Fiche technique LTST-C194KSKT - LED SMD Jaune - Dimensions 1,6x0,8x0,3mm - Tension directe 2,4V - Puissance 75mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-C194KSKT est une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (CMS) conçue pour les applications électroniques modernes où l'espace est limité. Il appartient à la catégorie des LED à puce extra-minces, avec un profil remarquablement bas de seulement 0,30 mm. Ceci en fait un choix idéal pour les applications où la hauteur des composants est un facteur de conception critique, comme dans les écrans ultra-fins, les appareils mobiles et les modules de rétroéclairage.

Le dispositif utilise un matériau semi-conducteur AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) pour sa région émettrice de lumière. Ce système de matériaux est connu pour produire une lumière à haut rendement dans le spectre ambre à rouge. Dans ce modèle spécifique, il est conçu pour émettre une lumière jaune. La LED est logée dans un boîtier à lentille transparente, ce qui permet une extraction de lumière maximale et un large angle de vision. Elle est conditionnée sur une bande standard de 8 mm, fournie sur des bobines de 7 pouces de diamètre, la rendant entièrement compatible avec les équipements automatisés de placement rapide utilisés en production de masse.

1.1 Avantages principaux et marché cible

L'avantage principal de cette LED est sa combinaison d'un facteur de forme ultra-mince et d'une haute luminosité issue de la technologie de puce AlInGaP. Sa conformité aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses) en fait un produit "vert" adapté aux marchés mondiaux avec des réglementations environnementales strictes. Le dispositif est également conçu pour être compatible avec les procédés de soudure courants, y compris le refusion infrarouge (IR) et en phase vapeur, qui sont standards dans les lignes d'assemblage de technologie de montage en surface (SMT).

Le marché cible englobe un large éventail d'électronique grand public et industrielle. Les applications clés incluent les indicateurs d'état, le rétroéclairage des claviers et icônes, l'éclairage de panneaux et l'éclairage décoratif dans les appareils où l'épaisseur minimale est primordiale. Sa compatibilité avec les équipements de placement automatique la rend adaptée à la fabrication en grande série.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des principaux paramètres de performance de la LED, définis dans des conditions de test standard (Ta=25°C).

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement à ou sous ces limites n'est pas garanti et doit être évité dans la conception du circuit.

• 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. La dépasser peut entraîner une surchauffe et une dégradation accélérée de la jonction semi-conductrice.
• Courant direct continu (IF) :30 mA. Le courant direct continu maximal qui peut être appliqué. La fiche technique spécifie un facteur de déclassement de 0,4 mA/°C au-dessus d'une température ambiante de 25°C, ce qui signifie que le courant continu admissible diminue à mesure que l'environnement de fonctionnement devient plus chaud.
• Courant direct de crête :80 mA. Ceci n'est permis qu'en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms) pour atteindre brièvement une luminosité plus élevée sans surchauffe.
• Tension inverse (VR) :5 V. L'application d'une tension inverse supérieure à cette valeur peut provoquer un claquage et des dommages irréversibles à la jonction de la LED.
• Plage de température de fonctionnement et de stockage :-55°C à +85°C. Ceci définit les limites environnementales pour un fonctionnement fiable et un stockage hors tension.
• Tolérance à la température de soudure :Le dispositif peut résister à la soudure à la vague ou au refusion IR avec une température de crête de 260°C pendant 5 secondes, et à la soudure en phase vapeur à 215°C pendant 3 minutes.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à un courant direct (IF) de 20 mA.

• Intensité lumineuse (Iv) :Varie d'un minimum de 28,0 mcd à un maximum de 180,0 mcd. La valeur réelle pour une unité spécifique dépend de son code de binning attribué (voir Section 3). L'intensité est mesurée à l'aide d'un capteur filtré pour correspondre à la réponse photopique de l'œil humain (courbe CIE).
• Angle de vision (2θ1/2) :130 degrés. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur mesurée sur l'axe central. Un large angle de vision comme celui-ci est caractéristique d'une lentille transparente non diffusante, fournissant un éclairage large.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λP) :588 nm. C'est la longueur d'onde à laquelle la puissance spectrale de sortie est la plus élevée.
• Longueur d'onde dominante (λd) :587,0 nm à 597,0 nm. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur (jaune, dans ce cas). Elle est dérivée des coordonnées chromatiques CIE. Les unités sont triées dans cette plage.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :15 nm. Ceci indique la pureté spectrale, mesurant la largeur du spectre d'émission à la moitié de sa puissance maximale. Une valeur plus petite indique une source lumineuse plus monochromatique.
• Tension directe (VF) :Typiquement 2,00 V, avec un maximum de 2,40 V à 20 mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement.
• Courant inverse (IR) :Maximum 10 μA lorsqu'une polarisation inverse de 5 V est appliquée.

3. Explication du système de binning

Pour assurer la cohérence en production de masse, les LED sont triées en "bins" en fonction de paramètres optiques clés. Le LTST-C194KSKT utilise un système de binning bidimensionnel.

3.1 Binning d'intensité lumineuse

Les LED sont catégorisées en quatre bins d'intensité (N, P, Q, R) mesurés en millicandelas (mcd) à 20 mA. Chaque bin a une valeur minimale et maximale, avec une tolérance de +/-15 % autorisée dans chaque bin. Par exemple, une unité dans le bin 'R' aura une intensité comprise entre 112,0 mcd et 180,0 mcd. Les concepteurs doivent tenir compte de cette variation si une luminosité uniforme sur plusieurs LED est critique.

3.2 Binning de longueur d'onde dominante

De même, les LED sont triées en quatre groupes de longueur d'onde (J, K, L, M) pour contrôler la cohérence des couleurs. La longueur d'onde dominante varie de 587,0 nm à 597,0 nm sur tous les bins. Chaque bin spécifique (par exemple, le bin 'K' couvre 589,5 nm à 592,0 nm) a une tolérance plus serrée de +/- 1 nm. Ceci garantit que toutes les LED d'un lot donné ont une teinte de jaune très similaire.

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. Les concepteurs peuvent s'attendre aux relations générales suivantes :

• Courbe IV (Courant vs. Tension) :La tension directe (VF) a un coefficient de température positif et augmente également légèrement avec un courant direct plus élevé. Elle est non linéaire, présentant un coude de mise en conduction avant de devenir plus linéaire.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct :La sortie lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct jusqu'à un certain point, après quoi le rendement peut chuter en raison des effets thermiques.
• Intensité lumineuse vs. Température :La sortie lumineuse des LED AlInGaP diminue généralement à mesure que la température de jonction augmente. C'est une considération critique pour les applications à haute fiabilité ou à commande de puissance élevée.
• Distribution spectrale :Le spectre d'émission est centré autour de la longueur d'onde de crête (588 nm) avec la demi-largeur spécifiée de 15 nm, définissant le point de couleur jaune.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du dispositif et polarité

La LED est conforme à une empreinte de boîtier standard EIA. La dimension clé est sa hauteur de 0,30 mm. Des dessins mécaniques détaillés dans la fiche technique fournissent la longueur, la largeur et l'espacement des plots. Le composant a un marquage de polarité, généralement un indicateur de cathode sur le boîtier ou via l'orientation de la bande, qui doit être respecté pendant l'assemblage pour assurer un fonctionnement correct.

5.2 Conception recommandée des pastilles de soudure

La fiche technique inclut un modèle de pastille (layout des plots de soudure) suggéré pour la conception de PCB. Respecter ce modèle est crucial pour obtenir des joints de soudure fiables et un bon alignement pendant le refusion. Une note recommande une épaisseur maximale de pochoir de 0,10 mm pour l'application de la pâte à souder afin d'éviter les ponts entre les plots rapprochés.

5.3 Spécifications de conditionnement en bande et bobine

Les LED sont fournies sur une bande porteuse gaufrée (largeur 8 mm) enroulée sur des bobines de 7 pouces. Chaque bobine contient 5000 pièces. Le conditionnement suit les normes ANSI/EIA 481-1-A-1994. Les spécifications clés incluent : les emplacements vides sont scellés avec un ruban de couverture, une quantité d'emballage minimale de 500 pièces pour les bobines restantes, et un maximum de deux composants manquants consécutifs autorisés par bobine.

6. Guide de soudure et d'assemblage

6.1 Profils de soudure par refusion

La fiche technique fournit deux profils de refusion infrarouge (IR) suggérés : un pour le procédé de soudure standard à l'étain-plomb (SnPb) et un pour le procédé de soudure sans plomb (Pb-free), utilisant généralement un alliage SAC (Sn-Ag-Cu). Le profil sans plomb nécessite une température de crête plus élevée (environ 260°C) mais avec des vitesses de montée et de refroidissement soigneusement contrôlées pour minimiser le choc thermique. Les profils définissent les zones de préchauffage, le temps au-dessus du liquidus et la durée de la température de crête (par exemple, 5 secondes à 260°C max).

6.2 Précautions de stockage et de manipulation

Les bobines non ouvertes doivent être stockées dans un environnement ne dépassant pas 30°C et 70 % d'humidité relative. Une fois retirés du sac barrière à l'humidité d'origine, les composants doivent être utilisés dans les 672 heures (28 jours) pour éviter l'absorption d'humidité, ce qui peut provoquer l'effet "pop-corn" pendant le refusion. Si le stockage dépasse cette période, une cuisson à environ 60°C pendant 24 heures est recommandée avant la soudure. Pour un stockage à long terme en dehors du sac d'origine, utilisez un conteneur scellé avec un dessiccant ou un environnement purgé à l'azote.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage après soudure est nécessaire, utilisez uniquement les solvants spécifiés. La fiche technique recommande l'immersion dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température normale pendant moins d'une minute. Des nettoyants chimiques non spécifiés peuvent endommager la lentille plastique ou le matériau du boîtier.

7. Considérations de conception d'application

7.1 Conception du circuit de commande

Une LED est un dispositif commandé en courant. La règle de conception la plus critique est de toujours utiliser un mécanisme de limitation de courant. La fiche technique recommande fortement d'utiliser une résistance en série pour chaque LED (Modèle de circuit A), même lorsque plusieurs LED sont connectées en parallèle à une source de tension. En effet, la tension directe (VF) des LED peut varier légèrement d'une unité à l'autre. Sans résistances individuelles, les LED avec une VF plus basse tireront un courant disproportionnellement plus élevé, entraînant une luminosité inégale et une surcontrainte potentielle (Modèle de circuit B). Pour les applications de précision, les pilotes à courant constant sont préférés.

7.2 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

La jonction semi-conductrice des LED est très sensible aux dommages causés par les décharges électrostatiques. La fiche technique décrit les mesures essentielles de contrôle ESD : les opérateurs doivent porter des bracelets de mise à la terre ou des gants antistatiques ; tous les postes de travail, équipements et racks de stockage doivent être correctement mis à la terre ; et un ioniseur doit être utilisé pour neutraliser les charges statiques qui peuvent s'accumuler sur la lentille plastique pendant la manipulation. Les dommages ESD peuvent ne pas provoquer de défaillance immédiate mais peuvent entraîner une durée de vie réduite ou des performances erratiques.

7.3 Gestion thermique

Bien que de petite taille, la limite de dissipation de puissance de 75 mW et la courbe de déclassement du courant indiquent que la gestion thermique est importante, en particulier dans des environnements à température ambiante élevée ou lors d'une commande proche du courant continu maximal. Assurer une surface de cuivre de PCB adéquate autour des pastilles de soudure peut aider à dissiper la chaleur. L'intensité lumineuse et la longueur d'onde dominante peuvent se déplacer avec la température de jonction, donc maintenir un environnement thermique stable contribue à des performances optiques constantes.

8. Comparaison et différenciation technique

Le principal facteur de différenciation du LTST-C194KSKT est son profil de 0,30 mm dans la catégorie des LED jaunes AlInGaP. Comparé aux LED CMS standard qui font souvent 0,6 mm ou 1,0 mm de haut, cela représente une réduction de hauteur de 50 à 70 %. Ceci est réalisé sans compromis significatif sur les performances optiques, car il offre toujours un large angle de vision et des niveaux de luminosité adaptés aux applications d'indicateur. Sa compatibilité avec les procédés de refusion standard en fait un remplacement direct pour des composants plus épais dans des scénarios de mise à niveau d'espace, contrairement à certains dispositifs ultra-minces qui nécessitent des techniques d'assemblage spécialisées.

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

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

R : Non. Vous devez utiliser une résistance de limitation de courant en série. Par exemple, avec une alimentation de 3,3 V et une VF typique de 2,0 V à 20 mA, la valeur de la résistance serait R = (3,3 V - 2,0 V) / 0,02 A = 65 Ohms. Une résistance standard de 68 Ohms serait appropriée.

Q : Pourquoi y a-t-il une si grande plage d'intensité lumineuse (28 à 180 mcd) ?

R : C'est la plage totale sur toute la production. Pour une commande spécifique, vous pouvez demander un bin plus serré (par exemple, Bin R : 112-180 mcd) pour assurer la cohérence de la luminosité dans votre application.

Q : La lentille transparente est-elle adaptée à une barre lumineuse large et uniforme ?

R : La lentille transparente fournit un large angle de vision (130°) mais peut produire un "point chaud" plus focalisé par rapport à une lentille diffusante. Pour des barres parfaitement uniformes, des optiques secondaires ou des guides de lumière sont souvent utilisés conjointement avec les LED.

Q : Comment interpréter le graphique du profil de soudure ?

R : Le graphique montre la température sur l'axe Y et le temps sur l'axe X. La ligne définit la température cible que le boîtier de la LED doit subir lors de son passage dans le four de refusion. Les points clés sont la vitesse de montée maximale, la température et la durée de préchauffage, le temps au-dessus du point de fusion de la soudure, la température de crête et la vitesse de refroidissement maximale.

10. Exemples pratiques de conception et d'utilisation

Exemple 1 : Indicateur d'état dans un dispositif portable

Dans une montre connectée ou un tracker d'activité, l'espace sur la carte et l'épaisseur sont sévèrement limités. Un seul LTST-C194KSKT, commandé à 10-15 mA via une broche GPIO et une résistance en série, peut fournir une notification claire (charge, message, batterie faible) sans ajouter d'épaisseur significative. Son large angle de vision assure que la lumière est visible sous différents angles sur le poignet.

Exemple 2 : Rétroéclairage pour panneaux à touches membrane

Pour les panneaux de contrôle industriel avec claviers membrane, plusieurs LED jaunes peuvent être placées sous des icônes de touches translucides. Le profil ultra-mince leur permet de s'adapter dans la cavité peu profonde derrière la feuille membrane. En spécifiant des LED du même bin d'intensité et de longueur d'onde (par exemple, Bin Q, Bin K), une couleur et une luminosité constantes sur toutes les touches peuvent être obtenues.

Exemple 3 : Éclairage décoratif de bord

Dans un produit électronique grand public fin (par exemple, un haut-parleur, un routeur), une ligne de ces LED placée le long d'un bord interne, couplée à un guide de lumière ou un diffuseur, peut créer une ligne d'accent lumineuse uniforme. La hauteur de 0,3 mm leur permet d'être placées extrêmement près de la coque extérieure du produit.

11. Introduction au principe de fonctionnement

L'émission de lumière dans le LTST-C194KSKT est basée sur l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice en 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 où ils se recombinent. Dans un semi-conducteur à bande interdite directe comme l'AlInGaP, cet événement de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur, qui est conçue pendant le processus de croissance cristalline pour être dans le spectre jaune (~588-597 nm). La lentille en époxy transparente encapsule la puce, fournit une protection mécanique et façonne le motif de sortie de la lumière.

12. Tendances technologiques et contexte

Le développement du LTST-C194KSKT s'aligne sur plusieurs tendances clés en optoélectronique et fabrication électronique. La poussée vers la miniaturisation et les composants à profil bas est incessante, motivée par la demande des consommateurs pour des smartphones, tablettes et wearables plus fins. La technologie AlInGaP reste la solution dominante pour les LED ambre, jaune et rouge à haut rendement, bien que les avancées dans les LED bleues converties par phosphore (pc-LED) offrent désormais des alternatives pour certaines applications jaune/vert. L'accent mis sur la conformité RoHS et la fabrication verte est désormais une norme universelle. De plus, les systèmes de binning détaillés et le conditionnement standardisé (bande & bobine, empreintes EIA) reflètent le besoin de l'industrie pour une production en grande série, automatisée et cohérente pour répondre aux demandes des chaînes d'approvisionnement mondiales. L'inclusion de profils spécifiques pour la soudure sans plomb souligne la transition complète de l'industrie loin des procédés à base de plomb.