Fiche technique LED SMD LTST-C190TGKT-2A - Dimensions 1.6x0.8x0.6mm - Tension 2.4-3.2V - Couleur verte - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-C190TGKT-2A est une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (SMD) conçue pour les applications électroniques modernes à encombrement limité. Ce composant appartient à une famille de LED à puce ultra-minces, avec une hauteur de boîtier de seulement 0,8 mm. Il utilise une puce semi-conductrice InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium) pour produire une lumière verte, offrant un bon équilibre entre luminosité et efficacité dans un format miniature. Le dispositif est fourni sur bande standard de 8 mm montée sur des bobines de 7 pouces de diamètre, le rendant entièrement compatible avec les équipements d'assemblage automatisés de type pick-and-place à grande vitesse.

1.1 Avantages principaux et marché cible

L'avantage principal de cette LED est son profil exceptionnellement bas, ce qui est crucial pour les applications où la hauteur (axe Z) est un facteur limitant, comme dans les écrans ultra-fins, les appareils mobiles et la technologie portable. Sa compatibilité avec les processus de soudage par refusion infrarouge (IR) s'aligne sur les lignes d'assemblage standard de technologie de montage en surface (SMT), garantissant une fabrication fiable et efficace. Le produit est spécifié comme un "Produit Vert", indiquant sa conformité aux réglementations environnementales concernant les substances dangereuses. Son marché cible comprend l'électronique grand public, les voyants lumineux, le rétroéclairage pour petits écrans et divers appareils portables où un indicateur fiable et lumineux dans un boîtier minuscule est requis.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse objective détaillée des principales caractéristiques électriques, optiques et thermiques de la LED, telles que définies dans la fiche technique. Tous les paramètres sont spécifiés à une température ambiante (Ta) de 25°C.

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs maximales absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Ce ne sont pas des conditions de fonctionnement.

• Dissipation de puissance (Pd) :76 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le boîtier de la LED peut dissiper sous forme de chaleur sans dépasser ses limites thermiques.
• Courant direct de crête (I_F(PEAK)) :100 mA. Ce courant ne peut être appliqué qu'en conditions pulsées avec un cycle de service de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms. Il est utile pour des flashs brefs et de haute intensité, mais pas pour un fonctionnement continu.
• 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 conçu pour fonctionner dans cette plage de température ambiante.
• Plage de température de stockage :-30°C à +100°C. Le dispositif peut être stocké dans ces limites lorsqu'il n'est pas alimenté.
• Condition de soudage infrarouge :Résiste à 260°C pendant 10 secondes. Ceci définit la tolérance de température de crête pendant les processus de soudage par refusion typiques pour les pâtes à souder sans plomb (Pb-free).

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de fonctionnement typiques qui définissent la performance de la LED dans des conditions normales.

• Intensité lumineuse (I_V) :18,0 - 112,0 mcd (millicandela) à I_F= 2mA. Cette large plage indique que le dispositif est disponible dans différentes classes de luminosité (voir Section 3). La mesure utilise un filtre approximant la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ_1/2) :130 degrés. C'est un angle de vision très large, ce qui signifie que la lumière émise est dispersée sur une large zone plutôt que d'être un faisceau étroit. L'angle est défini là où l'intensité tombe à la moitié de sa valeur axiale (au centre).
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :530 nm (typique). C'est la longueur d'onde à laquelle la puissance spectrale de sortie est la plus élevée.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :520,0 - 540,0 nm. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur de la LED, dérivée du diagramme de chromaticité CIE. Différentes classes couvrent cette plage.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :15 nm (typique). Ceci spécifie la largeur de bande de la lumière émise, mesurée comme la largeur à mi-hauteur (FWHM) du pic spectral. Une valeur de 15 nm indique une couleur verte relativement pure.
• Tension directe (V_F) :2,4 - 3,2 V à I_F= 2mA. La chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement. Elle est classée dans des plages spécifiques.
• Courant inverse (I_R) :10 μA (max) à V_R= 5V. Ce paramètre est uniquement à des fins de test. La LED n'est pas conçue pour fonctionner en polarisation inverse, et l'application d'une tension inverse dans le circuit pourrait l'endommager.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour assurer la cohérence en production de masse, les LED sont triées en "classes" (bins) en fonction de paramètres clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques de couleur, de luminosité et de tension.

3.1 Classement par tension directe

Les unités sont en Volts (V) mesurés à 2mA. La tolérance sur chaque classe est de ±0,1V.

• Classe D4 :2,4V (Min) à 2,6V (Max)
• Classe D5 :2,6V à 2,8V
• Classe D6 :2,8V à 3,0V
• Classe D7 :3,0V à 3,2V

Sélectionner une classe de tension plus étroite peut aider à concevoir des circuits de limitation de courant plus cohérents, en particulier lors de l'alimentation de plusieurs LED en série.

3.2 Classement par intensité lumineuse

Les unités sont en millicandela (mcd) mesurés à 2mA. La tolérance sur chaque classe est de ±15%.

• Classe M :18,0 mcd à 28,0 mcd
• Classe N :28,0 mcd à 45,0 mcd
• Classe P :45,0 mcd à 71,0 mcd
• Classe Q :71,0 mcd à 112,0 mcd

Ce classement permet une sélection basée sur les besoins de luminosité de l'application, des indicateurs basse consommation aux voyants d'état plus lumineux.

3.3 Classement par longueur d'onde dominante

Les unités sont en nanomètres (nm) mesurés à 2mA. La tolérance pour chaque classe est de ±1 nm.

• Classe AP :520,0 nm à 525,0 nm (Plus verte, proche du bleu-vert)
• Classe AQ :525,0 nm à 530,0 nm
• Classe AR :530,0 nm à 535,0 nm (Vert typique)
• Classe AS :535,0 nm à 540,0 nm (Vert-jaune)

Ceci est crucial pour les applications critiques en couleur où une teinte spécifique de vert doit être maintenue sur plusieurs unités ou correspondre à d'autres composants.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (par ex., Fig.1, Fig.5), leur comportement typique peut être décrit sur la base de la physique standard des LED et des paramètres fournis.

4.1 Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V)

La tension directe (V_F) a une relation logarithmique avec le courant direct (I_F). À la condition de test de 2mA, V_Fest entre 2,4V et 3,2V. Lorsque le courant augmente, V_Faugmentera légèrement. La LED présente une caractéristique de type diode : un courant négligeable circule en dessous d'une tension de seuil (environ 2V pour le vert InGaN), après quoi le courant augmente rapidement avec de petites augmentations de tension. Par conséquent, les LED doivent être pilotées par une source à courant limité, et non par une source de tension.

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

L'intensité lumineuse (I_V) est approximativement proportionnelle au courant direct sur une plage significative. Un fonctionnement à 2mA fournit les valeurs d'intensité classées. Augmenter le courant augmentera la lumière émise, mais cette relation peut devenir sous-linéaire à des courants plus élevés en raison de l'échauffement et de la baisse d'efficacité. Le courant continu maximal de 20mA fournit une ligne directrice pour la limite supérieure de fonctionnement afin de maintenir la fiabilité.

4.3 Distribution spectrale

La LED émet principalement de la lumière dans la région verte du spectre visible. La longueur d'onde de crête est typiquement de 530 nm, avec une demi-largeur spectrale de 15 nm. Cela résulte en une couleur verte relativement pure. La longueur d'onde dominante (λ_d), qui définit la couleur perçue, varie entre 520 nm et 540 nm selon la classe. Le spectre est largement indépendant du courant de pilotage mais peut subir un léger décalage avec la température de jonction.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions du boîtier

La LED présente un boîtier "LED à puce" standard de l'industrie. Les dimensions clés (en millimètres) incluent une hauteur de profil très basse de 0,8 mm. La fiche technique comprend des dessins mécaniques détaillés montrant les vues de dessus, de côté et de dessous avec toutes les dimensions critiques et tolérances (typiquement ±0,10 mm). La vue de dessous montre clairement la disposition des pastilles d'anode et de cathode et le marquage de polarité.

5.2 Identification de la polarité

La polarité est généralement indiquée par un marquage sur le boîtier ou par une conception de pastille asymétrique sur le dessous. Une polarité correcte est essentielle pour le fonctionnement. L'application d'une tension inverse peut provoquer une défaillance immédiate.

5.3 Schéma de pastilles de soudure recommandé

La fiche technique fournit un motif de pastilles (empreinte) recommandé pour la conception de PCB. Respecter ce motif assure un soudage, un alignement et une stabilité mécanique corrects. La conception inclut généralement des connexions de décharge thermique pour gérer la chaleur pendant le soudage et le fonctionnement.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Le dispositif est compatible avec les processus de soudage par refusion infrarouge (IR) utilisant de la pâte à souder sans plomb (Pb-free). Un profil suggéré est fourni, qui suit généralement les normes JEDEC. Les paramètres clés incluent :

• Préchauffage :Plage de 120-150°C.
• Temps de préchauffage :Maximum 120 secondes pour permettre l'activation du flux de la pâte et la stabilisation de la température.
• Température de crête :Maximum 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus :Le profil doit limiter le temps pendant lequel les broches de la LED sont au-dessus du point de fusion de la soudure à environ 10 secondes maximum.

Le profil est conçu pour prévenir le choc thermique et assurer des joints de soudure fiables sans endommager la structure interne de la LED ou sa lentille en époxy.

6.2 Soudage manuel

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

• Température du fer :Maximum 300°C.
• Temps de soudage :Maximum 3 secondes par pastille.
• Fréquence :Ne doit être effectué qu'une seule fois. Un chauffage répété augmente le risque d'endommagement.

Un fer à souder à pointe fine et un flux approprié sont recommandés.

6.3 Nettoyage

Seuls les agents de nettoyage spécifiés doivent être utilisés. Les solvants recommandés incluent l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique à température ambiante. La LED doit être immergée pendant moins d'une minute. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager le boîtier plastique ou la lentille.

6.4 Conditions de stockage

Un stockage approprié est critique pour les composants SMD :

• Emballage scellé :Stocker à ≤30°C et ≤90% d'Humidité Relative (HR). Utiliser dans l'année suivant l'ouverture du sac barrière à l'humidité.
• Emballage ouvert :Pour les composants retirés de leur emballage sec d'origine, l'ambiance ne doit pas dépasser 30°C / 60% HR. Il est recommandé de terminer la refusion IR dans la semaine.
• Stockage prolongé (ouvert) :Stocker dans un conteneur scellé avec dessiccant ou dans un dessiccateur à azote.
• Séchage (Baking) :Les LED stockées hors de leur emballage d'origine pendant plus d'une semaine doivent être séchées à environ 60°C pendant au moins 20 heures avant l'assemblage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "popcorn" pendant la refusion.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Le produit est fourni pour l'assemblage automatisé :

• Largeur de bande : 8mm.
• Diamètre de la bobine :7 pouces (178mm).
• Quantité par bobine :4000 pièces.
• Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.
• Scellement des alvéoles :Les alvéoles vides sont scellées avec un ruban de couverture supérieur.
• Composants manquants :Un maximum de deux lampes manquantes consécutives est autorisé selon la spécification.
• Norme :L'emballage est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481-1-A-1994.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Indicateurs d'état :Voyants d'alimentation, de connectivité ou d'activité dans l'électronique grand public (routeurs, chargeurs, appareils domotiques).
• Rétroéclairage :Éclairage latéral pour petits écrans LCD ou icônes dans des appareils fins.
• Appareils portables et portés :Voyants dans les smartphones, les montres de fitness et les écouteurs où l'épaisseur est critique.
• Indicateurs de panneau :Groupes d'indicateurs sur les panneaux de commande et l'instrumentation.

8.2 Considérations de conception

• Pilotage du courant :Toujours utiliser une résistance de limitation de courant en série ou un circuit pilote à courant constant. Calculer la valeur de la résistance en utilisant R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Utiliser la V_Fmaximale de la classe pour garantir que le courant minimum est atteint si V_alimentationest à son minimum.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurer une surface de cuivre de PCB adéquate ou des vias thermiques sous les pastilles si l'on fonctionne près du courant maximum, surtout à des températures ambiantes élevées.
• Protection ESD :La LED est sensible aux décharges électrostatiques (ESD). Mettre en œuvre des procédures de manipulation ESD-safe (bracelets, postes de travail mis à la terre) pendant l'assemblage et la conception. Envisager d'ajouter des diodes de suppression de tension transitoire (TVS) ou des résistances sur les lignes sensibles si l'environnement d'application est sujet aux ESD.
• Conception optique :L'angle de vision de 130 degrés fournit une large dispersion. Pour une lumière dirigée, une lentille externe ou un guide de lumière peut être nécessaire.

9. Comparaison et différenciation techniques

Le LTST-C190TGKT-2A se différencie principalement par son profil ultra-mince de 0,8 mm. Comparé aux LED standard de 1,0 mm ou 1,2 mm de hauteur, cela permet une conception dans des produits finaux plus fins. L'utilisation de la technologie InGaN fournit une efficacité plus élevée et une sortie plus lumineuse par rapport aux technologies plus anciennes comme l'AlGaInP pour le vert, bien qu'avec une tension directe typiquement plus élevée. Le système de classement complet offre aux concepteurs un contrôle fin sur la cohérence de la couleur et de la luminosité, ce qui est un avantage par rapport aux LED fournies avec des écarts de paramètres plus larges et non spécifiés.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

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

Oui, 20 mA est le courant direct continu maximal recommandé. Pour une durée de vie et une fiabilité maximales, il est souvent conseillé de fonctionner à un courant plus faible, comme 10-15 mA, car cela réduit le stress thermique. Se référer toujours aux courbes de déclassement si disponibles.

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

En utilisant la formule R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Pour un I_Fcible de 5mA et une V_Fmaximale de 3,2V (Classe D7) : R = (5V - 3,2V) / 0,005A = 360 Ohms. Pour une cible de 10mA : R = (5V - 3,2V) / 0,01A = 180 Ohms. Choisir toujours la valeur de résistance standard immédiatement supérieure et considérer la puissance nominale (P = I²² R).

10.3 Pourquoi y a-t-il une spécification de courant inverse si je ne dois pas appliquer de tension inverse ?

La spécification I_Rà V_R=5V est un paramètre de test de qualité et de fuite effectué pendant la fabrication. Il vérifie l'intégrité de la jonction semi-conductrice. Dans un circuit réel, vous ne devez jamais soumettre la LED à une polarisation inverse, car même une petite tension inverse au-delà de la faible tension de claquage inverse du dispositif peut provoquer une défaillance immédiate et catastrophique.

10.4 Comment interpréter les codes de classement dans une commande ?

Un code de commande complet peut spécifier les classes pour V_F, I_V, et λ_d(par ex., D5-N-AR). Cela spécifierait des LED avec une tension directe de 2,6-2,8V, une intensité lumineuse de 28-45 mcd et une longueur d'onde dominante de 530-535 nm. Consulter le fabricant pour la syntaxe exacte de commande.

11. Cas pratique de conception

Scénario :Conception d'un indicateur de batterie faible pour un appareil portable alimenté par une batterie Li-ion 3,7V. L'indicateur doit être clairement visible mais minimiser la consommation d'énergie.Étapes de conception :

1. Sélection du courant :Choisir I_F= 5mA pour un bon équilibre entre luminosité et faible consommation.
2. Considération de tension :La tension de la batterie varie de ~4,2V (pleine) à ~3,0V (faible). Utiliser la tension système minimale (3,0V) pour le calcul de résistance dans le pire des cas pour garantir que la LED s'allume encore.
3. Calcul de la résistance (Pire des cas) :Supposons l'utilisation d'une LED de classe V_FD7 (V_Fmax = 3,2V). À batterie faible (3,0V), la tension est insuffisante pour polariser directement la LED (3,0V<3,2V). Par conséquent, sélectionner une classe V_Fplus basse (par ex., D4 : max 2,6V) ou utiliser une pompe de charge/pilote LED pour une performance cohérente sur toute la plage de la batterie. Si on utilise la classe D4 avec V_Fmax=2,6V à batterie faible : R = (3,0V - 2,6V) / 0,005A = 80 Ohms. À pleine charge (4,2V) : I_F= (4,2V - 2,4V_min) / 80 = 22,5mA (dépasse 20mA max). Cela montre le défi de piloter des LED directement à partir d'une source de tension variable. Un circuit à courant constant ou un pilote plus sophistiqué est recommandé pour une performance optimale et la sécurité de la LED.

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-C190TGKT-2A utilise un semi-conducteur composé InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium). Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région active. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, ils libèrent de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de bande interdite du matériau semi-conducteur. Les matériaux InGaN sont utilisés pour produire de la lumière dans les parties bleue, verte et ultraviolette du spectre. La couleur verte de cette LED résulte de la composition spécifique d'indium, de gallium et d'azote dans sa couche active.

13. Tendances technologiques

Le développement de LED comme le LTST-C190TGKT-2A suit plusieurs tendances clés de l'industrie. Il y a une poussée continue vers la miniaturisation, permettant des produits finaux plus fins et plus petits. Les améliorations d'efficacité des matériaux InGaN conduisent à une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumière par watt électrique), ce qui est crucial pour les appareils alimentés par batterie. Une autre tendance est l'affinement du classement et un contrôle plus serré des paramètres, permettant une performance plus cohérente en production de masse et permettant des applications avec des exigences strictes d'uniformité de couleur ou de luminosité. Enfin, une fiabilité accrue et une compatibilité avec les processus de soudage sans plomb et à haute température sont essentielles pour répondre aux réglementations environnementales mondiales et aux normes de fabrication modernes.