Fiche technique LTW-C281DS5 - LED blanche CMS - Dimensions 2.8x1.0x0.35mm - Tension 2.55-3.15V - Puissance 70mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit des informations techniques complètes pour un modèle spécifique de diode électroluminescente (LED) à montage en surface (CMS). Le produit est une LED blanche ultra-mince et haute luminosité conçue pour les processus d'assemblage électronique modernes. Ses applications principales incluent le rétroéclairage, les indicateurs d'état et l'éclairage général dans les dispositifs électroniques compacts où l'espace et l'efficacité sont critiques.

Les principaux avantages de ce composant sont son profil minimal, sa compatibilité avec les machines de placement automatique et son adhésion aux normes RoHS (Restriction des Substances Dangereuses) et aux standards de produits écologiques. Le marché cible englobe l'électronique grand public, les dispositifs de communication et divers systèmes embarqués nécessitant un éclairage indicateur fiable et discret.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

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

• Dissipation de puissance (Pd) :70 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le boîtier de la LED peut dissiper sous forme de chaleur sans dégrader ses performances ou provoquer une défaillance.
• Courant direct de crête (I_FP) :100 mA. C'est le courant direct instantané maximal autorisé, généralement spécifié dans des conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0.1ms) pour éviter la surchauffe de la jonction semi-conductrice.
• Courant direct continu (I_F) :20 mA. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Tension inverse (V_R) :5 V. L'application d'une tension inverse dépassant cette valeur peut provoquer une défaillance immédiate et catastrophique de la jonction de la LED.
• Température de fonctionnement et de stockage :Le composant est conçu pour une plage de température ambiante de fonctionnement de -30°C à +80°C et peut être stocké à des températures comprises entre -55°C et +105°C.
• Soudage par refusion infrarouge :Le composant peut supporter une température de pointe de 260°C pendant un maximum de 10 secondes lors du processus de soudage par refusion.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés dans des conditions de test standard à une température ambiante (T_a) de 25°C et un courant direct (I_F) de 5 mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (I_V) :S'étend d'un minimum de 45.0 mcd à un maximum typique de 180.0 mcd. Ceci mesure la luminosité perçue de la LED par l'œil humain, en utilisant un filtre qui se rapproche de la courbe de réponse photopique CIE.
• Angle de vision (2θ_1/2) :130 degrés. C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse est la moitié de l'intensité mesurée à 0 degré (sur l'axe). Un angle de vision aussi large indique un diagramme d'émission lambertien ou quasi-lambertien, adapté à l'éclairage de surface.
• Coordonnées de chromaticité (x, y) :Les valeurs typiques sont x=0.294, y=0.286. Ces coordonnées définissent le point de couleur de la lumière blanche sur le diagramme de chromaticité CIE 1931, indiquant une température de couleur blanc froid ou blanc neutre.
• Tension directe (V_F) :S'étend de 2.55 V (min) à 3.15 V (max) à 5 mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit du courant. La valeur réelle pour une unité spécifique dépend de son code de tri.
• Courant inverse (I_R) :Maximum de 10 μA lorsqu'une tension inverse de 5V est appliquée. Un faible courant inverse est souhaitable.

3. Explication du système de tri

Pour garantir l'uniformité en production de masse, les LED sont triées en lots (bins) en fonction de paramètres de performance clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques de couleur, de luminosité et de caractéristiques électriques.

3.1 Tri par tension directe (V_F)

La V_Fest catégorisée en six lots (V1 à V6), chacun avec une plage de 0.1V de 2.55V à 3.15V à I_F= 5mA. Une tolérance de ±0.05V est appliquée à chaque lot. Sélectionner des LED du même lot V_Faide à maintenir une distribution de courant uniforme lorsque plusieurs LED sont connectées en parallèle.

3.2 Tri par intensité lumineuse (I_V)

L'intensité lumineuse est triée en trois lots (P, Q, R) avec des valeurs minimales respectives de 45.0, 71.0 et 112.0 mcd, toutes à I_F= 5mA. Le maximum pour le lot R est de 180.0 mcd. Une tolérance de ±15% est appliquée à chaque lot. Ce tri est crucial pour les applications nécessitant des niveaux de luminosité cohérents sur plusieurs LED.

3.3 Tri par teinte (Chromaticité)

Le point de couleur est défini dans six régions (S1 à S6) sur le diagramme de chromaticité CIE 1931. Chaque lot est un quadrilatère défini par des limites de coordonnées (x, y) spécifiques. Une tolérance de ±0.01 est appliquée aux coordonnées. Ce système garantit l'uniformité de couleur, ce qui est critique pour le rétroéclairage et les applications d'éclairage esthétique. Le diagramme fourni cartographie visuellement ces régions S1-S6.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (par ex., Figure 6 pour l'angle de vision, Figure 1 pour la chromaticité), leur comportement typique peut être décrit sur la base de la physique standard des LED.

• Caractéristique I-V (Courant-Tension) :La tension directe (V_F) présente une relation logarithmique avec le courant direct (I_F). Une faible augmentation de V_Fentraîne une forte augmentation de I_Fune fois la tension de seuil dépassée. La V_Fa également un coefficient de température négatif, ce qui signifie qu'elle diminue légèrement lorsque la température de jonction augmente.
• Intensité lumineuse vs. Courant :Le flux lumineux (I_V) est généralement proportionnel au courant direct dans la plage de fonctionnement normale. Cependant, l'efficacité peut chuter à des courants très élevés en raison de l'augmentation de la chaleur et des effets de "droop" dans le matériau semi-conducteur.
• Dépendance à la température :L'intensité lumineuse des LED blanches à base d'InGaN diminue généralement lorsque la température de jonction augmente. C'est un facteur critique pour la gestion thermique dans les applications haute puissance ou haute densité.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED présente un empreinte standard EIA (Electronic Industries Alliance). Une spécification clé est son profil ultra-mince de 0.35 mm. Des dessins dimensionnels détaillés sont fournis, spécifiant la longueur, la largeur, la hauteur, les dimensions des pastilles et leurs tolérances de position (typiquement ±0.10 mm).

5.2 Conception des pastilles et polarité

La fiche technique inclut les dimensions suggérées des pastilles de soudure pour la conception de PCB (Carte à Circuit Imprimé). Une conception correcte des pastilles est essentielle pour la formation fiable des joints de soudure et la résistance mécanique. Le composant possède des bornes anode et cathode ; la polarité correcte doit être respectée lors de l'assemblage pour assurer un fonctionnement adéquat.

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 recommandé est fourni, avec des paramètres clés incluant une zone de préchauffage (150-200°C), une température de pointe maximale de 260°C, et un temps au-dessus du liquidus ne dépassant pas 10 secondes. Le profil doit être conforme aux normes JEDEC pour éviter les chocs thermiques.

6.2 Stockage et manipulation

• Sensibilité à l'humidité :Les LED sont conditionnées dans des sacs barrières à l'humidité avec dessiccant. Une fois le sac d'origine ouvert, les composants doivent être utilisés dans les 672 heures (28 jours) ou être cuits à 60°C pendant au moins 20 heures avant soudage s'ils sont stockés plus longtemps.
• Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD) :Les LED sont sensibles à l'électricité statique. Des contrôles ESD appropriés, tels que des postes de travail mis à la terre, des bracelets antistatiques et des contenants conducteurs, sont obligatoires lors de la manipulation.
• Nettoyage :Si un nettoyage est nécessaire après soudage, seuls des solvants spécifiés comme l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique doivent être utilisés à température ambiante pendant moins d'une minute. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager la lentille en époxy.

7. Conditionnement et informations de commande

Les LED sont fournies sur bande porteuse gaufrée de 8 mm de large enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 5000 pièces. Pour des quantités inférieures à une bobine complète, une quantité d'emballage minimale de 500 pièces est disponible. Les spécifications de la bande et de la bobine sont conformes aux normes ANSI/EIA 481-1, garantissant la compatibilité avec les chargeurs automatiques.

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est idéale pour les applications à espace limité telles que le rétroéclairage des claviers de dispositifs mobiles, les indicateurs d'état sur les ordinateurs portables ou tablettes ultra-minces, les indicateurs de tableau de bord automobile et l'éclairage décoratif dans les gadgets grand public. Son large angle de vision la rend adaptée à l'éclairage uniforme de petites surfaces ou de guides de lumière.

8.2 Considérations de conception de circuit

• Limitation de courant :Une LED est un dispositif piloté par le courant. Une résistance de limitation de courant en série ou un circuit d'alimentation à courant constant est essentiel pour éviter de dépasser le courant direct continu maximal, ce qui entraînerait une dégradation rapide.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurer une surface de cuivre de PCB adéquate ou des vias thermiques sous la pastille thermique de la LED (si présente) aide à dissiper la chaleur, maintenant le flux lumineux et la longévité.
• Connexions en parallèle :La connexion directe de LED en parallèle n'est généralement pas recommandée en raison des variations de V_F. Si nécessaire, l'utilisation de LED du même lot V_Fet l'inclusion de petites résistances individuelles en série pour chaque LED peuvent aider à équilibrer les courants.

9. Comparaison et différenciation technique

Le principal facteur de différenciation de cette LED est son épaisseur de 0.35 mm, qui est exceptionnellement faible pour une LED CMS standard. Comparé à des boîtiers plus épais (par ex., 0.6mm ou 1.0mm), cela permet de concevoir des produits finaux encore plus fins. La combinaison d'une haute luminosité (jusqu'à 180 mcd à 5mA) dans ce profil mince offre un rapport luminosité/taille favorable. La structure de tri définie pour la couleur et l'intensité fournit un niveau de cohérence qui n'est pas garanti avec des LED de commodité non triées ou triées de manière large.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Quelle est la différence entre le Courant Direct de Crête et le Courant Direct Continu ?

Le Courant Direct Continu (20 mA) est la limite de sécurité pour un fonctionnement continu. Le Courant Direct de Crête (100 mA) est une valeur beaucoup plus élevée autorisée uniquement pour de très courtes impulsions (0.1ms) à un faible cycle de service (10%). Dépasser le courant nominal continu, même brièvement, peut causer des dommages permanents.

10.2 Comment interpréter les codes de tri de chromaticité (S1-S6) ?

Les codes S définissent des régions sur le diagramme de couleur CIE. S1 et S2 représentent des tons blancs plus froids (teneur en bleu plus élevée), tandis que S5 et S6 représentent des tons blancs plus chauds (teneur en jaune/rouge plus élevée). S3 et S4 sont typiquement dans la région du blanc neutre. Les concepteurs doivent spécifier le(s) lot(s) requis en fonction des besoins en température de couleur de leur application.

10.3 Puis-je utiliser un fer à souder au lieu de la refusion ?

Le soudage manuel avec un fer est possible mais non recommandé pour la production en volume. Si nécessaire, la température de la pointe du fer ne doit pas dépasser 300°C, et le temps de soudage par borne doit être limité à 3 secondes maximum. Il faut veiller à éviter les contraintes mécaniques et la chaleur localisée excessive sur le composant.

11. Exemples pratiques de conception et d'utilisation

Exemple 1 : Indicateur d'état pour dispositif mobile :Un concepteur a besoin d'une seule LED blanche brillante pour indiquer l'état de charge. Il sélectionne une LED du lot de luminosité R pour une visibilité élevée. Il la pilote à 10 mA en utilisant une broche GPIO d'un microcontrôleur avec une résistance série calculée comme (Tension d'alimentation - V_F) / 0.01A. Il choisit une LED du lot de tension V3 (2.75-2.85V) pour un comportement prévisible. La hauteur de 0.35mm s'intègre dans le cadre ultra-mince de l'appareil.

Exemple 2 : Rétroéclairage d'un petit écran LCD :Un ingénieur doit éclairer uniformément un écran LCD monochrome de 2 pouces depuis le côté en utilisant un guide de lumière. Il utilise quatre LED placées le long d'un bord. Pour garantir une couleur et une luminosité uniformes, il spécifie que toutes les LED doivent provenir du même lot de teinte (par ex., S4) et du même lot d'intensité lumineuse (par ex., Q). Elles sont connectées en série et pilotées par un driver à courant constant réglé à 15 mA pour assurer une sortie cohérente et simplifier le circuit.

12. Introduction au principe technique

Cette LED est basée sur la technologie semi-conductrice InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium). Le cœur d'une LED blanche est typiquement une puce InGaN émettant de la lumière bleue. Une couche de phosphore, souvent composée de grenat d'yttrium et d'aluminium (YAG) dopé au cérium, est déposée sur cette puce. Lorsque la lumière bleue de la puce excite le phosphore, elle convertit une partie des photons bleus en lumière jaune. La combinaison de la lumière bleue restante et de la lumière jaune émise est perçue par l'œil humain comme blanche. Le mélange spécifique de phosphores détermine la température de couleur corrélée (CCT), résultant en une lumière blanche froide, neutre ou chaude. Le boîtier ultra-mince est réalisé grâce à des techniques avancées de conditionnement et de moulage au niveau de la tranche.

13. Tendances et évolutions de l'industrie

La tendance pour les LED CMS dans l'électronique grand public continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), des empreintes plus petites et des profils plus minces, permettant des produits finaux toujours plus fins. Il y a également un fort accent sur l'amélioration de l'indice de rendu des couleurs (IRC) pour une meilleure qualité de lumière et des tolérances de tri plus serrées pour réduire les variations de couleur et de luminosité dans les lots de production. De plus, l'intégration de circuits de pilotage directement avec les boîtiers LED ("modules LED" ou "LED intelligentes") devient plus courante pour simplifier la conception. La technologie InGaN sous-jacente est également affinée pour une densité de puissance et une fiabilité accrues. Les réglementations environnementales continuent de pousser à l'élimination des substances dangereuses, consolidant la conformité RoHS comme une exigence standard.