Fiche technique LTST-S326TBKSKT - LED SMD bicolore latérale - Bleue & Jaune - 20mA/30mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications techniques d'une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (SMD) bicolore et à émission latérale. Le dispositif intègre deux puces semi-conductrices distinctes dans un seul boîtier : l'une émettant dans le spectre bleu et l'autre dans le spectre jaune. Cette configuration est conçue pour les applications nécessitant des témoins lumineux d'état compacts et multi-indications, des rétroéclairages ou des éclairages décoratifs où l'espace est limité et où la visualisation se fait sur le côté du composant.

Les principaux avantages de ce produit incluent sa conformité aux directives RoHS (Restriction des substances dangereuses), le rendant adapté à la fabrication électronique moderne. Il présente un cadre de plomb étamé pour une meilleure soudabilité et une résistance à la corrosion accrue. Le composant est conditionné sur des bobines de bande de 8 mm, standard dans l'industrie, facilitant la compatibilité avec les équipements automatisés de placement à grande vitesse. De plus, il est conçu pour résister aux processus standards de soudage par refusion infrarouge (IR), omniprésents dans les lignes de production de technologie de montage en surface (SMT).

2. Interprétation approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques absolues maximales

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti et doit être évité pour une performance fiable.

• Dissipation de puissance (Pd) :La puissance maximale que la LED peut dissiper sous forme de chaleur à une température ambiante (Ta) de 25°C est de 76 mW pour la puce bleue et de 75 mW pour la puce jaune. Dépasser cette limite risque d'endommager thermiquement le composant.
• Courant direct :Le courant continu direct maximal (IF) est de 20 mA pour la puce bleue et de 30 mA pour la puce jaune. Un courant de crête plus élevé de 100 mA (bleu) et 80 mA (jaune) n'est autorisé qu'en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms) pour éviter la surchauffe.
• Déclassement thermique :Le courant continu direct maximal doit être réduit linéairement au-dessus de 25°C à un taux de 0,25 mA/°C pour la puce bleue et de 0,4 mA/°C pour la puce jaune. Ceci est crucial pour les applications en environnement à haute température.
• Tension inverse (VR) :La tension inverse maximale admissible est de 5V pour les deux puces. Appliquer une tension inverse plus élevée peut provoquer une rupture de jonction. Notez qu'un fonctionnement continu à cette tension inverse est interdit.
• Plages de température :Le dispositif est conçu pour fonctionner entre -20°C et +80°C. Le stockage doit se faire entre -30°C et +100°C.
• Limites thermiques de soudure :Le composant peut supporter un soudage à la vague ou par refusion IR avec une température de pic de 260°C pendant 5 secondes maximum, et un soudage en phase vapeur à 215°C pendant 3 minutes maximum.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ces paramètres sont mesurés dans des conditions de test standard (Ta=25°C, IF=20mA) et définissent la performance typique du dispositif.

• Intensité lumineuse (Iv) :Il s'agit de la mesure de la puissance lumineuse perçue émise dans une direction spécifique. Pour les deux couleurs, l'intensité minimale est de 28,0 millicandelas (mcd), typique de 45,0 mcd (spécifiée pour le bleu uniquement), et maximale de 180,0 mcd. L'intensité réelle expédiée est déterminée par le système de classement par bin.
• Angle de vision (2θ1/2) :L'angle de vision total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur axiale (au centre) est de 130 degrés pour les deux couleurs, indiquant un diagramme de vision large typique des LED latérales.
• Longueur d'onde :La puce bleue a une longueur d'onde d'émission de pic typique (λP) de 468 nm et une longueur d'onde dominante (λd) de 470 nm. La puce jaune a un pic typique à 592 nm et une dominante à 590 nm. La demi-largeur de raie spectrale (Δλ) est de 25 nm pour le bleu et de 17 nm pour le jaune, décrivant la pureté spectrale.
• Tension directe (VF) :La chute de tension aux bornes de la LED lors d'un fonctionnement à 20mA est typiquement de 3,4V pour le bleu (max 3,8V) et de 2,0V pour le jaune (max 2,4V). Ce paramètre est critique pour la conception du circuit de commande et le choix de l'alimentation.
• Courant inverse (IR) :Le courant de fuite lorsque 5V sont appliqués en inverse est d'un maximum de 10 μA pour les deux puces.
• Capacité (C) :La capacité de jonction typique pour la puce jaune est de 40 pF à une polarisation de 0V et une fréquence de mesure de 1 MHz.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour garantir l'uniformité en production, les LED sont triées en catégories de performance. Ce dispositif utilise un système de classement basé sur l'intensité lumineuse.

Pour les puces bleue et jaune, l'intensité lumineuse à 20mA est catégorisée en quatre bins :

• Bin N :Plage d'intensité de 28,0 mcd à 45,0 mcd.
• Bin P :Plage d'intensité de 45,0 mcd à 71,0 mcd.
• Bin Q :Plage d'intensité de 71,0 mcd à 112,0 mcd.
• Bin R :Plage d'intensité de 112,0 mcd à 180,0 mcd.

Une tolérance de +/-15% est appliquée aux limites de chaque bin d'intensité. Ce système permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences de luminosité spécifiques pour leur application, garantissant une uniformité visuelle dans les produits finis utilisant plusieurs LED.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des données graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (ex. Fig.1, Fig.6), les courbes typiques pour de tels dispositifs fournissent des informations critiques :

• Courbe I-V (Courant-Tension) :Cette courbe montre la relation entre la tension directe (VF) et le courant direct (IF). Elle est non linéaire, avec une tension de "genou" caractéristique (autour de la VF typique) au-delà de laquelle le courant augmente rapidement avec de petites augmentations de tension. Cela souligne pourquoi les LED doivent être pilotées par une source à courant limité, et non par une tension constante.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct :L'intensité augmente généralement avec le courant, mais la relation peut ne pas être parfaitement linéaire, surtout à des courants plus élevés où l'efficacité peut chuter en raison de l'échauffement.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante :Le flux lumineux d'une LED diminue lorsque la température de jonction augmente. Comprendre ce déclassement est essentiel pour les applications fonctionnant sur une large plage de température.
• Distribution spectrale :Les figures référencées montreraient la puissance rayonnante relative en fonction de la longueur d'onde, mettant en évidence le pic (λP) et la largeur spectrale (Δλ).

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier et assignation des broches

Le dispositif est conforme à un contour de boîtier standard EIA. Les dimensions physiques sont fournies dans les dessins de la fiche technique, toutes les unités étant en millimètres avec une tolérance générale de ±0,10 mm sauf indication contraire.

Assignation des broches :La LED bicolore a un brochage spécifique pour contrôler chaque puce indépendamment. Pour la référence LTST-S326TBKSKT :

• Cathode 1 (C1) :Connectée à la puce jaune AlInGaP.
• Cathode 2 (C2) :Connectée à la puce bleue InGaN.
• L'anode est commune aux deux puces.

Une identification correcte de la polarité est vitale lors de la conception du PCB et de l'assemblage pour garantir un fonctionnement approprié.

5.2 Dimensions recommandées des pastilles de soudure

La fiche technique inclut une conception recommandée de motif de pastilles (land pattern) pour le PCB. Respecter ces dimensions assure une formation correcte des joints de soudure, une stabilité mécanique et un soulagement thermique pendant le processus de refusion. Utiliser des pastilles trop petites peut conduire à des joints faibles, tandis que des pastilles trop grandes peuvent provoquer un effet "tombstoning" (composant dressé sur une extrémité) ou des ponts de soudure.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

6.1 Profils de soudure par refusion

Deux profils de refusion infrarouge (IR) sont suggérés : un pour le processus standard (étain-plomb) et un pour le processus sans plomb (Pb-free). Le profil sans plomb est spécifiquement conçu pour être utilisé avec une pâte à souder Sn-Ag-Cu (SAC). Les paramètres clés de ces profils incluent :

• Zone de préchauffage/Imprégnation :Élève progressivement la température pour activer le flux et minimiser le choc thermique.
• Zone de refusion :La température dépasse le point de fusion de la soudure pour former le joint. La température de pic ne doit pas dépasser 260°C, et le temps au-dessus du liquidus (TAL) doit être contrôlé.
• Zone de refroidissement :Un refroidissement contrôlé solidifie les joints de soudure.

6.2 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire 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. L'utilisation de nettoyants chimiques non spécifiés ou agressifs peut endommager le matériau du boîtier de la LED, entraînant une décoloration, des fissures ou un délaminage.

6.3 Conditions de stockage

Pour un stockage à long terme, les LED doivent être conservées dans leur emballage barrière à l'humidité d'origine. Si elles sont retirées, elles sont sensibles à l'absorption d'humidité (MSL - Niveau de Sensibilité à l'Humidité). La fiche technique recommande que les composants hors de leur emballage d'origine soient refondus dans la semaine. Pour un stockage prolongé hors du sachet d'origine, ils doivent être stockés dans un conteneur scellé avec un dessiccant ou dans une atmosphère d'azote. S'ils sont stockés non emballés pendant plus d'une semaine, un processus de séchage (par exemple, 60°C pendant 24 heures) est recommandé avant soudure pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir les dommages de type "popcorning" pendant la refusion.

7. Conditionnement et informations de commande

Le dispositif est fourni au format bande et bobine compatible avec l'assemblage automatisé.

• Largeur de bande :8 mm.
• Diamètre de bobine :7 pouces (178 mm).
• Quantité par bobine :3000 pièces.
• Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.
• Standard de conditionnement :Conforme aux spécifications ANSI/EIA 481-1-A-1994. Les emplacements vides de la bande sont scellés avec un ruban de couverture. Le nombre maximum de composants manquants consécutifs est de deux.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED latérale bicolore est idéale pour les applications où l'espace est limité et où l'indication doit être vue depuis le bord d'une carte ou d'un assemblage. Les utilisations courantes incluent :

• Indicateurs d'état :Sur l'électronique grand public, les équipements réseau ou les contrôles industriels, où différentes couleurs peuvent signifier l'alimentation (jaune), l'activité (bleu) ou des conditions de défaut.
• Rétroéclairage :Pour les panneaux éclairés par les bords, les claviers ou les petits afficheurs où l'émission latérale est un avantage.
• Éclairage décoratif :Dans les appareils compacts où des effets multicolores sont souhaités.

8.2 Considérations de conception

• Circuit de commande :Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Pour garantir une luminosité uniforme, surtout lorsque plusieurs LED sont connectées en parallèle, une résistance de limitation de courant doit être placée en série avec chaque LED. Il n'est pas recommandé de piloter plusieurs LED en parallèle directement depuis une source de tension (sans résistances individuelles) en raison des variations de tension directe (VF) entre les LED individuelles, ce qui peut entraîner des différences significatives de luminosité et un surcourant potentiel dans certains dispositifs.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, une conception de PCB appropriée avec une surface de cuivre adéquate peut aider à dissiper la chaleur, surtout dans des environnements à haute température ambiante ou lors d'un pilotage au courant maximal. Cela maintient le flux lumineux et la longévité.
• Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Les LED sont sensibles aux ESD. Les précautions de manipulation doivent inclure l'utilisation de bracelets antistatiques reliés à la terre, de tapis antistatiques et d'ioniseurs dans la zone d'assemblage. Les équipements et postes de travail doivent être correctement mis à la terre.

9. Comparaison et différenciation technique

Les principales caractéristiques différenciantes de ce composant sont sa capacité bicolore dans un seul boîtier SMD latéral et ses caractéristiques de performance spécifiques. Comparée aux LED monochromes, elle économise de l'espace sur la carte et simplifie l'assemblage pour une indication bicolore. Le facteur de forme latéral la différencie des LED à émission supérieure, la rendant adaptée à des conceptions mécaniques spécifiques. Sa compatibilité avec le placement automatisé et les profils de refusion standards l'aligne avec les processus de fabrication modernes à grand volume. Le système de classement détaillé fournit un niveau de cohérence de luminosité qui peut être supérieur à celui des composants génériques non classés ou classés de manière large.

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

Q : Puis-je piloter les LED bleue et jaune simultanément à leur courant continu maximal ?

A : Pas nécessairement. Les Caractéristiques Absolues Maximales spécifient la dissipation de puissance par puce. Piloter les deux à 20mA (bleu) et 30mA (jaune) simultanément entraîne une dissipation de puissance totale qui doit être vérifiée par rapport aux limites thermiques, en considérant notamment le boîtier partagé. Le déclassement à des températures ambiantes élevées doit être appliqué.

Q : Pourquoi une résistance série est-elle nécessaire pour chaque LED, même dans un réseau parallèle ?

A : La tension directe (VF) des LED a une tolérance de fabrication. Sans résistances individuelles, les LED avec une VF légèrement inférieure tireront un courant disproportionné, devenant plus brillantes et risquant de surchauffer, tandis que celles avec une VF plus élevée seront plus faibles. La résistance agit comme un régulateur de courant simple et efficace pour chaque LED.

Q : Que signifie "latérale" pour l'angle de vision ?

A : Une LED "latérale" émet principalement la lumière depuis le côté du boîtier, perpendiculairement au plan de montage. L'angle de vision de 130 degrés est mesuré depuis cet axe d'émission principal. Cela contraste avec une LED "à émission supérieure" qui émet la lumière vers le haut depuis le dessus du boîtier.

Q : Comment interpréter le code de bin pour la commande ?

A : Le code de bin (N, P, Q, R) spécifie la plage d'intensité lumineuse minimale et maximale garantie pour les LED de ce lot. Les concepteurs doivent sélectionner un bin qui répond à leur exigence de luminosité minimale tout en considérant le coût, car les bins plus élevés (ex. R) avec une luminosité plus élevée peuvent être plus chers.

11. Exemple pratique d'utilisation

Scénario : Indicateur d'état double pour un appareil portable

Un concepteur crée un capteur portable compact. Il a besoin d'un seul petit indicateur pour montrer à la fois les états "Veille" et "Actif/Transmission". Il choisit cette LED bicolore.

Mise en œuvre :La LED est placée au bord du PCB principal, son côté émetteur faisant face à un petit guide de lumière qui dirige la lumière vers l'extérieur de l'appareil. Les broches GPIO du microcontrôleur pilotent les cathodes (C1 pour Jaune, C2 pour Bleu) via des résistances de limitation de courant individuelles (calculées sur la base de la tension d'alimentation et du courant souhaité de 20mA). L'anode commune est connectée à l'alimentation positive. Le micrologiciel allume la LED jaune pour le mode Veille et la LED bleue pour le mode Actif. La nature latérale de la LED lui permet de se coupler efficacement au guide de lumière à entrée latérale, créant un indicateur propre et professionnel dans un espace très contraint.

12. Introduction au principe

Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière lorsqu'un courant électrique les traverse. Ce phénomène est appelé électroluminescence. Lorsqu'une tension est appliquée dans le sens direct, les électrons du matériau semi-conducteur de type n se recombinent avec les trous du matériau de type p dans la région active de la puce. Cette recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (particules de lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière émise est déterminée par le gap énergétique des matériaux semi-conducteurs utilisés. La puce LED bleue est généralement fabriquée à partir de Nitrure de Gallium Indium (InGaN), qui a un gap plus large adapté aux longueurs d'onde plus courtes (lumière bleue). La puce LED jaune est généralement fabriquée à partir de Phosphure d'Aluminium Indium Gallium (AlInGaP), qui a un gap correspondant à des longueurs d'onde plus longues (lumière jaune/rouge). L'encapsulation des deux puces ensemble avec une anode commune permet un contrôle indépendant de chaque couleur à partir d'un seul composant SMD à 3 pastilles.

13. Tendances de développement

Le domaine des LED SMD continue d'évoluer. Les tendances générales observables dans l'industrie, qui fournissent un contexte pour des composants comme celui-ci, incluent :

• Efficacité et efficacité lumineuse accrues :Les améliorations continues en science des matériaux et en conception de puces produisent plus de flux lumineux (lumens) par unité de puissance électrique d'entrée (watts).
• Miniaturisation :Les boîtiers continuent de rétrécir (ex. des tailles métriques 0603 à 0402 puis 0201) tout en maintenant ou en améliorant les performances, permettant une électronique plus dense.
• Fiabilité accrue et durées de vie plus longues :Les améliorations dans les matériaux d'encapsulation, les méthodes de fixation des puces et la technologie des phosphores (pour les LED blanches) améliorent la longévité et la stabilité en fonction de la température et du temps.
• Mélange et contrôle de couleur avancés :Au-delà du bicolore, les LED RVB (Rouge, Vert, Bleu) et RVBB (RVB + Blanc) dans des boîtiers uniques sont courantes, souvent avec des pilotes intégrés pour un contrôle sophistiqué de la couleur et de l'atténuation.
• Intégration :Les tendances incluent des LED avec des résistances de limitation de courant intégrées, des diodes Zener pour la protection ESD, ou même des pilotes CI complets dans le boîtier, simplifiant la conception des circuits.

Cette LED latérale bicolore représente une solution bien établie et fiable pour des exigences spatiales et d'indication spécifiques dans ce paysage technologique plus large.