Fiche technique LTST-C171TGKT - LED CMS verte - Dimensions 3,2x1,6x0,8mm - Tension 3,2V - Puissance 76mW

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-C171TGKT est une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (CMS) haute performance, conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant un facteur de forme compact et une fiabilité de fonctionnement. Ce composant utilise la technologie des semi-conducteurs InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium) pour produire une lumière verte. Son objectif de conception principal est de fournir une source lumineuse robuste et efficace, compatible avec les processus d'assemblage automatisés courants dans la fabrication en grande série.

Les principaux avantages de cette LED incluent son profil exceptionnellement bas, avec une hauteur de seulement 0,8 mm, la rendant adaptée aux applications avec des contraintes d'espace sévères. Elle est classée comme produit vert et est conforme à la directive RoHS (Restriction des Substances Dangereuses). Le conditionnement est fourni sur bande porteuse gaufrée standard de 8 mm montée sur bobines de 7 pouces, facilitant un assemblage efficace par pick-and-place. Le composant est entièrement compatible avec les processus de soudure par refusion infrarouge (IR) et à phase vapeur, garantissant des soudures fiables en production de masse.

2. Interprétation approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs maximales absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Pour le LTST-C171TGKT, celles-ci sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C. Le courant continu direct maximal est de 20 mA. En fonctionnement pulsé avec un rapport cyclique de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms, un courant direct de crête de 100 mA est autorisé. La dissipation de puissance maximale est de 76 mW. Le composant peut supporter une tension inverse allant jusqu'à 5 V. La plage de température de fonctionnement est de -20°C à +80°C, tandis que la plage de température de stockage s'étend de -30°C à +100°C. La déclassement du courant direct est linéaire au-dessus de 50°C à un taux de 0,25 mA par °C, ce qui est crucial pour la gestion thermique dans la conception de l'application.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Les performances typiques sont mesurées à Ta=25°C. L'intensité lumineuse (Iv) varie d'un minimum de 71,0 mcd à un maximum de 450,0 mcd pour un courant direct (IF) de 20 mA. L'angle de vision (2θ1/2), défini comme l'angle total pour lequel l'intensité est la moitié de la valeur sur l'axe, est de 130 degrés, indiquant un diagramme de vision large. La longueur d'onde d'émission de crête (λP) est typiquement de 530 nm. La longueur d'onde dominante (λd), qui définit la couleur perçue, est de 525 nm à IF=20mA. La demi-largeur de raie spectrale (Δλ) est de 35 nm, décrivant la pureté spectrale. La tension directe (VF) varie de 2,80 V à 3,60 V, avec une valeur typique de 3,20 V à IF=20mA. Le courant inverse (IR) est au maximum de 10 μA pour une tension inverse (VR) de 5V.

3. Explication du système de codes de binning

Le produit est classé en bins selon des paramètres clés pour assurer une cohérence dans l'application. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec des caractéristiques très groupées pour une apparence et des performances uniformes.

3.1 Binning de la tension directe

La tension directe est classée par pas de 0,2V. Les codes de bin sont D7 (2,80V - 3,00V), D8 (3,00V - 3,20V), D9 (3,20V - 3,40V) et D10 (3,40V - 3,60V). Une tolérance de ±0,1V est appliquée à chaque bin.

3.2 Binning de l'intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est classée en quatre catégories : 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 d'intensité.

3.3 Binning de la longueur d'onde dominante

La longueur d'onde dominante est classée pour contrôler la cohérence de couleur. Les bins sont AP (520,0 - 525,0 nm), AQ (525,0 - 530,0 nm) et AR (530,0 - 535,0 nm). La tolérance pour chaque bin est de ±1 nm.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (par ex., Fig.1, Fig.6), leur comportement typique peut être décrit. La relation entre le courant direct (IF) et la tension directe (VF) est exponentielle, caractéristique d'une diode. L'intensité lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement spécifiée. La courbe de distribution spectrale montre un pic unique autour de 530 nm avec une demi-largeur définie. Le diagramme d'angle de vision est typiquement Lambertien ou quasi-Lambertien pour ce dispositif grand angle, ce qui signifie que l'intensité décroît avec le cosinus de l'angle par rapport à l'axe.

5. Informations mécaniques et de boîtier

La LED est conforme aux dimensions de boîtier standard EIA. Le boîtier possède une lentille transparente. Des dessins dimensionnels détaillés spécifient la longueur, la largeur, la hauteur et la position des broches. Le profil ultra-mince de 0,8 mm est une caractéristique mécanique clé. La polarité est indiquée par la marque de cathode, qui est typiquement une encoche ou un point vert sur le boîtier. Les dimensions recommandées des pastilles de soudure sont fournies pour assurer une formation correcte du joint de soudure et une stabilité mécanique pendant et après le processus de refusion.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

6.1 Profils de soudure par refusion

Deux profils de refusion infrarouge (IR) sont suggérés : un pour le processus normal (étain-plomb) et un pour le processus sans plomb. Pour le processus sans plomb, qui utilise une pâte à souder Sn-Ag-Cu, le profil doit être soigneusement contrôlé. La température de crête ne doit pas dépasser 260°C, et le temps au-dessus de la température de liquidus de la soudure doit être géré pour éviter les dommages thermiques au boîtier de la LED tout en assurant une bonne refusion de la soudure.

6.2 Soudure à la vague et manuelle

Pour la soudure à la vague, une température maximale de 260°C pendant 5 secondes est spécifiée. Pour la soudure manuelle au fer, la température de la panne ne doit pas dépasser 300°C, et le temps de contact doit être limité à 3 secondes par joint, une seule fois.

6.3 Stockage et manipulation

Les LED doivent être stockées dans un environnement ne dépassant pas 30°C et 70% d'humidité relative. Les composants retirés de leur emballage barrière à l'humidité d'origine (MSL 2a) doivent être refondus dans les 672 heures (28 jours). Si le stockage dépasse cette période, un séchage à 60°C pendant au moins 24 heures est recommandé avant l'assemblage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

6.4 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après la soudure, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. L'immersion de la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute est acceptable. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager la lentille en époxy ou le boîtier.

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 de diamètre. Chaque bobine contient 3000 pièces. La bande a des alvéoles scellées par une bande de couverture supérieure. Le conditionnement suit les spécifications ANSI/EIA 481-1-A-1994. Pour les quantités de commande qui ne sont pas un multiple d'une bobine complète, une quantité d'emballage minimale de 500 pièces s'applique pour les pièces restantes.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est adaptée pour le rétroéclairage dans l'électronique grand public (par ex., appareils mobiles, panneaux LCD), les indicateurs d'état, l'éclairage décoratif et l'éclairage intérieur automobile où un profil fin est critique. Son large angle de vision la rend idéale pour les applications nécessitant un éclairage de zone étendue ou une visibilité sous plusieurs angles.

8.2 Considérations de conception

Circuit de commande :Les LED sont des dispositifs commandés en courant. Pour garantir une luminosité uniforme lorsque plusieurs LED sont connectées en parallèle, il est fortement recommandé d'utiliser une résistance de limitation de courant individuelle en série avec chaque LED. Connecter des LED directement en parallèle sans résistances individuelles (Modèle de circuit B) est déconseillé, car de petites variations de la caractéristique de tension directe (Vf) entre les LED peuvent provoquer un déséquilibre de courant significatif, entraînant une luminosité inégale et une surcontrainte potentielle de la LED avec la Vf la plus basse.

Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, une conception correcte du PCB pour dissiper la chaleur est importante, surtout lors d'un fonctionnement proche des valeurs maximales ou dans des températures ambiantes élevées. La courbe de déclassement doit être respectée.

Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Le composant est sensible aux décharges électrostatiques (ESD). Des contrôles ESD appropriés doivent être mis en œuvre pendant la manipulation et l'assemblage. Cela inclut l'utilisation de bracelets de mise à la terre, de tapis antistatiques et de s'assurer que tout l'équipement est correctement mis à la terre. Un ioniseur peut être utilisé pour neutraliser les charges statiques dans la zone de travail.

9. Comparaison technique

L'avantage différenciant principal du LTST-C171TGKT est sa hauteur ultra-mince de 0,8 mm, nettement inférieure à celle de nombreuses LED CMS standard (par ex., les boîtiers 0805 ou 1206 qui font souvent plus de 1,0 mm de haut). Cela permet une intégration dans des produits électroniques de plus en plus fins. Le large angle de vision de 130 degrés fournit une lumière plus diffuse comparée aux LED à angle plus étroit, réduisant le besoin d'optiques secondaires dans certaines applications. La structure de binning définie pour l'intensité, la tension et la longueur d'onde offre aux concepteurs des performances prévisibles et une cohérence de couleur entre les lots de production.

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

Q : Puis-je alimenter cette LED directement avec une alimentation 5V ?

R : Non. La tension directe typique est de 3,2V. La connecter directement à une source 5V sans résistance de limitation de courant provoquerait un courant excessif, risquant de détruire la LED instantanément. Utilisez toujours une résistance en série pour régler le courant approprié (par ex., 20 mA).

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

R : La longueur d'onde de crête (λP) est la longueur d'onde à laquelle la puissance spectrale de sortie est maximale (530 nm). La longueur d'onde dominante (λd) est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui produirait la même couleur perçue (525 nm). La longueur d'onde dominante est plus pertinente pour la spécification de la couleur.

Q : Comment interpréter le code de bin d'intensité lumineuse (par ex., "T") ?

R : Le code de bin indique l'intensité minimale et maximale garantie pour les LED de ce groupe. Une LED du bin "T" aura une intensité comprise entre 280,0 et 450,0 mcd lorsqu'elle est alimentée à 20 mA. Sélectionner un code de bin plus élevé signifie généralement une LED plus lumineuse.

Q : Cette LED est-elle adaptée à une utilisation en extérieur ?

R : La plage de température de fonctionnement est de -20°C à +80°C. Bien qu'elle puisse fonctionner dans certains environnements extérieurs, une exposition prolongée à la lumière directe du soleil, à l'humidité ou à des températures dépassant la plage spécifiée sans encapsulation et protection environnementale appropriées n'est pas recommandée. La fiche technique spécifie son utilisation prévue pour les équipements électroniques ordinaires.

11. Cas pratique de conception

Scénario :Conception d'un panneau d'indicateurs d'état pour un dispositif médical portable. Le panneau nécessite 10 indicateurs verts uniformément lumineux dans un boîtier très fin.

Mise en œuvre :Dix LED LTST-C171TGKT sont placées sur le PCB. Pour garantir une luminosité uniforme, chaque LED est alimentée depuis une même ligne 5V via sa propre résistance série. La valeur de la résistance est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (Valim - Vf_LED) / If. En utilisant une Vf typique de 3,2V et un If cible de 20 mA : R = (5V - 3,2V) / 0,020A = 90 Ohms. Une résistance standard de 91 ohms est sélectionnée. Toutes les LED sont spécifiées dans le même bin d'intensité lumineuse (par ex., bin "S") pour garantir une variation de luminosité minimale. La hauteur de 0,8 mm permet à l'ensemble de l'assemblage de tenir dans un boîtier de 1,2 mm d'épaisseur.

12. Introduction au principe

L'émission de lumière dans cette LED est basée sur l'électroluminescence dans un semi-conducteur InGaN. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, des électrons et des trous sont injectés dans la région active. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, de l'énergie est libérée sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage Nitrure de Gallium et d'Indium détermine l'énergie de la bande interdite, qui à son tour définit la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, le vert. La lentille en époxy transparente encapsule la puce semi-conductrice, fournit une protection mécanique et façonne le diagramme de sortie lumineuse.

13. Tendances de développement

La tendance pour les LED CMS dans l'électronique grand public continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumière par unité de puissance électrique), des empreintes plus petites et des profils plus fins. Il y a également une poussée pour une meilleure cohérence des couleurs et des tolérances de binning plus serrées pour répondre aux exigences des écrans haute résolution et de l'éclairage uniforme. De plus, la compatibilité avec les processus de refusion sans plomb (Pb-free) et à haute température reste essentielle en raison des réglementations environnementales mondiales et de l'adoption de matériaux de PCB avancés. L'intégration de fonctions de régulation ou de protection de courant à bord dans le boîtier de la LED elle-même est un domaine de développement continu pour simplifier la conception du circuit de commande.