapeur, créant une pression interne élevée. Cela peut provoquer le délaminage du boîtier ou même le fissurer, un phénomène connu sous le nom d'effet "pop-corn". Les procédures de stockage et de séchage contrôlent la teneur en humidité pour éviter cela.

Q : Comment identifier la cathode sur la LED ?

R : Le dessin du boîtier dans la fiche technique indique le marquage de la cathode. Typiquement, pour de telles LED à puce, la cathode est marquée par une bande verte, un point ou un coin chanfreiné sur le dessus ou le dessous du composant. Reportez-vous toujours au dessin mécanique pour le marquage spécifique.