Fiche technique LED SMD LTST-C198KGKT - 0,2 mm d'épaisseur - Tension directe 2,6 V - AlInGaP Vert - Puissance 78 mW - Document technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

La LTST-C198KGKT est une LED à puce (chip LED) à montage en surface ultra-mince, conçue pour les applications électroniques modernes et compactes. Sa caractéristique principale est un profil exceptionnellement bas de seulement 0,2 millimètre, la rendant adaptée aux appareils où l'espace et la hauteur des composants sont des contraintes critiques. Le dispositif utilise un matériau semi-conducteur AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) pour produire une lumière verte de haute luminosité. Elle est conditionnée sur bande de 8 mm standard de l'industrie, sur bobines de 7 pouces, garantissant une compatibilité avec les équipements automatisés de placement rapide et les procédés de soudage par refusion infrarouge. Cette LED est classée comme produit vert et est conforme à la directive RoHS (Restriction des substances dangereuses).

1.1 Avantages principaux

Les principaux avantages de ce composant découlent de sa combinaison de miniaturisation et de performance. L'épaisseur de 0,2 mm permet une intégration dans des produits extrêmement fins. La technologie de puce AlInGaP offre une efficacité lumineuse supérieure par rapport aux matériaux traditionnels, ce qui se traduit par une haute luminosité dans un facteur de forme réduit. La compatibilité totale avec les lignes d'assemblage automatisées SMT (Technologie de Montage en Surface) rationalise la fabrication et réduit les coûts de production. Sa conception est également compatible avec les circuits intégrés (C.I.), permettant un pilotage direct depuis des sorties logiques standard.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des caractéristiques électriques, optiques et thermiques spécifiées dans la fiche technique.

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Elles ne sont pas destinées au fonctionnement normal. Le courant direct continu (DC) maximal est de 30 mA. Un courant direct de crête plus élevé de 80 mA est autorisé, mais uniquement en conditions pulsées avec un cycle de service de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms pour éviter la surchauffe. La tension inverse maximale applicable est de 5 V. La dépasser peut provoquer un claquage de la jonction. Le dispositif peut dissiper jusqu'à 78 mW de puissance. La plage de température de fonctionnement est de -30°C à +85°C, et il peut être stocké à des températures de -40°C à +85°C. Pour le soudage, il peut supporter une température de pic de refusion infrarouge de 260°C pendant un maximum de 10 secondes.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ces paramètres sont mesurés dans des conditions de test standard à une température ambiante de 25°C et un courant direct (IF) de 20 mA, sauf indication contraire. L'intensité lumineuse (Iv) a une valeur typique de 60,0 millicandelas (mcd), avec une valeur minimale spécifiée de 36,0 mcd. Cette intensité est mesurée à l'aide d'un capteur et d'un filtre qui imitent la réponse photopique de l'œil humain. L'angle de vision (2θ1/2), défini comme l'angle total où l'intensité chute à la moitié de sa valeur sur l'axe, est de 130 degrés, indiquant un diagramme d'émission large. La longueur d'onde dominante (λd), qui définit la couleur perçue, est de 570 nm (vert). La longueur d'onde d'émission de pic (λp) est de 574 nm. La demi-largeur de raie spectrale (Δλ) est de 15 nm, décrivant la pureté spectrale. La tension directe (VF) varie typiquement de 2,1 V à 2,6 V à 20 mA. Le courant inverse (IR) est au maximum de 10,0 μA lorsqu'une polarisation inverse de 5 V est appliquée.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour garantir l'uniformité en production, les LED sont triées en classes de performance. La LTST-C198KGKT utilise un système de classement bidimensionnel basé sur l'intensité lumineuse et la longueur d'onde dominante.

3.1 Classement par intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est catégorisée en trois classes : N2 (36,0 - 45,0 mcd), P (45,0 - 71,0 mcd) et Q (71,0 - 112,0 mcd). Une tolérance de +/-15 % est appliquée au sein de chaque classe. Cela permet aux concepteurs de sélectionner les LED en fonction du niveau de luminosité requis pour leur application, assurant une uniformité visuelle dans les produits utilisant plusieurs LED.

3.2 Classement par longueur d'onde dominante

La longueur d'onde dominante, qui détermine la teinte exacte de vert, est triée en trois classes : C (567,5 - 570,5 nm), D (570,5 - 573,5 nm) et E (573,5 - 576,5 nm). La tolérance pour chaque classe est de +/- 1 nm. Ce contrôle strict est crucial pour les applications où la constance des couleurs est importante, comme dans les indicateurs d'état ou les affichages couleur complets.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des graphiques spécifiques soient référencés dans la fiche technique (Fig.1, Fig.5), leurs implications peuvent être discutées. La relation entre le courant direct (IF) et la tension directe (VF) est typiquement exponentielle, suivant l'équation de la diode. Les concepteurs doivent tenir compte de la plage de VF lors de la conception des circuits de limitation de courant. La courbe d'intensité lumineuse en fonction du courant direct est généralement linéaire dans la plage de fonctionnement, mais elle saturera à des courants plus élevés en raison des effets thermiques. La dépendance de la tension directe à la température est négative (VF diminue lorsque la température augmente), ce qui est une caractéristique standard des diodes semi-conductrices. La courbe de distribution spectrale montrerait un pic à 574 nm avec une largeur de 15 nm à mi-hauteur.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier et polarité

La LED présente un contour de boîtier standard EIA. La cathode est clairement identifiée dans le diagramme de conditionnement sur bande et bobine. Des dessins dimensionnels précis sont fournis dans la fiche technique, avec toutes les mesures en millimètres et une tolérance générale de ±0,10 mm. Le profil ultra-mince de 0,2 mm est une spécification mécanique clé.

5.2 Conception recommandée des pastilles de soudure

Une disposition suggérée des pastilles de soudure est fournie pour assurer la formation fiable des joints de soudure et un bon alignement pendant la refusion. La recommandation inclut une épaisseur maximale de pochoir de 0,08 mm pour contrôler le volume de pâte à souder et éviter les ponts ou le soulèvement (tombstoning) de ce composant très petit.

6. Guide de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de refusion infrarouge suggéré pour les procédés de soudure sans plomb (Pb-free) est fourni, conforme aux normes JEDEC. Les paramètres clés incluent une zone de préchauffage de 150-200°C, un temps de préchauffage maximal de 120 secondes, une température de pic ne dépassant pas 260°C, et un temps au-dessus du liquidus (à la température de pic) limité à un maximum de 10 secondes. Le profil est conçu pour minimiser la contrainte thermique sur le boîtier de la LED tout en assurant une bonne refusion de la soudure.

6.2 Conditions de stockage et de manipulation

Les décharges électrostatiques (ESD) peuvent endommager la LED. La manipulation avec des bracelets antistatiques mis à la terre et sur un équipement correctement mis à la terre est obligatoire. Pour le stockage, les sachets anti-humidité non ouverts avec dessicant doivent être conservés à ≤30°C et ≤90% d'HR, avec une durée de conservation d'un an. Une fois ouverts, les LED doivent être stockées à ≤30°C et ≤60% d'HR et utilisées dans la semaine. Si elles sont stockées plus longtemps hors du sachet d'origine, elles doivent être séchées (baked) à 60°C pendant au moins 20 heures avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et éviter l'effet "popcorn" pendant la refusion.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après le soudage, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. Il est recommandé d'immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute. Des produits chimiques non spécifiés pourraient endommager le matériau du boîtier ou la lentille.

7. Conditionnement et informations de commande

Le conditionnement standard est une bande de 8 mm sur des bobines d'un diamètre de 7 pouces (178 mm). Chaque bobine complète contient 5000 pièces. Pour des quantités inférieures à une bobine complète, une quantité minimale d'emballage de 500 pièces s'applique pour les lots restants. Les spécifications de la bande et de la bobine suivent les normes ANSI/EIA 481. La bande possède un couvercle supérieur pour protéger les composants, et le nombre maximal autorisé de composants manquants consécutifs dans la bande est de deux.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est destinée aux équipements électroniques ordinaires. Son profil fin la rend idéale pour le rétroéclairage dans l'électronique grand public ultra-fine (smartphones, tablettes, ordinateurs portables), les indicateurs d'état dans les appareils portables, et l'éclairage de panneaux dans l'instrumentation. Sa haute luminosité et son large angle de vision la rendent adaptée aux applications nécessitant une bonne visibilité.

8.2 Considérations de conception

Les concepteurs de circuits doivent mettre en œuvre une limitation de courant appropriée, généralement en utilisant une résistance en série, pour garantir que le courant direct ne dépasse pas la valeur maximale continue de 30 mA. La variation de tension directe (2,1 V à 2,6 V) doit être prise en compte dans la conception de l'alimentation. Pour une uniformité visuelle dans les réseaux à plusieurs LED, spécifier des LED de la même classe d'intensité et de longueur d'onde est crucial. La conception du circuit imprimé (PCB) doit suivre les dimensions recommandées des pastilles de soudure et les directives du pochoir pour assurer un assemblage fiable.

9. Comparaison et différenciation technique

La différenciation principale de la LTST-C198KGKT réside dans sa combinaison d'extrême finesse (0,2 mm) et de l'utilisation de la technologie AlInGaP. Comparée aux anciennes LED vertes au GaP (Phosphure de Gallium), l'AlInGaP offre une efficacité lumineuse nettement supérieure et une meilleure stabilité thermique. Comparée à d'autres LED fines, son angle de vision spécifié de 130 degrés est remarquablement large, offrant une meilleure visibilité hors axe. Sa compatibilité avec la refusion IR standard et le conditionnement sur bande et bobine en font une solution prête à l'emploi pour la production automatisée à grand volume, contrairement à certaines anciennes LED à trous traversants ou placées manuellement.

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

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

R : Non. Vous devez utiliser une résistance de limitation de courant. La tension directe est d'environ 2,6 V max. Connecter directement 3,3 V permettrait à un courant excessif de circuler, risquant de détruire la LED. Calculez la valeur de la résistance en utilisant R = (Vcc - Vf) / If.

Q : Que signifie la valeur "Courant direct de crête" ?

R : Cela signifie que vous pouvez brièvement pulser la LED avec jusqu'à 80 mA pour obtenir une luminosité instantanée plus élevée, mais uniquement dans des conditions très spécifiques : une largeur d'impulsion de 0,1 ms et un cycle de service de 10 % ou moins. Ce n'est pas pour un fonctionnement continu.

Q : Pourquoi un séchage (baking) est-il requis si les LED sont stockées hors du sachet ?

R : Le boîtier plastique peut absorber l'humidité de l'air. Pendant le chauffage rapide du soudage par refusion, cette humidité peut se vaporiser de manière explosive, provoquant un délaminage interne ou des fissures (effet "popcorn"). Le séchage élimine cette humidité absorbée.

11. Cas pratique de conception

Considérons la conception d'un indicateur d'état pour un dispositif portable. L'appareil a un circuit imprimé rigide-flexible avec des contraintes de hauteur inférieures à 0,3 mm dans la zone de l'indicateur. La LTST-C198KGKT, d'une épaisseur de 0,2 mm, convient parfaitement. Un indicateur vert est requis pour indiquer "chargement complet". Le concepteur sélectionne des LED de la classe "P" pour l'intensité et de la classe "D" pour la longueur d'onde afin d'assurer une couleur et une luminosité constantes sur toutes les unités. La LED est pilotée à 15 mA (bien en dessous du maximum de 30 mA) via une résistance de limitation de courant depuis la ligne batterie 3,0 V de l'appareil, fournissant une luminosité ample avec une faible consommation. La conception du PCB utilise la géométrie de pastille recommandée, et l'atelier d'assemblage utilise le profil de refusion fourni, ce qui donne une production fiable et à haut rendement.

12. Introduction au principe technologique

La LED est basée sur une jonction p-n semi-conductrice réalisée à partir de matériaux AlInGaP. Lorsqu'une tension directe est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite du semi-conducteur, qui définit directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, le vert autour de 570 nm. Le boîtier ultra-mince est obtenu en utilisant une puce LED à l'échelle de la puce (chip-scale) avec une quantité minimale de matériau d'encapsulation, contrairement aux LED traditionnelles avec une lentille plastique moulée.

13. Tendances technologiques

La tendance pour les LED d'indication et de rétroéclairage continue vers une miniaturisation accrue, une efficacité plus élevée et une meilleure constance des couleurs. Les hauteurs de boîtier évoluent de 0,2 mm vers des profils encore plus fins. L'utilisation de matériaux semi-conducteurs avancés comme l'InGaN (pour le bleu/vert/blanc) et l'AlInGaP (pour le rouge/orange/jaune/vert) pour remplacer des matériaux moins efficaces est croissante. L'intégration est une autre tendance, avec des réseaux multi-LED ou des LED combinées avec des circuits de commande (driver ICs) dans des boîtiers uniques. De plus, la recherche d'efficacité énergétique pousse vers des valeurs de lumens par watt plus élevées, réduisant la consommation d'énergie dans les applications finales. Les tests automatisés et des spécifications de classement plus strictes deviennent la norme pour répondre aux exigences des affichages haute résolution et des applications nécessitant un appariement précis des couleurs.