Fiche technique LED LTW-326ZDSKR-5A - Bi-couleur (Blanc/Rouge) - Vue latérale - Boîtier CMS - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTW-326ZDSKR-5A est une LED à montage en surface (CMS) bi-couleur à émission latérale. Sa conception principale est destinée aux applications de rétroéclairage d'écrans LCD, où une source lumineuse compacte à angle droit est requise. Le composant intègre deux puces semi-conductrices distinctes dans un seul boîtier : une puce InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium) pour l'émission de lumière blanche et une puce AlInGaP (Phosphures d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) pour l'émission de lumière rouge. Cette configuration à double puce permet le mélange de couleurs ou le contrôle indépendant de deux couleurs à partir d'un seul composant, économisant ainsi de l'espace sur la carte et simplifiant l'assemblage dans des conceptions à encombrement limité comme les écrans fins.

Les principaux avantages de cette LED incluent sa luminosité ultra-élevée pour les deux puces, sa compatibilité avec les équipements automatisés standard de pick-and-place, et sa qualification pour les procédés de soudure sans plomb par refusion infrarouge (IR). Elle est conditionnée sur bande de 8mm enroulée sur des bobines de 7 pouces de diamètre, facilitant ainsi la fabrication en grande série. Le produit est également spécifié comme conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), le classant comme un produit vert.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Faire fonctionner le composant au-delà de ces limites peut causer des dommages permanents. Les principales caractéristiques à une température ambiante (Ta) de 25°C sont :

• Dissipation de puissance :Puce blanche : 35 mW, Puce rouge : 48 mW. Ceci définit la puissance maximale que la LED peut dissiper sous forme de chaleur en fonctionnement continu.
• Courant direct :Courant direct continu : Blanc : 10 mA, Rouge : 20 mA. Courant direct de crête (cycle de service 1/10, impulsion de 0.1ms) : Blanc : 50 mA, Rouge : 40 mA. Dépasser le courant continu sollicitera excessivement la jonction semi-conductrice.
• Tension inverse :5 V pour les deux puces. Appliquer une tension de polarisation inverse supérieure peut provoquer un claquage de la jonction.
• Plage de température :Fonctionnement : -20°C à +80°C. Stockage : -40°C à +85°C.
• Sensibilité aux décharges électrostatiques (ESD) :Le seuil du modèle du corps humain (HBM) est de 2000V. Des précautions contre les décharges électrostatiques sont nécessaires lors de la manipulation.
• Soudure :Résiste au soudage par refusion infrarouge à une température de pic de 260°C pendant 10 secondes.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Mesurées à Ta=25°C avec un courant direct (IF) de 5mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (Iv) :Une métrique de performance clé. Blanc : Min 28.0 mcd, Typ -, Max 112.0 mcd. Rouge : Min 7.1 mcd, Typ -, Max 45.0 mcd. L'Iv réelle de chaque unité est classée en bins (voir Section 3).
• Angle de vision (2θ1/2) :130 degrés pour les deux couleurs, indiquant un cône de vision large typique des lentilles à émission latérale utilisées dans les guides d'ondes de rétroéclairage.
• Tension directe (VF) :Blanc : Min 2.7V, Typ 3.0V, Max 3.7V. Rouge : Min 1.70V, Typ 2.00V, Max 2.40V. La différence de VF est due aux différentes énergies de bande interdite des matériaux InGaN et AlInGaP. Ceci doit être pris en compte lors de la conception des circuits d'alimentation, en particulier pour les configurations à anode commune ou cathode commune.
• Longueur d'onde d'émission de pic (λP) :Pour la puce rouge : 639 nm (typique).
• Longueur d'onde dominante (λd) :Pour la puce rouge : 630 nm (typique). C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur.
• Coordonnées de chromaticité (x, y) :Pour la puce blanche : x=0.3, y=0.3 (typique). Ces coordonnées CIE 1931 définissent le point blanc. Une tolérance de ±0.01 s'applique.
• Courant inverse (IR) :Max 100 µA à VR=5V.

3. Explication du système de classement (Binning)

Les LED sont triées en bins de performance pour garantir la cohérence dans l'application. Le code du bin est marqué sur l'emballage.

3.1 Classement par intensité lumineuse (Iv)

Puce blanche :Bins N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd).
Puce rouge :Bins K (7.1-11.2 mcd), L (11.2-18.0 mcd), M (18.0-28.0 mcd), N (28.0-45.0 mcd).
Une tolérance de ±15% s'applique au sein de chaque bin.

3.2 Classement par teinte (couleur) pour la puce rouge

Les LED rouges sont classées en fonction de leurs coordonnées de chromaticité (x, y) sur le diagramme CIE 1931. Six bins sont définis (S1 à S6), chacun représentant une petite zone quadrilatère sur le diagramme chromatique. Les coordonnées de chaque sommet de ces bins sont fournies dans la fiche technique. Une tolérance de ±0.01 s'applique aux coordonnées (x, y) au sein de chaque bin. Ceci garantit une cohérence de couleur serrée pour l'émission rouge entre différents lots de production.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes caractéristiques typiques essentielles pour la conception.

• Courbe IV (Courant vs. Tension) :Montre la relation exponentielle entre la tension directe et le courant pour les puces blanche et rouge. Les différentes tensions de seuil sont clairement visibles.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct :Illustre comment le flux lumineux augmente avec le courant. Il est typiquement linéaire dans la plage de fonctionnement recommandée mais saturera à des courants plus élevés.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante :Montre la dégradation du flux lumineux à mesure que la température de jonction augmente. Ceci est critique pour la gestion thermique dans l'application finale.
• Distribution spectrale :Pour la puce rouge, la courbe montrerait un pic étroit autour de 639nm, caractéristique de la technologie AlInGaP. Pour la puce blanche (typiquement une puce bleue avec phosphore), le spectre serait large, couvrant la plage visible.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est conforme à un profil standard EIA pour les LED à vue latérale. Les dimensions critiques incluent la hauteur, la largeur et la profondeur globales, ainsi que la position et la taille des pastilles de soudure. Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance standard de ±0.10mm sauf indication contraire. La lentille est conçue pour l'émission latérale.

5.2 Assignation des broches et polarité

Le composant possède deux anodes/cathodes pour les puces indépendantes. L'assignation des broches est : La cathode pour la puce blanche InGaN est connectée à la broche C2. La cathode pour la puce rouge AlInGaP est connectée à la broche C1. Les anodes sont probablement communes ou assignées à d'autres broches selon le dessin du boîtier. La polarité correcte doit être respectée lors de la conception du PCB et de l'assemblage.

5.3 Patron de pastille de soudure recommandé

La fiche technique fournit un patron de pastille (empreinte) recommandé pour la conception de PCB. Respecter ce patron assure une formation correcte des joints de soudure, une stabilité mécanique et une performance thermique adéquate pendant la refusion. Une direction de soudure suggérée est également indiquée pour minimiser les risques de soulèvement (tombstoning).

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

La LED est compatible avec les procédés de refusion infrarouge. Un profil suggéré est fourni, un paramètre critique étant une température de pic de 260°C pendant un maximum de 10 secondes. Ce profil doit être suivi pour éviter les dommages thermiques au boîtier plastique et aux fils de liaison internes.

6.2 Nettoyage

Si un nettoyage est requis après soudure, seuls des produits chimiques spécifiés doivent être utilisés. La fiche technique recommande l'immersion 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 résine du boîtier ou la lentille.

6.3 Stockage et manipulation

• Précautions ESD :Le composant est sensible aux décharges électrostatiques (2000V HBM). Utilisez des bracelets antistatiques, des postes de travail mis à la terre et des contenants conducteurs.
• Sensibilité à l'humidité :En tant que boîtier CMS en plastique, il est sensible à l'humidité. Si le sachet scellé étanche à l'humidité d'origine avec dessicant n'est pas ouvert, le stockage doit se faire à ≤30°C/≤90%HR, avec une durée de conservation d'un an. Une fois ouvert, les LED doivent être stockées à ≤30°C/≤60%HR et utilisées dans la semaine. Pour un stockage plus long hors du sachet d'origine, utilisez un contenant scellé avec dessicant ou un dessiccateur à azote. Les composants stockés hors du sachet pendant >1 semaine nécessitent un séchage (environ 60°C pendant >20 heures) avant la refusion pour éviter l'effet pop-corn.

7. Conditionnement et commande

Le conditionnement standard est une bande porteuse en relief de 8mm scellée avec une bande de couverture, enroulée sur des bobines de 7 pouces (178mm) de diamètre. Chaque bobine complète contient 3000 pièces. Une quantité minimale d'emballage de 500 pièces est disponible pour les restes. Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA 481-1. Les dimensions de la bande et de la bobine sont fournies pour la configuration des chargeurs automatiques.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

L'application principale est le rétroéclairage d'écrans LCD pour l'électronique grand public, les afficheurs industriels et les écrans intérieurs automobiles où un profil fin est essentiel. La capacité bi-couleur permet un rétroéclairage dynamique (par ex., blanc pour le fonctionnement normal, rouge pour le mode nuit ou les avertissements) ou la création d'autres couleurs par mélange.

8.2 Considérations de conception

• Alimentation en courant :Utilisez des pilotes à courant constant, et non à tension constante, pour assurer un flux lumineux stable et une longue durée de vie. Respectez les valeurs maximales absolues de courant continu (10mA blanc, 20mA rouge).
• Gestion thermique :La dissipation de puissance, bien que faible, génère de la chaleur. Assurez une surface de cuivre de PCB adéquate ou des vias thermiques sous les pastilles de soudure pour évacuer la chaleur, surtout si le composant est alimenté à des courants plus élevés ou dans des températures ambiantes élevées. Ceci maintient l'efficacité lumineuse et la durée de vie.
• Conception optique :L'émission latérale à 130 degrés est conçue pour se coupler dans une plaque guide de lumière (LGP). La conception du point d'injection et du motif de la LGP est cruciale pour obtenir un éclairage de rétroéclairage uniforme.
• Conception du circuit :Prenez en compte les différentes tensions directes des deux puces lors de la conception du circuit d'alimentation, en particulier si vous utilisez une résistance de limitation de courant commune pour les deux.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux LED à vue latérale monochrome, l'avantage clé est l'économie d'espace et l'assemblage simplifié pour les applications bi-couleur. L'utilisation d'AlInGaP pour le rouge offre une efficacité plus élevée et une couleur plus saturée par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaAsP. La puce blanche à base d'InGaN fournit une luminosité élevée. La combinaison dans un seul boîtier est une optimisation au niveau système pour les unités de rétroéclairage à grand volume et sensibles au coût.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Puis-je alimenter les puces blanche et rouge simultanément à leur courant continu maximum ?
R : Vous devez considérer la dissipation de puissance totale et la charge thermique sur le boîtier. Alimenter les deux au courant max (10mA + 20mA = 30mA total) à leur VF typique (3.0V + 2.0V = 5.0V) donne 150mW d'entrée électrique. Ceci dépasse les valeurs de dissipation de puissance individuelles (35mW & 48mW) et surchaufferait probablement le composant. Une déclassement ou un fonctionnement en impulsions est nécessaire.

Q : Comment interpréter le code de bin Iv sur le sachet ?
R : Le sachet aura un code indiquant le bin Iv spécifique (par ex., \"Q\" pour le blanc, \"L\" pour le rouge) pour les LED à l'intérieur. Vous devez croiser cette lettre avec les Tableaux de spécifications Iv dans la fiche technique pour connaître la plage d'intensité lumineuse min/max garantie pour ce lot.

Q : La puce rouge a une longueur d'onde de pic de 639nm mais une longueur d'onde dominante de 630nm. Pourquoi cette différence ?
R : La longueur d'onde de pic (λP) est le point le plus haut sur la courbe de distribution de puissance spectrale. La longueur d'onde dominante (λd) est déterminée en traçant une ligne depuis le point blanc (illuminant) sur le diagramme CIE à travers les coordonnées mesurées (x,y) de la LED jusqu'au lieu spectral. λd est la couleur à longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, qui peut différer de λP, surtout si le spectre n'est pas parfaitement symétrique.

11. Étude de cas de conception pratique

Scénario :Conception d'un indicateur d'état/rétroéclairage pour l'écran d'un dispositif médical portable. L'indicateur doit afficher du blanc pour \"alimentation activée/actif\" et du rouge pour \"batterie faible/avertissement\". L'espace est extrêmement limité.
Mise en œuvre :Une seule LED LTW-326ZDSKR-5A est placée au bord d'un petit écran LCD. Un microcontrôleur simple avec deux broches GPIO est utilisé pour contrôler deux circuits de limitation de courant indépendants (par ex., utilisant des transistors). Un circuit alimente la puce blanche, l'autre alimente la puce rouge. L'émission latérale à 130 degrés se couple efficacement dans le guide de lumière de l'écran. La conception économise de l'espace par rapport à l'utilisation de deux LED séparées et simplifie le processus d'alignement optique lors de l'assemblage.

12. Introduction au principe technologique

LED blanche InGaN :Typiquement, une puce semi-conductrice InGaN émettant de la lumière bleue est recouverte d'un phosphore jaune (par ex., YAG:Ce). Une partie de la lumière bleue est convertie par le phosphore en lumière jaune. Le mélange de la lumière bleue restante et de la lumière jaune convertie est perçu par l'œil humain comme blanc. La température de couleur exacte (blanc froid, blanc chaud) est ajustée par la composition du phosphore.

LED rouge AlInGaP :Ce système de matériau a une bande interdite directe qui peut être ajustée à travers les régions spectrales rouge, orange et jaune en variant les rapports d'aluminium et d'indium. Les LED AlInGaP sont connues pour leur haute efficacité et leur excellente pureté de couleur (largeur spectrale étroite) dans la gamme rouge à ambre, supérieure à l'ancienne technologie GaAsP.

13. Tendances et évolutions de l'industrie

La tendance pour les LED de rétroéclairage continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt) et un indice de rendu des couleurs (IRC) plus élevé pour une meilleure qualité d'image, en particulier dans les moniteurs et téléviseurs professionnels. Pour les types à vue latérale, la tendance est vers des boîtiers plus fins pour permettre des conceptions d'écran toujours plus minces. Il y a également un développement continu dans l'emballage à l'échelle de la puce (CSP) et les technologies mini/micro-LED, qui promettent des facteurs de forme encore plus petits, une densité plus élevée et des capacités de gradation locale pour les unités de rétroéclairage avancées. L'approche bi-couleur reste pertinente pour un contrôle de couleur segmenté rentable dans les applications de milieu de gamme.