Fiche technique LED SMD Bleue LTST-C191TBKT - Dimensions 3,2x1,6x0,55mm - Tension 2,8-3,8V - Puissance 76mW - Documentation Technique Française

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-C191TBKT est une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (SMD) conçue pour les applications électroniques modernes où l'espace est limité. Il appartient à la catégorie des LED à puce ultra-minces, avec une hauteur remarquablement faible de seulement 0,55 mm. Cela en fait un choix idéal pour le rétroéclairage des appareils électroniques grand public fins, les témoins lumineux des appareils portables et les affichages d'état où l'espace vertical est critique. Le composant utilise une puce semi-conductrice InGaN (Nitrure d'Indium et de Gallium), qui est la norme industrielle pour produire une lumière bleue à haut rendement. Il est conditionné sur bande de 8 mm et fourni sur bobines standard de 7 pouces de diamètre, le rendant entièrement compatible avec les équipements automatisés de placement rapide utilisés dans la fabrication en série.

1.1 Caractéristiques et avantages principaux

Les principaux avantages de cette LED découlent de sa conception physique et électrique. La caractéristique la plus notable est sa hauteur ultra-mince de 0,55 mm, qui répond directement à la tendance des produits finaux de plus en plus fins. Il est classé comme produit vert et est conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), garantissant qu'il répond aux normes environnementales internationales. La technologie de puce InGaN fournit une intensité lumineuse élevée à partir d'une source compacte. Son empreinte de boîtier standard EIA (Electronic Industries Alliance) assure la compatibilité avec une large gamme de conceptions de circuits imprimés (PCB) et de bibliothèques de composants existantes. De plus, il est conçu pour être compatible avec les processus standards de soudage par refusion infrarouge (IR), méthode dominante pour la fixation des composants SMD, simplifiant ainsi le flux de fabrication.

2. Spécifications techniques : Analyse approfondie

Cette section fournit une analyse détaillée des limites absolues et des caractéristiques opérationnelles du composant, essentielles pour une conception de circuit fiable.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Elles ne sont pas destinées au fonctionnement normal. Le courant continu direct maximal (I_F) est de 20 mA. En conditions pulsées avec un cycle de service de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms, un courant direct de crête plus élevé de 100 mA est autorisé. La dissipation de puissance totale ne doit pas dépasser 76 mW, une limite dictée par la capacité du boîtier à transférer la chaleur vers le PCB. Le composant est conçu pour une plage de température de fonctionnement de -20°C à +80°C et peut être stocké dans des environnements de -30°C à +100°C. Pour l'assemblage, il peut supporter une température de crête de soudage par refusion infrarouge de 260°C pendant un maximum de 10 secondes.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés à une température ambiante standard (T_a) de 25°C et un courant direct de 20 mA, sauf indication contraire. Ils définissent les performances du composant dans des conditions de fonctionnement normales.

• Intensité lumineuse (I_V) :S'étend 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 bac (voir Section 3). L'intensité est mesurée à l'aide d'un capteur filtré pour correspondre à la courbe de réponse photopique (œil humain).
• Angle de vision (2θ_1/2) :Un large angle de 130 degrés, défini comme le point hors axe où l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur sur l'axe (0°). Cela indique un profil d'émission Lambertien ou quasi-Lambertien, adapté aux applications nécessitant un éclairage de grande surface plutôt qu'un faisceau focalisé.
• Longueur d'onde de crête (λ_P) :Typiquement 468 nm. C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est à son maximum.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :S'étend de 465,0 nm à 475,0 nm. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain comme correspondant à la couleur de la LED, dérivée du diagramme de chromaticité CIE. C'est le paramètre clé pour la cohérence des couleurs.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :Approximativement 25 nm. Cela mesure la largeur de bande de la lumière émise, indiquant la pureté spectrale. Une valeur typique pour une LED bleue InGaN.
• Tension directe (V_F) :S'étend de 2,80 V à 3,80 V à 20 mA. La valeur exacte est classée en bacs (voir Section 3). Ce paramètre est crucial pour concevoir le circuit de limitation de courant.
• Courant inverse (I_R) :Maximum de 10 μA lorsqu'une tension inverse (V_R) de 5V est appliquée. Il est essentiel de noter que cette LED n'estpas conçue pour fonctionner en inverse ; cette condition de test est uniquement pour la caractérisation. Appliquer une polarisation inverse dans le circuit pourrait endommager le composant.

3. Explication du système de classement en bacs

Pour assurer la cohérence en production de masse, les LED sont triées en bacs de performance. Le LTST-C191TBKT utilise un système de classement tridimensionnel pour les paramètres clés.

3.1 Classement par tension directe

Les unités sont triées en bacs D7 à D11 en fonction de leur tension directe (V_F) à 20 mA. Par exemple, le bac D7 contient les LED avec V_Fentre 2,80V et 3,00V, tandis que le bac D11 contient celles de 3,60V à 3,80V. La tolérance au sein de chaque bac est de ±0,1V. Sélectionner des LED du même bac de tension aide à maintenir une luminosité et une consommation d'énergie uniformes dans un réseau.

3.2 Classement par intensité lumineuse

L'intensité est classée en codes N, P, Q et R. Le bac N couvre 28,0-45,0 mcd, et le bac R couvre la plage la plus élevée de 112,0-180,0 mcd. La tolérance pour chaque bac d'intensité est de ±15%. Cela permet aux concepteurs de choisir un niveau de luminosité adapté à leur application, équilibrant visibilité et efficacité énergétique.

3.3 Classement par longueur d'onde dominante

La couleur (longueur d'onde dominante) est classée en deux codes : AC (465,0-470,0 nm) et AD (470,0-475,0 nm), avec une tolérance de ±1 nm par bac. Ce contrôle strict garantit une variation de couleur minimale, essentielle pour des applications comme le rétroéclairage multi-LED ou les indicateurs d'état où l'homogénéité des couleurs est importante.

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), leurs implications sont standard pour les LED InGaN. La courbe courant direct vs tension directe (I-V) montrerait la relation exponentielle typique, avec la tension de seuil autour de 2,8-3,0V. La courbe intensité lumineuse vs courant direct est généralement linéaire jusqu'au courant nominal, après quoi le rendement peut chuter en raison de l'échauffement. La longueur d'onde dominante a typiquement un léger coefficient de température négatif, ce qui signifie qu'elle peut se déplacer vers des longueurs d'onde plus longues (légèrement plus vertes) lorsque la température de jonction augmente. La large courbe d'angle de vision de 130 degrés confirme un profil d'émission quasi-Lambertien.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions physiques

Le boîtier suit une empreinte standard EIA. Les dimensions clés incluent une longueur typique de 3,2 mm, une largeur de 1,6 mm et la hauteur caractéristique de 0,55 mm. Des dessins cotés détaillés sont fournis dans la fiche technique pour la conception du motif de pastilles sur le PCB. Toutes les dimensions ont une tolérance standard de ±0,10 mm sauf indication contraire.

5.2 Identification de polarité et conception des pastilles

La LED possède une anode et une cathode. La polarité est généralement indiquée par un marquage sur le boîtier ou par une caractéristique asymétrique dans l'empreinte. La fiche technique inclut les dimensions suggérées pour les pastilles de soudage afin d'assurer la formation d'un cordon de soudure fiable pendant la refusion, ce qui est critique pour la connexion électrique et la résistance mécanique. Une conception correcte des pastilles aide également à la dissipation thermique.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Le composant est qualifié pour les processus de soudage sans plomb. Un profil de refusion infrarouge suggéré est fourni, conforme aux normes JEDEC. Les paramètres clés incluent une zone de préchauffage (typiquement 150-200°C), une montée contrôlée jusqu'à une température de crête ne dépassant pas 260°C, et un temps au-dessus du liquidus (TAL) adapté à la pâte à souder. La température de crête de 260°C ne doit pas être dépassée pendant plus de 10 secondes. Il est souligné que le profil exact doit être caractérisé pour la conception de PCB, les composants et la pâte à souder spécifiques utilisés.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel au fer est nécessaire, il est recommandé d'utiliser une température de panne ne dépassant pas 300°C et de limiter le temps de contact à un maximum de 3 secondes pour une seule opération uniquement. Une chaleur excessive du fer à souder peut facilement endommager le petit boîtier.

6.3 Conditions de stockage et de manipulation

Les LED sont sensibles à l'humidité. Lorsqu'elles sont stockées dans leur sac d'origine étanche à l'humidité avec dessiccant, elles doivent être conservées à ≤30°C et ≤90% HR et utilisées dans l'année. Une fois le sac ouvert, l'environnement de stockage ne doit pas dépasser 30°C et 60% HR. Les composants exposés à l'humidité ambiante pendant plus de 672 heures (28 jours) doivent être séchés à environ 60°C pendant au moins 20 heures avant le soudage par refusion pour éviter l'effet "pop-corn" (fissuration du boîtier due à la pression de vapeur). Pour un stockage prolongé hors du sac d'origine, utiliser un conteneur étanche avec dessiccant.

6.4 Nettoyage

Si un nettoyage après soudage est requis, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. Il est recommandé d'immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute. Des nettoyants chimiques non spécifiés peuvent endommager le matériau du boîtier plastique.

7. Conditionnement et informations de commande

Le conditionnement standard est une bande porteuse gaufrée de 8 mm de large sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 5000 pièces de la LED LTST-C191TBKT. La bande utilise un couvercle supérieur pour sceller les poches vides. Le conditionnement suit les spécifications ANSI/EIA 481-1-A-1994. Pour les restes de production, une quantité minimale d'emballage de 500 pièces s'applique.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Le profil ultra-mince rend cette LED idéale pour : le rétroéclairage des touches sur claviers fins ou télécommandes, les témoins d'état dans les smartphones, tablettes et ordinateurs portables ultra-fins, l'éclairage de panneaux dans les tableaux de bord automobiles ou les appareils grand public, et comme témoin bleu polyvalent dans les PCB densément peuplés.

8.2 Considérations et notes de conception

• Alimentation en courant :Une LED est un dispositif piloté en courant. Utilisez toujours une résistance de limitation de courant en série ou un circuit d'alimentation à courant constant. La valeur de la résistance est calculée avec R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Utilisez la V_Fmaximale du bac ou de la fiche technique pour garantir que le courant ne dépasse pas 20 mA dans les pires conditions.
• Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :La puce InGaN est sensible aux décharges électrostatiques (ESD). Des contrôles ESD appropriés (bracelets, postes de travail mis à la terre, sols conducteurs) doivent être utilisés pendant la manipulation et l'assemblage.
• Gestion thermique :Bien que la puissance soit faible, assurer un bon chemin thermique des pastilles de la LED vers le cuivre du PCB aide à maintenir les performances et la longévité, surtout lorsqu'elle est pilotée à ou près du courant maximum.
• Protection contre la tension inverse :Comme le composant n'est pas conçu pour une polarisation inverse, envisagez d'ajouter une diode de protection en parallèle (cathode vers anode) si la LED peut être exposée à une tension inverse dans le circuit.

9. Comparaison et différenciation technique

Le principal différentiateur du LTST-C191TBKT est sa hauteur de 0,55 mm, plus fine que de nombreuses LED SMD standard (par ex., les boîtiers 0603 ou 0402 qui font souvent >0,8 mm de haut). Comparée aux LED à vue latérale, elle offre un format à émission par le dessus avec un large angle de vision. Sa technologie InGaN offre un rendement plus élevé et une meilleure saturation des couleurs que les anciennes technologies de LED bleues. Le système de classement en bacs complet offre une meilleure cohérence de couleur et de luminosité par rapport aux alternatives non classées ou faiblement classées, ce qui est critique pour les applications multi-LED.

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

Q : Quelle résistance ai-je besoin pour une alimentation de 5V ?

R : En utilisant la V_Fmaximale de 3,8V et un I_Fcible de 20mA : R = (5V - 3,8V) / 0,02A = 60 Ω. Une résistance standard de 62 Ω ou 68 Ω serait appropriée. Vérifiez toujours avec le bac V_Fréel de vos LED.

Q : Puis-je l'alimenter avec une alimentation de 3,3V ?

R : Peut-être, mais avec prudence. Si la V_Fde la LED est à l'extrémité haute de sa plage (par ex., 3,8V), une alimentation de 3,3V risque de ne pas l'allumer complètement ou pas du tout. Vous devriez vérifier la V_Fminimale (2,8V) et probablement utiliser un pilote à courant constant au lieu d'une simple résistance pour un fonctionnement fiable.

Q : Comment interpréter la valeur d'intensité lumineuse ?

R : L'intensité lumineuse (mcd) mesure la luminosité dans une direction spécifique (sur l'axe). Le large angle de vision signifie que cette luminosité est répartie sur une grande surface, donc la luminosité perçue sur une surface dépend de la distance et de l'angle. À titre de comparaison, une LED traversante 5mm typique peut faire 1000-5000 mcd mais avec un faisceau beaucoup plus étroit.

Q : Est-elle adaptée à une utilisation en extérieur ?

R : La plage de température de fonctionnement (-20°C à +80°C) couvre de nombreuses conditions extérieures. Cependant, une exposition prolongée à la lumière directe du soleil (UV) et aux intempéries peut dégrader le boîtier plastique. Pour les environnements sévères, confirmez la compatibilité avec le fabricant et envisagez des revêtements protecteurs.

11. Exemples pratiques de conception et d'utilisation

Exemple 1 : Barre d'état multi-LED :Conception d'un graphique à barres avec 10 LED bleues. Pour garantir une apparence uniforme, spécifiez des LED du même bac de longueur d'onde dominante (par ex., tout le bac AD) et du même bac d'intensité lumineuse (par ex., tout le bac P). Alimentez-les avec une seule source de courant constant partagée via des transistors ou un circuit intégré pilote de LED pour garantir un courant identique et donc une luminosité et une couleur identiques.

Exemple 2 : Rétroéclairage d'un interrupteur à membrane fin :La hauteur de 0,55 mm permet à la LED de s'insérer derrière une couche de membrane et un diffuseur dans un assemblage de moins de 2 mm d'épaisseur. Le large angle de vision de 130 degrés assure un éclairage uniforme de l'icône de l'interrupteur. Un courant de 10-15 mA (au lieu de 20 mA) pourrait être suffisant, réduisant la consommation d'énergie et la chaleur.

12. Introduction au principe technologique

Le LTST-C191TBKT est basé sur la technologie semi-conductrice InGaN. Lorsqu'une tension directe est appliquée à la jonction p-n, 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 de l'alliage Nitrure d'Indium et de Gallium dans la structure à puits quantique détermine l'énergie de la bande interdite, et donc la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Pour la lumière bleue, une bande interdite correspondant à environ 2,6-2,7 électron-volts (eV) est requise. Le boîtier plastique sert à protéger la puce semi-conductrice fragile, fournit une structure mécanique et incorpore une lentille qui façonne le faisceau lumineux, résultant en un large angle de vision.

13. Tendances et évolutions de l'industrie

La tendance pour les LED SMD dans l'électronique grand public continue vers la miniaturisation (empreintes plus petites et profils plus bas) et une efficacité accrue (plus de lumière par watt d'entrée électrique). Il y a également une volonté d'améliorer la cohérence des couleurs et un classement en bacs plus serré de la part des fabricants. L'adoption de matériaux sans plomb et sans halogène pour la conformité environnementale est standard. En termes d'application, l'intégration est clé, les LED étant de plus en plus co-conditionnées avec des pilotes ou des capteurs, ou intégrées directement dans les PCB. La technologie InGaN sous-jacente est mature mais continue de voir des améliorations incrémentielles de l'efficacité quantique interne et de la longévité.