Fiche technique LTST-C191KRKT - LED CMS rouge AlInGaP - Dimensions 1.6x0.8x0.55mm - Tension 2.4V - Puissance 75mW

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-C191KRKT est une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (CMS) conçue pour les applications électroniques modernes à encombrement limité. Il appartient à la catégorie des LED à puce ultra-minces, offrant un avantage significatif dans les applications où le profil vertical est un facteur de conception critique.

Avantages principaux :L'avantage principal de ce composant est son profil exceptionnellement bas de 0,55 mm, le rendant adapté à l'électronique grand public ultra-plate, aux dispositifs portables et aux applications d'indicateurs derrière des panneaux minces. Il utilise un matériau semi-conducteur AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium), réputé pour produire une lumière rouge à haute efficacité avec une bonne luminosité et une pureté de couleur. Le dispositif est entièrement conforme aux directives RoHS (Restriction des substances dangereuses), le qualifiant de produit écologique pour les marchés mondiaux.

Marché cible :Cette LED cible les applications nécessitant des indicateurs fiables et lumineux dans un encombrement minimal. Les cas d'utilisation typiques incluent les indicateurs d'état dans les smartphones, tablettes, ordinateurs portables, les combinés d'instruments automobiles, les panneaux de contrôle industriel et les appareils électroménagers. Sa compatibilité avec les équipements de placement automatique et les processus de soudure par refusion infrarouge en fait un choix idéal pour les lignes de production automatisées à grand volume.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques spécifiés dans la fiche technique.

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir sur le dispositif. Elles ne sont pas destinées au fonctionnement normal.

• 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 à une température ambiante (Ta) de 25°C. Dépasser cette limite risque de surchauffer la jonction semi-conductrice, entraînant une dégradation accélérée ou une défaillance catastrophique.
• Courant direct continu (IF) :30 mA. Le courant direct continu maximal qui peut être appliqué. Pour un fonctionnement fiable à long terme, il est de pratique standard de piloter la LED en dessous de ce maximum, souvent à la condition de test typique de 20 mA.
• Courant direct de crête :80 mA (à un cycle de service de 1/10, largeur d'impulsion de 0,1 ms). Cette valeur permet des impulsions courtes à courant élevé, ce qui peut être utile pour des schémas de multiplexage ou pour atteindre une luminosité momentanée élevée, mais le courant moyen doit toujours respecter la valeur continue.
• Tension inverse (VR) :5 V. L'application d'une tension de polarisation inverse dépassant cette valeur peut provoquer une rupture immédiate et la destruction de la jonction PN de la LED.
• Plage de température de fonctionnement et de stockage :-55°C à +85°C. Cette large plage garantit la fonctionnalité du composant et l'intégrité du stockage dans des conditions environnementales sévères, des congélateurs industriels aux intérieurs automobiles chauds.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres, mesurés à Ta=25°C et IF=20mA (sauf indication contraire), définissent la performance du dispositif dans des conditions de fonctionnement normales.

• Intensité lumineuse (Iv) :54,0 mcd (Typique), avec une plage de 18,0 mcd (Min) à 180,0 mcd (Max). Cette large plage est gérée via un système de classement (voir section 3). L'intensité lumineuse 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 (Typique). C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur mesurée sur l'axe (0°). Un angle de 130° indique un diagramme de vision très large, adapté aux indicateurs qui doivent être vus depuis des positions hors axe.
• Longueur d'onde de crête (λP) :639 nm (Typique). C'est la longueur d'onde à laquelle la puissance spectrale de sortie est maximale. Elle définit la teinte perçue de la lumière rouge.
• Longueur d'onde dominante (λd) :631 nm (Typique à IF=20mA). C'est une grandeur colorimétrique dérivée du diagramme de chromaticité CIE. Elle représente la longueur d'onde unique d'une lumière monochromatique qui correspondrait à la couleur de la LED. C'est souvent un paramètre plus pertinent pour la spécification de la couleur que la longueur d'onde de crête.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :20 nm (Typique). C'est la largeur de bande spectrale mesurée à la moitié de l'intensité maximale (Largeur à mi-hauteur - FWHM). Une valeur de 20 nm indique une émission spectrale relativement étroite, caractéristique de la technologie AlInGaP, résultant en une couleur rouge saturée.
• Tension directe (VF) :2,4 V (Typique), avec un maximum de 2,4 V et un minimum de 2,0 V à 20 mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement. Elle est cruciale pour la conception du circuit de limitation de courant. La fiche technique note une dérive du courant direct au-dessus de 50°C à 0,4 mA/°C, ce qui signifie que le courant continu maximal autorisé diminue avec l'augmentation de la température pour éviter la surchauffe.
• Courant inverse (IR) :10 μA (Max) à VR=5V. C'est le faible courant de fuite qui circule lorsque le dispositif est polarisé en inverse dans sa limite maximale.
• Capacité (C) :40 pF (Typique) à VF=0V, f=1MHz. Cette capacité parasite peut être pertinente dans les applications de commutation à haute vitesse ou de multiplexage.

3. Explication du système de classement

Pour gérer les variations naturelles du processus de fabrication des semi-conducteurs, les LED sont triées en classes de performance. Le LTST-C191KRKT utilise un système de classement principalement pour l'intensité lumineuse.

Classement par intensité lumineuse :Les LED sont catégorisées en cinq classes (M, N, P, Q, R) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à 20 mA. Chaque classe a une valeur minimale et maximale définie (par ex., Classe M : 18,0-28,0 mcd, Classe R : 112,0-180,0 mcd). La fiche technique spécifie une tolérance de +/-15 % sur chaque classe d'intensité. Ce système permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec une luminosité cohérente pour leur application. Par exemple, un produit nécessitant un éclairage uniforme d'un panneau spécifierait des LED d'une seule classe étroite (par ex., Classe P ou Q), tandis qu'une application sensible au coût avec un appariement de luminosité moins critique pourrait utiliser un mélange plus large.

La fiche technique n'indique pas de classement séparé pour la longueur d'onde dominante ou la tension directe dans le contenu fourni, suggérant que ces paramètres sont contrôlés pour se situer dans les plages min/typ/max publiées sans codes de tri supplémentaires pour cette référence spécifique.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas rendus dans le texte, la fiche technique fait référence à des courbes caractéristiques typiques. Sur la base du comportement standard des LED et des paramètres donnés, nous pouvons analyser les tendances attendues :

• Courbe I-V (Courant-Tension) :La tension directe (VF) a une valeur typique de 2,4 V à 20 mA. La courbe montrerait une relation exponentielle, avec très peu de courant circulant en dessous de la tension de "seuil" (~1,8-2,0 V pour AlInGaP), après quoi le courant augmente rapidement avec une faible augmentation de tension. Cela souligne pourquoi les LED doivent être pilotées par une source de courant ou une source de tension avec une résistance de limitation de courant en série.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct (Iv-IF) :L'intensité lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement normale. Piloter la LED à un courant inférieur à 20 mA réduira proportionnellement la luminosité, tandis que la piloter plus haut (jusqu'au maximum absolu) augmentera la luminosité mais générera également plus de chaleur et réduira potentiellement la durée de vie.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante (Iv-Ta) :Le rendement lumineux des LED AlInGaP diminue généralement lorsque la température ambiante augmente. Cela est dû à une réduction de l'efficacité quantique interne à des températures plus élevées. La spécification de dérive (0,4 mA/°C au-dessus de 50°C) est une mesure directe pour contrer cet effet thermique sur la performance et la fiabilité.
• Distribution spectrale :Le spectre montrerait un pic unique centré autour de 639 nm (λP) avec une largeur étroite de 20 nm (Δλ), confirmant l'émission de couleur rouge pure.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est conditionnée dans un boîtier à montage en surface standard conforme à l'EIA (Electronic Industries Alliance). La caractéristique mécanique clé est sa hauteur de 0,55 mm (H), la qualifiant de "Super Mince". Les autres dimensions principales (longueur et largeur) sont typiques d'une LED à puce de cette catégorie, probablement autour de 1,6 mm x 0,8 mm, bien que le dessin exact soit référencé dans la fiche technique. Toutes les tolérances dimensionnelles sont de ±0,10 mm sauf indication contraire.

5.2 Identification de la polarité et conception des pastilles

La fiche technique inclut une suggestion pour les dimensions des pastilles de soudure. Une disposition correcte des pastilles est cruciale pour une soudure fiable et pour prévenir l'effet "tombstoning". La cathode (côté négatif) est généralement marquée, souvent par une teinte verte sur le corps du boîtier ou une encoche/chanfrein. La conception recommandée des pastilles inclura des motifs de décharge thermique pour assurer un chauffage uniforme pendant la refusion et une connexion mécanique stable.

6. Directives de soudure et d'assemblage

Le respect de ces directives est essentiel pour maintenir la fiabilité du dispositif et prévenir les dommages pendant le processus d'assemblage.

• Soudure par refusion :La LED est compatible avec les processus de refusion infrarouge. La condition spécifiée est une température de crête de 260°C pendant un maximum de 5 secondes. Une étape de préchauffage de 150-200°C pendant jusqu'à 120 secondes est recommandée pour minimiser le choc thermique. Le dispositif ne doit pas être soumis à plus de deux cycles de refusion.
• Soudure manuelle :Si nécessaire, un fer à souder peut être utilisé avec une température de pointe maximale de 300°C et un temps de soudure ne dépassant pas 3 secondes par borne. Cela doit être une opération unique.
• Nettoyage :Seuls les agents de nettoyage spécifiés doivent être utilisés. La fiche technique recommande l'immersion dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température normale pendant moins d'une minute si un nettoyage est nécessaire. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager la lentille en plastique ou le boîtier en époxy.
• Stockage :Les LED doivent être stockées dans un environnement ne dépassant pas 30°C et 60 % d'humidité relative. Une fois retirées de leur emballage d'origine à barrière d'humidité, elles doivent être refondues par IR dans les 672 heures (28 jours, MSL 2a). Pour un stockage plus long hors du sachet d'origine, elles doivent être conservées dans un conteneur scellé avec un dessiccant ou dans un dessiccateur à azote. Si elles sont stockées au-delà de 672 heures, un séchage à 60°C pendant au moins 20 heures est requis avant la soudure pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

7. Conditionnement et informations de commande

Le LTST-C191KRKT est fourni dans un conditionnement standard de l'industrie pour l'assemblage automatisé.

• Bande et bobine :Les dispositifs sont conditionnés dans une bande porteuse gaufrée de 8 mm de large sur des bobines d'un diamètre de 13 pouces (330 mm).
• Quantité par conditionnement :Les bobines standard contiennent 5000 pièces. Pour des quantités inférieures à une bobine complète, une quantité minimale de conditionnement de 500 pièces est disponible pour les restes.
• Normes de conditionnement :Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481. La bande utilise un couvercle supérieur pour sceller les poches de composants vides. Le nombre maximal autorisé de composants manquants consécutifs ("lampes manquantes") dans la bande est de deux.

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Conception du circuit de commande

Une LED est un dispositif commandé en courant. Sa luminosité est contrôlée par le courant direct, et non par la tension. Pour assurer une luminosité uniforme lors du pilotage de plusieurs LED, en particulier en parallèle, il estfortement recommandéd'utiliser une résistance de limitation de courant dédiée en série avec chaque LED (Modèle de circuit A).

Modèle de circuit A (Recommandé) :[Vcc] -- [Résistance] -- [LED] -- [Masse]. Cette configuration compense la variation naturelle de la tension directe (VF) entre les LED individuelles. Même avec la même tension appliquée, les LED avec un VF légèrement inférieur tireraient plus de courant et apparaîtraient plus lumineuses si elles étaient connectées en parallèle sans résistances individuelles.

Modèle de circuit B (Non recommandé pour le parallèle) :Il est déconseillé de connecter plusieurs LED directement en parallèle à une seule résistance de limitation de courant. Les différences dans les caractéristiques I-V provoqueront une inégalité de répartition du courant, où une LED tirera la majeure partie du courant, entraînant une luminosité non uniforme et une surcontrainte potentielle d'un dispositif.

8.2 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques. Les dommages ESD peuvent ne pas provoquer de défaillance immédiate mais peuvent dégrader les performances, entraînant un courant de fuite inverse élevé, une tension directe basse ou un défaut d'éclairage à faible courant.

Mesures de prévention :

• Utiliser des bracelets conducteurs ou des gants antistatiques lors de la manipulation des LED.
• S'assurer que tous les postes de travail, équipements et rayonnages de stockage sont correctement mis à la terre.
• Utiliser un ioniseur pour neutraliser la charge statique qui peut s'accumuler sur la lentille en plastique pendant la manipulation.

Test des dommages ESD :Les LED suspectes peuvent être testées en vérifiant l'éclairage et en mesurant la tension directe (Vf) à un courant très faible (par ex., 0,1 mA). Pour ce produit AlInGaP, une LED "bonne" devrait avoir un Vf > 1,4 V à 0,1 mA. Un Vf significativement plus bas ou l'absence d'émission lumineuse indique des dommages ESD potentiels.

8.3 Champ d'application et fiabilité

La fiche technique spécifie que cette LED est destinée aux équipements électroniques ordinaires (équipements de bureau, communications, appareils ménagers). Pour les applications nécessitant une fiabilité exceptionnelle où une défaillance pourrait mettre en danger la vie ou la santé (aviation, dispositifs médicaux, systèmes de sécurité), une consultation avec le fabricant est requise avant l'intégration. Le document fait référence à des tests de fiabilité standard (tests d'endurance) menés selon les normes de l'industrie pour assurer la robustesse du produit dans des conditions de fonctionnement typiques.

9. Comparaison et différenciation technique

La différenciation principale du LTST-C191KRKT réside dans sa combinaison d'attributs :

• vs. LED d'épaisseur standard :Sa hauteur de 0,55 mm est un avantage clé, permettant des conceptions impossibles avec des LED traditionnelles de hauteur 1,0 mm et plus.
• vs. Autres technologies de LED rouge :L'utilisation d'AlInGaP, comparée aux anciennes technologies GaAsP ou GaP, offre une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumière par mA), une meilleure saturation des couleurs (spectre plus étroit) et des performances supérieures à des températures élevées.
• vs. LED non conditionnées en bobine :Le conditionnement en bande sur bobine de 8 mm assure la compatibilité avec les machines de placement à grande vitesse, un facteur critique pour l'efficacité de la production de masse par rapport au conditionnement en vrac ou en bâtonnets.

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

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

R : Non. Vous devez utiliser une résistance de limitation de courant en série. Par exemple, avec une alimentation de 3,3V et un courant cible de 20mA (VF typ=2,4V), la valeur de la résistance serait R = (3,3V - 2,4V) / 0,020A = 45 Ohms. Une résistance standard de 47 Ohms serait appropriée.

Q : Pourquoi y a-t-il une si large plage d'intensité lumineuse (18-180 mcd) ?

R : Cela reflète la variation naturelle du processus. Le système de classement (M à R) vous permet d'acheter des LED garanties dans une plage de luminosité spécifique et plus étroite pour répondre aux besoins de cohérence de votre application.

Q : La température de refusion de 260°C est-elle une exigence ou un maximum ?

R : C'est la température de crête maximale que le boîtier peut supporter pendant 5 secondes. Un profil de refusion typique montera jusqu'à un pic légèrement inférieur à cela (par ex., 245-250°C) pour fournir une marge de sécurité.

Q : Comment assurer une luminosité uniforme dans un réseau multi-LED ?

R : Utilisez le Modèle de circuit A : une résistance de limitation de courant individuelle pour chaque LED. De plus, spécifiez des LED de la même classe d'intensité auprès de votre fournisseur.

11. Exemples pratiques de conception et d'utilisation

Exemple 1 : LED de notification de smartphone :Le profil ultra-mince de 0,55 mm permet à cette LED d'être placée derrière les écrans en verre et OLED de plus en plus fins des smartphones modernes. Son large angle de vision de 130° assure que la lueur de notification est visible même lorsque le téléphone est posé à plat sur une table. Le concepteur sélectionnerait une classe d'intensité spécifique (par ex., Classe P ou Q) pour atteindre le niveau de luminosité souhaité et l'associerait à une résistance de limitation de courant appropriée pilotée par le PMIC (Circuit de gestion de l'alimentation) du téléphone.

Exemple 2 : Rétroéclairage de panneau de contrôle climatique automobile :Plusieurs LED LTST-C191KRKT pourraient être utilisées pour rétroéclairer des boutons ou des icônes. Leur compatibilité avec la refusion IR leur permet d'être soudées sur la même carte de circuit imprimé que les autres composants. La large plage de température de fonctionnement (-55°C à +85°C) assure un fonctionnement fiable à l'intérieur du véhicule dans toutes les conditions climatiques. Le concepteur doit tenir compte de la dérive du courant direct à haute température ambiante près des bouches de chauffage.

12. Introduction au principe technique

Le LTST-C191KRKT est basé sur la technologie semi-conductrice AlInGaP. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction PN, des électrons et des trous sont injectés dans la région active. Leur recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique des couches d'Aluminium, d'Indium, de Gallium et de Phosphure dans le cristal semi-conducteur détermine l'énergie de la bande interdite, qui dicte directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, le rouge à environ 639 nm. Le matériau de la lentille "Water Clear" est typiquement une résine époxy ou un silicone incolore qui n'altère pas la couleur inhérente de la puce, permettant à la lumière rouge pure de passer efficacement. Le boîtier mince est réalisé grâce à des techniques de moulage et de collage de puce avancées qui minimisent la distance entre la puce émettrice de lumière et le sommet de la lentille.

13. Tendances et évolutions de l'industrie

La tendance pour les LED d'indication et de rétroéclairage continue vers une efficacité plus élevée, un encombrement plus petit et des profils plus bas. La hauteur de 0,55 mm de ce dispositif représente une étape dans la tendance à la miniaturisation poussée par l'électronique grand public. Il y a également une poussée continue pour une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumens par watt) même pour les petites LED de signalisation, réduisant la consommation d'énergie dans les dispositifs alimentés par batterie. De plus, l'intégration est une tendance, certaines applications évoluant vers des pilotes de LED avec régulation de courant intégrée et diagnostics. Cependant, les composants discrets comme le LTST-C191KRKT restent essentiels pour la flexibilité de conception, le rapport coût-efficacité dans les applications à grand volume et leur fiabilité éprouvée dans des boîtiers standardisés compatibles avec l'infrastructure d'assemblage mondiale.