Fiche technique LED SMD LTST-C281KGKT-5A - Hauteur 0,35mm - Tension directe 1,7-2,3V - Couleur verte - Puissance 75mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-C281KGKT-5A est une LED à montage en surface (SMD) conçue pour les applications électroniques modernes et compactes. Il appartient à la catégorie des LED puces ultra-minces, avec une hauteur remarquablement faible de seulement 0,35 mm. Ceci en fait un choix idéal pour les applications où les contraintes d'espace sont critiques, comme dans les écrans ultra-fins, les appareils mobiles et la technologie portable.

La LED utilise un matériau semi-conducteur AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) pour sa puce émettrice de lumière. Cette technologie est connue pour produire un rendement lumineux élevé, en particulier dans les parties verte, jaune et rouge du spectre. Le modèle spécifique, LTST-C281KGKT-5A, émet une lumière verte avec une lentille "water clear" (transparente), qui ne diffuse pas la lumière, ce qui donne un faisceau plus focalisé et intense, adapté aux indicateurs d'état, au rétroéclairage et à l'éclairage de panneaux.

Ses principaux avantages incluent la conformité aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), ce qui en fait un "produit vert" respectueux de l'environnement. Il est conditionné sur bande standard de 8 mm sur bobines de 7 pouces de diamètre, garantissant la compatibilité avec les équipements automatisés de placement rapide couramment utilisés en production de masse. De plus, il est conçu pour être compatible avec les processus de soudage par refusion infrarouge (IR), standard pour les lignes d'assemblage à technologie de montage en surface (SMT).

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Il n'est pas recommandé de faire fonctionner la LED dans ces conditions pour une performance fiable.

• Dissipation de puissance (Pd) :75 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le boîtier de la LED peut dissiper sous forme de chaleur sans dépasser sa température de jonction maximale. Dépasser cette limite risque une dégradation thermique.
• Courant direct de crête (I_FP) :80 mA. C'est le courant direct instantané maximal, autorisé uniquement en conditions pulsées (spécifié à un cycle de service de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms). Il est utilisé pour des flashs brefs et de haute intensité.
• Courant direct continu (I_F) :30 mA. C'est le courant continu maximal qui peut être appliqué en continu. Pour la plupart des applications d'indicateur standard, un courant de commande de 5-20 mA est typique.
• Tension inverse (V_R) :5 V. L'application d'une tension inverse supérieure à cette valeur peut provoquer la claquage et la défaillance de la jonction de la LED.
• Température de fonctionnement & de stockage :-30°C à +85°C et -40°C à +85°C, respectivement. Ces plages définissent les conditions environnementales pour un fonctionnement fiable et un stockage hors service.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés dans des conditions de test standard (Ta=25°C) et définissent les performances de la LED.

• Intensité lumineuse (I_V) :4,5 - 28,0 mcd (Typique). Mesurée à un courant direct (I_F) de 5mA. La large plage est due au système de classement (expliqué à la section 3). L'intensité est mesurée avec un filtre approximant la courbe de réponse photopique (œil humain).
• Angle de vision (2θ_1/2) :130 degrés (Typique). C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur de crête (sur l'axe). Un angle de 130° indique un diagramme de vision très large.
• Longueur d'onde de crête (λ_P) :574 nm (Typique). La longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est à son maximum.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :567,5 - 576,5 nm. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur. Elle est dérivée du diagramme de chromaticité CIE et est le paramètre clé pour la spécification de la couleur.
• Demi-largeur spectrale (Δλ) :15 nm (Typique). La largeur du spectre d'émission à la moitié de son intensité maximale. Une largeur plus étroite indique une couleur spectralement plus pure.
• Tension directe (V_F) :1,7 - 2,3 V à I_F=5mA. La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit du courant. Cette plage est également soumise au classement.
• Courant inverse (I_R) :10 μA (Max) à V_R=5V. Un faible courant de fuite qui circule lorsque la LED est polarisée en inverse dans sa limite maximale.

3. Explication du système de classement

Pour assurer l'uniformité en production de masse, les LED sont triées en classes de performance. Le LTST-C281KGKT-5A utilise un système de classement tridimensionnel pour les paramètres clés.

3.1 Classement par tension directe (Unité : V @5mA)

Les LED sont triées en fonction de leur chute de tension directe pour assurer une luminosité uniforme lorsqu'elles sont pilotées par une source de tension constante ou en configuration parallèle.

• Classe E2 :1,70V (Min) - 1,90V (Max)
• Classe E3 :1,90V (Min) - 2,10V (Max)
• Classe E4 :2,10V (Min) - 2,30V (Max)
• Tolérance par classe : ±0,1V

3.2 Classement par intensité lumineuse (Unité : mcd @5mA)

Ce classement garantit un niveau de lumière minimum prévisible pour un courant de commande donné.

• Classe J :4,50 mcd (Min) - 7,10 mcd (Max)
• Classe K :7,10 mcd (Min) - 11,20 mcd (Max)
• Classe L :11,20 mcd (Min) - 18,00 mcd (Max)
• Classe M :18,00 mcd (Min) - 28,00 mcd (Max)
• Tolérance par classe : ±15%

3.3 Classement par longueur d'onde dominante (Unité : nm @5mA)

Ce classement critique contrôle la teinte précise de la couleur verte émise.

• Classe C :567,50 nm (Min) - 570,50 nm (Max)
• Classe D :570,50 nm (Min) - 573,50 nm (Max)
• Classe E :573,50 nm (Min) - 576,50 nm (Max)
• Tolérance par classe : ±1 nm

Le numéro de pièce complet peut inclure des codes spécifiant quelles classes sont fournies pour une commande particulière.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (Fig.1, Fig.6), leurs implications sont standard pour la technologie LED.

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

La relation est exponentielle. Une petite augmentation de la tension entraîne une forte augmentation du courant. C'est pourquoi les LED doivent être pilotées avec un mécanisme de limitation de courant (résistance ou pilote à courant constant) pour éviter l'emballement thermique.

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

Le flux lumineux est approximativement proportionnel au courant direct, mais l'efficacité (lumens par watt) diminue généralement à des courants très élevés en raison de l'augmentation de la chaleur.

4.3 Distribution spectrale

La Fig.1 référencée montrerait une courbe de type gaussienne centrée autour de 574 nm (crête) avec une demi-largeur de 15 nm, confirmant la sortie monochromatique verte de la puce AlInGaP.

4.4 Dépendance à la température

Les performances des LED sont sensibles à la température. La tension directe diminue généralement avec l'augmentation de la température (~2mV/°C), tandis que l'intensité lumineuse diminue également. Fonctionner dans la plage de température spécifiée est crucial pour maintenir les performances et la longévité.

5. Informations mécaniques & de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est conforme à un contour de boîtier standard EIA (Electronic Industries Alliance). Les dimensions clés incluent la hauteur totale de 0,35 mm, la longueur et la largeur telles que définies dans le dessin mécanique détaillé. Toutes les tolérances sont de ±0,10 mm sauf indication contraire.

5.2 Identification de la polarité

La borne cathode (négative) est généralement indiquée par un marquage sur le boîtier, tel qu'une encoche, un point ou un marquage vert, comme indiqué dans le diagramme dimensionnel. La polarité correcte est essentielle pour le fonctionnement.

5.3 Schéma de pastilles de soudure recommandé

Un motif de pastilles (empreinte de soudure) recommandé est fourni pour assurer un soudage correct et une stabilité mécanique pendant et après le processus de refusion. Respecter ce schéma empêche le "tombstoning" (composant qui se redresse) et assure de bons cordons de soudure.

6. Directives de soudage & d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion infrarouge

La LED est qualifiée pour les processus de soudage sans plomb (Pb-free). Le profil suggéré comprend :

• Préchauffage :Montée en température jusqu'à 120-150°C.
• Temps de stabilisation/Préchauffage :Maximum 120 secondes pour permettre la stabilisation de la température sur toute la carte.
• Température de crête :Maximum 260°C. Le corps du composant ne doit pas dépasser cette température.
• Temps au-dessus du liquidus (TAL) :Il est suggéré d'être de 5 secondes maximum à la température de crête. La LED peut supporter ce cycle de refusion un maximum de deux fois.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire :

• Température du fer :Maximum 300°C.
• Temps de soudage :Maximum 3 secondes par broche.
• Limite :Un seul cycle de soudage.

6.3 Stockage & Manipulation

• Conditions de stockage :Recommandé à ≤30°C et ≤60% d'humidité relative.
• Sensibilité à l'humidité :Les LED retirées de leur emballage d'origine sec doivent être soudées par refusion dans les 672 heures (28 jours). Si elles sont stockées plus longtemps, une cuisson à 60°C pendant au moins 20 heures est requise avant le soudage pour éviter l'effet "pop-corn" (fissuration du boîtier due à l'humidité vaporisée).
• Nettoyage :N'utiliser que des solvants spécifiés comme l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute si un nettoyage est nécessaire. D'autres produits chimiques peuvent endommager la lentille en plastique.

7. Conditionnement & Informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Le produit est fourni sur bande porteuse gaufrée :

• Largeur de bande : 8mm.
• Diamètre de la bobine :7 pouces.
• Quantité par bobine :5000 pièces.
• Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.
• Standard de conditionnement :Conforme à la norme ANSI/EIA-481.
• Les emplacements vides sont scellés avec une bande de couverture. Un maximum de deux composants manquants consécutifs est autorisé.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Indicateurs d'état :Lumières d'état d'alimentation, de connectivité ou de fonction dans l'électronique grand public, les appareils électroménagers et les panneaux de contrôle industriel.
• Rétroéclairage :Pour les claviers, icônes ou petits afficheurs LCD dans les appareils mobiles et l'instrumentation.
• Éclairage de panneau :Dans les tableaux de bord automobiles à profil fin, les interfaces de contrôle ou les dispositifs médicaux.
• Éclairage décoratif :Dans la signalétique compacte ou l'éclairage d'accentuation où un facteur de forme mince est nécessaire.

8.2 Considérations de conception de circuit

Critique : Les LED sont des dispositifs pilotés en courant.

• Circuit de commande recommandé (Circuit A) :Utiliser une résistance de limitation de courant en série pour chaque LED, même lorsque plusieurs LED sont connectées en parallèle à une source de tension. Cela compense la variation naturelle de la tension directe (V_F) entre les LED individuelles, assurant une luminosité uniforme. La valeur de la résistance est calculée comme R = (V_alimentation- V_F) / I_F.
• Non recommandé (Circuit B) :Il est déconseillé de connecter plusieurs LED directement en parallèle sans limitation de courant individuelle. De légères différences de V_Fprovoqueront une distribution inégale du courant, entraînant des différences significatives de luminosité et un risque de surintensité dans la LED ayant la V_F.
• Pilotes à courant constant :Pour une précision et une efficacité maximales, en particulier dans les applications d'affichage ou d'éclairage, un circuit intégré pilote LED à courant constant dédié est recommandé.

9. Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

La structure semi-conductrice AlInGaP est sensible aux décharges électrostatiques. L'ESD peut provoquer une défaillance immédiate ou des dommages latents qui réduisent la durée de vie.

Précautions ESD obligatoires :

• Les opérateurs doivent porter un bracelet antistatique relié à la terre ou des gants antistatiques lors de la manipulation des LED.
• Tous les postes de travail, outils et équipements doivent être correctement mis à la terre.
• Stocker et transporter les LED dans un emballage antistatique.
• Utiliser un ioniseur pour neutraliser les charges statiques qui peuvent s'accumuler sur la lentille en plastique pendant la manipulation.

10. Comparaison & Différenciation technique

Le principal facteur de différenciation du LTST-C281KGKT-5A est sonprofil ultra-mince de 0,35 mm. Comparé aux LED SMD standard (par exemple, les boîtiers 0603 ou 0805 qui font souvent 0,6-0,8 mm de haut), cela représente une réduction de hauteur de plus de 50%. C'est un avantage critique pour les applications repoussant les limites de la finesse des appareils.

Son utilisation de latechnologie AlInGaPpour la lumière verte offre une efficacité plus élevée et une meilleure stabilité des couleurs dans le temps et avec la température par rapport aux technologies plus anciennes comme les LED vertes traditionnelles au GaP (Phosphure de Gallium), qui sont généralement moins brillantes et peuvent avoir une teinte vert-jaunâtre.

11. Questions fréquemment posées (FAQ)

11.1 Puis-je piloter cette LED directement depuis une sortie logique 3,3V ou 5V ?

Non, pas directement.Vous devez toujours utiliser une résistance de limitation de courant en série. Par exemple, avec une alimentation de 5V, une V_Fde 2,0V, et un I_Fsouhaité de 5mA : R = (5V - 2,0V) / 0,005A = 600Ω. Une résistance standard de 560Ω ou 620Ω serait appropriée.

11.2 Pourquoi y a-t-il une si large plage d'intensité lumineuse (4,5 à 28 mcd) ?

Cela est dû à la dispersion de production et au système de classement. Lors de la commande, vous pouvez spécifier la classe d'intensité (J, K, L, M) requise pour votre application afin de garantir un niveau de luminosité minimum.

11.3 Que signifie lentille "water clear" ?

Cela signifie que le matériau de la lentille est transparent et non diffusant. La lumière émise apparaît comme un point distinct et brillant. Pour un faisceau plus large et plus diffusé, un type de lentille diffusante (laiteuse) serait utilisé, mais cela réduit généralement l'intensité lumineuse sur l'axe.

11.4 Comment interpréter le numéro de pièce LTST-C281KGKT-5A ?

Bien que la convention de dénomination complète soit propriétaire, les éléments typiques incluent : "LTST" (famille de produits), "C281" (taille/style de boîtier), "K" (probablement classe d'intensité), "GK" (probablement classe de couleur/longueur d'onde), "T" (conditionnement sur bande et bobine), et "5A" (révision ou variante).

12. Étude de cas d'intégration

Scénario :Conception d'un indicateur d'état pour une nouvelle montre connectée. La carte principale a une contrainte d'épaisseur de 1,0 mm, et l'indicateur doit être visible sous diverses conditions d'éclairage.

Raisonnement de sélection :La hauteur de 0,35 mm du LTST-C281KGKT-5A lui permet de s'intégrer confortablement dans les couches empilées de l'assemblage de la montre (PCB, LED, guide de lumière, lentille extérieure). La haute efficacité de la puce AlInGaP assure une luminosité suffisante (en sélectionnant la classe L ou M) pour être vue à l'extérieur tout en maintenant une faible consommation d'énergie, ce qui est critique pour l'autonomie de la batterie. Le large angle de vision de 130° garantit que l'indicateur est visible sous différents angles lorsqu'on regarde le poignet. La compatibilité avec la refusion IR permet de la souder simultanément avec tous les autres composants SMD sur la carte principale, simplifiant l'assemblage.

13. Principe de fonctionnement

La lumière est générée par un processus appelé électroluminescence au sein de la puce semi-conductrice AlInGaP. Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de conduction de la diode 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 (le "puits quantique"). Lorsqu'un électron se recombine avec un trou, de l'énergie est libérée sous forme de photon (particule de lumière). La composition spécifique des atomes d'Aluminium, d'Indium, de Gallium et de Phosphore dans le réseau cristallin détermine l'énergie de la bande interdite, qui dicte directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Pour le LTST-C281KGKT-5A, cette composition est ajustée pour produire des photons dans le spectre vert (~574 nm).

14. Tendances technologiques

La tendance pour les LED d'indicateur et de rétroéclairage continue vers laminiaturisation et l'augmentation de l'efficacité. La hauteur de 0,35 mm de ce dispositif représente la poursuite de la course à la finesse des composants. Les développements futurs pourraient se concentrer sur des boîtiers encore plus minces, une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumière par watt d'entrée électrique), et une amélioration de la restitution des couleurs ou le développement de nouvelles couleurs saturées. L'intégration avec les circuits de commande ou la création de réseaux de micro-LED multicolores et adressables dans des formats ultra-minces sont également des domaines actifs de recherche et développement, poussés par les demandes de l'électronique grand public, de l'éclairage automobile et des technologies d'affichage avancées.