Fiche technique LTST-C190TBKT-10A - LED Bleue SMD - Dimensions 3.2x1.6x0.8mm - Tension 2.75-3.35V - Puissance 76mW

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED bleue à montage en surface haute performance, conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant un facteur de forme compact et un fonctionnement fiable. Le composant se caractérise par son profil exceptionnellement bas, le rendant adapté aux conceptions à espace restreint telles que les écrans ultra-minces, les unités de rétroéclairage et l'électronique grand public portable.

Les avantages principaux de ce composant incluent sa conformité aux normes RoHS et produit vert, garantissant son respect de l'environnement. Il utilise une puce semi-conductrice InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium), réputée pour produire une lumière bleue à haut rendement. Le boîtier est entièrement compatible avec les équipements d'assemblage automatiques standard de type "pick-and-place" et est qualifié pour les processus de soudage par refusion infrarouge sans plomb (Pb-free), répondant ainsi aux exigences de fabrication contemporaines.

Le marché cible englobe un large éventail d'industries, y compris, mais sans s'y limiter, l'électronique grand public (smartphones, tablettes, ordinateurs portables), l'éclairage intérieur automobile, les indicateurs d'état, l'éclairage de panneaux et l'éclairage décoratif général où une source ponctuelle bleue brillante et fiable est nécessaire.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les limites opérationnelles du dispositif sont définies à une température ambiante (Ta) de 25°C. La dissipation de puissance continue maximale est de 76 milliwatts (mW). Le courant direct continu ne doit pas dépasser 20 mA pour un fonctionnement fiable à long terme. Pour les applications en impulsions, un courant direct crête de 100 mA est autorisé dans des conditions spécifiques : un rapport cyclique de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 milliseconde. Le composant est conçu pour une plage de température de fonctionnement de -20°C à +80°C et peut être stocké dans des environnements allant de -30°C à +100°C. Il est crucial de noter qu'il peut résister à un soudage par refusion infrarouge à une température de pointe de 260°C pendant une durée de 10 secondes, ce qui est standard pour l'assemblage sans plomb.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Les paramètres de performance clés sont mesurés à Ta=25°C et avec un courant de test standard (IF) de 10 mA.

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend d'un minimum de 18,0 millicandelas (mcd) à une valeur typique de 90,0 mcd. Cette mesure est effectuée à l'aide d'une combinaison capteur/filtre qui se rapproche de la courbe de réponse photopique standard de la CIE.
• Angle de vision (2θ1/2) :Un large angle de vision de 130 degrés est spécifié. Il est défini comme l'angle hors axe où l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur axiale (sur l'axe).
• Longueur d'onde de crête (λP) :La longueur d'onde à laquelle l'émission spectrale est la plus forte est typiquement de 468 nanomètres (nm).
• Longueur d'onde dominante (λd) :Ce paramètre, dérivé du diagramme de chromaticité CIE, définit la couleur perçue de la LED. Il varie de 465,0 nm à 475,0 nm.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :La demi-largeur de la raie spectrale est de 25 nm, indiquant l'étalement des longueurs d'onde émises autour du pic.
• Tension directe (VF) :À 10 mA, la chute de tension aux bornes de la LED varie de 2,75 Volts (min) à 3,35 Volts (max).
• Courant inverse (IR) :Avec une tension inverse (VR) de 5V appliquée, le courant de fuite est au maximum de 10 microampères (μA). Il est essentiel de noter que le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; cette condition de test est uniquement à des fins de caractérisation.

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 gants antistatiques et d'équipements mis à la terre, sont obligatoires lors de la manipulation et de l'assemblage pour éviter tout dommage.

3. Explication du système de classement

Pour garantir la cohérence en production et en application, les LED sont triées en classes de performance basées sur des paramètres clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques de circuit et d'optique.

3.1 Classement par tension directe

Les unités sont catégorisées en classes (J8, J9, J10, J11) en fonction de leur tension directe à 10 mA. Chaque classe a une tolérance de ±0,1V.

• J8 : 2,75V - 2,90V
• J9 : 2,90V - 3,05V
• J10 : 3,05V - 3,20V
• J11 : 3,20V - 3,35V

3.2 Classement par intensité lumineuse

Les LED sont classées (M1, M2, N1, N2, P1, P2, Q1) selon leur intensité lumineuse de sortie à 10 mA, avec une tolérance de ±15% par classe. Cette plage s'étend de 18,0 mcd (M1 min) à 90,0 mcd (Q1 max).

3.3 Classement par longueur d'onde dominante

La cohérence de couleur est contrôlée via les classes de longueur d'onde AC et AD, chacune avec une tolérance de ±1 nm.

• AC : 465,0 nm - 470,0 nm
• AD : 470,0 nm - 475,0 nm

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (par exemple, Figure 1 pour l'émission spectrale, Figure 6 pour l'angle de vision), les données fournies permettent une analyse critique. La relation entre le courant direct (IF) et l'intensité lumineuse (Iv) est typiquement super-linéaire aux courants plus faibles, devenant plus linéaire puis saturant aux courants plus élevés. Les concepteurs doivent opérer dans la limite de courant continu spécifiée pour éviter une dégradation accélérée. La tension directe a un coefficient de température négatif, ce qui signifie qu'elle diminue légèrement lorsque la température de jonction augmente. Les caractéristiques spectrales (longueur d'onde de crête et dominante) dépendent également de la température, se décalant généralement vers des longueurs d'onde plus longues (décalage vers le rouge) avec l'augmentation de la température, ce qui est une propriété fondamentale des sources lumineuses à semi-conducteurs.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions du boîtier

Le dispositif présente un boîtier standard EIA avec une géométrie ultra-mince. La dimension clé est sa hauteur de 0,80 mm (maximum). Les autres dimensions critiques incluent la longueur et la largeur, qui sont standard pour ce type de boîtier, garantissant la compatibilité avec l'assemblage automatique. Toutes les tolérances dimensionnelles sont typiquement de ±0,10 mm sauf indication contraire. Des dessins cotés détaillés sont essentiels pour la conception du motif de pastilles sur le PCB.

5.2 Identification de la polarité et conception des pastilles

Le composant possède des bornes anode et cathode. La polarité est généralement indiquée par un marquage sur le boîtier, tel qu'une encoche, un point ou un coin coupé. La fiche technique inclut les dimensions suggérées pour les pastilles de soudure afin d'assurer une soudure fiable, un bon alignement et un soulagement thermique suffisant pendant le processus de refusion. Le respect de ces recommandations est crucial pour le rendement de fabrication et la fiabilité à long terme.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de refusion infrarouge (IR) suggéré est fourni pour les processus d'assemblage sans plomb. Ce profil est basé sur les normes JEDEC pour garantir un montage fiable. Les paramètres clés incluent :

• Préchauffage :150°C à 200°C.
• Durée de préchauffage :Maximum 120 secondes pour permettre un chauffage uniforme et l'évaporation des solvants.
• Température de pointe :Maximum 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus :Le composant doit être exposé à la température de pointe pendant un maximum de 10 secondes. La refusion ne doit être effectuée que deux fois maximum.

Il est souligné que le profil optimal dépend de la conception spécifique du PCB, de la pâte à souder et des caractéristiques du four, et une caractérisation au niveau de la carte est recommandée.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, une extrême prudence est de mise. La température de la pointe du fer à souder ne doit pas dépasser 300°C, et le temps de contact avec la borne de la LED doit être limité à un maximum de 3 secondes pour une seule opération uniquement. Une chaleur excessive peut endommager de manière irréversible la puce LED ou le boîtier plastique.

6.3 Nettoyage

Les nettoyants chimiques non spécifiés ne doivent pas être utilisés car ils pourraient endommager le boîtier de la LED. Si un nettoyage est requis après le soudage (par exemple, pour éliminer les résidus de flux), la méthode recommandée est d'immerger la carte assemblée dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante normale pendant moins d'une minute.

7. Stockage et manipulation

Un stockage approprié est vital pour maintenir la soudabilité et prévenir les dommages induits par l'humidité ("effet pop-corn") pendant la refusion.

• Emballage scellé :Les LED dans leur sachet barrière étanche à l'humidité d'origine avec dessiccant doivent être stockées à ≤30°C et ≤90% d'Humidité Relative (HR). La durée de conservation dans ces conditions est d'un an.
• Emballage ouvert :Une fois le sachet barrière ouvert, les composants sont exposés à l'humidité ambiante. Ils doivent être stockés à ≤30°C et ≤60% HR. Il est fortement recommandé de terminer le processus de refusion IR dans la semaine suivant l'ouverture.
• Stockage prolongé (ouvert) :Pour un stockage au-delà d'une semaine, les composants doivent être placés dans un conteneur scellé avec dessiccant ou dans un dessiccateur purgé à l'azote.
• Séchage (Baking) :Les composants stockés hors de leur emballage d'origine pendant plus d'une semaine doivent être séchés à environ 60°C pendant au moins 20 heures avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée.

8. Emballage et informations de commande

Le produit est fourni au format bande et bobine compatible avec les machines d'assemblage automatiques.

• Largeur de la bande :8 mm.
• Diamètre de la bobine :7 pouces.
• Quantité par bobine :4000 pièces.
• Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.
• Standard d'emballage :Conforme aux spécifications ANSI/EIA-481-1-A-1994. Les emplacements vides dans la bande porteuse sont scellés avec un ruban de couverture.

Le numéro de pièce LTST-C190TBKT-10A encode des attributs spécifiques : probablement la série (LTST-C190), la couleur (Bleu/B), la variante de boîtier (KT) et le code de classement (10A).

9. Notes d'application et considérations de conception

9.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est conçue pour être utilisée dans des équipements électroniques ordinaires, notamment :

• Lumières d'état et indicateurs sur les appareils grand public (routeurs, chargeurs, appareils électroménagers).
• Rétroéclairage pour touches, symboles ou petits panneaux LCD.
• Éclairage décoratif dans les intérieurs automobiles.
• Éclairage à usage général où une source de lumière bleue compacte est requise.

Avis important :Le dispositif n'est pas destiné à des applications où une défaillance pourrait directement mettre en danger la vie ou la santé (par exemple, contrôle aérien, assistance médicale vitale, systèmes de sécurité critiques). Une consultation avec le fabricant est requise pour de telles applications à haute fiabilité.

9.2 Considérations de conception de circuit

1. Limitation de courant :Une LED est un dispositif piloté en courant. Une résistance série limitant le courant est obligatoire lorsqu'elle est alimentée par une source de tension pour fixer le courant de fonctionnement et éviter l'emballement thermique. La valeur de la résistance est calculée à l'aide de la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Utilisez la V_Fmaximale de la fiche technique pour une conception conservatrice.
2. Dissipation de puissance :Assurez-vous que le produit de I_Fet V_Fne dépasse pas la puissance maximale absolue de 76 mW, en considérant la pire température de fonctionnement.
3. Protection contre la tension inverse :Comme la LED a une faible tension de claquage inverse, les conceptions de circuit doivent empêcher l'application d'une polarisation inverse. Dans les applications en courant alternatif ou avec signaux bidirectionnels, une diode de protection en parallèle peut être nécessaire.
4. Gestion thermique :Bien que la puissance soit faible, assurer une surface de cuivre adéquate sur le PCB autour des pastilles de soudure aide à dissiper la chaleur, maintenant ainsi les performances et la longévité de la LED, en particulier dans les environnements à haute température ambiante.
5. Protection ESD :Intégrez des dispositifs de protection ESD (par exemple, diodes TVS) sur les lignes d'entrée si la LED est dans un emplacement exposé, comme un indicateur de panneau.

10. Comparaison et différenciation technique

Le principal facteur de différenciation de ce composant est son profil ultra-bas de 0,80 mm. Comparé aux LED SMD standard qui font souvent 1,0 mm ou plus, cela permet une intégration dans des produits finaux de plus en plus fins. L'utilisation d'une puce InGaN offre un rendement plus élevé et une sortie plus lumineuse par rapport aux technologies plus anciennes pour l'émission bleue. Sa qualification pour la refusion IR sans plomb standard en fait un remplacement direct pour de nombreuses conceptions existantes cherchant à réduire la hauteur des composants sans changer le processus d'assemblage. Le système de classement complet offre aux concepteurs la flexibilité de sélectionner des grades optimisés en coût ou en performance pour leur application spécifique.

11. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q1 : Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de crête et la Longueur d'onde dominante ?

R1 : La Longueur d'onde de crête (λP) est la longueur d'onde physique où la puissance spectrale de sortie est la plus élevée. La Longueur d'onde dominante (λd) est une valeur calculée à partir de la colorimétrie qui représente la longueur d'onde unique d'une lumière monochromatique pure qui correspondrait à la couleur perçue de la LED. λd est plus pertinente pour les applications basées sur la couleur.

Q2 : Puis-je alimenter cette LED à 20 mA en continu ?

R2 : Oui, 20 mA est le courant direct continu maximal nominal. Cependant, pour une longévité maximale et pour tenir compte des conditions thermiques réelles, l'alimenter à un courant plus faible (par exemple, 10-15 mA) est souvent une bonne pratique, car l'efficacité lumineuse est souvent encore élevée à ces niveaux.

Q3 : Pourquoi un séchage (baking) est-il requis avant le soudage ?

R3 : Les boîtiers SMD en plastique peuvent absorber l'humidité de l'air. Pendant le processus de soudage par refusion à haute température, cette humidité piégée peut se vaporiser rapidement, créant une pression interne qui peut fissurer le boîtier ou délaminer les interfaces internes - un phénomène connu sous le nom d'"effet pop-corn". Le séchage élimine cette humidité.

Q4 : Comment interpréter le code de classement "10A" dans le numéro de pièce ?

R4 : Le suffixe "10A" spécifie typiquement une combinaison de classes de performance pour la tension directe, l'intensité lumineuse et la longueur d'onde dominante. Il faut consulter la liste des codes de classement dans la fiche technique ou auprès du fabricant pour connaître les plages garanties exactes pour V_F, I_v, et λ_dpour ce code de commande spécifique.

12. Exemple de conception pratique

Scénario :Conception d'un indicateur d'état d'alimentation bleu pour un appareil alimenté par USB (alimentation 5V).

Étape 1 - Choisir le point de fonctionnement :Sélectionner un courant moyen de 12 mA pour un bon équilibre entre luminosité et durée de vie.

Étape 2 - Déterminer la tension directe :Utiliser la V_Fmaximale de la classe J11 pour une conception conservatrice : 3,35V.

Étape 3 - Calculer la résistance série :R = (5,0V - 3,35V) / 0,012A = 137,5 Ω. La valeur standard E24 la plus proche est 150 Ω.

Étape 4 - Recalculer le courant réel :En utilisant une V_Ftypique de 3,0V (de la classe J10), I_F= (5,0V - 3,0V) / 150Ω ≈ 13,3 mA, ce qui est sûr et dans les limites.

Étape 5 - Vérifier la puissance :Puissance pire cas dans la LED : P = 3,35V * 13,3mA ≈ 44,6 mW, ce qui est bien en dessous du maximum de 76 mW.

Étape 6 - Implantation PCB :Placer la résistance de 150Ω en série avec l'anode de la LED. Prévoir une petite zone de cuivre connectée à la pastille de cathode de la LED pour un léger dissipateur thermique. S'assurer que le marquage de polarité sur la sérigraphie du PCB correspond au marquage de la LED.

13. Introduction à la technologie

Cette LED est basée sur la technologie semi-conductrice InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium) cultivée sur un substrat, typiquement du saphir ou du carbure de silicium. Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région de puits quantique actif du semi-conducteur, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage InGaN détermine l'énergie de la bande interdite et donc la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, le bleu. La résine époxy de la lentille transparente est formulée pour être transparente à cette longueur d'onde et assure une protection environnementale et une stabilité mécanique. Le profil ultra-mince est obtenu grâce à des techniques avancées de moulage de boîtier et de collage de puce.

14. Tendances de l'industrie

La tendance pour les LED SMD dans l'électronique grand public continue vers la miniaturisation et une efficacité plus élevée. La hauteur de 0,8 mm de ce dispositif représente une étape dans cette direction, permettant des produits finaux plus fins. Il y a également une poussée continue pour une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumière par watt électrique d'entrée) des puces InGaN. De plus, des tolérances de classement plus serrées et des capacités de mélange de couleurs plus sophistiquées sont demandées pour les applications nécessitant une reproduction de couleur précise et uniforme, telles que les affichages RVB pleine couleur et l'éclairage automobile avancé. L'intégration de circuits de pilotage et de plusieurs puces LED dans des boîtiers uniques (par exemple, COB - Chip-on-Board) est une autre tendance significative, bien que les LED discrètes comme celle-ci restent essentielles pour les indicateurs ponctuels et les agencements de conception flexibles.