Fiche technique LED SMD LTST-C194TGKT - Hauteur 0,30 mm - 3,2 V - 76 mW - Vert - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-C194TGKT est une LED puce à montage en surface (SMD) conçue pour les applications électroniques modernes à encombrement limité. C'est un composant extra-plat avec une hauteur de profil de seulement 0,30 mm, le rendant adapté aux appareils fins comme les smartphones, tablettes, écrans ultra-minces et technologies portables. Le dispositif émet une lumière verte grâce à un matériau semi-conducteur InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium) logé dans un boîtier à lentille transparente. Il est conforme à la directive RoHS (Restriction des Substances Dangereuses) et classé comme produit vert. La LED est fournie sur bande de 8 mm standard, enroulée sur bobine de 7 pouces de diamètre, compatible avec les équipements automatiques de placement à grande vitesse et les processus de soudure par refusion infrarouge (IR), facilitant ainsi une production de masse efficace.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti. Les limites clés incluent une dissipation de puissance maximale de 76 mW, un courant direct continu de 20 mA, et un courant direct crête de 100 mA en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). Le dispositif peut supporter une tension inverse de 5V, mais un fonctionnement continu en polarisation inverse est interdit. La plage de température de fonctionnement est de -20°C à +80°C, avec une plage de stockage plus large de -30°C à +100°C. Le composant est spécifié pour la soudure par refusion infrarouge à une température de crête de 260°C pendant un maximum de 10 secondes.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ces paramètres sont spécifiés à une température ambiante (Ta) de 25°C et un courant de test standard (IF) de 20 mA, fournissant les données de performance de référence. L'intensité lumineuse (Iv) a une valeur typique de 450 millicandelas (mcd) avec un minimum de 71 mcd, indiquant une sortie lumineuse élevée. Elle présente un large angle de vision (2θ1/2) de 130 degrés, procurant un éclairage large et uniforme. La longueur d'onde dominante (λd) est de 525 nm, définissant sa perception de couleur verte, tandis que la longueur d'onde d'émission de crête (λp) est de 530 nm. La largeur de bande spectrale (Δλ) est de 35 nm. La tension directe (VF) mesure typiquement 3,2V, avec une plage de 2,8V à 3,6V. Le courant inverse (IR) est au maximum de 10 μA sous la pleine tension inverse de 5V.

3. Explication du système de binning

Pour assurer une cohérence de production, les LED sont triées en catégories de performance (binning). Le LTST-C194TGKT utilise un système de binning tridimensionnel couvrant la tension directe (Vf), l'intensité lumineuse (Iv) et la longueur d'onde dominante (λd). Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants correspondant à leurs exigences spécifiques de circuit et de luminosité/couleur.

3.1 Binning de la tension directe

La tension directe est triée par pas de 0,2V. Les codes de bin disponibles sont D7 (2,80-3,00V), D8 (3,00-3,20V), D9 (3,20-3,40V) et D10 (3,40-3,60V). Une tolérance de ±0,1V est appliquée au sein de chaque bin. Sélectionner des LED du même bin Vf aide à maintenir une distribution de courant uniforme lorsque plusieurs LED sont connectées en parallèle.

3.2 Binning de l'intensité lumineuse

Les bins d'intensité lumineuse fournissent une gamme de niveaux de luminosité. Les bins sont Q (71,0-112,0 mcd), R (112,0-180,0 mcd), S (180,0-280,0 mcd) et T (280,0-450,0 mcd). Une tolérance de ±15% s'applique à chaque bin. Cela permet une sélection économique lorsque la luminosité maximale n'est pas critique, ou pour des fonctionnalités de produit à plusieurs niveaux.

3.3 Binning de la longueur d'onde dominante

Les bins de longueur d'onde dominante assurent une cohérence de couleur. Les bins disponibles sont AP (520,0-525,0 nm), AQ (525,0-530,0 nm) et AR (530,0-535,0 nm), avec une tolérance serrée de ±1 nm par bin. Ceci est crucial pour les applications nécessitant un appariement de couleur précis, comme pour les indicateurs multicolores ou le rétroéclairage d'affichage.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (par ex., Figure 1 pour la distribution spectrale, Figure 6 pour l'angle de vision), les données fournies permettent d'analyser les relations clés. La tension directe est spécifiée à un courant unique (20mA). En pratique, Vf a une relation logarithmique avec le courant direct (If) et un coefficient de température négatif, ce qui signifie que Vf diminue lorsque la température de jonction augmente. L'intensité lumineuse dépend également de la température, diminuant généralement lorsque la température augmente. Le large angle de vision de 130 degrés suggère un diagramme de rayonnement Lambertien ou quasi-Lambertien, où l'intensité lumineuse est approximativement proportionnelle au cosinus de l'angle de vision.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est conforme aux contours de boîtier standard EIA (Electronic Industries Alliance). Sa caractéristique principale est sa hauteur de profil ultra-faible de 0,30 mm. Des dessins dimensionnels détaillés spécifient la longueur, la largeur, l'espacement des broches et d'autres tolérances mécaniques critiques, généralement avec une tolérance standard de ±0,10 mm sauf indication contraire. Ces dimensions sont essentielles pour la conception de l'empreinte sur le PCB (Carte à Circuit Imprimé) et pour assurer un placement correct par les machines automatisées.

5.2 Conception des pastilles de soudure

La fiche technique inclut les dimensions suggérées pour le motif des pastilles de soudure. Respecter ces recommandations est vital pour obtenir des joints de soudure fiables pendant la refusion. Une note importante est la recommandation d'une épaisseur maximale de pochoir de 0,10mm pour contrôler le volume de pâte à souder et éviter les ponts ou le soulèvement (tombstoning) du petit composant.

5.3 Identification de la polarité

Comme la plupart des LED, ce dispositif est sensible à la polarité. La cathode est typiquement marquée, souvent par une encoche, un point vert ou une forme de broche différente. L'orientation correcte doit être vérifiée par rapport au dessin du boîtier pour assurer un fonctionnement correct du circuit et éviter les dommages dus à une polarisation inverse.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

Un profil de refusion infrarouge (IR) suggéré pour les processus de soudure sans plomb (Pb-free) est fourni. Ce profil est conforme aux normes JEDEC. Il inclut des paramètres critiques : une étape de préchauffage (typiquement 150-200°C jusqu'à 120 secondes), une montée en température, une zone de température de crête (maximum 260°C) et un temps au-dessus du liquidus (température de fusion de la soudure). Le composant ne doit pas être exposé à la température de crête pendant plus de 10 secondes. Ce profil assure la formation de joints de soudure fiables sans soumettre le boîtier de la LED à un stress thermique excessif.

6.2 Manipulation et stockage

La LED est sensible aux décharges électrostatiques (ESD). Des précautions de manipulation telles que l'utilisation de bracelets antistatiques reliés à la terre, de tapis antistatiques et de contenants conducteurs sont obligatoires. Pour le stockage, les sachets barrières à l'humidité non ouverts (avec dessiccant) doivent être conservés à ≤30°C et ≤90% HR, avec une durée de conservation d'un an. Une fois ouverts, les composants doivent être stockés à ≤30°C et ≤60% HR. S'ils sont exposés aux conditions ambiantes pendant plus de 672 heures (28 jours), un séchage à environ 60°C pendant au moins 20 heures est recommandé avant la soudure pour éliminer l'humidité absorbée et éviter l'effet \"popcorn\" pendant la refusion.

6.3 Nettoyage

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

7. Conditionnement et informations de commande

Le conditionnement standard est une bande porteuse gaufrée de 8 mm de large enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 5000 pièces. Les emplacements vides de la bande sont scellés avec une bande de couverture. Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA 481-1-A-1994. Pour la continuité de production, le nombre maximum autorisé de composants manquants consécutifs dans la bande est de deux. Les quantités minimales de commande pour les bobines restantes sont de 500 pièces. Le numéro de pièce LTST-C194TGKT suit un système de codage spécifique où les éléments indiquent probablement la série, le boîtier, la couleur et les codes de bin.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED verte ultra-mince est idéale pour les indicateurs d'état, le rétroéclairage de touches ou de symboles, et l'éclairage décoratif dans l'électronique grand public où la hauteur est une contrainte critique. Exemples : voyants lumineux dans les smartphones, tablettes, ordinateurs portables, ultrabooks, dispositifs portables (montres connectées, bracelets d'activité) et panneaux de commande fins. Sa compatibilité avec le placement automatique et la soudure par refusion la rend parfaite pour la fabrication en grande série.

8.2 Considérations de conception

Limitation de courant :Une résistance de limitation de courant externe est toujours requise lorsque la LED est alimentée par une source de tension supérieure à sa tension directe. La valeur de la résistance est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (Vcc - Vf) / If, où Vf est la tension directe (utiliser la valeur max pour le pire cas), If est le courant direct souhaité (≤20 mA continu), et Vcc est la tension d'alimentation.
Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, s'assurer d'une surface de cuivre PCB adéquate ou de vias thermiques peut aider à dissiper la chaleur, surtout lors d'un fonctionnement à haute température ambiante ou au courant maximum, préservant ainsi la sortie lumineuse et la longévité.
Protection ESD :Dans les environnements sensibles aux ESD, envisagez d'ajouter des diodes de suppression de tension transitoire (TVS) ou d'autres circuits de protection sur les lignes de la LED.

9. Comparaison et différenciation technique

Le principal facteur différenciant du LTST-C194TGKT est sa hauteur de 0,30 mm, nettement inférieure à celle de nombreuses LED SMD standard (par ex., les boîtiers 0603 ou 0805 mesurent souvent 0,6-0,8 mm de haut). Cela permet une conception dans des applications où la hauteur (axe Z) est sévèrement limitée. Comparée aux anciennes LED traversantes, elle offre une économie d'espace considérable et permet un assemblage automatisé. L'utilisation de la technologie InGaN fournit une haute efficacité et une lumière verte brillante. Sa conformité aux profils de refusion sans plomb l'aligne avec les réglementations environnementales et les processus de fabrication modernes.

10. Questions Fréquemment Posées (FAQ)

Q : Puis-je alimenter cette LED à 30 mA pour une luminosité plus élevée ?
A : Non. Le courant direct continu maximal absolu est de 20 mA. Dépasser cette valeur peut causer des dommages irréversibles dus à une surchauffe et à une dégradation accélérée de la jonction semi-conductrice.
Q : Quelle est la différence entre la longueur d'onde dominante et la longueur d'onde de crête ?
A : La longueur d'onde dominante (λd) est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui correspond à la couleur de la LED, dérivée du diagramme de chromaticité CIE. La longueur d'onde de crête (λp) est la longueur d'onde réelle à laquelle la puissance optique émise est la plus élevée. Elles diffèrent souvent légèrement.
Q : Puis-je utiliser la soudure manuelle ?
A : La soudure manuelle au fer est possible mais nécessite une extrême prudence. La recommandation est une température maximale de pointe de fer de 300°C et un temps de soudure ne dépassant pas 3 secondes par broche, une seule fois. La soudure par refusion est la méthode préférée et la plus fiable.
Q : Comment interpréter le code de bin dans le numéro de pièce ?
A : Le suffixe \"TGKT\" contient probablement des informations codées pour les bins spécifiques de tension directe (T?), d'intensité lumineuse (G?) et de longueur d'onde dominante (K?). Il faut recouper la liste complète des bins avec les informations de commande pour sélectionner la classe de performance exacte requise.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un indicateur d'état pour une montre connectée.
La conception nécessite un indicateur de charge verte. La hauteur interne de la montre connectée est extrêmement limitée. Le LTST-C194TGKT est sélectionné pour son profil de 0,30 mm. Le concepteur choisit le bin D8 pour Vf (3,0-3,2V) et le bin T pour l'intensité lumineuse (280-450 mcd) pour assurer la visibilité. La LED est alimentée par le rail 3,3V de la montre. En utilisant la Vf maximale de 3,6V pour une conception conservatrice, la résistance de limitation est calculée : R = (3,3V - 3,6V) / 0,02A = -15 Ohms. Cette valeur négative indique qu'avec une Vf pire cas supérieure à l'alimentation, la LED pourrait ne pas s'allumer. Par conséquent, le concepteur utilise la Vf typique de 3,2V : R = (3,3V - 3,2V) / 0,02A = 5 Ohms. Une résistance standard de 5,1Ω est sélectionnée, résultant en un courant d'environ 19,6 mA. Le layout PCB utilise les dimensions de pastilles recommandées et inclut une petite liaison de décharge thermique vers un plan de masse.

12. Introduction technologique

Le LTST-C194TGKT est basé sur la technologie semi-conductrice InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium). L'InGaN est un semi-conducteur composé dont l'énergie de bande interdite peut être ajustée en variant le rapport indium/gallium. Pour les LED vertes, une teneur spécifique en indium est utilisée pour créer une bande interdite correspondant à l'émission de photons dans la gamme de longueurs d'onde verte (environ 525 nm). Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active du semi-conducteur, libérant de l'énergie sous forme de lumière - un processus appelé électroluminescence. La résine époxy de la lentille transparente est formulée pour extraire efficacement cette lumière de la puce semi-conductrice avec une absorption minimale, tout en offrant une protection mécanique et environnementale.

13. Tendances technologiques

La tendance pour les LED SMD dans l'électronique grand public continue vers la miniaturisation, une efficacité plus élevée et une plus grande intégration. Les hauteurs de boîtier diminuent encore pour permettre des produits finaux toujours plus fins. Les améliorations d'efficacité (plus de lumens par watt) réduisent la consommation d'énergie, ce qui est crucial pour les appareils à batterie. Il y a aussi une tendance vers un contrôle de couleur plus précis et un binning plus serré pour répondre aux exigences des affichages de haute qualité et des réseaux multi-LED cohérents. De plus, l'intégration de l'électronique de contrôle (comme les pilotes à courant constant) directement dans le boîtier de la LED devient plus courante, simplifiant la conception de circuit pour l'utilisateur final. La science des matériaux sous-jacente continue de progresser, avec des recherches en cours pour améliorer l'efficacité des LED vertes InGaN, historiquement inférieure à celle des LED bleues.