Fiche technique LED SMD LTW-C191TLA - Hauteur 0,55mm - Tension directe 3,4V - Blanc - Puissance 70mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTW-C191TLA est une LED pour montage en surface (SMD) conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant un facteur de forme compact et une luminosité élevée. Ce produit appartient à la catégorie des LED à puce ultra-minces, avec une hauteur remarquablement faible de 0,55 mm. Il utilise la technologie InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium) pour produire une lumière blanche, offrant un équilibre entre performance et miniaturisation adapté aux conceptions à espace restreint.

Les principaux avantages de cette LED incluent sa conformité aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), ce qui en fait un "produit vert" respectueux de l'environnement. Son profil super-fin permet une intégration dans des appareils électroniques grand public de plus en plus minces, des rétroéclairages d'affichage et des applications d'indicateurs. Le conditionnement est fourni sur bande de 8 mm enroulée sur des bobines de 7 pouces de diamètre, garantissant une compatibilité avec les équipements d'assemblage automatisés de prélèvement et de placement à grande vitesse couramment utilisés dans la fabrication en volume. De plus, il est conçu pour résister aux processus standard de soudage par refusion infrarouge (IR), facilitant une fixation fiable sur le PCB.

Le marché cible englobe un large éventail d'industries, notamment l'électronique grand public (par exemple, smartphones, tablettes, wearables), l'éclairage intérieur automobile, la signalétique générale et les indicateurs de panneaux de contrôle où des sources lumineuses fiables, lumineuses et compactes sont essentielles.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Faire fonctionner le composant au-delà de ces limites peut causer des dommages permanents. Les valeurs clés sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Dissipation de puissance (Pd) :70 mW. C'est la quantité maximale de puissance que la LED peut dissiper sous forme de chaleur sans dégradation.
• Courant direct de crête (I_F(PEAK)) :100 mA. C'est le courant instantané maximal autorisé, typiquement dans des conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). Il est nettement supérieur au courant continu nominal.
• Courant direct continu (I_F) :20 mA. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Facteur de déclassement :0,25 mA/°C. Pour des températures ambiantes supérieures à 25°C, le courant direct continu maximal autorisé doit être réduit linéairement par ce facteur pour éviter la surchauffe.
• Tension inverse (V_R) :5 V. L'application d'une tension de polarisation inverse dépassant cette valeur peut endommager la jonction de la LED.
• Plage de température de fonctionnement :-20°C à +80°C. La plage de température ambiante dans laquelle la LED est conçue 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. La température de pic et la durée maximales recommandées du profil de refusion.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres définissent la performance de la LED dans des conditions de fonctionnement typiques (Ta=25°C, I_F=10mA).

• Intensité lumineuse (I_V) :112,0 - 300,0 mcd (millicandela). C'est une mesure de la luminosité perçue de la LED par l'œil humain. La large plage indique qu'un système de classement est utilisé (voir section 3). La mesure suit la courbe de réponse de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ_1/2) :130 degrés. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur maximale (sur l'axe). Un angle de 130 degrés indique un motif d'émission de lumière large et diffus.
• Coordonnées chromatiques (x, y) :x=0,31, y=0,32. Ces coordonnées sur le diagramme de chromaticité CIE 1931 définissent le point blanc (couleur) de la lumière émise. Une tolérance de ±0,01 s'applique.
• Tension directe (V_F) :2,80 - 3,40 V. La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle est alimentée à 10mA. Cette plage est également soumise au classement.
• Courant inverse (I_R) :10 µA (max). Le faible courant de fuite qui circule lorsque la tension inverse maximale (5V) est appliquée.

Attention aux décharges électrostatiques (ESD) :La LED est sensible à l'électricité statique et aux surtensions. Des procédures de manipulation ESD appropriées, incluant l'utilisation de bracelets de mise à la terre, de tapis antistatiques et de la mise à la terre des équipements, sont obligatoires pendant la manipulation et l'assemblage pour éviter des défaillances latentes ou catastrophiques.

3. Explication du système de classement

Pour garantir une performance cohérente en production, les LED sont triées en "classes" basées sur des paramètres clés. Le LTW-C191TLA utilise un système de classement tridimensionnel.

3.1 Classement par tension directe (V_F)

Les LED sont catégorisées par leur chute de tension directe à 10mA. Cela aide à concevoir des circuits d'alimentation en courant cohérents, en particulier lorsque plusieurs LED sont utilisées en série.

• Classe 2 : V_F= 2,8V à 3,0V
• Classe 3 : V_F= 3,0V à 3,2V
• Classe 4 : V_F= 3,2V à 3,4V

La tolérance sur chaque classe est de ±0,1V.

3.2 Classement par intensité lumineuse (I_V)

Les LED sont triées par leur luminosité de sortie. Le code de classe est marqué sur l'emballage.

• Classe R1 :112 mcd à 146 mcd
• Classe R2 :146 mcd à 180 mcd
• Classe S1 :180 mcd à 240 mcd
• Classe S2 :240 mcd à 300 mcd

La tolérance sur chaque classe est de ±15%.

3.3 Classement par teinte (couleur)

Les LED blanches peuvent présenter de légères variations de température de couleur (blanc chaud, blanc froid, etc.). Ceci est défini par les coordonnées chromatiques (x, y) sur le diagramme CIE 1931. La fiche technique définit plusieurs classes de teinte (A0, B3, B4, B5, B6, C0) avec des limites de coordonnées spécifiques. Une représentation graphique sur le diagramme de chromaticité montre les zones couvertes par ces classes. La tolérance pour la teinte est de ±0,01 sur les deux coordonnées x et y. Ce classement est crucial pour les applications nécessitant une apparence de couleur uniforme sur plusieurs LED.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (par exemple, Fig.6 pour l'angle de vision, Fig.1 pour la chromaticité), les tendances de performance typiques peuvent être déduites des paramètres.

• Courant vs Intensité lumineuse (Courbe I-V) :Pour les LED InGaN, l'intensité lumineuse augmente généralement avec le courant direct mais pas de manière linéaire. Fonctionner au-dessus du courant continu recommandé (20mA) peut entraîner une baisse d'efficacité accrue, une température de jonction plus élevée et une durée de vie réduite.
• Dépendance à la température :La sortie lumineuse et la tension directe des LED sont sensibles à la température. Lorsque la température de jonction augmente, l'intensité lumineuse diminue généralement, et la tension directe peut légèrement baisser. Le facteur de déclassement de 0,25 mA/°C est une mesure directe pour gérer cet effet thermique.
• Caractéristiques spectrales :En tant que LED blanche basée sur InGaN, elle utilise probablement une puce émettant du bleu combinée à un revêtement de phosphore pour produire de la lumière blanche. Les coordonnées chromatiques (x=0,31, y=0,32) suggèrent un point blanc qui se situe probablement dans la région du "blanc froid" ou "blanc neutre".

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier

La LED présente un empreinte standard de boîtier EIA (Electronic Industries Alliance). La caractéristique mécanique clé est sa hauteur ultra-mince de 0,55 mm. Des dessins cotés détaillés sont fournis dans la fiche technique, toutes les unités étant en millimètres (pouces indiqués entre parenthèses). Une tolérance standard de ±0,10 mm (.004") s'applique sauf indication contraire. Ces dimensions précises sont essentielles pour la conception du PCB et pour garantir un placement correct par les machines automatisées.

5.2 Configuration des pastilles et polarité

La fiche technique inclut une configuration suggérée des pastilles de soudure (land pattern) pour la conception de PCB. Respecter ce motif garantit la formation de joints de soudure fiables et un bon alignement pendant la refusion. Le boîtier de la LED aura des marquages d'anode et de cathode ; la polarité correcte doit être observée pendant l'assemblage pour assurer le fonctionnement du composant. La conception des pastilles aide également à la dissipation de la chaleur de la puce LED.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudage par refusion

La LED est compatible avec les processus de refusion infrarouge (IR). La condition maximale recommandée est une température de pic de 260°C pendant une durée ne dépassant pas 10 secondes. Un profil suggéré inclut une étape de préchauffage à 150-200°C pendant un maximum de 120 secondes. Il est essentiel de noter que la LED ne doit pas être soumise à plus de deux cycles de refusion dans ces conditions. Pour le soudage manuel à la panne, la température de la pointe ne doit pas dépasser 300°C, et le temps de contact doit être limité à 3 secondes, une seule fois.

6.2 Stockage et manipulation

Sensibilité à l'humidité :Les LED sont conditionnées dans un sac barrière à l'humidité avec un dessiccant. Tant qu'elles sont scellées, elles doivent être stockées à ≤ 30°C et ≤ 90% HR et utilisées dans l'année. Une fois le sac ouvert, l'environnement de stockage doit être ≤ 30°C et ≤ 60% HR. Les composants exposés aux conditions ambiantes pendant plus de 672 heures (28 jours) doivent être cuits à environ 60°C pendant au moins 20 heures avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et éviter l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage après soudage est nécessaire, 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. Des nettoyants chimiques non spécifiés peuvent endommager le boîtier ou la lentille de la LED.

7. Conditionnement et informations de commande

Le format de conditionnement standard est une bande porteuse gaufrée de 8 mm sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 5000 pièces de la LED LTW-C191TLA. Pour des quantités inférieures à une bobine complète, une quantité minimale d'emballage de 500 pièces est disponible. Les spécifications de la bande et de la bobine sont conformes à la norme ANSI/EIA 481-1-A-1994. La bande utilise un couvercle supérieur pour sceller les poches vides. La hiérarchie de conditionnement implique généralement des sacs barrière à l'humidité à l'intérieur de cartons intérieurs, qui sont ensuite emballés dans un carton principal.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Rétroéclairage :Idéal pour le rétroéclairage par les bords ou direct dans les affichages ultra-minces, les claviers et les panneaux de contrôle.
• Indicateurs d'état :Indicateurs d'alimentation, de connectivité et d'état dans l'électronique grand public, les équipements réseau et les contrôles industriels.
• Éclairage décoratif :Éclairage d'accentuation dans les appareils électroménagers, les intérieurs automobiles et les éléments architecturaux où un profil bas est critique.
• Éclairage général :Peut être utilisé en réseaux pour un éclairage ambiant ou de tâche de faible niveau.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance série ou un pilote à courant constant pour limiter le courant direct à 20mA continu ou moins. Le circuit doit tenir compte de la classe de tension directe des LED utilisées.
• Gestion thermique :Malgré sa faible puissance, assurez-vous que le PCB fournit un dégagement thermique adéquat, surtout si plusieurs LED sont regroupées ou fonctionnent à des températures ambiantes élevées. Suivez les directives de déclassement du courant.
• Conception optique :L'angle de vision de 130 degrés fournit une large dispersion. Pour une lumière focalisée, des optiques secondaires (lentilles, guides de lumière) seront nécessaires.
• Protection ESD :Incorporez des diodes de protection ESD sur les lignes sensibles si la LED est dans une zone accessible à l'utilisateur, en plus d'une manipulation appropriée pendant l'assemblage.

9. Comparaison et différenciation techniques

Le principal facteur de différenciation du LTW-C191TLA est sahauteur de 0,55 mm. Comparé aux LED de boîtier standard 0603 ou 0402 qui mesurent souvent 0,8-1,0 mm de haut, cela représente une réduction significative de la hauteur Z, permettant des produits finaux plus minces. La combinaison de ce profil ultra-mince avec une intensité lumineuse relativement élevée (jusqu'à 300 mcd) est un avantage clé. De plus, sa compatibilité avec la refusion IR standard et le conditionnement en bande et bobine la rend aussi facile à assembler que ses homologues plus épaisses, sans nécessiter de processus à basse température spéciaux qui pourraient compromettre d'autres composants sur la carte.

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

Q1 : Puis-je alimenter cette LED à 30mA pour plus de luminosité ?

R : Non. La valeur maximale absolue pour le courant direct continu est de 20mA. Dépasser cette valeur augmente la température de jonction, accélère la dépréciation des lumens et peut entraîner une défaillance prématurée. Pour une luminosité plus élevée, sélectionnez une LED d'une classe d'intensité lumineuse supérieure (par exemple, S2) ou utilisez plusieurs LED.

Q2 : Quelle est la différence entre le Courant Direct de Crête et le Courant Direct Continu ?

R : Le Courant Direct Continu (20mA) est pour un fonctionnement continu. Le Courant Direct de Crête (100mA) est une valeur nominale de courte durée, pulsée (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms) utilisée pour le multiplexage ou les flashs de signal brefs. Le courant moyen dans le temps doit toujours respecter les limites de dissipation de puissance et thermiques.

Q3 : Pourquoi le classement est-il important, et quelle classe dois-je spécifier ?

R : Le classement garantit l'uniformité de couleur et de luminosité dans votre application. Pour un indicateur unique, n'importe quelle classe peut suffire. Pour un réseau multi-LED (par exemple, un rétroéclairage), vous devez spécifier les mêmes classes V_F, I_V et Teinte pour éviter des différences visibles de luminosité ou de couleur entre les LED adjacentes. Consultez les tableaux de codes de classe pour sélectionner la fenêtre de performance appropriée.

Q4 : La fiche technique mentionne une refusion à 260°C. Est-ce sans plomb ?

R : Oui, une température de pic de 260°C est typique pour les profils de refusion de soudure sans plomb (conformes RoHS). La compatibilité de la LED avec ce processus confirme son adéquation aux lignes d'assemblage modernes sans plomb.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'une barre d'indicateurs d'état pour tablette ultra-mince

Un concepteur a besoin de trois LED blanches (alimentation, wifi, batterie) le long du bord du cadre d'une tablette. La conception mécanique ne permet qu'un espace de 0,6 mm au-dessus du PCB. Le LTW-C191TLA, avec sa hauteur de 0,55 mm, est parfaitement adapté. Le concepteur crée une empreinte PCB correspondant à la configuration de pastilles suggérée. Il spécifie la Classe 3 pour V_F(3,0-3,2V), la Classe S1 pour la luminosité (180-240 mcd) et la Classe de Teinte B5 pour une couleur blanche neutre uniforme. Une résistance de limitation de courant unique est calculée pour une alimentation de 3,3V et un courant d'alimentation de 15mA (prudemment en dessous du maximum de 20mA) pour garantir la longévité et gérer la chaleur dans l'espace confiné. Les LED sont placées à l'aide d'un équipement automatisé à partir de la bobine de bande de 8 mm. L'assemblage subit un profil de refusion sans plomb standard avec un pic à 250°C, bien dans les limites nominales du composant. Le résultat est un ensemble d'indicateurs lumineux, uniformes et fiables qui répond à l'exigence d'épaisseur stricte.

12. Introduction au principe technologique

Le LTW-C191TLA est basé sur la technologie des semi-conducteursInGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium). Les LED InGaN sont réputées pour leur capacité à émettre une lumière à haut rendement dans les régions bleue et verte du spectre. Pour produire de la lumière blanche, une méthode courante est utilisée : une puce LED InGaN bleue est recouverte d'une couche de phosphore jaune (souvent YAG:Ce). Une partie de la lumière bleue de la puce est absorbée par le phosphore et réémise sous forme de lumière jaune. La combinaison de la lumière bleue restante et de la lumière jaune convertie apparaît blanche à l'œil humain. En ajustant la composition et l'épaisseur du phosphore, différentes nuances de blanc (températures de couleur corrélées) peuvent être obtenues, ce qui se reflète dans le système de classement par teinte. Cette technologie de LED blanche à conversion de phosphore offre un bon équilibre entre efficacité, qualité de couleur et fabricabilité.

13. Tendances du développement technologique

La tendance pour les LED SMD dans l'électronique grand public va sans équivoque vers laminiaturisation et l'augmentation de l'efficacité. La hauteur de 0,55 mm de ce produit est une réponse directe à la demande d'appareils plus minces. Les développements futurs pourraient la réduire encore davantage. Parallèlement, il y a une volonté d'augmenter l'efficacité lumineuse (lumens par watt) pour fournir plus de lumière avec la même puissance électrique ou moins, améliorant ainsi l'autonomie des batteries dans les appareils portables. Une autre tendance est l'amélioration de la restitution des couleurs et de la cohérence, conduisant à des spécifications de classement plus strictes. De plus, l'intégration est une tendance clé, avec des LED incorporant des pilotes, des contrôleurs ou même des capteurs intégrés dans le boîtier. Bien que cette fiche technique décrive un composant discret, les technologies sous-jacentes InGaN et de phosphore continuent de progresser, permettant ces améliorations de performance et d'intégration.