Fiche technique LED SMD LTW-C181LDS5-GE - 1.6x0.8x0.55mm - 3.15V - 76mW - Blanc - Documentation technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

La LTW-C181LDS5-GE est une lampe LED à montage en surface (SMD) conçue pour les applications électroniques modernes où l'espace est limité. Elle appartient à une famille de composants miniatures optimisés pour les processus d'assemblage automatisé sur cartes de circuits imprimés (PCB). Les principaux objectifs de conception de ce composant sont la miniaturisation, la compatibilité avec la fabrication en grande série et des performances fiables dans une variété d'appareils électroniques grand public et industriels.

1.1 Avantages clés et marché cible

Cette LED offre plusieurs avantages majeurs qui la rendent adaptée aux lignes de production automatisées. Son profil super-fin de seulement 0,55 mm de hauteur est une caractéristique essentielle pour des applications comme les téléphones mobiles, tablettes et ordinateurs portables ultra-fins où l'espace interne est précieux. Le composant est conditionné sur bande de 8 mm standard de l'industrie, sur bobines de 7 pouces de diamètre, ce qui est entièrement compatible avec les équipements automatisés de pick-and-place, rationalisant le processus d'assemblage et réduisant les coûts de fabrication. De plus, il est conçu pour être compatible avec les processus de soudage par refusion infrarouge (IR), standard pour la production en masse d'électronique à montage en surface. Les marchés cibles sont larges, englobant les équipements de télécommunication (ex. : téléphones cellulaires et sans fil), les appareils de bureautique, les systèmes réseau, l'électroménager et les applications de signalisation ou d'affichage intérieur.

1.2 Caractéristiques et applications

La LED est construite à l'aide d'une puce blanche InGaN (Nitrure de Gallium-Indium) Ultra Brillante. Ce matériau semi-conducteur est connu pour son haut rendement et sa capacité à produire une lumière blanche vive. Le dispositif est conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), ce qui signifie qu'il est exempt de matériaux dangereux spécifiques comme le plomb, le mercure et le cadmium. Sa compatibilité I.C. (Circuit Intégré) indique qu'elle peut être pilotée directement par des circuits logiques basse tension. Les applications typiques vont au-delà des simples indicateurs d'état pour inclure l'éclairage fonctionnel tel que le rétroéclairage de clavier, les micro-écrans, et l'éclairage de symboles ou signaux sur les panneaux de contrôle.

2. Dimensions du boîtier et spécifications mécaniques

Le contour physique de la LTW-C181LDS5-GE est défini par une empreinte de boîtier standard EIA (Electronic Industries Alliance). La couleur de la lentille est jaune, tandis que la source lumineuse elle-même est une puce blanche InGaN. La combinaison de la lentille jaune avec la puce blanche aide à façonner le faisceau lumineux et peut modifier les caractéristiques de couleur. Toutes les dimensions critiques du corps du composant sont fournies en millimètres avec une tolérance standard de ±0,1 mm sauf indication contraire. Ce contrôle dimensionnel précis garantit des résultats de placement et de soudage constants lors de l'assemblage sur PCB.

3. Valeurs nominales et caractéristiques

Cette section définit les limites opérationnelles et les paramètres de performance de la LED dans des conditions de test spécifiques.

3.1 Valeurs nominales absolues maximales

Ces valeurs représentent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Elles sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C. La dissipation de puissance maximale est de 76 milliwatts (mW). Le courant direct continu ne doit pas dépasser 20 mA pour un fonctionnement continu. Pour un fonctionnement en impulsions, un courant direct crête de 100 mA est autorisé sous un strict rapport cyclique de 1/10 avec une largeur d'impulsion de 0,1 ms. Le dispositif peut fonctionner dans une plage de température ambiante de -20°C à +105°C et peut être stocké à des températures de -40°C à +105°C. Une valeur nominale critique pour l'assemblage est la condition de soudage infrarouge, spécifiée comme résistant à 260°C pendant un maximum de 10 secondes, ce qui correspond aux profils de refusion typiques sans plomb (Pb-free).

3.2 Profil de refusion IR suggéré pour le processus sans plomb

Une soudure réussie nécessite un profil de température spécifique. Pour le soudage sans plomb, une étape de préchauffage jusqu'à 150-200°C est recommandée. La température de corps maximale pendant la refusion ne doit pas dépasser 260°C, et le temps au-dessus de cette température de crête doit être limité à un maximum de 10 secondes. Il est crucial de noter que différentes conceptions de PCB, pâtes à souder et types de four nécessitent une caractérisation du profil ; les valeurs fournies sont des lignes directrices basées sur des tests de vérification au niveau du composant.

3.3 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les valeurs de performance typiques mesurées à Ta=25°C et un courant direct (IF) de 5 mA, ce qui est une condition de test et de fonctionnement courante. L'intensité lumineuse (Iv), une mesure de la luminosité perçue, varie d'un minimum de 112,0 millicandelas (mcd) à un maximum de 224,0 mcd. L'angle de vision (2θ1/2), défini comme l'angle où l'intensité lumineuse tombe à la moitié de sa valeur de crête, est de 130 degrés, indiquant un faisceau très large. La tension directe (VF) se situe typiquement entre 2,70V et 3,15V à 5mA. Les coordonnées de chromaticité sur le diagramme CIE 1931 sont x=0,284 et y=0,272, ce qui définit un point spécifique dans l'espace colorimétrique du blanc. Le courant inverse (IR) est très faible, avec un maximum de 2 microampères (μA) à une tension inverse (VR) de 5V. Des notes importantes précisent que la tolérance des coordonnées de chromaticité est de ±0,01, et que le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; le test VR est fourni à titre informatif uniquement.

4. Système de classement par bin

En raison des variations naturelles de la fabrication des semi-conducteurs, les LED sont triées en catégories de performance (bins) pour garantir l'uniformité pour l'utilisateur final. La LTW-C181LDS5-GE utilise un système de binning tridimensionnel.

4.1 Classe de tension directe (Vf)

Les LED sont regroupées en fonction de leur chute de tension directe à 5mA. Le code de bin A couvre 2,70V à 2,85V, le bin B couvre 2,85V à 3,00V, et le bin C couvre 3,00V à 3,15V. Une tolérance de ±0,1V est appliquée à chaque bin.

4.2 Classe d'intensité lumineuse (Iv)

Ce binning trie les LED par leur luminosité. Le bin R1 inclut les LED de 112,0 à 146,0 mcd, R2 de 146,0 à 180,0 mcd, et S1 de 180,0 à 224,0 mcd. Une tolérance de ±15% est appliquée aux limites de chaque bin d'intensité.

4.3 Classe de teinte (Coordonnées de chromaticité)

C'est le binning le plus complexe, définissant des régions sur le diagramme de chromaticité CIE 1931 pour regrouper les LED selon leur nuance précise de blanc. Plusieurs bins sont définis (ex. : S1-2, S2-2, S3-1, S3-2, S4-1, S4-2), chacun spécifiant une zone quadrilatère définie par quatre paires de coordonnées (x, y). Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec un appariement de couleur très serré pour des applications où un aspect blanc uniforme est critique. Une tolérance de ±0,01 est appliquée aux coordonnées (x, y) dans chaque bin de teinte.

5. Courbes de performance typiques

La fiche technique inclut un ensemble de représentations graphiques illustrant le comportement du dispositif dans différentes conditions. Ces courbes sont essentielles pour la conception de circuit et la gestion thermique. Elles incluent typiquement la relation entre la tension directe et le courant direct (courbe V-I), qui montre les caractéristiques non linéaires de la diode. La relation entre l'intensité lumineuse et le courant direct est également montrée, indiquant comment la luminosité évolue avec le courant de commande. Une autre courbe cruciale représente l'intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante, montrant comment la sortie lumineuse diminue lorsque la température de jonction augmente. Ces informations de déclassement thermique sont vitales pour garantir une luminosité constante dans l'application finale. L'analyse de ces courbes permet aux concepteurs d'optimiser le courant de commande pour un équilibre entre luminosité, efficacité et longévité, et de comprendre les contraintes thermiques de leur conception.

6. Guide utilisateur et informations d'assemblage

6.1 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après soudage ou en cas de contamination, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés pour éviter d'endommager le boîtier plastique. La méthode recommandée est d'immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante normale pendant moins d'une minute. Les produits chimiques plus agressifs ou non spécifiés doivent être évités.

6.2 Configuration recommandée des pastilles de fixation sur PCB

Un diagramme est fourni montrant le motif optimal de pastilles de cuivre sur le PCB pour souder la LED. Cette configuration assure une formation correcte du ménisque de soudure, une bonne résistance mécanique et une dissipation thermique adéquate. Suivre cette recommandation est essentiel pour obtenir des soudures fiables et prévenir le phénomène de "tombstoning" (où une extrémité du composant se soulève de la pastille pendant la refusion).

6.3 Spécifications du conditionnement en bande et bobine

Le composant est fourni dans un système de bande porteuse pour la manutention automatisée. La largeur de la bande est de 8 mm. La bande est enroulée sur une bobine standard de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Des dimensions détaillées pour les alvéoles de la bande, la bande de couverture et le moyeu de la bobine sont fournies pour assurer la compatibilité avec les équipements d'alimentation. Des notes clés précisent que les alvéoles vides sont scellées, chaque bobine contient 5000 pièces, et le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA 481.

7. Précautions et informations de fiabilité

7.1 Application prévue et fiabilité

La LED est conçue pour être utilisée dans des équipements électroniques ordinaires. Pour les applications nécessitant une fiabilité exceptionnelle ou où une défaillance pourrait mettre en danger la vie ou la santé (ex. : aviation, dispositifs médicaux, systèmes de sécurité des transports), une consultation et une qualification spéciales sont requises, car celles-ci dépassent l'utilisation standard prévue.

7.2 Conditions de stockage et sensibilité à l'humidité

Un stockage approprié est essentiel pour prévenir l'absorption d'humidité, qui peut provoquer la fissuration du boîtier pendant le processus de refusion à haute température (connu sous le nom d'effet "pop-corn"). Dans son sac d'origine étanche à l'humidité avec dessicant, la LED doit être stockée à ≤30°C et ≤90% d'humidité relative (HR) et utilisée dans l'année. Une fois le sac ouvert, l'environnement de stockage doit être ≤30°C et ≤60% HR. Les composants exposés à l'air ambiant (hors du sac scellé) doivent être soudés par refusion dans les 672 heures (28 jours), correspondant au Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) 2a. Si ce délai est dépassé, un séchage à environ 60°C pendant au moins 20 heures est requis avant l'assemblage pour éliminer l'humidité absorbée.

7.3 Lignes directrices de soudage

Les paramètres de soudage détaillés sont réitérés. Pour le soudage par refusion : préchauffage à 150-200°C, température de crête ≤260°C, temps à la crête ≤10 secondes, et un maximum de deux cycles de refusion autorisés. Pour le soudage manuel au fer : température ≤300°C, temps de soudage ≤3 secondes, et un seul cycle de soudage est permis. Dépasser ces limites peut dégrader les performances de la LED ou causer des dommages permanents.

7.4 Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)

La LED est sensible aux décharges électrostatiques et aux surtensions électriques. Des mesures de contrôle ESD appropriées doivent être mises en œuvre pendant la manipulation et l'assemblage. Cela inclut l'utilisation de bracelets de mise à la terre, de tapis antistatiques et de s'assurer que tout l'équipement est correctement mis à la terre. Le non-respect des précautions ESD peut entraîner des défaillances latentes ou catastrophiques du dispositif.

8. Considérations de conception et notes d'application

Lors de l'intégration de cette LED dans une conception, plusieurs facteurs doivent être pris en compte. Le large angle de vision de 130 degrés la rend adaptée aux applications nécessitant un éclairage de grande surface ou une visibilité sous des angles larges, comme les indicateurs d'état sur les appareils. La hauteur ultra-mince de 0,55 mm est idéale pour les couches de rétroéclairage dans les assemblages empilés comme les écrans de téléphone mobile. La plage de tension directe (2,7-3,15V) signifie qu'elle peut souvent être pilotée directement à partir d'une alimentation logique régulée 3,3V avec une simple résistance de limitation de courant, bien qu'un pilote à courant constant soit recommandé pour une stabilité et une longévité optimales. La valeur nominale thermique de dissipation de 76mW doit être respectée ; la conception du PCB doit fournir une surface de cuivre adéquate pour la dissipation thermique, surtout si le fonctionnement est proche du courant maximal. Le système de binning complet permet une sélection précise pour les applications critiques en couleur, mais les concepteurs doivent spécifier les bins requis lors de la commande. Pour le rétroéclairage de clavier, plusieurs LED du même bin d'intensité et de teinte seraient utilisées pour garantir une luminosité et une couleur uniformes sur toutes les touches.