Fiche technique LED SMD LTST-C193KSKT-5A - Dimensions 1,6x0,8x0,35mm - Tension 1,7-2,3V - Puissance 50mW - Jaune - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications de la LED LTST-C193KSKT-5A, un composant à montage en surface (SMD). Cet élément appartient à une famille de LED miniatures conçues spécifiquement pour les processus d'assemblage automatisé sur circuit imprimé (PCB) et les applications où l'espace est une contrainte critique. Son facteur de forme compact et ses performances fiables le rendent adapté à l'intégration dans une large gamme d'équipements électroniques modernes.

1.1 Caractéristiques et avantages principaux

La LTST-C193KSKT-5A offre plusieurs avantages technologiques clés qui améliorent son utilisabilité et ses performances dans des applications exigeantes.

• Conformité RoHS :Le composant est fabriqué pour respecter la directive sur la restriction des substances dangereuses, garantissant l'absence de matériaux spécifiques comme le plomb, le mercure et le cadmium.
• Profil ultra-mince :Avec une hauteur de seulement 0,35 mm, il s'agit d'une LED à puce extra-mince, permettant son utilisation dans l'électronique grand public et les afficheurs extrêmement fins.
• Puce AlInGaP haute luminosité :Utilise un matériau semi-conducteur à base de Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP), réputé pour produire une lumière efficace dans les régions spectrales jaune, orange et rouge avec une bonne stabilité.
• Conditionnement standard de l'industrie :Fourni en bande de 8mm sur bobines de 7 pouces de diamètre, compatible avec l'équipement standard de placement automatique utilisé dans la fabrication électronique en grande série.
• Compatibilité de processus :Conçu pour être compatible avec les processus de soudure par refusion infrarouge (IR), standard pour l'assemblage des composants CMS. Il est également compatible avec les circuits intégrés (CI) en termes de caractéristiques de commande.

1.2 Marché cible et applications

La combinaison de petite taille, de luminosité et de fiabilité ouvre de nombreuses possibilités d'applications dans divers secteurs.

• Télécommunications :Indicateurs d'état dans les téléphones sans fil, les téléphones portables et les équipements réseau.
• Informatique et bureautique :Rétroéclairage pour claviers d'ordinateurs portables et indicateurs d'état sur divers périphériques.
• Électronique grand public et électroménager :Indicateurs de puissance, de mode ou de fonction dans les équipements audio/vidéo, les appareils de cuisine et autres dispositifs domestiques.
• Équipements industriels :Indicateurs de panneau pour machines et systèmes de contrôle.
• Technologie d'affichage :Adapté pour les micro-afficheurs et comme source lumineuse pour symboles et indicateurs de signalisation.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

Cette section fournit une analyse détaillée des limites et caractéristiques électriques, optiques et environnementales de la LED.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Un fonctionnement à ou au-delà de ces limites n'est pas conseillé. Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Dissipation de puissance (Pd) :50 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le boîtier de la LED peut dissiper sous forme de chaleur.
• Courant direct continu (IF) :20 mA DC. Le courant en régime permanent maximal qui peut être appliqué.
• Courant direct de crête :40 mA, permis uniquement en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1ms) pour obtenir brièvement une luminosité plus élevée.
• Tension inverse (VR) :5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer une rupture de jonction.
• Plage de température de fonctionnement :-30°C à +85°C. La plage de température ambiante pour laquelle le composant est conçu pour fonctionner.
• Plage de température de stockage :-40°C à +85°C.
• Condition de soudure infrarouge :Supporte une température de crête de 260°C pendant un maximum de 10 secondes lors de la soudure par refusion.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés dans des conditions de test spécifiques (Ta=25°C, IF=5 mA sauf indication contraire).

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend de 7,1 à 45,0 millicandelas (mcd). Cette large plage est gérée via un système de classement (voir section 3). L'intensité est mesurée à l'aide d'un capteur filtré pour correspondre à la réponse photopique de l'œil humain (courbe CIE).
• Angle de vision (2θ1/2) :130 degrés. C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur mesurée sur l'axe, indiquant un diagramme de vision très large.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λP) :591,0 nm. La longueur d'onde au point le plus élevé de la courbe de sortie spectrale de la LED.
• Longueur d'onde dominante (λd) :587,0 - 594,5 nm. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur (jaune). Elle est dérivée des coordonnées chromatiques CIE.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :15 nm. Une mesure de la pureté spectrale ; une valeur plus petite indique une source lumineuse plus monochromatique.
• Tension directe (VF) :1,7 - 2,3 V à 5 mA. La chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement.
• Courant inverse (IR) :10 μA maximum lorsqu'une polarisation inverse de 5V est appliquée.

2.3 Considérations thermiques

Bien que non détaillée explicitement en termes de résistance thermique (θJA), la dissipation de puissance maximale de 50 mW et la plage de température de fonctionnement définissent la fenêtre de fonctionnement thermique. Une conception de PCB appropriée, incluant une surface de cuivre adéquate pour les plots de fixation, est cruciale pour la dissipation thermique, surtout lors d'un fonctionnement proche du courant nominal maximal. Dépasser la température de jonction maximale accélérera la dégradation de la luminosité et réduira la durée de vie opérationnelle.

3. Explication du système de classement

Pour assurer la cohérence en production de masse, les LED sont triées en classes de performance. La LTST-C193KSKT-5A utilise un système de classement tridimensionnel pour la tension directe, l'intensité lumineuse et la longueur d'onde dominante (teinte).

3.1 Classement de la tension directe (VF)

Les classes garantissent que les LED dans un circuit ont des chutes de tension similaires, favorisant une luminosité uniforme lorsqu'elles sont connectées en parallèle. La tolérance par classe est de ±0,1V.

Classe E2 : 1,7V - 1,9V

Classe E3 : 1,9V - 2,1V

Classe E4 : 2,1V - 2,3V

3.2 Classement de l'intensité lumineuse (Iv)

Ceci regroupe les LED par leur flux lumineux à un courant de test standard (5mA). La tolérance par classe est de ±15%.

Classe K : 7,1 - 11,2 mcd

Classe L : 11,2 - 18,0 mcd

Classe M : 18,0 - 28,0 mcd

Classe N : 28,0 - 45,0 mcd

3.3 Classement de la teinte / Longueur d'onde dominante (λd)

Critique pour les applications exigeantes en couleur, ce classement assure une nuance de jaune constante. La tolérance par classe est de ±1 nm.

Classe J : 587,0 - 589,5 nm

Classe K : 589,5 - 592,0 nm

Classe L : 592,0 - 594,5 nm

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique, leurs implications sont décrites ici.

4.1 Caractéristique Courant vs. Tension (I-V)

La tension directe (VF) a un coefficient de température positif et augmente avec le courant. La plage typique de VF de 1,7-2,3V à 5mA doit être prise en compte lors de la conception du circuit de limitation de courant. Alimenter la LED à son courant continu maximal de 20 mA entraînera une tension directe plus élevée, nécessitant un ajustement correspondant dans l'alimentation ou la conception du pilote.

4.2 Dépendance à la température

Comme tous les semi-conducteurs, les performances des LED sont sensibles à la température. L'intensité lumineuse des LED AlInGaP diminue généralement lorsque la température de jonction augmente. Par conséquent, maintenir un chemin à faible résistance thermique de la jonction de la LED vers l'environnement ambiant est essentiel pour obtenir une luminosité stable et à long terme. La plage de température de fonctionnement spécifiée de -30°C à +85°C définit les limites environnementales pour cette relation.

4.3 Distribution spectrale

La LED émet dans une bande étroite centrée autour de 591 nm (crête) avec une demi-largeur de 15 nm, définissant sa couleur jaune. La longueur d'onde dominante (λd) est le paramètre utilisé pour le classement de teinte. Le spectre est largement invariant avec le courant, mais la longueur d'onde de crête peut légèrement se déplacer avec la température.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED a un boîtier compact de type puce. Les dimensions clés (en millimètres) sont approximativement 1,6mm de longueur, 0,8mm de largeur et une hauteur de profil très basse de 0,35mm. Des dessins mécaniques détaillés doivent être consultés pour les tolérances exactes (±0,1mm typiquement) et les caractéristiques comme la marque d'identification de la cathode.

5.2 Configuration recommandée des plots de fixation sur PCB

Un motif de pastilles (empreinte) suggéré pour le PCB est fourni pour assurer une soudure fiable et une stabilité mécanique. Ce motif inclut généralement des pastilles légèrement plus grandes que les bornes du composant pour faciliter la formation d'un bon cordon de soudure. Respecter cette recommandation aide à prévenir le phénomène de "tombstoning" (composant dressé sur une extrémité) pendant la refusion.

5.3 Identification de la polarité

Le composant a une anode et une cathode. La fiche technique indique la méthode pour identifier la cathode, ce qui est essentiel pour une orientation correcte lors de l'assemblage et du fonctionnement du circuit. Une polarité incorrecte empêchera la LED de s'allumer et l'application d'une tension inverse supérieure à 5V peut l'endommager.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudure par refusion

Le composant est conçu pour la soudure par refusion infrarouge (IR) avec une température de crête de 260°C pendant un maximum de 10 secondes. Un profil de refusion suggéré est fourni, suivant généralement les normes JEDEC. Il inclut :

- Préchauffage :150-200°C pendant jusqu'à 120 secondes pour chauffer progressivement la carte et activer la flux.

- Refusion (Liquidus) :Température de crête ne dépassant pas 260°C, avec un temps au-dessus de 260°C maintenu au minimum.

- Refroidissement :Période de refroidissement contrôlée.

Le profil doit être caractérisé pour l'assemblage PCB spécifique, en tenant compte de l'épaisseur de la carte, de la densité des composants et du type de pâte à souder.

6.2 Soudure manuelle

Si une réparation manuelle est nécessaire, utilisez un fer à souder avec une température ne dépassant pas 300°C. Le temps de contact avec la borne de la LED doit être limité à un maximum de 3 secondes pour une seule opération pour éviter les dommages thermiques au boîtier plastique et à la puce semi-conductrice.

6.3 Conditions de stockage et de manipulation

- Niveau de sensibilité à l'humidité (MSL) :Le composant est classé MSL 2a. Une fois le sachet étanche d'origine ouvert, les composants doivent être soumis à une soudure par refusion IR dans les 672 heures (28 jours) dans des conditions d'atelier (≤30°C/60% HR).

- Stockage prolongé :Pour un stockage au-delà de 672 heures hors du sachet d'origine, les composants doivent être stockés dans un armoire sèche ou un conteneur scellé avec dessiccant.

- Séchage :Les composants ayant dépassé la durée de vie en atelier doivent être séchés à environ 60°C pendant au moins 20 heures avant soudure pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

- Précautions ESD :La LED est sensible aux décharges électrostatiques (ESD). Manipulez-la en utilisant des contrôles ESD appropriés tels que des bracelets de mise à la terre, des tapis antistatiques et des conteneurs conducteurs.

6.4 Nettoyage

Si un nettoyage post-soudure est requis, utilisez uniquement les solvants spécifiés. Immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute est acceptable. Évitez les nettoyants chimiques non spécifiés ou agressifs qui pourraient endommager la lentille époxy ou le boîtier.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Conditionnement standard

Le produit est fourni dans une bande porteuse gaufrée standard de l'industrie pour une manipulation automatisée. La largeur de la bande est de 8mm. Cette bande est enroulée sur des bobines de 7 pouces (178mm) de diamètre.

7.2 Spécifications et quantité des bobines

Chaque bobine complète de 7 pouces contient 5000 pièces de la LED LTST-C193KSKT-5A. La bande a une bande de couverture pour protéger les composants pendant l'expédition et la manipulation. Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481.

7.3 Quantité minimale de commande et numéro de pièce

Le numéro de pièce standard est LTST-C193KSKT-5A. Le suffixe "-5A" peut indiquer des combinaisons de classes spécifiques ou d'autres variantes du produit. Pour les commandes non complètes de bobine, une quantité minimale d'emballage de 500 pièces est généralement disponible pour les quantités restantes.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Limitation de courant

Une LED est un dispositif commandé en courant. Utilisez toujours une résistance de limitation de courant en série ou un circuit pilote à courant constant pour définir le courant de fonctionnement. La valeur de la résistance peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation - VF_LED) / I_souhaitée. Choisissez une puissance nominale de résistance adaptée à la dissipation. Par exemple, pour alimenter la LED à 5mA à partir d'une alimentation 3,3V avec une VF typique de 2,0V : R = (3,3V - 2,0V) / 0,005A = 260Ω. Une résistance de valeur standard 270Ω serait appropriée.

8.2 Gestion thermique dans la conception

Pour les applications fonctionnant à des courants élevés (par exemple, proches de 20mA) ou à des températures ambiantes élevées, la gestion thermique est cruciale. Utilisez la configuration de pastilles PCB recommandée et connectez les plots thermiques à une surface suffisante de cuivre pour servir de dissipateur thermique. Cela aide à évacuer la chaleur de la jonction de la LED, maintenant la luminosité et la longévité.

8.3 Conception optique

L'angle de vision de 130 degrés fournit un diagramme d'émission très large, idéal pour les indicateurs d'état destinés à être vus sous différents angles. Pour les applications nécessitant un faisceau plus directionnel, des optiques secondaires (comme une lentille montée sur la LED) seraient nécessaires. La lentille transparente de cette LED est adaptée à une utilisation avec des guides de lumière ou des diffuseurs dans les applications de rétroéclairage.

9. Comparaison et différenciation techniques

Les principaux facteurs de différenciation de la LTST-C193KSKT-5A sont sahauteur ultra-mince de 0,35mmet son utilisation de latechnologie AlInGaPpour l'émission jaune.

• vs. LED SMD standard (par ex., 0603, 0402) :Cette LED à puce est nettement plus mince, permettant une conception dans des produits à espace limité où même une LED standard de 0,6mm de haut est trop grande.
• vs. Autres technologies de LED jaune :Comparée aux anciennes LED jaunes au Phosphure de Gallium (GaP), l'AlInGaP offre une efficacité lumineuse nettement supérieure et une meilleure stabilité thermique, résultant en un flux lumineux plus brillant et plus constant.
• vs. LED blanches :Pour les applications nécessitant une indication jaune pure (par ex., symboles d'avertissement spécifiques), une LED jaune monochromatique AlInGaP est plus efficace et plus saturée en couleur qu'une LED blanche à conversion de phosphore avec un filtre jaune.

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

Q : Puis-je alimenter cette LED directement depuis une broche de microcontrôleur 3,3V ou 5V ?

R : Non. Vous devez toujours utiliser une résistance de limitation de courant en série. La connecter directement tenterait de tirer un courant excessif, risquant d'endommager à la fois la LED et la broche de sortie du microcontrôleur.

Q : Pourquoi y a-t-il une si large plage d'Intensité Lumineuse (7,1 à 45,0 mcd) ?

R : C'est l'étendue totale de la production. Grâce au processus de classement (classes K, L, M, N), vous pouvez sélectionner des LED avec une plage d'intensité beaucoup plus étroite pour votre application afin d'assurer une luminosité uniforme.

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 le pic physique du spectre lumineux émis. La Longueur d'Onde Dominante (λd) est une valeur calculée basée sur la perception des couleurs ; c'est la longueur d'onde unique qui correspond à la couleur perçue par l'œil humain. λd est plus pertinente pour la spécification de couleur et le classement.

Q : Combien de fois puis-je refondre cette LED ?

R : La fiche technique spécifie que le processus de soudure peut être effectué un maximum de deux fois, avec une température de crête ne dépassant pas 260°C pendant 10 secondes à chaque fois. Des refusions multiples augmentent le stress thermique.

11. Exemples de cas d'utilisation pratiques

Cas 1 : Rétroéclairage de clavier ultra-mince pour tablette :Un concepteur crée un clavier amovible pour une tablette. L'encombrement en hauteur pour les composants sous les touches est extrêmement limité. Le profil de 0,35mm de la LTST-C193KSKT-5A lui permet de s'insérer là où une LED standard ne le peut pas. Plusieurs LED sont placées sur un PCB flexible sous des touches translucides. Elles sont alimentées à 5-10mA via un circuit intégré pilote à courant constant pour fournir un rétroéclairage uniforme et basse consommation. Le large angle de vision assure une bonne diffusion de la lumière sous chaque touche.

Cas 2 : Indicateur d'état de capteur industriel :Un capteur de proximité industriel compact nécessite une LED d'état brillante et fiable pour indiquer l'alimentation et l'état de détection. La LED jaune AlInGaP fournit une haute luminosité pour une bonne visibilité dans des environnements bien éclairés. Le concepteur utilise des LED de la classe haute intensité "N" et les alimente à 15mA via une résistance de limitation de courant depuis l'alimentation 24V du capteur (en utilisant un transistor comme interrupteur). Le boîtier SMD robuste résiste aux vibrations et aux variations de température typiques d'un environnement industriel.

12. Introduction technologique et principe de fonctionnement

Les Diodes Électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière par un processus appelé électroluminescence. Le cœur de la LTST-C193KSKT-5A est une puce fabriquée en Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP). Ce matériau semi-conducteur composé III-V a un gap direct adapté à une émission de lumière efficace.

Principe de fonctionnement :Lorsqu'une tension directe supérieure au potentiel de jonction de la diode (VF) est appliquée, des électrons du semi-conducteur de type n et des trous du semi-conducteur de type p sont injectés dans la région active. Lorsque ces porteurs de charge (électrons et trous) se recombinent, ils libèrent de l'énergie. Dans une LED AlInGaP, cette énergie est libérée principalement sous forme de photons (lumière) dans la partie jaune/orange/rouge du spectre. La longueur d'onde spécifique (couleur) est déterminée par l'énergie du gap du matériau semi-conducteur, qui est ajustée en modifiant les proportions d'Aluminium, d'Indium, de Gallium et de Phosphore pendant la croissance cristalline. La lumière générée s'échappe à travers la lentille époxy, qui fournit également une protection environnementale.

13. Tendances et évolutions de l'industrie

Le marché des LED SMD comme la LTST-C193KSKT-5A continue d'évoluer, poussé par plusieurs tendances clés :

• Miniaturisation :La demande pour des LED plus fines et plus petites est incessante, poussée par l'électronique grand public (smartphones, wearables, ordinateurs portables ultra-fins). Les boîtiers à l'échelle de la puce (CSP) et des variantes encore plus fines sont des domaines de développement en cours.
• Efficacité accrue :Les améliorations dans la croissance épitaxiale, la conception des puces et les techniques d'extraction de la lumière continuent d'augmenter l'efficacité lumineuse (lumens par watt) des LED colorées comme l'AlInGaP, permettant une lumière plus brillante ou une consommation d'énergie plus faible.
• Exigences de haute fiabilité :Comme les LED sont utilisées dans des applications plus critiques (intérieurs automobiles, dispositifs médicaux), l'accent est mis sur l'amélioration de la fiabilité à long terme, de la stabilité des couleurs avec la température et le temps, et des performances dans des conditions difficiles.
• Intégration :Il y a une tendance à intégrer plusieurs puces LED (par ex., RVB pour le mélange de couleurs) dans un seul boîtier ou à combiner la LED avec des circuits intégrés pilotes et une logique de contrôle pour des modules de "LED intelligentes".
• Conditionnement avancé :De nouveaux matériaux et méthodes de conditionnement sont développés pour mieux gérer la chaleur des LED miniatures de plus en plus puissantes et pour fournir un contrôle optique plus précis directement depuis le boîtier.