Fiche technique LED SMD Bleue LTST-C170TBKT-5A - Dimensions 3.2x1.6x1.1mm - Tension 2.8V - Puissance 76mW - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-C170TBKT-5A est une diode électroluminescente (LED) pour montage en surface (SMD) conçue pour les applications électroniques modernes et compactes. Il appartient à une famille de LED à puce extra-minces, avec une hauteur de seulement 1,10 mm, ce qui le rend adapté aux applications avec des contraintes d'espace strictes. Le dispositif utilise une puce semi-conductrice InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium), connue pour produire efficacement une lumière bleue de haute luminosité. Il est conditionné sur bande de 8 mm standard de l'industrie sur des bobines de 7 pouces de diamètre, garantissant la compatibilité avec les équipements automatisés de prélèvement et de placement à grande vitesse couramment utilisés dans la fabrication électronique.

Cette LED est classée comme produit vert, ce qui signifie qu'elle est conforme à la directive sur la restriction des substances dangereuses (RoHS). Elle est également conçue pour être compatible avec les processus de soudage par refusion infrarouge (IR), qui est la norme pour l'assemblage des composants montés en surface sur les cartes de circuits imprimés (PCB). Ses caractéristiques électriques sont compatibles avec les niveaux logiques des circuits intégrés (CI), simplifiant la conception du circuit de commande.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Elles sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Dissipation de puissance (Pd) :76 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le boîtier de la LED peut dissiper en toute sécurité sous forme de chaleur en fonctionnement continu.
• Courant direct de crête (I_FP) :100 mA. C'est le courant direct instantané maximal autorisé, généralement spécifié dans des conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms) pour éviter la surchauffe.
• Courant direct continu (I_F) :20 mA. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Plage de température de fonctionnement :-20°C à +80°C. Le dispositif est garanti de fonctionner dans cette plage de température ambiante.
• Plage de température de stockage :-30°C à +100°C. Le dispositif peut être stocké sans dégradation dans ces limites.
• Condition de soudage infrarouge :260°C pendant 10 secondes. Ceci définit la température de crête et la tolérance de temps pour les processus de soudage par refusion.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à Ta=25°C et un courant de test standard (I_F) de 5 mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (I_V) :11,2 - 45,0 mcd (millicandela). C'est une mesure de la luminosité perçue de la LED par l'œil humain. La large plage indique que le dispositif est disponible dans différents bacs de luminosité (voir section 3).
• Angle de vision (2θ_1/2) :130 degrés. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur sur l'axe central (0°). Un angle de 130° indique un diagramme de vision très large.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :468 nm. C'est la longueur d'onde à laquelle la puissance optique de sortie est à son maximum.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :470,0 - 475,0 nm. C'est la longueur d'onde unique qui représente le mieux la couleur perçue de la lumière, dérivée du diagramme de chromaticité CIE. Cette plage correspond à une couleur bleue.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :25 nm. C'est la largeur du spectre émis à la moitié de sa puissance maximale, indiquant la pureté spectrale de la lumière bleue.
• Tension directe (V_F) :2,65 - 3,05 V (Typique 2,80V). C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle est alimentée au courant de test spécifié. C'est un paramètre clé pour concevoir le circuit de limitation de courant.
• Courant inverse (I_R) :10 μA (max) à V_R=5V. Les LED ne sont pas conçues pour fonctionner en polarisation inverse. Ce paramètre est testé uniquement pour l'assurance qualité.

Notes importantes :L'intensité lumineuse est mesurée avec un filtre simulant la réponse de l'œil humain (courbe CIE). Le dispositif est sensible aux décharges électrostatiques (ESD) ; des précautions ESD appropriées (bracelets, équipement mis à la terre) sont obligatoires lors de la manipulation.

3. Explication du système de classement par bacs

Pour assurer la cohérence en production de masse, les LED sont triées en bacs de performance. Le LTST-C170TBKT-5A utilise un système de classement tridimensionnel.

3.1 Classement par tension directe

Les unités sont en Volts (V) mesurés à I_F= 5 mA. La tolérance sur chaque bac est de ±0,1V.

• Code de bac 1 : 2,65V (Min) à 2,75V (Max)
• Code de bac 2 : 2,75V à 2,85V
• Code de bac 3 : 2,85V à 2,95V
• Code de bac 4 : 2,95V à 3,05V

Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec des V_F étroitement appariées pour les applications nécessitant une luminosité uniforme lorsqu'elles sont alimentées en parallèle.

3.2 Classement par intensité lumineuse

Les unités sont en millicandelas (mcd) mesurés à I_F= 5 mA. La tolérance sur chaque bac est de ±15%.

• L1 : 11,2 à 14,0 mcd
• L2 : 14,0 à 18,0 mcd
• M1 : 18,0 à 22,4 mcd
• M2 : 22,4 à 28,0 mcd
• N1 : 28,0 à 35,5 mcd
• N2 : 35,5 à 45,0 mcd

Cette large gamme de bacs permet une sélection basée sur les exigences de luminosité de l'application, des voyants lumineux au rétroéclairage.

3.3 Classement par longueur d'onde dominante

Les unités sont en nanomètres (nm) mesurés à I_F= 5 mA. La tolérance est de ±1 nm.

• Code de bac AD : 470,0 nm à 475,0 nm

Cela garantit une teinte de bleu cohérente sur tous les dispositifs de cette référence.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes de performance typiques essentielles pour comprendre le comportement du dispositif dans différentes conditions. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas reproduits dans le texte, leurs implications sont analysées ci-dessous.

4.1 Courbe Courant vs. Tension (I-V)

La courbe I-V pour une LED InGaN comme celle-ci montre une montée exponentielle caractéristique. La tension directe (V_F) est relativement constante pour un courant donné mais a un coefficient de température négatif - elle diminue légèrement lorsque la température de jonction augmente. Ceci doit être pris en compte dans les schémas d'alimentation à tension constante pour éviter l'emballement thermique.

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

La sortie lumineuse (intensité lumineuse) est approximativement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement typique (jusqu'à 20mA). Cependant, l'efficacité (lumens par watt) atteint généralement un pic à un courant inférieur au maximum nominal et diminue à des courants plus élevés en raison de l'augmentation de la génération de chaleur et des effets d'"affaissement" dans le semi-conducteur.

4.3 Distribution spectrale

La courbe de sortie spectrale montrerait un pic unique centré autour de 468-470 nm avec une demi-largeur typique de 25 nm. La longueur d'onde dominante (couleur perçue) est dérivée de ce spectre. Le spectre est largement stable avec le courant, mais la longueur d'onde de crête peut se déplacer légèrement (typiquement 0,1-0,2 nm/°C) avec les changements de température de jonction.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED présente un contour de boîtier standard de l'industrie EIA. Les dimensions clés incluent une taille de corps d'environ 3,2 mm (longueur) x 1,6 mm (largeur) et le profil ultra-mince caractéristique de 1,10 mm (hauteur). Toutes les tolérances dimensionnelles sont typiquement de ±0,10 mm sauf indication contraire sur le dessin mécanique détaillé. La lentille est incolore, ce qui est optimal pour les LED bleues car elle n'altère pas la couleur.

5.2 Identification de la polarité et conception des pastilles

Le composant a une anode et une 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 des pastilles de soudure pour la conception du PCB. Suivre ces recommandations est crucial pour obtenir une soudure fiable, un bon alignement pendant la refusion et gérer la contrainte thermique. La conception des pastilles aide également à prévenir l'effet "tombstoning" (soulèvement d'une extrémité pendant le soudage).

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Le dispositif est compatible avec le soudage par refusion infrarouge pour la pâte à souder sans plomb. Un profil suggéré est fourni, qui suit généralement les normes JEDEC. Les paramètres clés incluent :

• Préchauffage :150-200°C pendant jusqu'à 120 secondes pour chauffer progressivement la carte et activer le flux.
• Température de crête :Maximum de 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus (TAL) :Le temps à moins de 5°C de la température de crête doit être limité à un maximum de 10 secondes. La refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois.

Le profil exact doit être caractérisé pour la conception de PCB spécifique, les composants et le four utilisés.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, une extrême prudence est requise :

• La température du fer à souder ne doit pas dépasser 300°C.
• Le temps de contact doit être limité à un maximum de 3 secondes par pastille.
• Le soudage manuel ne doit être effectué qu'une seule fois pour éviter les dommages thermiques au boîtier plastique et à la puce semi-conductrice.

6.3 Stockage et manipulation

Stockage (sac scellé) :Les LED sont sensibles à l'humidité (MSL). Lorsqu'elles sont stockées dans le sac étanche à l'humidité d'origine avec dessiccant, elles doivent être conservées à ≤30°C et ≤90% HR et utilisées dans l'année suivant la date de scellement du sac.Stockage (après ouverture du sac) :Une fois ouvert, l'ambiance ne doit pas dépasser 30°C / 60% HR. Il est recommandé de terminer la refusion IR dans les 672 heures (28 jours) suivant l'exposition. Pour une exposition plus longue, un séchage à environ 60°C pendant au moins 20 heures est requis avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et éviter l'effet "pop-corn" (fissuration du boîtier pendant la refusion).

6.4 Nettoyage

Si un nettoyage après soudage est nécessaire, seuls des solvants alcooliques spécifiés comme l'alcool isopropylique (IPA) ou l'alcool éthylique 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 plastique ou la lentille.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies dans une bande porteuse gaufrée, scellée avec une bande de couverture et enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre.

• Quantité par bobine :3000 pièces.
• Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.
• Norme d'emballage :Conforme à ANSI/EIA-481-1-A-1994.
• Qualité :Le nombre maximum de composants manquants consécutifs ("lampes manquantes") dans la bande est de deux.

Cet emballage est optimisé pour les lignes d'assemblage SMT automatisées.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

En raison de son profil ultra-mince, de son large angle de vision et de sa couleur bleue, cette LED est bien adaptée pour :

• Voyants d'état :Indicateurs d'alimentation, de connectivité ou d'activité dans l'électronique grand public, les équipements réseau et les appareils électroménagers.
• Rétroéclairage :Éclairage latéral pour petits écrans LCD, éclairage de clavier ou éclairage décoratif dans les appareils fins.
• Électronique grand public :Éclairage décoratif dans les smartphones, tablettes, périphériques de jeu et wearables où la hauteur est critique.
• Éclairage intérieur automobile :Pour les indicateurs de tableau de bord ou l'éclairage d'ambiance, en tenant compte de la plage de température de fonctionnement.

8.2 Considérations de conception

Alimentation en courant :Utilisez toujours une résistance de limitation de courant en série ou un circuit d'alimentation à courant constant. Alimenter la LED directement depuis une source de tension entraînera un courant excessif et une défaillance rapide. La valeur de la résistance peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurer une surface de cuivre de PCB adéquate autour des pastilles thermiques (le cas échéant) ou un refroidissement général de la carte aidera à maintenir l'efficacité et la longévité de la LED, surtout lors d'un fonctionnement près du courant maximal ou à des températures ambiantes élevées.Conception optique :La lentille incolore et le large angle de vision fournissent un diagramme de lumière large et diffus. Pour une lumière focalisée, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être nécessaires. La sortie de lumière bleue est dans une plage qui peut être utilisée avec des phosphores pour créer de la lumière blanche dans certaines applications.

9. Comparaison et différenciation technique

Les principaux facteurs de différenciation du LTST-C170TBKT-5A sont sahauteur ultra-mince de 1,10 mmet son utilisation d'unepuce InGaN haute luminosité. Comparé à des technologies plus anciennes comme les LED bleues au GaP (Phosphure de Gallium), l'InGaN offre une efficacité lumineuse significativement plus élevée et une couleur bleue plus saturée. Le profil mince est un avantage clé par rapport aux LED SMD standard (souvent de 1,5 à 2,0 mm de hauteur) dans l'électronique moderne à espace limité. Le large angle de vision de 130 degrés est également notable par rapport aux LED à angle plus étroit utilisées pour l'éclairage focalisé.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?

Longueur d'onde de crête (λ_P) :La longueur d'onde spécifique où la puissance optique de sortie est littéralement à son maximum. C'est une mesure physique.
Longueur d'onde dominante (λ_d) :Une valeur calculée à partir du diagramme de couleur CIE qui représente la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui semblerait avoir la même couleur que la sortie de la LED pour l'œil humain. Elle définit la couleur perçue. Pour une LED bleue, elles sont souvent proches, comme dans ce cas (468nm vs. 470-475nm).

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

Oui, 20mA est leCourant Direct Continumaximal recommandé. Pour une durée de vie et une efficacité optimales, l'alimenter à un courant plus faible, comme 5mA (la condition de test) ou 10mA, est souvent suffisant pour les voyants et réduit la génération de chaleur.

10.3 Pourquoi la protection contre les décharges électrostatiques (ESD) est-elle si importante pour les LED ?

La jonction semi-conductrice dans une LED, en particulier les types InGaN haute luminosité, est très sensible aux décharges électrostatiques haute tension. Une décharge statique imperceptible pour un humain peut instantanément dégrader ou détruire la capacité de sortie lumineuse de la LED en endommageant les couches semi-conductrices microscopiques. Manipulez toujours dans un environnement protégé contre les ESD.

11. Étude de cas de conception pratique

Scénario :Conception d'un voyant d'état basse consommation pour une enceinte Bluetooth portable. Le voyant doit être visible en plein jour, avoir un large angle de vision et tenir dans un boîtier de 1,5 mm de hauteur.
Raisonnement de sélection :Le LTST-C170TBKT-5A est choisi pour sa hauteur de 1,10 mm et son angle de vision de 130°. La couleur bleue offre un bon contraste et est communément associée à la technologie Bluetooth.
Conception du circuit :La carte principale de l'enceinte a une tension de 3,3V. Ciblant un courant direct de 10mA pour une bonne luminosité et efficacité. En utilisant la V_Ftypique de 2,8V : R = (3,3V - 2,8V) / 0,01A = 50 Ohms. Une résistance standard de 51 ohms est sélectionnée. La dissipation de puissance dans la LED est P = V_F* I_F= 2,8V * 0,01A = 28mW, bien en dessous du maximum de 76mW.
Implantation :La disposition des pastilles suggérée par la fiche technique est utilisée sur le PCB. Une petite zone d'exclusion sous la LED est maintenue pour éviter la remontée de soudure.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Les diodes électroluminescentes sont des dispositifs semi-conducteurs qui convertissent l'énergie électrique directement en lumière par un processus appelé électroluminescence. Le LTST-C170TBKT-5A utilise une hétérostructure à base d'InGaN. Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région active (le puits quantique). Lorsqu'un électron se recombine avec un trou dans cette région, l'énergie est libérée sous forme de photon (particule de lumière). La largeur de bande interdite spécifique du matériau InGaN détermine la longueur d'onde (couleur) du photon émis, qui dans ce cas est dans le spectre bleu (~470 nm). Le boîtier en époxy incolore agit comme une lentille, façonnant la sortie lumineuse et fournissant une protection environnementale.

13. Tendances technologiques

Le développement des LED bleues InGaN a été une percée fondamentale dans l'éclairage à semi-conducteurs, permettant la création de LED blanches (via conversion par phosphore) et d'écrans couleur complets. Les tendances actuelles des LED SMD comme celle-ci continuent de se concentrer sur :

• Augmentation de l'efficacité (lm/W) :Réduire la consommation d'énergie pour la même sortie lumineuse.
• Miniaturisation :Réduction supplémentaire de la taille du boîtier (empreinte et hauteur) pour les dispositifs ultra-compacts de nouvelle génération.
• Amélioration de la cohérence des couleurs :Tolérances de classement plus serrées pour les applications nécessitant une couleur uniforme, comme le rétroéclairage de grande surface ou les murs vidéo.
• Fiabilité et durée de vie accrues :Améliorations des matériaux de boîtier et de la conception des puces pour résister à des températures de fonctionnement plus élevées et à des environnements plus rudes, s'étendant aux applications automobiles et industrielles.

Le passage à des matériaux sans plomb et sans halogène conformément aux réglementations environnementales est également une pratique standard de l'industrie.