Fiche technique LTST-S115TGKFKT - LED SMD bicolore à émission latérale - Vert (530nm) & Orange (611nm) - 3.2V/2.0V - 76mW/75mW - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une LED SMD (Dispositif à Montage en Surface) bicolore à émission latérale. Ce composant est spécifiquement conçu pour les applications nécessitant un éclairage compact et de haute luminosité sur le côté, le marché principal visé étant les unités de rétroéclairage pour panneaux LCD. Ses principaux avantages incluent l'intégration de deux puces semi-conductrices distinctes dans un seul boîtier, la compatibilité avec les processus d'assemblage automatisés et la conformité aux normes RoHS et produit vert.

La LED présente un verre d'optique transparent et abrite deux puces émettrices séparées : l'une produisant une lumière verte et l'autre une lumière orange. Cette conception permet un mélange de couleurs ou un contrôle indépendant dans des conceptions à espace restreint. Le composant est fourni sur une bande standard de 8 mm montée sur des bobines de 7 pouces, facilitant l'assemblage automatisé en grande série par pick-and-place et le soudage par refusion.

2. Interprétation approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement à ou sous ces limites n'est pas garanti. Les paramètres clés incluent :

• Dissipation de puissance (Pd) :76 mW pour la puce verte, 75 mW pour la puce orange. C'est la puissance maximale que la LED peut dissiper sous forme de chaleur à une température ambiante (Ta) de 25°C. Dépasser cette limite risque de provoquer un emballement thermique et une défaillance.
• Courant direct de crête (I_FP) :100 mA (vert) et 80 mA (orange) en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0.1 ms). Cette valeur est nettement supérieure au courant continu nominal, permettant de brefs pics de courant élevé pour des applications comme le multiplexage ou pour atteindre une luminosité de crête momentanée.
• Courant direct continu (I_F) :20 mA (vert) et 30 mA (orange). C'est le courant de fonctionnement continu recommandé pour une performance fiable à long terme.
• Tension inverse (V_R) :5 V pour les deux puces. L'application d'une tension inverse supérieure à cette valeur peut provoquer une rupture de jonction immédiate et catastrophique. La fiche technique note explicitement que le fonctionnement en tension inverse ne peut être continu.
• Plages de température :Fonctionnement de -20°C à +80°C ; stockage de -30°C à +100°C. Celles-ci définissent les limites environnementales pour l'utilisation fonctionnelle et le stockage non opérationnel.
• Condition de soudage infrarouge :Résiste à 260°C pendant 10 secondes, ce qui est une exigence standard pour les processus de soudage par refusion sans plomb (Pb-free) selon les normes IPC/JEDEC.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à Ta=25°C et I_F=20mA, représentant le comportement attendu dans des conditions de fonctionnement normales.

• Intensité lumineuse (I_V) :La puce verte a un minimum de 71.0 mcd et un maximum de 450.0 mcd. La puce orange a un minimum de 28.0 mcd et un maximum de 280.0 mcd. La large plage est gérée via un système de classement (détaillé plus loin). L'intensité est mesurée à l'aide d'un capteur filtré pour correspondre à la courbe de réponse photopique (CIE) de l'œil humain.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Une valeur typique de 130 degrés pour les deux couleurs. Cet angle de vision large est caractéristique des LED à émission latérale et est idéal pour les applications de rétroéclairage où une distribution uniforme de la lumière sur un panneau est requise.
• Longueur d'onde de crête (λ_P) :Typiquement 530 nm pour le vert et 611 nm pour l'orange. C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :Typiquement 525 nm pour le vert et 605 nm pour l'orange. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur, dérivée du diagramme de chromaticité CIE. C'est le paramètre le plus pertinent pour la spécification de la couleur.
• Demi-largeur spectrale (Δλ) :Typiquement 35 nm pour le vert et 17 nm pour l'orange. Cela indique la pureté spectrale ; une demi-largeur plus étroite signifie une couleur plus saturée et pure. La puce orange AlInGaP présente une pureté de couleur plus élevée que la puce verte InGaN dans ce dispositif.
• Tension directe (V_F) :Typiquement 3.2 V (max 3.6 V) pour le vert et 2.0 V (max 2.4 V) pour l'orange à 20mA. Ce paramètre est crucial pour la conception du circuit de pilotage, car les deux puces nécessitent des tensions d'alimentation différentes pour le même courant.
• Courant inverse (I_R) :Maximum 10 µA pour les deux à V_R=5V. Un faible courant de fuite inverse est indicatif d'une jonction semi-conductrice de haute qualité.

3. Explication du système de classement

Pour assurer la cohérence en production de masse, les LED sont triées en classes de performance. Ce système permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des critères minimums spécifiques pour leur application.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Le flux lumineux est catégorisé en classes désignées par des lettres. Chaque classe a une intensité minimum et maximum définie, avec une tolérance de +/-15% au sein de chaque classe.

• Puce verte :Classes Q (71.0-112.0 mcd), R (112.0-180.0 mcd), S (180.0-280.0 mcd), T (280.0-450.0 mcd).
• Puce orange :Classes N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd), R (112.0-180.0 mcd), S (180.0-280.0 mcd).

3.2 Classement par longueur d'onde dominante (Vert uniquement)

Les puces vertes sont également classées par longueur d'onde dominante pour contrôler la cohérence de la couleur.

• Classes AP (520.0-525.0 nm), AQ (525.0-530.0 nm), AR (530.0-535.0 nm). La tolérance pour chaque classe de longueur d'onde est de +/- 1 nm.

Les combinaisons de classes spécifiques pour le composant complet (ex. : classe d'intensité pour le vert, classe d'intensité pour l'orange, classe de longueur d'onde pour le vert) seraient typiquement spécifiées dans un code de commande complet ou disponibles auprès du fabricant.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes caractéristiques typiques essentielles pour comprendre le comportement du dispositif dans différentes conditions. Bien que les graphiques exacts ne soient pas fournis dans le texte, leurs interprétations standard sont :

• Courbe I-V (Courant-Tension) :Montre la relation entre la tension directe (V_F) et le courant direct (I_F). Elle est non linéaire, avec une tension de seuil (environ 2.8V pour le vert, 1.8V pour l'orange) après laquelle le courant augmente rapidement. Cette courbe est vitale pour concevoir des pilotes à courant constant.
• Intensité lumineuse relative vs. Courant direct :Démontre comment le flux lumineux augmente avec le courant, généralement selon une relation quasi-linéaire dans la plage de fonctionnement recommandée. Piloter au-delà de I_Fdonne des rendements décroissants et augmente la chaleur.
• Intensité lumineuse relative vs. Température ambiante :Montre la dégradation du flux lumineux lorsque la température de jonction augmente. Les LED sont moins efficaces à des températures plus élevées. Cette courbe est critique pour la conception de la gestion thermique afin de maintenir une luminosité constante.
• Distribution spectrale :Un tracé de la puissance rayonnante relative en fonction de la longueur d'onde, montrant le pic (λ_P) et la demi-largeur (Δλ).

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier et polarité

Le dispositif utilise un empreinte de boîtier standard EIA. L'affectation des broches est clairement définie : la Cathode 2 (C2) est pour la puce Verte (InGaN), et la Cathode 1 (C1) est pour la puce Orange (AlInGaP). La configuration à anode commune est typique pour les LED multi-puces. Des dessins cotés détaillés (non entièrement détaillés dans l'extrait de texte) fourniraient les dimensions exactes de longueur, largeur, hauteur, espacement des broches et géométrie du verre d'optique, le tout avec une tolérance standard de ±0.10 mm.

5.2 Disposition et orientation suggérées des pastilles de soudure

La fiche technique inclut des recommandations pour le motif de pastilles (dimensions des plots de soudure) sur le circuit imprimé (PCB) et l'orientation pour le soudage. Suivre ces directives assure un alignement mécanique correct, la formation de joints de soudure fiables et prévient des problèmes comme l'effet "tombstoning" pendant la refusion.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de refusion infrarouge (IR) suggéré pour les processus sans plomb est fourni. Les paramètres clés de ce profil, conforme aux normes JEDEC, incluent :

• Préchauffage :150-200°C pendant un maximum de 120 secondes pour chauffer progressivement la carte et les composants, activer la flux et minimiser le choc thermique.
• Température de crête :Maximum de 260°C. Le dispositif est conçu pour résister à cette température pendant 10 secondes.
• Le profil souligne qu'une caractérisation spécifique à la carte est nécessaire en raison des variations de conception de carte, des composants et de la pâte à souder.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, une température de fer à souder ne dépassant pas 300°C est recommandée, avec un temps de soudage maximum de 3 secondes par joint. Cela ne doit être effectué qu'une seule fois pour éviter les dommages thermiques au boîtier plastique et aux fils de liaison internes.

6.3 Nettoyage

Seuls les agents de nettoyage spécifiés doivent être utilisés. La méthode recommandée est l'immersion dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température normale pendant moins d'une minute. Des produits chimiques agressifs ou non spécifiés peuvent endommager le verre d'optique en époxy et le boîtier, entraînant une réduction du flux lumineux ou une défaillance prématurée.

6.4 Stockage et manipulation

Les LED sont des dispositifs sensibles à l'humidité (MSD).

• Emballage scellé :Stocker à ≤30°C et ≤90% HR. La durée de conservation dans le sac anti-humidité avec dessicant est d'un an.
• Emballage ouvert :Les conditions de stockage ne doivent pas dépasser 30°C et 60% HR. Les composants retirés de leur emballage d'origine doivent être soudés par refusion dans la semaine. Pour un stockage plus long, ils doivent être conservés dans un conteneur scellé avec dessicant ou dans un dessiccateur à azote. S'ils sont stockés à l'air libre pendant plus d'une semaine, un séchage à environ 60°C pendant au moins 20 heures est requis avant l'assemblage pour éliminer l'humidité absorbée et éviter l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

7. Conditionnement et informations de commande

Le produit est fourni au format bande et bobine compatible avec les équipements d'assemblage SMD automatisés.

• Bobine :Bobine de diamètre 7 pouces.
• Bande :Bande porteuse de 8 mm de large.
• Quantité :3000 pièces par bobine complète. Une quantité d'emballage minimum de 500 pièces est disponible pour les restes.
• Qualité :Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA 481-1-A-1994. Les emplacements vides dans la bande sont scellés avec une bande de couverture. Le nombre maximum de composants manquants consécutifs ("lampes manquantes") est de deux.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

L'application principale et explicitement mentionnée est leRétroéclairage LCD, en particulier pour les affichages de petite à moyenne taille où les LED à émission latérale sont utilisées pour injecter de la lumière dans une plaque guide de lumière (LGP). La capacité bicolore permet des rétroéclairages blancs ajustables (en mélangeant le vert et l'orange avec une LED bleue ailleurs) ou pour créer des accents de couleur spécifiques et des indicateurs dans l'ensemble d'affichage. D'autres applications potentielles incluent les indicateurs d'état, l'éclairage de panneaux et l'éclairage décoratif dans l'électronique grand public, les équipements de bureau et les dispositifs de communication.

8.2 Considérations de conception

• Circuit de pilotage :Puisque les puces verte et orange ont des tensions directes différentes (3.2V vs 2.0V), elles ne peuvent pas être pilotées en simple configuration parallèle à partir d'une source à tension constante unique sans résistances de limitation de courant pour chaque puce. Un pilote à courant constant est recommandé pour une performance et une stabilité optimales.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, une conception de PCB appropriée avec un dégagement thermique adéquat et éventuellement une petite pastille de cuivre peut aider à dissiper la chaleur, surtout si l'on fonctionne près du courant maximum ou à des températures ambiantes élevées. Cela maintient l'efficacité lumineuse et la longévité.
• Conception optique :L'angle de vision de 130 degrés convient aux rétroéclairages par les bords. La conception de la plaque guide de lumière, des diffuseurs et des réflecteurs doit être optimisée pour s'accoupler avec le modèle d'émission de cette LED pour un éclairage uniforme.

9. Comparaison et différenciation technique

Ce dispositif offre des avantages spécifiques dans sa niche :

• Intégration double puce :Comparé à l'utilisation de deux LED monochromes séparées, ce boîtier économise de l'espace sur le PCB, simplifie l'assemblage (une étape de placement) et assure un alignement mécanique précis entre les deux sources lumineuses, ce qui est critique pour le mélange des couleurs.
• Facteur de forme émission latérale :Par rapport aux LED à émission frontale, le boîtier à émission latérale est essentiel pour les modules de rétroéclairage fins où la hauteur (axe Z) est limitée et où la lumière doit être émise parallèlement au plan du PCB.
• Technologie de puce :L'utilisation d'AlInGaP pour l'orange offre une efficacité plus élevée et une meilleure stabilité thermique par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaAsP, résultant en un flux lumineux orange plus brillant et plus constant.
• Compatibilité des processus :Une compatibilité totale avec le soudage par refusion et le placement automatique le rend adapté aux lignes de fabrication modernes à grand volume.

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

Q1 : Puis-je piloter simultanément les puces verte et orange à leur courant continu maximum (20mA et 30mA) ?

R1 : Oui, mais vous devez considérer la dissipation de puissance totale. Un fonctionnement simultané au courant maximum dissiperait une puissance approximativement égale à (3.2V * 0.02A) + (2.0V * 0.03A) = 0.124W. C'est en dessous des valeurs Pd individuelles mais proche de leur somme. Une conception thermique adéquate sur le PCB est nécessaire pour empêcher la température de jonction de dépasser les limites de sécurité, surtout dans un boîtier fermé.

Q2 : Pourquoi la tension inverse nominale n'est-elle que de 5V, et que signifie "ne peut pas fonctionner de manière continue" ?

R2 : Les jonctions semi-conductrices des LED ne sont pas conçues pour bloquer des tensions inverses élevées. Une valeur nominale de 5V est typique. La phrase signifie que même l'application d'une tension inverse inférieure à 5V en continu n'est pas recommandée ou spécifiée. Dans la conception du circuit, assurez-vous que la LED n'est jamais soumise à une polarisation inverse, ou utilisez une diode de protection en parallèle si nécessaire.

Q3 : Comment interpréter les codes de classement lors de la commande ?

R3 : Vous spécifieriez les codes de classement requis pour l'intensité lumineuse (pour le vert et l'orange) et pour la longueur d'onde dominante (pour le vert) pour garantir que votre produit reçoive des LED avec les caractéristiques de luminosité et de couleur souhaitées. Par exemple, vous pourriez commander des pièces classées comme "Vert : Intensité T, Longueur d'onde AQ ; Orange : Intensité R". Consultez le fabricant pour le format exact du code de commande.

11. Cas pratique de conception

Scénario :Conception d'un indicateur d'état pour un dispositif nécessitant deux couleurs distinctes (vert pour "Prêt", orange pour "Veille/Alerte") dans une zone extrêmement restreinte sur le bord d'un PCB monté verticalement à l'intérieur d'un châssis de produit.

Mise en œuvre :Le LTST-S115TGKFKT est un choix idéal. Une seule empreinte de composant est utilisée. Une broche GPIO simple d'un microcontrôleur peut être connectée à chaque cathode (C1 pour l'orange, C2 pour le vert) via une résistance de limitation de courant appropriée (calculée sur la base du courant souhaité, jusqu'à 20/30mA, et de la tension d'alimentation), avec l'anode commune connectée à l'alimentation positive. L'émission latérale permet à la lumière d'être dirigée vers l'extérieur à travers un petit orifice ou un guide de lumière sur le côté du boîtier du dispositif. Le large angle de vision assure que l'indicateur est visible depuis un large éventail de perspectives. Le boîtier compatible refusion permet de le souder aux côtés de tous les autres composants SMD en une seule passe.

12. Introduction au principe

L'émission de lumière dans les LED est basée sur l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons. La couleur (longueur d'onde) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur.

• Puce verte (InGaN) :Le Nitrure d'Indium-Gallium est un semi-conducteur composé dont la bande interdite peut être ajustée en modifiant le rapport indium/gallium pour émettre dans le spectre du bleu au vert. Ici, il est conçu pour une émission verte à ~530 nm.
• Puce orange (AlInGaP) :Le Phosphure d'Aluminium-Indium-Gallium est un autre semi-conducteur composé connu pour sa haute efficacité dans les régions de longueur d'onde rouge, orange et jaune. Sa bande interdite est ajustée ici pour une émission orange à ~611 nm.

Les deux puces sont montées sur un cadre de connexion à l'intérieur d'un seul boîtier en époxy avec un verre d'optique transparent qui absorbe minimalement la lumière émise, permettant une haute efficacité optique.

13. Tendances de développement

Le domaine des LED SMD continue d'évoluer avec plusieurs tendances claires pertinentes pour des composants comme celui-ci :

• Efficacité accrue (lm/W) :Les améliorations continues en science des matériaux et en conception de puces visent à extraire plus de lumière (lumens) de la même puissance électrique d'entrée (watts), réduisant la consommation d'énergie et la charge thermique.
• Fiabilité et durée de vie supérieures :Les progrès dans les matériaux de conditionnement, les techniques de fixation des puces et la technologie des phosphores (le cas échéant) prolongent les durées de vie opérationnelles et améliorent les performances dans des conditions environnementales difficiles.
• Miniaturisation :La tendance vers des dispositifs électroniques plus petits pousse à des LED dans des empreintes de boîtier encore plus petites et des profils plus bas tout en maintenant ou en augmentant le flux lumineux.
• Précision et cohérence des couleurs :Des tolérances de classement plus strictes et des processus de fabrication améliorés conduisent à moins de variations de couleur et de luminosité entre les lots, ce qui est critique pour les applications nécessitant une apparence uniforme.
• Intégration :Au-delà du bicolore, il y a une tendance à intégrer plus de fonctions, telles que des puces RVB, des circuits intégrés de pilotage ou même des photodétecteurs, dans des boîtiers uniques pour créer des solutions d'éclairage plus intelligentes et plus compactes.