Fiche technique LED CMS LTST-C190KGKT - Dimensions 3.2x1.6x0.8mm - Tension 1.9-2.4V - Puissance 75mW - AlInGaP Vert - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une lampe LED à montage en surface (CMS). Ce composant est conçu pour l'assemblage automatisé sur circuit imprimé (PCB) et convient particulièrement aux applications où l'espace est une contrainte critique. La LED présente un profil ultra-mince et utilise un matériau semi-conducteur AlInGaP avancé pour sa puce émettrice, offrant une luminosité élevée dans le spectre vert.

1.1 Caractéristiques

• Conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses).
• Profil extrêmement bas avec une hauteur de seulement 0,80 millimètre.
• Intensité lumineuse élevée fournie par une puce AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium).
• Conditionnée sur bande de 8 mm enroulée sur bobine de 7 pouces de diamètre pour les systèmes automatisés de pick-and-place.
• Boîtier standardisé selon les normes EIA (Electronic Industries Alliance).
• Compatible avec les niveaux de commande standard des circuits intégrés (CI).
• Conçu pour être compatible avec les équipements automatisés de placement de composants.
• Adapté aux processus de soudure par refusion infrarouge (IR) couramment utilisés en technologie de montage en surface (SMT).

1.2 Applications

This LED is versatile and can be integrated into a wide array of electronic devices and systems, including but not limited to:

• Équipements de télécommunication (ex. : téléphones sans fil, téléphones cellulaires).
• Dispositifs de bureautique et systèmes réseau.
• Appareils électroménagers et électronique grand public.
• Panneaux de contrôle industriel et d'instrumentation.
• Rétroéclairage pour claviers et pavés numériques.
• Indicateurs d'état et d'alimentation.
• Micro-affichages et éclairage de symboles.
• Signalétique intérieure et affichages d'information.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

Les sections suivantes fournissent une analyse détaillée des caractéristiques électriques, optiques et environnementales de la LED.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs représentent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti.

• Dissipation de puissance (Pd) :75 mW
• Courant direct de crête (I_F(PEAK)) :80 mA (à un cycle de service de 1/10, largeur d'impulsion de 0,1 ms)
• Courant direct continu (I_F) :30 mA DC
• Tension inverse (V_R) :5 V
• Plage de température de fonctionnement (T_opr) :-30°C à +85°C
• Plage de température de stockage (T_stg) :-40°C à +85°C
• Température de soudure par refusion infrarouge :260°C maximum pendant 10 secondes.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à une température ambiante (T_a) de 25°C dans des conditions de test spécifiées.

• Intensité lumineuse (I_V) :18,0 - 71,0 mcd (mesurée à I_F= 20 mA).
• Angle de vision (2θ_1/2) :130 degrés (l'angle hors axe où l'intensité est la moitié de la valeur sur l'axe).
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :574,0 nm (typique).
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :567,5 - 576,5 nm (mesurée à I_F= 20 mA).
• Demi-largeur spectrale (Δλ) :15 nm (typique).
• Tension directe (V_F) :1,9 - 2,4 V (mesurée à I_F= 20 mA).
• Courant inverse (I_R) :10 μA maximum (mesuré à V_R= 5 V).

3. Explication du système de classement

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

3.1 Classement par tension directe (V_F)

Les classes définissent la plage de chute de tension directe aux bornes de la LED lorsqu'elle est alimentée à 20mA. La tolérance sur chaque classe est de ±0,1V.

• Classe 4 : 1,90V - 2,00V
• Classe 5 : 2,00V - 2,10V
• Classe 6 : 2,10V - 2,20V
• Classe 7 : 2,20V - 2,30V
• Classe 8 : 2,30V - 2,40V

3.2 Classement par intensité lumineuse (I_V)

Les classes catégorisent la sortie lumineuse minimale et maximale à 20mA. La tolérance sur chaque classe est de ±15%.

• Classe M : 18,0 mcd - 28,0 mcd
• Classe N : 28,0 mcd - 45,0 mcd
• Classe P : 45,0 mcd - 71,0 mcd

3.3 Classement par teinte / longueur d'onde dominante (λ_d)

Ce classement contrôle la nuance précise de vert. La tolérance pour chaque classe est de ±1 nm.

• Classe C : 567,5 nm - 570,5 nm
• Classe D : 570,5 nm - 573,5 nm
• Classe E : 573,5 nm - 576,5 nm

4. Analyse des courbes de performance

Les courbes de performance typiques (non reproduites dans le texte mais référencées dans la fiche technique) fournissent une vision visuelle du comportement du composant dans différentes conditions. Elles incluent généralement :

• Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct :Montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant de commande, généralement selon une relation non linéaire.
• Tension directe en fonction du courant direct :Illustre la courbe caractéristique IV de la diode.
• Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante :Démontre la dégradation thermique de la sortie lumineuse ; l'intensité diminue généralement lorsque la température augmente.
• Distribution spectrale :Un graphique montrant la puissance rayonnante relative en fonction des longueurs d'onde, centré autour de la longueur d'onde de crête de 574 nm avec une demi-largeur typique de 15 nm.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier

La LED a un encombrement CMS rectangulaire compact. Les dimensions clés (en millimètres) sont : longueur = 3,2, largeur = 1,6, hauteur = 0,8. Un dessin dimensionnel détaillé spécifie l'emplacement des pastilles, le contour du composant et le marquage de polarité (généralement un indicateur de cathode). Toutes les tolérances dimensionnelles sont de ±0,1 mm sauf indication contraire.

5.2 Empreinte PCB recommandée

Une disposition de pastilles de soudure suggérée est fournie pour assurer une soudure fiable et un bon alignement pendant le processus de refusion. Cette empreinte tient compte de la formation du ménisque de soudure et de l'auto-alignement du composant pendant la refusion.

5.3 Conditionnement en bande et bobine

Les LED sont fournies dans une bande porteuse gaufrée avec une bande de protection. Détails clés du conditionnement :

• Largeur de la bande porteuse :8 mm.
• Diamètre de la bobine :7 pouces (178 mm).
• Quantité par bobine :4000 pièces.
• Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.
• Le conditionnement est conforme aux normes ANSI/EIA-481.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Soudure par refusion IR (processus sans plomb)

Le composant est conçu pour les processus de soudure sans plomb (Pb-free). Un profil de refusion suggéré est fourni, conforme aux normes JEDEC. Les paramètres clés incluent :

• Température de préchauffage :150°C à 200°C.
• Durée de préchauffage :Maximum 120 secondes.
• Température de corps maximale :Maximum 260°C.
• Temps au-dessus de 260°C :Maximum 10 secondes.
• Nombre de passages de refusion :Maximum deux fois.

Note :Le profil de température réel doit être caractérisé pour la conception spécifique du PCB, la pâte à souder et le four utilisés.

6.2 Soudure manuelle

Si une soudure manuelle est nécessaire, une extrême prudence est requise :

• Température du fer :Maximum 300°C.
• Durée de soudure :Maximum 3 secondes par broche.
• Nombre de tentatives de soudure :Une seule fois est recommandée pour éviter les dommages thermiques.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage après soudure est nécessaire, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés pour éviter d'endommager le boîtier de la LED. Les agents recommandés incluent l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique (IPA). La LED doit être immergée à température normale pendant moins d'une minute.

7. Précautions de stockage et de manipulation

7.1 Sensibilité aux décharges électrostatiques (ESD)

Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques. Des contrôles ESD appropriés doivent être mis en place pendant la manipulation, y compris l'utilisation de bracelets de mise à la terre, de tapis antistatiques et de conteneurs conducteurs. Tout l'équipement doit être correctement mis à la terre.

7.2 Sensibilité à l'humidité

Ce composant a un niveau de sensibilité à l'humidité (MSL). Le niveau spécifique (ex. : MSL 3) indique combien de temps le dispositif peut être exposé aux conditions ambiantes après l'ouverture du sachet scellé d'origine avant de nécessiter un séchage pour éliminer l'humidité absorbée.

• Emballage scellé :Stocker à ≤30°C et ≤90% d'humidité relative (HR). La durée de conservation est d'un an lorsqu'il est stocké dans le sachet étanche à l'humidité d'origine avec dessicant.
• Emballage ouvert :Pour les composants retirés du sachet scellé, l'environnement de stockage ne doit pas dépasser 30°C et 60% HR. Il est recommandé de terminer le processus de refusion IR dans la semaine. Pour un stockage plus long hors du sachet d'origine, stocker dans un conteneur scellé avec dessicant. Les composants stockés plus d'une semaine doivent être séchés (ex. : à 60°C pendant 20 heures) avant la soudure pour éviter l'effet \"pop-corn\" pendant la refusion.

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Limitation de courant

Une résistance de limitation de courant externe est presque toujours nécessaire lors de l'alimentation d'une LED à partir d'une source de tension. La valeur de la résistance peut être calculée à l'aide de la loi d'Ohm : R = (V_source- V_F) / I_F. Utiliser la V_Fmaximale de la fiche technique (2,4V) garantit que la résistance fournit une limitation de courant adéquate même pour les LED de la classe de tension la plus élevée.

8.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible (75 mW), maintenir la température de jonction de la LED dans la plage de fonctionnement spécifiée est crucial pour la fiabilité à long terme et la stabilité de la sortie lumineuse. Assurez-vous d'un dégagement thermique adéquat dans la conception des pastilles du PCB et évitez de placer la LED près d'autres sources de chaleur importantes.

8.3 Conception optique

Le large angle de vision de 130 degrés rend cette LED adaptée aux applications nécessitant un éclairage large et diffus plutôt qu'un faisceau focalisé. Pour les applications d'indicateur, considérez l'intensité lumineuse requise (en sélectionnant la classe I_Vappropriée) pour garantir la visibilité dans les conditions d'éclairage ambiant.

9. Comparaison et différenciation techniques

Les principaux facteurs de différenciation de cette LED sont sahauteur ultra-mince de 0,8 mmet l'utilisation d'unepuce AlInGaP. Comparée aux LED vertes traditionnelles au GaP (Phosphure de Gallium), la technologie AlInGaP offre généralement une efficacité et une luminosité plus élevées, ce qui se traduit par une intensité lumineuse supérieure pour un courant de commande donné. Le profil mince est un avantage critique dans l'électronique grand public moderne et fine où la hauteur (axe Z) est sévèrement limitée.

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 unique à laquelle la puissance optique émise est la plus grande.Longueur d'onde dominante (λ_d) :La longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui correspond à la couleur perçue de la LED telle que définie par le diagramme de chromaticité CIE. λ_dest plus pertinente pour la spécification de couleur dans les applications d'affichage et d'indicateur.

10.2 Puis-je alimenter cette LED sans résistance de limitation de courant ?

No.Une LED est un dispositif à commande par courant. La connecter directement à une source de tension dépassant sa tension directe provoquera un courant excessif, risquant de détruire instantanément le composant en raison d'un emballement thermique. Utilisez toujours une résistance de limitation de courant en série ou un pilote à courant constant.

10.3 Pourquoi le classement (binning) est-il important ?

Le classement garantit l'uniformité de couleur et de luminosité au sein d'une application. Utiliser des LED des mêmes classes V_F, I_Vet λ_dgarantit que tous les indicateurs d'un panneau auront une apparence et des performances cohérentes, ce qui est essentiel pour l'expérience utilisateur et la qualité du produit.

11. Exemple pratique de conception

Scénario :Conception d'un indicateur d'état pour un appareil portable alimenté par une tension de 3,3V. L'objectif est un indicateur vert de luminosité moyenne.

1. Sélection du courant :Choisir un courant de commande de 10 mA pour un équilibre entre luminosité et consommation d'énergie.
2. Calcul de la résistance :Utiliser la V_Fmaximale pour la sécurité : R = (3,3V - 2,4V) / 0,01A = 90 Ohms. La valeur standard la plus proche est 91 Ohms.
3. Sélection des classes :Spécifier la classe N pour l'intensité lumineuse (28-45 mcd) et la classe D pour la longueur d'onde dominante (570,5-573,5 nm) pour obtenir un vert cohérent de luminosité moyenne.
4. Implantation :Suivre l'empreinte recommandée dans la fiche technique. Assurez-vous que la pastille de cathode (marquée sur la LED) est connectée à la masse via la résistance de limitation de courant.

12. Introduction technologique

Cette LED utilise un semi-conducteurAlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium)cultivé sur un substrat transparent. Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active de la puce, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite et donc la couleur de la lumière émise, dans ce cas, le vert. Ce système de matériaux est connu pour son efficacité quantique interne élevée, en particulier dans les régions spectrales du rouge, de l'orange, du jaune et du vert.

13. Tendances de l'industrie

La tendance pour les LED CMS dans l'électronique grand public continue vers laminiaturisation, une efficacité plus élevée et une meilleure restitution des couleurs.Les hauteurs de boîtier diminuent en dessous de 0,8 mm pour permettre des appareils toujours plus fins. Les améliorations d'efficacité (plus de lumens par watt) réduisent la consommation d'énergie et la charge thermique. L'accent est également mis sur des tolérances de classement plus strictes pour répondre aux exigences d'uniformité de couleur exigeantes des écrans haute résolution et de l'éclairage automobile. La technologie semi-conductrice sous-jacente évolue également, avec des recherches en cours sur des matériaux comme le GaN-sur-Si et les micro-LED pour les applications de nouvelle génération.