Fiche technique LED SMD LTST-C193TGKT - Dimensions 3,2x1,6x0,4mm - Tension 2,8-3,6V - Couleur Verte - Puissance 76mW - Documentation Technique Française

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-C193TGKT est une LED à puce pour montage en surface (SMD) conçue pour les applications électroniques modernes à encombrement limité. Il appartient à une famille de LED extra-fines, présentant un profil remarquablement bas de seulement 0,4 mm de hauteur. Ceci en fait un choix idéal pour les voyants de rétroéclairage, les témoins de statut et l'éclairage décoratif dans l'électronique grand public fine, les intérieurs automobiles et les appareils portables où l'espace en hauteur est limité.

La LED émet une lumière verte en utilisant un matériau semi-conducteur InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium), connu pour son haut rendement et sa luminosité. Le boîtier comporte une lentille transparente, qui ne diffuse pas la lumière, ce qui donne une sortie lumineuse plus focalisée et intense provenant de la puce elle-même. Il est conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), le classant comme un produit écologique.

2. Interprétation approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

Les principaux paramètres optiques sont mesurés à une température ambiante standard (Ta) de 25°C et un courant direct (IF) de 20mA, qui est le courant de fonctionnement continu recommandé.

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend d'un minimum de 112,0 millicandelas (mcd) à un maximum de 450,0 mcd. La valeur typique se situe dans cette plage. 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 (2θ_1/2):Cette LED a un angle de vision très large de 130 degrés. L'angle θ_1/2est défini comme l'angle hors axe où l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur mesurée sur l'axe central (0°).
• Longueur d'onde de crête (λ_P) :La longueur d'onde à laquelle la puissance optique émise est maximale, typiquement 525 nm pour ce composant.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :Une mesure de la couleur plus pertinente sur le plan perceptuel, dérivée du diagramme de chromaticité CIE. Elle spécifie la longueur d'onde unique qui représente le mieux la couleur perçue. Pour le LTST-C193TGKT, elle varie de 520,0 nm à 535,0 nm.
• Demi-largeur spectrale (Δλ) :Mesure la pureté spectrale de la source lumineuse. C'est la largeur du spectre d'émission à la moitié de sa puissance maximale. Une valeur de 35 nm est typique pour cette LED verte InGaN.

2.2 Caractéristiques électriques

• Tension directe (V_F) :Lorsqu'elle est pilotée à 20mA, la chute de tension aux bornes de l'anode et de la cathode de la LED varie de 2,80V (Min) à 3,60V (Max). Ce paramètre est critique pour la conception du circuit de pilotage et les calculs de dissipation de puissance.
• Courant inverse (I_R) :Avec une polarisation inverse de 5V appliquée, le courant de fuite est au maximum de 10 µA. Il est crucial de noter que cette LED n'est pas conçue pour fonctionner sous tension inverse ; cette condition de test est uniquement pour la caractérisation.

2.3 Valeurs maximales absolues et caractéristiques thermiques

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Elles ne sont pas destinées au fonctionnement normal.

• Dissipation de puissance (P_d) :La puissance maximale que le boîtier peut dissiper est de 76 mW à une température ambiante de 25°C.
• Courant direct :Le courant direct continu maximal est de 20 mA. Un courant de crête plus élevé de 100 mA n'est autorisé qu'en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1ms).
• Plages de température :Le composant peut fonctionner dans des températures ambiantes de -20°C à +80°C. Pour le stockage, la plage est plus large : -30°C à +100°C.
• Limite thermique de soudage :La LED peut supporter un soudage par refusion infrarouge avec une température de crête de 260°C pendant un maximum de 10 secondes, ce qui correspond aux procédés d'assemblage sans plomb courants.

3. Explication du système de classement par bacs

Pour assurer la cohérence en production de masse, les LED sont triées en bacs de performance basés sur des paramètres clés. Le LTST-C193TGKT utilise un système de classement tridimensionnel.

3.1 Classement par tension directe

Les unités sont triées par leur tension directe (V_F) à 20mA en quatre bacs (D7 à D10), chacun avec une plage de 0,2V et une tolérance de ±0,1V. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec un appariement de tension plus serré pour les applications nécessitant un partage de courant uniforme dans des configurations parallèles.

3.2 Classement par intensité lumineuse

Les LED sont triées par luminosité en trois catégories (R, S, T) avec une tolérance de ±15% sur la plage de chaque bac. Le bac 'T' représente le groupe d'intensité le plus élevé (280-450 mcd). Ce classement est essentiel pour les applications nécessitant des niveaux de luminosité cohérents sur plusieurs indicateurs.

3.3 Classement par longueur d'onde dominante

La couleur (teinte) est contrôlée en classant la longueur d'onde dominante en trois groupes (AP, AQ, AR), chacun couvrant 5 nm avec une tolérance de ±1 nm. Cela garantit une apparence de couleur verte cohérente sur toutes les unités d'un lot de production.

4. Analyse des courbes de performance

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

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

La relation est exponentielle, typique d'une diode. Une petite augmentation de tension au-delà du seuil de conduction provoque une forte augmentation du courant. Par conséquent, les LED doivent être pilotées par une source à courant limité, et non par une source de tension constante, pour éviter l'emballement thermique et la destruction.

4.2 Intensité lumineuse vs. courant direct

La sortie lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct jusqu'au maximum nominal. Fonctionner au-dessus de 20mA peut augmenter la luminosité mais réduira la durée de vie et la fiabilité en raison de l'augmentation de la température de jonction.

4.3 Dépendance à la température

La performance des LED est sensible à la température. Lorsque la température de jonction augmente :

• Tension directe (V_F) :Diminue légèrement.
• Intensité lumineuse (Iv) :Diminue. Le rendement baisse à mesure que la température augmente.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :Peut se décaler légèrement, provoquant potentiellement un changement de couleur subtil.

Une gestion thermique appropriée sur le PCB (par exemple, via des pastilles de décharge thermique) est cruciale pour maintenir les performances et la longévité.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est conforme à une empreinte standard EIA pour boîtier de LED à puce. Les dimensions clés incluent une taille de corps d'environ 3,2mm x 1,6mm, la caractéristique principale étant la hauteur ultra-basse de 0,4mm. Des dessins dimensionnels détaillés avec des tolérances de ±0,10mm sont fournis pour la conception du PCB.

5.2 Implantation des pastilles et identification de la polarité

La fiche technique inclut les dimensions suggérées pour les pastilles de soudure afin d'assurer un soudage fiable et un bon alignement. La LED est polarisée. Les bornes anode (+) et cathode (-) sont généralement marquées sur le boîtier ou indiquées dans le diagramme d'empreinte. L'orientation correcte est essentielle pour le fonctionnement du circuit.

5.3 Conditionnement en bande et bobine

Le produit est fourni dans une bande porteuse standard de 8mm sur des bobines d'un diamètre de 7 pouces (178mm). Chaque bobine contient 5000 pièces. Le conditionnement suit les spécifications ANSI/EIA 481-1-A-1994, garantissant la compatibilité avec les équipements automatiques de prélèvement et de placement, ce qui est critique pour la fabrication en grande série.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de refusion infrarouge (IR) suggéré pour les procédés sans plomb est fourni. Les paramètres clés incluent :

• Préchauffage :150°C à 200°C pendant un maximum de 120 secondes pour chauffer progressivement la carte et les composants, minimisant le choc thermique.
• Température de crête :Maximum de 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus :Le temps pendant lequel la soudure est fondue doit être contrôlé.
• Limite critique :La température du corps du composant ne doit pas dépasser 260°C pendant plus de 10 secondes.

Le profil est basé sur les normes JEDEC, garantissant la fiabilité.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, utilisez un fer à souder à température contrôlée réglé au maximum à 300°C. Le temps de soudage par borne ne doit pas dépasser 3 secondes, et il ne doit être effectué qu'une seule fois pour éviter les dommages thermiques au boîtier plastique et à la puce semi-conductrice.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage post-soudure est requis, seuls des solvants alcooliques spécifiés comme l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique doivent être utilisés. La LED doit être immergée à température normale pendant moins d'une minute. Des nettoyants chimiques non spécifiés peuvent endommager le matériau du boîtier.

6.4 Stockage et manipulation

• Sensibilité aux décharges électrostatiques (ESD) :Les LED sont sensibles aux dommages causés par l'électricité statique. Des précautions ESD appropriées (bracelets, postes de travail mis à la terre, mousse conductrice) sont obligatoires pendant la manipulation.
• Sensibilité à l'humidité :En tant que composant pour montage en surface, il a un niveau de sensibilité à l'humidité (implicite). Si le sachet barrière d'humidité scellé d'origine est ouvert, les LED doivent être utilisées dans les 672 heures (28 jours) ou être séchées avant la refusion pour éviter l'effet "pop-corn" pendant le soudage.
• Conditions de stockage :Pour un stockage à long terme dans un emballage ouvert, utilisez un conteneur scellé avec un dessiccant ou une atmosphère d'azote.

7. Suggestions d'application

7.1 Scénarios d'application typiques

• Voyants de statut :Lumières de mise sous tension, de charge de batterie, d'activité réseau dans les smartphones, tablettes, ordinateurs portables et wearables.
• Rétroéclairage :Éclairage pour claviers à membrane, petits écrans LCD ou logos dans les produits grand public fins.
• Éclairage décoratif :Éclairage d'accentuation dans les tableaux de bord automobiles, les garnitures intérieures ou les appareils électroménagers.
• Indicateurs de panneau :Sur les panneaux de contrôle industriels, les dispositifs médicaux et les équipements de communication où l'espace est précieux.

7.2 Considérations de conception

• Pilotage du courant :Utilisez toujours une résistance série limitant le courant ou un circuit intégré de pilotage LED à courant constant dédié. Calculez la valeur de la résistance en utilisant R = (V_alimentation- V_F) / I_F, en utilisant la V_Fmaximale de la fiche technique pour garantir que le courant ne dépasse pas 20mA dans les pires conditions.
• Gestion thermique :Bien que petite, la dissipation de puissance (jusqu'à 72mW à 20mA, 3,6V) génère de la chaleur. Assurez-vous que la conception du PCB prévoit une surface de cuivre adéquate autour des pastilles de soudure pour servir de dissipateur thermique, surtout si plusieurs LED sont utilisées ou si les températures ambiantes sont élevées.
• Conception optique :La lentille transparente produit un faisceau étroit et intense. Pour un éclairage plus large ou diffusé, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être nécessaires.
• Sélection des bacs :Pour les applications nécessitant une uniformité de couleur ou de luminosité, spécifiez les codes de bac requis (V_F, I_v, λ_d) lors de la commande.

8. Comparaison et différenciation techniques

Le principal facteur de différenciation du LTST-C193TGKT est sonprofil ultra-fin de 0,4mm. Comparé aux LED à puce standard qui font souvent 0,6mm ou 0,8mm de haut, cette réduction de 33 à 50% de la hauteur est significative pour les conceptions d'appareils ultra-fins modernes. Son large angle de vision de 130 degrés est également un avantage par rapport aux LED à angle plus étroit lorsque la visibilité hors axe est importante. La combinaison de la technologie InGaN (pour l'émission verte), de la conformité RoHS et de la compatibilité avec les procédés de refusion sans plomb standard en fait un composant polyvalent et pérenne pour la fabrication électronique mondiale.

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

9.1 Puis-je alimenter cette LED avec une source 3,3V sans résistance ?

Non, ce n'est pas recommandé et cela détruirait probablement la LED.La tension directe varie de 2,8V à 3,6V. Si vous connectez une source 3,3V directement à une LED avec une V_Fde 2,9V, la différence de tension (0,4V) provoquera un courant très élevé et non contrôlé, dépassant largement le maximum de 20mA. Une résistance série est toujours nécessaire pour un pilotage DC simple.

9.2 Pourquoi y a-t-il un courant de crête (100mA) supérieur au courant continu nominal (20mA) ?

La jonction semi-conductrice peut supporter de courtes impulsions de courant élevé sans surchauffer car la constante de temps thermique de la minuscule puce est très courte. Le courant de crête de 100mA avec un cycle de service de 1/10 permet de brèves impulsions de luminosité plus élevée (par exemple, dans les affichages multiplexés ou pour la signalisation) tout en maintenant la puissancemoyenneet la température dans des limites sûres. Le fonctionnement continu ne doit pas dépasser 20mA.

9.3 Que signifie "lentille transparente" pour la sortie lumineuse ?

Une lentille "transparente" ou non diffusante signifie que l'encapsulant époxy est transparent. Cela donne la sortie lumineuse la plus élevée possible du boîtier car aucune lumière n'est diffusée par des particules. Le faisceau sera davantage défini par la forme de la puce LED et de la coupelle réfléchissante, apparaissant souvent comme un petit point lumineux lorsqu'on le regarde de face.

9.4 Comment interpréter les codes de bac lors de la commande ?

Pour des résultats cohérents dans votre application, vous devez spécifier les codes de bac souhaités pour la Tension (V_F), l'Intensité (I_v) et la Longueur d'onde dominante (λ_d). Par exemple, demander les bacs D8 (3,0-3,2V), S (180-280 mcd) et AQ (525-530 nm) vous donnera des LED avec une tension moyenne, une luminosité moyenne-élevée et une teinte spécifique de vert. Si non spécifié, vous recevrez un mélange de la production.

10. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un voyant de statut pour une enceinte Bluetooth fine

Un concepteur crée une enceinte Bluetooth compacte avec un boîtier en aluminium de seulement 5mm d'épaisseur. Une LED de statut multicolore est nécessaire pour indiquer l'alimentation, l'appairage et le niveau de batterie. L'espace derrière la grille avant est extrêmement limité.

Solution :Le LTST-C193TGKT (vert) est sélectionné aux côtés de LED ultra-fines rouges et bleues similaires. Leur hauteur de 0,4mm leur permet de s'adapter parfaitement à l'espace interne contraint. Le concepteur :

1. Place les LED sur le PCB principal près de la grille.
2. Utilise une broche GPIO de microcontrôleur pour chaque couleur, avec une résistance série de 100Ω calculée pour un système 3,3V (en supposant une V_Fmax de 3,6V donnant un courant sûr d'environ 10mA).
3. Spécifie le même bac d'intensité (par exemple, 'S') pour les trois couleurs afin d'assurer une luminosité équilibrée.
4. Inclut une petite zone de cuivre sous les pastilles de LED sur le PCB pour une légère dissipation thermique.
5. Suit le profil de refusion recommandé pendant l'assemblage pour garantir la fiabilité.

Le résultat est un voyant de statut lumineux et uniforme qui s'intègre au design industriel élégant sans compromis mécanique.

11. Introduction au principe de fonctionnement

Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière par électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à la jonction p-n, les électrons du matériau de type n se recombinent avec les trous du matériau de type p dans la région active. Cette recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La couleur spécifique (longueur d'onde) de la lumière est déterminée par la largeur de bande interdite du matériau semi-conducteur utilisé. Le LTST-C193TGKT utilise un semi-conducteur composé deNitrures de Gallium et d'Indium (InGaN), conçu pour avoir une largeur de bande interdite correspondant à la lumière verte (environ 520-535 nm). L'encapsulant époxy transparent protège la puce semi-conductrice, agit comme une lentille et peut inclure des luminophores (bien que pas dans ce cas à lentille claire) pour modifier la sortie.

12. Tendances d'évolution

La tendance pour les LED d'indication et de rétroéclairage dans l'électronique grand public correspond fortement aux caractéristiques de ce composant :

• Miniaturisation et profil plus bas :La demande continue pour des appareils plus fins stimule le développement de LED avec des empreintes et des hauteurs toujours plus petites, comme ce composant de 0,4mm.
• Rendement plus élevé :Les améliorations dans la croissance épitaxiale et la conception des puces produisent plus de lumens par watt, permettant une sortie plus lumineuse au même courant ou la même luminosité avec une consommation d'énergie plus faible et moins de chaleur.
• Amélioration de la cohérence des couleurs :Les techniques de classement avancées et des contrôles de procédé plus stricts permettent aux fabricants d'offrir des LED avec des tolérances très étroites sur la longueur d'onde et l'intensité, cruciales pour des applications comme les affichages couleur complets et l'éclairage d'ambiance.
• Fiabilité améliorée pour les environnements sévères :Bien que cette LED soit pour des applications standard, l'industrie développe également des versions avec des températures nominales plus élevées et une robustesse accrue pour les usages automobiles et industriels.
• Intégration :Les tendances incluent l'intégration de plusieurs puces LED (RVB) dans un seul boîtier ou la combinaison de LED avec des circuits intégrés de pilotage ou des capteurs.

Le LTST-C193TGKT représente une solution de génération actuelle répondant aux besoins clés de miniaturisation et de performance pour l'électronique grand public.