Fiche technique LED SMD bicolore latérale LTST-S326TGKFKT-5A - Dimensions du boîtier - Vert 2,8V / Orange 1,9V - 76mW / 75mW - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une LED à montage en surface (SMD) bicolore et latérale. Le composant intègre deux puces semi-conductrices distinctes dans un seul boîtier : une puce à base d'InGaN pour l'émission verte et une puce à base d'AlInGaP pour l'émission orange. Cette conception permet des solutions compactes pour l'indication d'état, le rétroéclairage et l'éclairage décoratif où plusieurs signaux de couleur sont requis depuis un seul point. Le dispositif est construit avec une lentille transparente, maximisant le flux lumineux, et présente des terminaisons étamées pour une meilleure soudabilité et la conformité RoHS.

La LED est fournie sur bande de 8 mm standard, enroulée sur des bobines de 7 pouces, la rendant entièrement compatible avec les équipements d'assemblage automatisés à grande vitesse. Sa conception est également compatible avec les processus de soudure par refusion infrarouge (IR), facilitant son intégration dans les lignes de fabrication modernes de cartes de circuits imprimés (PCB).

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs maximales absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Pour un fonctionnement fiable, ces limites ne doivent jamais être dépassées, même momentanément.

• Dissipation de puissance (Pd) :La dissipation de puissance maximale admissible est de 76 mW pour la puce verte et de 75 mW pour la puce orange à une température ambiante (Ta) de 25°C. Dépasser cette limite risque une dégradation thermique de la jonction semi-conductrice.
• Courant direct :Le courant continu direct maximum (IF) est de 20 mA pour la puce verte et de 30 mA pour la puce orange. Pour un fonctionnement en impulsions, un courant direct de crête de 100 mA (vert) et 80 mA (orange) est autorisé sous un strict cycle de service de 1/10 avec une largeur d'impulsion de 0,1 ms. Ce paramètre est critique pour la conception du circuit d'attaque afin de prévenir les défaillances induites par le courant.
• Plages de température :La plage de température de fonctionnement est spécifiée de -20°C à +80°C. La plage de température de stockage est plus large, de -30°C à +100°C. Ces plages garantissent l'intégrité mécanique et chimique de la LED sous diverses conditions environnementales.
• Condition de soudure :Le dispositif peut supporter une soudure par refusion infrarouge avec une température de crête de 260°C pendant une durée maximale de 10 secondes. Il s'agit d'une condition standard pour les processus de soudure sans plomb.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ces caractéristiques sont mesurées dans des conditions de test standard de Ta=25°C et un courant direct (IF) de 5 mA, sauf indication contraire. Elles définissent la performance typique du dispositif.

• Intensité lumineuse (Iv) :Il s'agit de la mesure principale du flux lumineux. Pour la puce verte, l'intensité lumineuse typique varie d'un minimum de 28,0 mcd à un maximum de 180,0 mcd. Pour la puce orange, la plage est de 11,2 mcd à 71,0 mcd. La valeur réelle pour une unité spécifique dépend de son code de binning attribué.
• Angle de vision (2θ1/2) :Les deux puces présentent un large angle de vision de 130 degrés (typique). Celui-ci est défini comme l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur mesurée sur l'axe central. Ce large angle assure une bonne visibilité sous divers angles, ce qui est essentiel pour les indicateurs latéraux.
• Longueur d'onde :La puce verte a une longueur d'onde d'émission de crête typique (λP) de 530 nm et une longueur d'onde dominante typique (λd) de 527 nm. La puce orange a une longueur d'onde d'émission de crête typique de 611 nm et une longueur d'onde dominante de 605 nm. La demi-largeur de raie spectrale (Δλ) est de 35 nm pour le vert et de 17 nm pour l'orange, indiquant la pureté spectrale de la lumière émise.
• Tension directe (VF) :À 5 mA, la tension directe typique est de 2,8 V pour la puce verte (max 3,2 V) et de 1,9 V pour la puce orange (max 2,3 V). Ce paramètre est crucial pour calculer la valeur de la résistance série dans un circuit d'attaque à tension constante pour régler le courant souhaité.
• Courant inverse (IR) :Le courant inverse maximum est de 10 μA pour les deux puces lorsqu'une tension inverse (VR) de 5V est appliquée. Il est explicitement noté que le dispositif n'est pas conçu pour un fonctionnement inverse ; ce test est uniquement pour la caractérisation des fuites.

3. Explication du système de binning

Pour gérer les variations de production et permettre aux concepteurs de sélectionner des LED avec des performances cohérentes, les dispositifs sont triés en bacs (bins) en fonction de l'intensité lumineuse.

3.1 Binning d'intensité de la puce verte

Les LED vertes sont catégorisées en quatre bacs (N, P, Q, R) avec les valeurs minimales et maximales d'intensité lumineuse suivantes à 5 mA :
Bac N : 28,0 - 45,0 mcd
Bac P : 45,0 - 71,0 mcd
Bac Q : 71,0 - 112,0 mcd
Bac R : 112,0 - 180,0 mcd
Une tolérance de +/-15 % est appliquée à chaque bac d'intensité.

3.2 Binning d'intensité de la puce orange

Les LED orange sont catégorisées en quatre bacs (L, M, N, P) avec les plages suivantes :
Bac L : 11,2 - 18,0 mcd
Bac M : 18,0 - 28,0 mcd
Bac N : 28,0 - 45,0 mcd
Bac P : 45,0 - 71,0 mcd
Une tolérance de +/-15 % est également appliquée à ces bacs.

Ce système de binning permet une sélection précise en fonction des exigences de luminosité de l'application, garantissant une cohérence visuelle dans les réseaux multi-LED ou les produits.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (par ex., Fig.1, Fig.5), leurs implications typiques sont analysées ici sur la base de la physique standard des LED et des paramètres fournis.

4.1 Courant direct vs. Intensité lumineuse (Courbe I-Iv)

L'intensité lumineuse d'une LED est approximativement proportionnelle au courant direct sur une plage significative. Faire fonctionner la puce verte à son courant continu maximum de 20 mA produirait typiquement un flux lumineux significativement plus élevé que la condition de test à 5 mA, bien que la relation exacte doive être vérifiée à partir de la courbe caractéristique. Il en va de même pour la puce orange à 30 mA. Les concepteurs doivent s'assurer que l'augmentation de la dissipation de puissance à des courants plus élevés reste dans les limites des valeurs maximales absolues.

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

La tension directe a une relation logarithmique avec le courant. La VF spécifiée à 5 mA fournit un point de fonctionnement clé. Lorsque le courant augmente, VF augmentera légèrement. Cette relation non linéaire est importante pour concevoir des pilotes à courant constant efficaces par rapport aux circuits simples limités par une résistance.

4.3 Dépendance à la température

La performance des LED est sensible à la température. Typiquement, l'intensité lumineuse diminue lorsque la température de jonction augmente. La tension directe diminue également avec l'augmentation de la température. Bien que des courbes spécifiques ne soient pas fournies, la plage de température de fonctionnement spécifiée de -20°C à +80°C indique les limites dans lesquelles les caractéristiques publiées sont raisonnablement valides. Pour les applications proches des extrêmes, une déclassement ou une gestion thermique peut être nécessaire.

4.4 Distribution spectrale

Les longueurs d'onde de crête et dominante, ainsi que la demi-largeur spectrale, définissent le point de couleur. L'émission verte (centrée ~527-530 nm) et l'émission orange (centrée ~605-611 nm) sont distinctes. La demi-largeur plus étroite de la puce orange (17 nm contre 35 nm pour le vert) suggère une couleur orange plus spectrale pure et saturée.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et assignation des broches

Le dispositif est conforme à un contour de boîtier standard EIA. Des dessins dimensionnels détaillés sont fournis dans la fiche technique, toutes les mesures étant en millimètres. Les tolérances clés sont typiquement de ±0,10 mm. L'assignation des broches est clairement définie : la Cathode 1 (C1) est pour la puce orange, et la Cathode 2 (C2) est pour la puce verte. La configuration à anode commune est sous-entendue, permettant un contrôle indépendant de chaque couleur.

5.2 Patte de soudure recommandée

La fiche technique inclut un modèle de patte de soudure recommandé pour la conception de PCB. Respecter ces dimensions assure la formation correcte du joint de soudure, la stabilité mécanique et la dissipation thermique pendant le processus de refusion. Une direction de soudure suggérée est également indiquée pour favoriser un écoulement uniforme de la soudure.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

Une suggestion détaillée pour un profil de refusion IR adapté aux processus sans plomb est fournie. Ce profil comprend typiquement :
1. Une zone de préchauffage pour augmenter progressivement la température du PCB et activer le flux.
2. Une zone de maintien pour égaliser la température sur toute la carte.
3. Une zone de refusion où la température atteint un pic maximum de 260°C pendant pas plus de 10 secondes.
4. Une zone de refroidissement. Le profil est basé sur les normes JEDEC pour assurer la fiabilité.

6.2 Soudure manuelle

Si une soudure manuelle au fer est nécessaire, la température maximale recommandée de la panne est de 300°C, avec un temps de soudure ne dépassant pas 3 secondes par joint. Cela ne doit être effectué qu'une seule fois pour minimiser la contrainte thermique sur le boîtier de la LED.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage est requis après soudure, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. La fiche technique recommande d'immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température normale pendant moins d'une minute. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager la lentille en époxy ou le boîtier.

6.4 Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)

La LED est sensible à l'électricité statique et aux surtensions. Des contrôles ESD appropriés doivent être mis 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.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Le dispositif est emballé dans une bande porteuse gaufrée de 8 mm de large. La bande est enroulée sur des bobines standard de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine complète contient 3000 pièces. Pour des quantités inférieures à une bobine complète, une quantité d'emballage minimale de 500 pièces est spécifiée pour les restes. L'emballage est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481.

7.2 Conditions de stockage

Emballage scellé :Les LED dans leur sachet étanche d'origine avec dessiccant doivent être stockées à ≤30°C et ≤90% d'humidité relative (HR). La durée de conservation recommandée dans ces conditions est d'un an.
Emballage ouvert :Une fois le sachet barrière à l'humidité ouvert, l'environnement de stockage ne doit pas dépasser 30°C et 60% HR. Les composants retirés de l'emballage d'origine devraient idéalement subir une refusion IR dans la semaine. Pour un stockage plus long hors du sachet d'origine, ils doivent être conservés dans un contenant scellé avec dessiccant ou dans un dessiccateur à azote. S'ils sont stockés plus d'une semaine, un séchage à environ 60°C pendant au moins 20 heures est recommandé avant soudure pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Indicateurs d'état :Idéal pour les panneaux d'équipement nécessitant une indication multi-états (par ex., allumé=vert, veille=orange, défaut=les deux clignotants).
• Électronique grand public :Rétroéclairage pour boutons ou logos dans des appareils comme des routeurs, de l'équipement audio ou des périphériques de jeu.
• Éclairage intérieur automobile :Pour l'éclairage ambiant intérieur non critique ou les affichages d'état, en notant la plage de température de fonctionnement.
• Panneaux de contrôle industriel :Fournir un état opérationnel clair et codé par couleur dans les systèmes de contrôle.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance série ou un pilote à courant constant pour chaque puce. Calculez la valeur de la résistance en utilisant R = (Vcc - VF) / IF, où VF est la tension directe au courant souhaité (IF). Utilisez la VF maximale de la fiche technique pour une conception conservatrice qui garantit que le courant ne dépasse jamais la limite.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, un fonctionnement continu au courant maximum dans des températures ambiantes élevées peut nécessiter une attention à la disposition du PCB pour le dissipateur thermique, surtout si plusieurs LED sont regroupées.
• Conception visuelle :Le large angle de vision de 130 degrés facilite la visibilité hors axe. Considérez la couleur de la lentille (transparente) et la conception du cadre environnant pour obtenir l'effet visuel souhaité et le mélange de lumière si les deux couleurs sont utilisées simultanément.

9. Comparaison et différenciation technique

Cette LED bicolore latérale offre des avantages spécifiques par rapport aux alternatives :

• vs. Deux LED discrètes :Économise de l'espace sur le PCB, réduit le nombre de composants et simplifie l'assemblage pick-and-place avec une seule référence.
• vs. LED RVB :Fournit une solution plus simple, souvent plus économique, lorsque seules deux couleurs spécifiques (vert et orange) sont nécessaires, sans la complexité d'un pilote à trois canaux.
• vs. LED traversantes :Le boîtier SMD permet un assemblage entièrement automatisé, des designs plus fins et une meilleure fiabilité en éliminant la soudure manuelle et le pliage des broches.
• Caractéristiques clés :La combinaison des technologies InGaN (pour un vert efficace) et AlInGaP (pour un orange efficace) dans un seul boîtier fournit une bonne efficacité lumineuse pour les deux couleurs. La conformité RoHS et la compatibilité avec la refusion sans plomb sont essentielles pour la fabrication moderne.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Puis-je alimenter les deux couleurs simultanément à leur courant continu maximum ?

Oui, mais vous devez considérer la dissipation de puissance totale. Si les deux puces sont alimentées à leur courant continu max (Vert : 20mA @ ~3,2V, Orange : 30mA @ ~2,3V), la puissance approximative est (0,02A * 3,2V) + (0,03A * 2,3V) = 0,064W + 0,069W = 0,133W ou 133 mW. Cela dépasse les valeurs Pd individuelles (76mW, 75mW) et nécessite une évaluation thermique minutieuse du PCB et des conditions ambiantes pour s'assurer que la température de jonction ne dépasse pas les limites de sécurité, affectant potentiellement la longévité.

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

La longueur d'onde de crête (λP) est la longueur d'onde à laquelle le spectre d'émission a son intensité la plus élevée. La longueur d'onde dominante (λd) est dérivée du diagramme de chromaticité CIE et représente la longueur d'onde unique d'une lumière monochromatique pure qui correspondrait à la couleur perçue de la LED. λd est plus étroitement liée à la perception humaine des couleurs, tandis que λP est une mesure physique du spectre.

10.3 Comment interpréter le code de binning lors de la commande ?

Le numéro de pièce LTST-S326TGKFKT-5A inclut ou implique probablement des codes de binning spécifiques pour l'intensité. Pour assurer la cohérence de la luminosité de votre application, vous devez spécifier les codes de binning souhaités (par ex., Vert : Bac R pour le flux le plus élevé, Orange : Bac P) lors de la commande. Consultez le guide de commande complet du fabricant pour le système de codage exact.

10.4 Une diode de protection contre l'inversion est-elle nécessaire ?

Bien que la LED puisse tolérer une polarisation inverse de 5V avec seulement 10 μA de fuite, elle n'est pas conçue pour un fonctionnement inverse. Dans les circuits où des transitoires de tension inverse sont possibles (par ex., charges inductives, branchement à chaud), une protection externe telle qu'une diode série ou une configuration en pont redresseur est fortement recommandée pour éviter les dommages.

11. Exemples pratiques de conception et d'utilisation

11.1 Indicateur d'état double pour routeur réseau

Scénario :Conception d'une LED d'état pour un routeur pour indiquer "Actif/Transfert de données" (vert) et "Inactif/Veille" (orange).
Mise en œuvre :Connectez l'anode commune à une ligne de 3,3V via une résistance de limitation de courant dimensionnée pour chaque couleur. Utilisez deux broches GPIO du microcontrôleur du routeur, chacune connectée à la cathode d'une couleur via un transistor NPN petit signal ou un MOSFET. Le firmware peut ensuite allumer la LED verte pendant l'activité des données et la LED orange pendant les périodes d'inactivité. Le large angle de vision assure la visibilité de n'importe où dans la pièce.

11.2 Indicateur de niveau de charge de batterie

Scénario :Un indicateur de chargeur simple à 2 étapes : "En charge" (orange) et "Plein" (vert).
Mise en œuvre :Les sorties d'état du CI de gestion de charge peuvent directement piloter les cathodes de la LED (si capables d'absorber le courant requis) ou piloter des transistors. Pendant la charge, la LED orange est allumée. Lorsque le cycle de charge est terminé, le CI éteint la commande orange et allume la commande verte.

12. Introduction au principe technologique

Cette LED utilise deux systèmes de matériaux semi-conducteurs différents :

• InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium) :Ce matériau est utilisé pour la puce émettrice verte. En variant le rapport indium/gallium dans l'alliage, la largeur de bande interdite du semi-conducteur peut être ajustée, ce qui détermine directement la longueur d'onde de la lumière émise lorsque les électrons se recombinent avec les trous à travers la bande interdite. L'InGaN est connu pour sa capacité à produire des LED bleues, vertes et blanches efficaces.
• AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) :Ce matériau est utilisé pour la puce émettrice orange. De même, en ajustant la composition de cet alliage quaternaire, la largeur de bande interdite peut être conçue pour produire de la lumière dans les régions spectrales rouge, orange, jaune et verte. L'AlInGaP est particulièrement efficace dans la gamme rouge à orange.

Dans un boîtier bicolore, ces deux structures de puce distinctes sont montées sur un cadre de broches commun, reliées par fils, et encapsulées dans une lentille en époxy transparente qui protège les puces et agit comme un élément optique.

13. Tendances du développement technologique

Le domaine de la technologie LED continue d'évoluer, avec des tendances impactant des composants comme celui-ci :

• Efficacité accrue :La recherche en cours vise à améliorer l'efficacité quantique interne (IQE) et l'efficacité d'extraction de la lumière (LEE) des matériaux InGaN et AlInGaP, conduisant à une intensité lumineuse plus élevée pour le même courant d'entrée ou à une consommation d'énergie plus faible pour le même flux lumineux.
• Miniaturisation :La tendance vers des appareils électroniques plus petits pousse à des boîtiers LED toujours plus petits tout en maintenant ou en améliorant les performances optiques.
• Amélioration de la cohérence des couleurs :Les progrès dans la croissance épitaxiale et les processus de binning conduisent à des tolérances plus serrées sur la longueur d'onde dominante et l'intensité lumineuse, réduisant la variation de couleur et de luminosité entre les unités.
• Fiabilité améliorée :Les améliorations des matériaux d'encapsulation (époxy, silicones) et des technologies de collage des puces améliorent la capacité de la LED à résister à des températures, une humidité et des cycles thermiques plus élevés, prolongeant la durée de vie opérationnelle.
• Intelligence intégrée :Une tendance plus large est l'intégration de circuits de contrôle (comme des pilotes à courant constant ou une logique simple) dans le boîtier LED lui-même, créant des composants "LED intelligentes" qui simplifient la conception du système.