Fiche technique LED SMD LTST-C281KSKT-5A - Hauteur 0,35 mm - 1,7-2,3 V - 75 mW - AlInGaP Jaune - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-C281KSKT-5A est une LED à montage en surface (SMD) conçue pour les applications électroniques modernes à encombrement limité. Il appartient à une famille de LED miniatures spécifiquement conçues pour les processus d'assemblage automatisé sur circuit imprimé (CI). Ce composant est adapté à l'intégration dans une large gamme d'appareils électroniques grand public et industriels nécessitant une indication fiable, compacte et lumineuse.

1.1 Avantages principaux et marchés cibles

Cette LED offre plusieurs avantages clés qui en font un choix privilégié pour les concepteurs. Sa caractéristique principale est un profil extra-fin d'une hauteur de seulement 0,35 mm, permettant son utilisation dans des appareils ultra-minces. Elle utilise une puce AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) Ultra Brillante, offrant une efficacité lumineuse élevée et une excellente pureté de couleur dans le spectre jaune. Le dispositif est entièrement conforme à la directive RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), le rendant adapté aux marchés mondiaux aux réglementations environnementales strictes. Son conditionnement en bande de 8 mm sur bobines de 7 pouces est standardisé (norme EIA STD), garantissant la compatibilité avec les équipements automatisés de placement à grande vitesse. De plus, il est conçu pour résister aux processus standard de soudure par refusion infrarouge (IR), ce qui est crucial pour les lignes d'assemblage de technologie de montage en surface (SMT) modernes.

Les applications cibles sont variées, couvrant les équipements de télécommunication (ex. : téléphones sans fil et cellulaires), les appareils de bureautique (ex. : ordinateurs portables, systèmes réseau), les appareils électroménagers et la signalétique intérieure. Les utilisations fonctionnelles spécifiques incluent le rétroéclairage de clavier, les indicateurs d'état (alimentation, connectivité), l'intégration dans des micro-affichages et l'éclairage général de signaux ou de symboles.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

Les performances du LTST-C281KSKT-5A sont définies par un ensemble complet de paramètres électriques, optiques et thermiques. Comprendre ces spécifications est crucial pour une conception de circuit appropriée et pour garantir la fiabilité à long terme.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Elles ne sont pas destinées au fonctionnement normal. Pour le LTST-C281KSKT-5A à une température ambiante (Ta) de 25°C : la dissipation de puissance continue maximale est de 75 mW ; le courant direct continu maximal est de 30 mA ; un courant direct de crête de 80 mA n'est autorisé qu'en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms) pour éviter la surchauffe ; la tension inverse maximale applicable est de 5 V ; la plage de température de fonctionnement est de -30°C à +85°C ; et la plage de température de stockage est de -40°C à +85°C. Notamment, le dispositif peut supporter une condition de soudure infrarouge à 260°C pendant un maximum de 10 secondes, ce qui correspond aux profils de refusion sans plomb courants.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés dans des conditions de test standard (Ta=25°C). L'intensité lumineuse (Iv) varie d'un minimum de 7,1 millicandelas (mcd) à un maximum de 45,0 mcd lorsqu'elle est alimentée par un courant direct (IF) de 5 mA. Le dispositif présente un angle de vision très large (2θ1/2) de 130 degrés, ce qui signifie qu'il émet de la lumière sur une large zone, adapté aux applications nécessitant une visibilité grand angle. Sa couleur optique est définie par une longueur d'onde dominante (λd) comprise entre 587,0 nm et 594,5 nm, la plaçant fermement dans la région jaune du spectre visible. La longueur d'onde d'émission de crête (λp) est typiquement de 591,0 nm. Électriquement, la tension directe (VF) nécessaire pour faire passer 5 mA dans la LED est comprise entre 1,7 V et 2,3 V. Le courant inverse (IR) est très faible, avec un maximum de 10 microampères lorsqu'une polarisation inverse de 5 V est appliquée.

3. Explication du système de classement

Pour garantir l'uniformité en production de masse, les LED sont triées en groupes de performance ou "classes" basés sur des paramètres clés. Le LTST-C281KSKT-5A utilise un système de classement tridimensionnel pour la tension directe (VF), l'intensité lumineuse (IV) et la longueur d'onde dominante (Teinte).

3.1 Classe de tension directe (VF)

Les LED sont classées selon leur chute de tension directe à un courant de test de 5 mA. Les classes sont : E2 (1,70 V à 1,90 V), E3 (1,90 V à 2,10 V) et E4 (2,10 V à 2,30 V). Une tolérance de ±0,1 V est appliquée à chaque classe. Cette information est vitale pour concevoir des pilotes à courant constant ou prédire les chutes de tension dans des configurations en série.

3.2 Classe d'intensité lumineuse (IV)

Cette classe définit la luminosité de sortie. Les classes, mesurées en mcd à 5 mA, sont : K (7,1 à 11,2), L (11,2 à 18,0), M (18,0 à 28,0) et N (28,0 à 45,0). Une tolérance de ±15 % est appliquée à chaque classe. Les concepteurs peuvent sélectionner une classe de luminosité spécifique pour répondre aux exigences visuelles de leur application, garantissant l'uniformité dans les réseaux à plusieurs LED.

3.3 Classe de teinte (Longueur d'onde dominante)

Cette classe contrôle la nuance précise de jaune. Les classes de longueur d'onde dominante sont : J (587,0 nm à 589,5 nm), K (589,5 nm à 592,0 nm) et L (592,0 nm à 594,5 nm). La tolérance pour chaque classe est de ±1 nm. Sélectionner une classe de teinte serrée est crucial pour les applications où la constance des couleurs est importante, comme dans les indicateurs d'état ou le rétroéclairage où plusieurs LED doivent apparaître identiques.

4. Analyse des courbes de performance

Les représentations graphiques des caractéristiques des LED fournissent une compréhension plus approfondie des performances dans des conditions variables, ce qui est essentiel pour une conception robuste.

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

La courbe I-V illustre la relation non linéaire entre le courant traversant la LED et la tension à ses bornes. Pour le matériau AlInGaP utilisé dans cette LED, la courbe montre une tension de "coude" caractéristique autour de 1,8-2,0 V, au-delà de laquelle le courant augmente rapidement avec une faible augmentation de tension. Cela souligne l'importance d'utiliser un mécanisme de limitation de courant (résistance ou pilote à courant constant) plutôt qu'une source de tension fixe pour éviter l'emballement thermique et la destruction du dispositif.

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

Cette courbe montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant d'alimentation. Typiquement, la relation est relativement linéaire à faible courant mais peut saturer ou devenir sous-linéaire à des courants plus élevés en raison de l'augmentation de la température de jonction et de la baisse d'efficacité. Faire fonctionner la LED dans sa plage de courant continu spécifiée (jusqu'à 30 mA) garantit une efficacité et une longévité optimales.

4.3 Distribution spectrale

La courbe de sortie spectrale pour une LED jaune AlInGaP montre une bande d'émission relativement étroite, typiquement avec une demi-largeur spectrale (Δλ) d'environ 15 nm comme spécifié. Le pic sera centré près de 591 nm. Cette bande passante étroite résulte en une couleur jaune saturée et pure comparée à des sources à spectre plus large comme les LED blanches à conversion de phosphore.

5. Informations mécaniques et de boîtier

La construction physique et les dimensions sont critiques pour la conception du CI et l'assemblage.

5.1 Dimensions du boîtier et identification de la polarité

La LED a un empreinte standard de type "chip LED". Les dimensions clés incluent la longueur totale, la largeur et la hauteur particulièrement faible de 0,35 mm. La borne cathode (négative) est généralement identifiée par un marquage sur le boîtier, tel qu'un point vert, une encoche ou un plot de forme différente. La fiche technique fournit un dessin dimensionnel détaillé avec toutes les mesures critiques en millimètres, y compris les positions des plots, le contour du composant et la taille de la lentille. Les concepteurs doivent respecter ces dimensions pour leur empreinte de pastille de soudure sur CI afin d'assurer une soudure et un alignement corrects.

5.2 Conception recommandée des plots de soudure sur CI

Une empreinte de pastille de soudure (layout des plots) suggérée est fournie pour assurer la formation fiable des joints de soudure pendant la refusion. Cette empreinte tient compte de la formation du ménisque de soudure et prévient des problèmes comme l'effet "tombstone" (où une extrémité se soulève du plot). La conception inclut typiquement des connexions de décharge thermique si le plot est connecté à un large plan de cuivre, pour gérer la chaleur pendant la soudure.

6. Directives de soudure et d'assemblage

Une manipulation et un assemblage appropriés sont primordiaux pour le rendement et la fiabilité.

6.1 Paramètres de soudure par refusion infrarouge (IR)

Pour les processus sans plomb, un profil de refusion spécifique est recommandé. La température de pic ne doit pas dépasser 260°C, et le temps au-dessus de 260°C doit être limité à un maximum de 10 secondes. Une étape de préchauffage (typiquement 150-200°C) est nécessaire pour augmenter lentement la température et activer la flux, avec un temps de préchauffage maximum de 120 secondes. Le profil doit être caractérisé pour le CI, la pâte à souder et le four spécifiques pour garantir que tous les composants sont correctement soudés sans dommage.

6.2 Conditions de stockage et de manipulation

Les LED sont sensibles à l'humidité (MSL2a). Lorsqu'elles sont stockées dans leur sac d'origine étanche à l'humidité avec dessiccant, elles doivent être conservées à ≤30°C et ≤90% d'humidité relative (HR) et utilisées dans un délai d'un an. Une fois le sac ouvert, l'environnement de stockage ne doit pas dépasser 30°C et 60% HR. Les composants exposés à l'air ambiant doivent être soumis à une refusion IR dans les 672 heures (28 jours). Si ce délai est dépassé, un séchage à environ 60°C pendant au moins 20 heures est requis avant la soudure pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir les dommages de type "pop-corn" pendant la refusion.

6.3 Nettoyage

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

6.4 Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)

La LED est sensible aux dommages causés par l'électricité statique et les surtensions. Il est recommandé de manipuler le dispositif en utilisant un bracelet antistatique relié à la terre ou des gants antistatiques. Tout l'équipement, y compris les postes de travail et les machines, doit être correctement mis à la terre pour prévenir les événements ESD.

7. Emballage et informations de commande

Le LTST-C281KSKT-5A est fourni au format bande et bobine adapté à l'assemblage automatisé. La largeur de la bande est de 8 mm, enroulée sur une bobine standard de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 5000 pièces. Pour des quantités plus petites, une quantité d'emballage minimale de 500 pièces est disponible pour les restes. Les spécifications de la bande et de la bobine sont conformes aux normes ANSI/EIA 481, garantissant la compatibilité avec les systèmes d'alimentation standard. La bande a un couvercle pour protéger les composants, et il est spécifié qu'au maximum deux emplacements de composants consécutifs peuvent être vides.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Circuits d'application typiques

La méthode d'alimentation la plus courante est une résistance de limitation de courant en série connectée à une source de tension (Vcc). La valeur de la résistance (R) est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (Vcc - VF) / IF, où VF est la tension directe de la LED (utiliser la valeur maximale de la classe ou de la fiche technique pour une conception prudente) et IF est le courant direct souhaité (ex. : 5 mA, 10 mA, jusqu'à 30 mA max). Pour les applications nécessitant une luminosité constante ou un fonctionnement sur une large plage de tension, un circuit intégré pilote à courant constant est recommandé.

8.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible (75 mW max), une gestion thermique efficace reste importante pour maintenir la durée de vie de la LED et prévenir le décalage de couleur. Le CI lui-même agit comme un dissipateur thermique. Connecter le plot thermique de la LED (s'il est présent) à une surface de cuivre suffisante sur le CI aide à dissiper la chaleur. Évitez de faire fonctionner la LED à son courant et à sa température absolus maximaux simultanément pendant de longues périodes.

8.3 Considérations de conception optique

Le large angle de vision de 130 degrés rend cette LED adaptée aux applications où la lumière doit être vue sous différents angles sans diffuseurs supplémentaires. Pour une lumière plus dirigée, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être utilisés. La lentille transparente de ce modèle particulier permet à la couleur native de la puce (jaune) d'être émise sans filtrage.

9. Comparaison et différenciation techniques

Le LTST-C281KSKT-5A se différencie principalement par son profil ultra-mince de 0,35 mm, qui est plus fin que de nombreuses LED "chip" standard (ex. : boîtiers 0603 ou 0805 souvent hauts de 0,6-0,8 mm). Cela le rend idéal pour la dernière génération d'appareils mobiles et de wearables ultra-minces. L'utilisation de la technologie AlInGaP offre une efficacité plus élevée et une meilleure saturation des couleurs dans la gamme rouge-ambre-jaune par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaAsP. Sa compatibilité avec la refusion IR standard et l'emballage bande et bobine l'aligne avec les processus de fabrication automatisés à grand volume, offrant une solution économique et fiable.

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

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

La longueur d'onde de crête (λp) est la longueur d'onde unique à laquelle le spectre d'émission a son intensité maximale. La longueur d'onde dominante (λd) est une valeur calculée dérivée du diagramme de chromaticité CIE qui représente la couleur perçue de la lumière ; c'est la longueur d'onde unique qui correspondrait à la sensation de couleur de la sortie mixte de la LED. Pour une source monochromatique comme cette LED jaune AlInGaP, elles sont typiquement très proches, mais λd est le paramètre le plus pertinent pour la spécification de la couleur.

10.2 Puis-je alimenter cette LED avec une source 3,3 V sans résistance ?

Non, ce n'est pas recommandé et cela détruirait probablement la LED. La tension directe n'est que de 1,7-2,3 V. Appliquer 3,3 V directement provoquerait un courant très important et non contrôlé (dépassant largement le maximum de 30 mA), entraînant une surchauffe immédiate et une défaillance. Une résistance de limitation de courant ou un régulateur est toujours requis.

10.3 Comment interpréter les codes de classement lors de la commande ?

Lors de la passation d'une commande, vous pouvez spécifier une combinaison de codes de classe VF, IV et Teinte pour obtenir des LED avec des caractéristiques étroitement assorties. Par exemple, demander "E3, M, K" vous donnerait des LED avec une tension directe de 1,9-2,1 V, une intensité lumineuse de 18,0-28,0 mcd et une longueur d'onde dominante de 589,5-592,0 nm. Si aucune classe n'est spécifiée, vous recevrez des pièces des classes de production standard.

11. Principes de fonctionnement

Le LTST-C281KSKT-5A est une source de lumière à semi-conducteur basée sur le système de matériau AlInGaP. Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel intégré de la diode est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active de la puce semi-conductrice. Ces porteurs de charge se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). L'énergie de bande interdite spécifique de l'alliage AlInGaP détermine la longueur d'onde des photons émis, qui dans ce cas se situe dans la région jaune (~590 nm). La lentille en époxy transparente encapsule la puce, fournissant une protection mécanique, façonnant le faisceau lumineux de sortie (large angle de 130 degrés) et améliorant l'efficacité d'extraction de la lumière.

12. Tendances et contexte de l'industrie

Le développement de LED comme le LTST-C281KSKT-5A est motivé par plusieurs tendances clés de l'électronique. Il y a une poussée continue vers la miniaturisation, exigeant des composants avec une empreinte plus petite et un profil plus bas pour permettre des produits finaux plus minces. L'augmentation de l'efficacité et de la luminosité des matériaux semi-conducteurs comme l'AlInGaP permet une consommation d'énergie réduite et une autonomie prolongée des batteries dans les appareils portables. De plus, l'adoption à l'échelle de l'industrie de la soudure sans plomb et de la conformité RoHS impose des composants pouvant résister à des températures de refusion plus élevées et exempts de substances réglementées. La standardisation de l'emballage (bande et bobine, normes EIA) soutient la fabrication hautement automatisée et à grand volume qui définit la production d'électronique grand public moderne.