Fiche technique LED SMD LTW-C194TS5 - Épaisseur 0,30mm - Tension 2,7-3,15V - Blanc - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTW-C194TS5 est une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (SMD) conçue pour les applications électroniques modernes à espace restreint. Son positionnement principal est celui d'un composant d'indication ou de rétroéclairage miniature à haute luminosité. L'avantage fondamental de ce produit réside dans son profil exceptionnellement mince de 0,30 millimètre, permettant une intégration dans des appareils ultra-fins tels que les smartphones, tablettes, technologies portables et ordinateurs portables ultra-portables. Le marché cible comprend l'électronique grand public, les panneaux de contrôle industriel, l'éclairage intérieur automobile et l'indication à usage général où une sortie lumineuse fiable et brillante dans un boîtier minimal est requise.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électriques et optiques

Les performances du LTW-C194TS5 sont spécifiées à une température ambiante standard (Ta) de 25°C. Les paramètres clés définissent son domaine de fonctionnement :

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend d'un minimum de 56,0 millicandelas (mcd) à une valeur typique de 146,0 mcd lorsqu'elle est alimentée par un courant direct (IF) de 5mA. Ce paramètre est mesuré à l'aide d'un équipement qui approxime la courbe de réponse oculaire de l'observateur photopique standard CIE, garantissant ainsi la pertinence pour la vision humaine.
• Angle de vision (2θ1/2) :Un large angle de vision de 130 degrés est spécifié, offrant un motif d'émission de lumière large et diffus, adapté à l'éclairage de zone et à une visibilité grand angle.
• Coordonnées chromatiques (x, y) :Le point de couleur de la lumière blanche est défini sur le diagramme de chromaticité CIE 1931. Les coordonnées typiques sont x=0,294 et y=0,286 à IF=5mA, avec une tolérance garantie de ±0,01 pour les deux coordonnées. Cela définit une teinte spécifique de lumière blanche.
• Tension directe (VF) :La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit un courant de 5mA se situe entre 2,70 Volts (min) et 3,15 Volts (max). Ce paramètre est crucial pour la conception du circuit afin d'assurer une limitation de courant appropriée.
• Courant inverse (IR) :Un maximum de 10 microampères (μA) circule lorsqu'une polarisation inverse de 5 Volts est appliquée, indiquant les caractéristiques de fuite de la diode.

2.2 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Elles ne sont pas destinées à un fonctionnement normal.

• Dissipation de puissance (Pd) :Maximum 70 mW.
• Courant direct :Le courant direct continu est limité à 20 mA. Un courant direct de crête plus élevé de 100 mA est autorisé en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1ms).
• Tension inverse (VR) :Maximum 5 V. Le fonctionnement sous polarisation inverse n'est pas recommandé et peut provoquer une défaillance.
• Plages de température :Fonctionnement : -20°C à +80°C. Stockage : -40°C à +85°C.
• Condition de soudage :Résiste au soudage par refusion infrarouge avec une température de pic de 260°C pendant une durée de 10 secondes.

3. Explication du système de classement

Pour garantir la cohérence en production de masse, les LED sont triées en classes de performance. Le LTW-C194TS5 utilise un système de classement tridimensionnel :

3.1 Classement par tension directe (VF)

Les LED sont catégorisées en fonction de leur tension directe à IF=5mA. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec des chutes de tension similaires pour une luminosité uniforme dans les circuits parallèles ou pour une gestion de puissance précise.

• Classe A :VF = 2,70V à 2,85V
• Classe B :VF = 2,85V à 3,00V
• Classe C :VF = 3,00V à 3,15V

La tolérance au sein de chaque classe est de ±0,1 Volt.

3.2 Classement par intensité lumineuse (IV)

Ce classement trie les LED selon leur intensité de sortie lumineuse, critique pour les applications nécessitant des niveaux de luminosité spécifiques.

• Classe P2 :Iv = 56,0 mcd à 71,0 mcd
• Classe Q1 :Iv = 71,0 mcd à 90,0 mcd
• Classe Q2 :Iv = 90,0 mcd à 112,0 mcd
• Classe R1 :Iv = 112,0 mcd à 146,0 mcd

La tolérance sur chaque classe d'intensité est de ±15%.

3.3 Classement par teinte (Couleur)

La couleur de la lumière blanche est classée en six catégories (S1 à S6) basées sur les coordonnées chromatiques (x, y) du diagramme CIE 1931. Chaque classe définit une zone quadrilatère sur le diagramme de couleur. Cela garantit l'uniformité de couleur entre plusieurs LED dans un assemblage. La tolérance pour les coordonnées de teinte au sein d'une classe est de ±0,01. Un diagramme est généralement fourni montrant ces classes superposées sur le diagramme de chromaticité.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique, leurs implications sont standard. Les concepteurs peuvent s'attendre aux relations générales suivantes :

• Courbe IV (Courant vs. Tension) :La tension directe (VF) augmente de manière logarithmique avec le courant direct (IF). Un fonctionnement significativement au-dessus du courant de test recommandé de 5mA augmentera la VF et la dissipation de puissance.
• Intensité lumineuse vs. Courant :La sortie lumineuse est généralement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement, mais l'efficacité peut chuter à des courants très élevés en raison de l'échauffement.
• Dépendance à la température :L'intensité lumineuse diminue généralement à mesure que la température de jonction augmente. La large plage de température de fonctionnement (-20°C à +80°C) indique une performance stable dans diverses conditions environnementales, bien qu'une déclassement puisse être nécessaire à haute température.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED présente un contour de boîtier standard de l'industrie (EIA). Toutes les dimensions critiques, y compris la longueur, la largeur, la hauteur (0,30mm) et l'espacement des broches, sont fournies dans des dessins basés sur le millimètre. Un indicateur de polarité (généralement une marque de cathode ou une encoche) est inclus dans le dessin pour assurer une orientation correcte lors de l'assemblage.

5.2 Conception recommandée des pastilles de soudure

Une recommandation de motif de pastilles (empreinte) est fournie pour la conception de PCB. Cela inclut la taille et la forme des plots de cuivre sur lesquels la LED sera soudée. Respecter cette recommandation est crucial pour obtenir des joints de soudure fiables, un auto-alignement correct pendant la refusion et une dissipation thermique efficace. Une note suggère une épaisseur maximale de pochoir de 0,10mm pour l'application de la pâte à souder.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudage par refusion

Le composant est entièrement compatible avec les processus de soudage par refusion infrarouge (IR). Un profil suggéré est fourni :

• Préchauffage :150°C à 200°C.
• Durée de préchauffage :Maximum 120 secondes.
• Température de pic :Maximum 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus :10 secondes maximum (recommandé pour un maximum de deux cycles de refusion).

Ces paramètres sont basés sur les normes JEDEC pour garantir la fiabilité. La fiche technique souligne que le profil optimal dépend de la configuration spécifique de l'assemblage PCB (type de carte, autres composants, four).

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, il doit être effectué avec une extrême prudence en raison de la petite taille et de la sensibilité à la chaleur du composant :

• Température du fer :Maximum 300°C.
• Temps de contact :Maximum 3 secondes par pastille.
• Fréquence :Une seule fois ; éviter la retouche.

6.3 Stockage et manipulation

• Précautions ESD :La LED est sensible aux décharges électrostatiques (ESD). La manipulation doit impliquer des bracelets de mise à la terre, des tapis antistatiques et un équipement correctement mis à la terre.
• Sensibilité à l'humidité :En tant que composant SMD miniature, il est sensible à l'humidité. Dans son emballage d'origine scellé (avec dessiccant), il doit être stocké à ≤30°C et ≤90% HR et utilisé dans l'année. Une fois le sac anti-humidité ouvert, les LED doivent être stockées à ≤30°C et ≤60% HR et idéalement refondues dans la semaine. Pour un stockage plus long hors du sac d'origine, utiliser un conteneur scellé avec dessiccant. Les composants stockés hors du sac pendant plus d'une semaine nécessitent un séchage (environ 60°C pendant au moins 20 heures) avant soudage pour éviter l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

6.4 Nettoyage

Si un nettoyage post-soudure est requis, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés pour éviter d'endommager la lentille en plastique ou le boîtier. Les agents recommandés sont l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique à température normale, avec un temps d'immersion inférieur à une minute.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Le LTW-C194TS5 est fourni conditionné pour les machines d'assemblage automatique pick-and-place :

• Bande porteuse :Bande de 8mm de large.
• Taille de la bobine :Bobine de diamètre 7 pouces (178mm).
• Quantité par bobine :5 000 pièces.
• Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.
• Standard de conditionnement :Conforme aux spécifications ANSI/EIA 481-1. Les poches vides de la bande sont scellées avec une bande de couverture.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Scénarios d'application typiques

• Indicateurs d'état :Lumières d'état d'alimentation, de connectivité ou de fonction dans l'électronique grand public ultra-mince.
• Rétroéclairage :Rétroéclairage par les bords ou direct pour petits écrans LCD, claviers ou symboles.
• Éclairage décoratif :Éclairage d'accentuation dans les intérieurs automobiles, les appareils électroménagers ou les périphériques de jeu.
• Éclairage général :Éclairage de zone de faible niveau dans des appareils compacts.

8.2 Considérations de conception critiques

• Limitation de courant :Toujours utiliser une résistance de limitation de courant en série ou un pilote à courant constant. Ne pas connecter directement à une source de tension. Le courant de test recommandé est de 5mA, mais le courant continu maximal absolu est de 20mA. Concevoir pour la luminosité et la dissipation de puissance appropriées.
• Gestion thermique :Malgré sa faible puissance, assurer une surface de cuivre de PCB adéquate ou des vias thermiques sous les pastilles de soudure pour évacuer la chaleur de la jonction de la LED, surtout lors d'un fonctionnement proche des valeurs maximales ou à haute température ambiante. Cela maintient la sortie lumineuse et la longévité.
• Conception optique :L'angle de vision de 130 degrés fournit un faisceau large. Pour une lumière focalisée, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être nécessaires. Le matériau de la lentille jaune affectera la couleur perçue finale.
• Sélection du classement :Pour les applications nécessitant une apparence uniforme (par exemple, réseaux multi-LED), spécifier des classes serrées pour VF, Iv et la Teinte (Couleur) pour minimiser les variations de luminosité et de couleur.

9. Comparaison et différenciation techniques

Les principaux facteurs de différenciation du LTW-C194TS5 sont sonprofil ultra-mince de 0,30mmet son utilisation d'unepuce blanche InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium). Comparée aux technologies plus anciennes comme la puce bleue avec phosphore, les LED blanches à base d'InGaN offrent souvent des avantages en termes d'efficacité, de potentiel de rendu des couleurs et de stabilité. La finesse est un avantage mécanique clé par rapport aux LED SMD standard (souvent de 0,6mm ou plus), permettant une conception dans la dernière génération d'appareils fins. Sa compatibilité avec la refusion IR standard et les contours de boîtier EIA garantit qu'elle peut être un remplacement ou une mise à niveau directe dans de nombreuses conceptions existantes cherchant la miniaturisation.

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

10.1 Quel est l'objectif des trois catégories de classement différentes ?

Le classement assure la cohérence électrique et optique. Le classement VF aide dans la conception de l'alimentation et les circuits LED parallèles. Le classement Iv garantit un niveau de luminosité spécifique. Le classement par teinte est crucial pour l'appariement des couleurs dans les applications multi-LED pour éviter des différences de couleur perceptibles.

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

Bien que la valeur maximale absolue soit de 20mA DC, la condition de test standard et les données de performance typiques sont données à 5mA. Un fonctionnement à 20mA produira une sortie lumineuse plus élevée mais générera également plus de chaleur, augmentera la tension directe et pourrait réduire la fiabilité à long terme. Il est essentiel d'effectuer une analyse thermique et éventuellement de déclasser le courant maximal en fonction de l'environnement de fonctionnement réel.

10.3 Pourquoi y a-t-il des exigences de stockage et de séchage aussi strictes ?

Le boîtier plastique ultra-mince peut absorber l'humidité de l'air. Pendant le processus de soudage par refusion à haute température, cette humidité piégée peut se vaporiser rapidement, créant une pression interne qui peut fissurer le boîtier ou délaminer les liaisons internes (effet "pop-corn"). Les procédures de stockage et de séchage sont conçues pour éliminer cette humidité en toute sécurité avant le soudage.

10.4 Comment interpréter les coordonnées chromatiques (x=0,294, y=0,286) ?

Ces coordonnées placent un point sur le diagramme de chromaticité CIE 1931, qui cartographie toutes les couleurs perceptibles. Ce point spécifique correspond à une teinte particulière de lumière blanche, souvent décrite comme "blanc froid". La tolérance de ±0,01 définit une petite zone autour de ce point dans laquelle la couleur de la LED est garantie de se situer.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'une barre d'indicateurs d'état pour une tablette fine.Un concepteur a besoin de cinq LED blanches uniformes pour une barre d'indicateur de niveau de charge. L'espace derrière le cadre est extrêmement limité (0,4mm). Il sélectionne le LTW-C194TS5 pour sa hauteur de 0,30mm. Pour assurer l'uniformité, il spécifie la Classe B pour VF (2,85-3,00V), la Classe R1 pour Iv (112-146 mcd) et la Classe S3 pour la Teinte. Il conçoit l'empreinte PCB exactement comme recommandé, avec un petit plot de dégagement thermique connecté à un plan de masse interne pour la dissipation thermique. Un pilote à courant constant réglé à 5mA par LED est utilisé. Les LED sont commandées sur des bobines de 7 pouces pour l'assemblage automatique. L'usine suit le profil de refusion prescrit et stocke les bobines ouvertes dans une armoire sèche, en les séchant avant utilisation après un arrêt de week-end. Le résultat est une barre d'indicateurs brillante, uniforme et fiable qui respecte les contraintes de conception mécanique.

12. Introduction au principe technique

Le LTW-C194TS5 est basé sur la technologie des semi-conducteurs InGaN. Dans une LED blanche, typiquement, une puce InGaN émettant du bleu est combinée à un revêtement de phosphore jaune à l'intérieur du boîtier. Lorsque la puce émet de la lumière bleue, une partie est absorbée par le phosphore et réémise sous forme de lumière jaune. Le mélange de la lumière bleue restante et de la lumière jaune convertie est perçu par l'œil humain comme de la lumière blanche. Les rapports spécifiques de l'émission de la puce et de la composition du phosphore déterminent les coordonnées chromatiques finales (point de couleur) sur le spectre de la lumière blanche. Le boîtier ultra-mince est réalisé grâce à des techniques de moulage et d'encapsulation au niveau de la plaquette avancées qui minimisent le matériau au-dessus et en dessous de la puce semi-conductrice.

13. Tendances et évolutions de l'industrie

La tendance des LED SMD pour l'électronique grand public va résolument vers laminiaturisation(plus fines, empreintes plus petites) et uneefficacité accrue(plus de lumière par unité de puissance électrique et par unité de surface). Le profil de 0,30mm de cette LED représente un pas dans cette direction. De plus, il y a une poussée continue pour uneamélioration de la cohérence des couleurs et un Indice de Rendu des Couleurs (IRC) plus élevédans les LED blanches, obtenus grâce aux avancées dans la technologie des phosphores et la conception des puces. Une autre tendance est l'intégration de plus de fonctionnalités, telles que des circuits intégrés intégrés pour le contrôle (créant des "LED intelligentes"), bien que le LTW-C194TS5 semble être un composant discret standard. La compatibilité avec les processus sans plomb (RoHS) et de refusion à haute température reste une exigence fondamentale dictée par les réglementations environnementales mondiales et les normes d'assemblage.