Fiche technique LTW-327DSKF-5A - LED SMD bicolore à vue latérale - Blanc & Orange - 5mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTW-327DSKF-5A est une LED SMD (Dispositif à Montage en Surface) bicolore à vue latérale, conçue principalement pour les applications nécessitant des solutions de rétroéclairage compactes, comme dans les panneaux d'affichage à cristaux liquides (LCD). Ce composant intègre deux puces semi-conductrices distinctes dans un seul boîtier : une puce InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium) pour l'émission de lumière blanche et une puce AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) pour l'émission de lumière orange. Son facteur de forme à angle droit permet à la lumière d'être émise parallèlement à la surface de montage, ce qui le rend idéal pour l'éclairage latéral d'écrans fins ou pour fournir des fonctions d'indicateur dans des environnements à espace restreint.

Le dispositif est conçu pour être compatible avec les équipements d'assemblage automatisés standard de type pick-and-place et est fourni sur des bobines de ruban de 8 mm pour une fabrication en grande série efficace. Il est conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), le classant comme un produit vert. Le boîtier est conforme aux contours standard de l'EIA (Electronic Industries Alliance), garantissant une large compatibilité avec les empreintes et processus standard de l'industrie.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Faire fonctionner le dispositif au-delà de ces limites peut causer des dommages permanents. Les caractéristiques clés à une température ambiante (Ta) de 25°C sont définies séparément pour les puces blanche et orange.

• Dissipation de puissance :Blanc : 72 mW, Orange : 75 mW. Ce paramètre indique la puissance maximale que la LED peut dissiper sous forme de chaleur en fonctionnement continu.
• Courant direct de crête :Blanc : 100 mA, Orange : 80 mA. C'est le courant pulsé maximal autorisé, typiquement spécifié avec un cycle de service de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms, utilisé pour des flashs brefs et de haute intensité.
• Courant direct continu :20 mA pour les deux couleurs. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Tension inverse :5 V pour les deux couleurs. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut endommager la jonction PN de la LED.
• Plage de température de fonctionnement :-20°C à +80°C. Le fonctionnement du dispositif est garanti dans cette plage de température ambiante.
• Plage de température de stockage :-40°C à +85°C.
• Condition de soudage par refusion infrarouge :Température de pic de 260°C pendant 10 secondes. Ceci définit le profil thermique que le composant peut supporter pendant l'assemblage.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont des paramètres de performance typiques mesurés à Ta=25°C avec un courant direct (IF) de 5mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (Iv) :Une mesure de la sortie lumineuse perçue. Pour la LED blanche, elle varie d'un minimum de 28,0 mcd à un maximum de 112,0 mcd. Pour la LED orange, elle varie de 11,2 mcd à 71,0 mcd. La valeur réelle pour une unité spécifique est déterminée par son code de tri.
• Angle de vision (2θ1/2) :Approximativement 130 degrés pour les deux couleurs. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur de crête, définissant la largeur du faisceau.
• Tension directe (VF) :La chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement. Les valeurs typiques sont de 2,85V pour le blanc et 2,00V pour l'orange à 5mA, avec des maximums de 3,15V et 2,40V respectivement.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λP) :Pour la LED orange, la longueur d'onde de crête typique est de 611 nm.
• Longueur d'onde dominante (λd) :Pour la LED orange, la longueur d'onde dominante typique est de 605 nm. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain pour représenter la couleur.
• Coordonnées de chromaticité (x, y) :Pour la LED blanche, les coordonnées typiques sont x=0,3, y=0,3 sur le diagramme de chromaticité CIE 1931, représentant un point de blanc froid. Une tolérance de ±0,01 s'applique.
• Courant inverse (IR) :Le courant de fuite maximal est de 10 µA pour le blanc et de 100 µA pour l'orange lorsqu'une polarisation inverse de 5V est appliquée.

3. Explication du système de tri

Pour garantir l'uniformité en production de masse, les LED sont triées en lots de performance. Le LTW-327DSKF-5A utilise un système de tri multi-paramètres.

3.1 Tri de la LED blanche

• Lot de Tension Directe (VF) :Regroupe les LED selon leur chute de tension à 5mA.
  • Lot A : 2,55V - 2,75V
  • Lot B : 2,75V - 2,95V
  • Lot C : 2,95V - 3,15V
  La tolérance sur chaque lot est de ±0,1V.
• Lot d'Intensité Lumineuse (Iv) :Regroupe les LED selon leur flux lumineux à 5mA.
  • Lot N : 28,0 - 45,0 mcd
  • Lot P : 45,0 - 71,0 mcd
  • Lot Q : 71,0 - 112,0 mcd
  La tolérance est de ±15%.
• Lot de Teinte (Chromaticité) :Regroupe les LED blanches selon leurs coordonnées de couleur sur le diagramme CIE. Les lots S1 à S6 définissent des quadrilatères spécifiques sur le plan de coordonnées x,y. La tolérance sur chaque coordonnée (x,y) est de ±0,01. Ceci garantit l'uniformité de couleur, ce qui est crucial pour les applications de rétroéclairage.

3.2 Tri de la LED orange

• Lot d'Intensité Lumineuse (Iv) :
  • Lot L : 11,2 - 18,0 mcd
  • Lot M : 18,0 - 28,0 mcd
  • Lot N : 28,0 - 45,0 mcd
  • Lot P : 45,0 - 71,0 mcd
  La tolérance est de ±15%.

La combinaison spécifique des lots VF, Iv et Teinte pour un lot de production donné définit son code de tri complet, permettant aux concepteurs de sélectionner des LED aux performances étroitement appariées pour leur application.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des données graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (par ex., Fig.1, Fig.2, Fig.6), les relations typiques peuvent être décrites.

• Courbe IV (Courant vs. Tension) :Comme toutes les diodes, les LED présentent une relation non linéaire. La tension directe augmente avec le courant, et la forme de la courbe dépend de la température. La VF spécifiée à 5mA fournit un point de fonctionnement clé pour la conception du circuit.
• Intensité Lumineuse vs. Courant :Le flux lumineux augmente généralement avec le courant direct mais pas de manière linéaire, surtout à des courants plus élevés où l'efficacité diminue en raison de l'échauffement.
• Caractéristiques thermiques :L'intensité lumineuse diminue typiquement lorsque la température de jonction augmente. La plage de température de fonctionnement de -20°C à +80°C définit l'environnement dans lequel les performances spécifiées sont maintenues.
• Distribution spectrale :Le spectre de la LED blanche est large, généré typiquement par une puce InGaN bleue excitant un phosphore jaune. La LED orange AlInGaP a un spectre plus étroit centré autour de 605-611 nm.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

Le dispositif présente un boîtier à angle droit, à vue latérale. Les notes mécaniques clés incluent :

• Toutes les dimensions sont fournies en millimètres, avec une tolérance standard de ±0,10 mm sauf indication contraire.
• La couleur de la lentille est jaune.
• Assignation des broches :La broche A2 est assignée à l'anode de la LED blanche InGaN. La broche A1 est assignée à l'anode de la LED orange AlInGaP. Les cathodes sont probablement communes ou configurées en interne ; le schéma doit être consulté pour le circuit exact.
• La fiche technique inclut des dessins cotés détaillés du boîtier de la LED elle-même, des suggestions de pastilles de soudure sur le PCB et l'orientation pour le soudage.
• Les dimensions du boîtier pour le ruban porteur et la bobine de 7 pouces de diamètre sont également spécifiées, importantes pour la configuration du chargeur dans l'assemblage automatisé.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Soudage par refusion

Le composant est compatible avec les procédés de soudage par refusion infrarouge (IR). La condition maximale recommandée est une température de pic de 260°C pendant 10 secondes. Il est crucial de suivre un profil thermique contrôlé avec des étapes de préchauffage, stabilisation, refusion et refroidissement pour éviter les chocs thermiques et assurer des soudures fiables.

6.2 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après soudage, 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 le boîtier ou la lentille de la LED.

6.3 Stockage et manipulation

• Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD) :Les LED sont sensibles à l'électricité statique. Utilisez des bracelets antistatiques, des tapis antistatiques et un équipement correctement mis à la terre lors de la manipulation.
• Sensibilité à l'humidité :En tant que composant à montage en surface, il peut absorber l'humidité. Si le sachet scellé étanche à l'humidité d'origine avec dessicant est ouvert, il est recommandé de terminer la refusion IR dans la semaine. Pour un stockage plus long hors du sachet d'origine, stockez dans un récipient scellé avec dessicant ou dans une atmosphère d'azote. Les composants stockés hors de leur emballage pendant plus d'une semaine doivent être séchés à environ 60°C pendant au moins 20 heures avant soudage pour éviter l'effet \"pop-corn\" pendant la refusion.
• Conditions de stockage (scellé) :≤30°C et ≤90% d'Humidité Relative. La durée de conservation est d'un an dans le sachet scellé.
• Conditions de stockage (ouvert) :≤30°C et ≤60% d'Humidité Relative.

7. Informations sur l'emballage et la commande

• L'emballage standard est un ruban porteur gaufré de 8 mm de large sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre.
• La quantité standard par bobine est de 3000 pièces.
• Une quantité minimale d'emballage de 500 pièces est disponible pour les commandes de reste.
• Les spécifications du ruban et de la bobine sont conformes à la norme ANSI/EIA 481-1-A-1994.
• Les emplacements vides sur le ruban sont scellés avec un ruban de couverture.
• Le nombre maximal autorisé de composants manquants consécutifs (emplacements vides) sur une bobine est de deux.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Rétroéclairage LCD :La cible de conception principale. Le facteur de forme à vue latérale est parfait pour l'éclairage latéral des LCD petits à moyens dans l'électronique grand public, les affichages industriels et les combinés d'instruments automobiles.
• Indicateurs d'état double :Les deux couleurs dans un seul boîtier permettent une indication d'état compacte (par ex., marche/veille, activité réseau, état de charge).
• Éclairage de façade :Éclairage de symboles, boutons ou guides de lumière dans les panneaux de commande.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance en série ou un pilote à courant constant pour limiter le courant direct à 20mA continu ou moins par puce. Calculez la valeur de la résistance en utilisant R = (Valim - VF) / IF.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurer une surface de cuivre sur le PCB ou des vias thermiques adéquats peut aider à gérer la température de jonction, surtout à haute température ambiante ou lors d'un fonctionnement proche du courant maximal.
• Conception optique :Prenez en compte l'angle de vision de 130 degrés lors de la conception de guides de lumière ou de diffuseurs pour obtenir un éclairage uniforme.
• Protection contre la tension inverse :Évitez d'appliquer une polarisation inverse. Dans les circuits où une tension inverse est possible (par ex., couplage AC, charges inductives), envisagez d'ajouter une diode de protection en parallèle avec la LED.

9. Comparaison et différenciation technique

Les caractéristiques différenciatrices clés de ce composant sont sacapacité bicolore dans un seul boîtier à vue latéraleet son utilisation de technologies de puces spécifiques optimisées pour leurs couleurs respectives.

• InGaN pour le Blanc :Ce système de matériaux est la norme de l'industrie pour les LED bleues et blanches à haute efficacité. Il offre une bonne efficacité lumineuse et une bonne stabilité.
• AlInGaP pour l'Orange :Ce système de matériaux est très efficace pour produire de la lumière rouge, orange et ambre, offrant une luminosité et une pureté de couleur supérieures par rapport aux anciennes technologies comme le GaAsP.
• La combinaison permet une solution compacte deux-en-un par rapport à l'utilisation de deux LED monochromes séparées, économisant de l'espace sur le PCB et simplifiant l'assemblage.
• Le facteur de forme à angle droit est un avantage spécifique par rapport aux LED à vue de dessus pour les applications d'éclairage latéral.

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

Q : Puis-je alimenter les deux puces LED simultanément à leur courant continu maximal de 20mA chacune ?

R : Oui, mais vous devez considérer la dissipation de puissance totale et les implications thermiques. La puissance combinée serait significative pour le petit boîtier. Pour un fonctionnement continu, il est souvent conseillé de les alimenter à des courants plus faibles (par ex., 5-10mA) pour garantir la fiabilité et la longévité, surtout à haute température ambiante.

Q : Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de Crête et la Longueur d'onde Dominante ?

R : La Longueur d'onde de Crête (λP) est la longueur d'onde à laquelle la distribution de puissance spectrale est la plus élevée. La Longueur d'onde Dominante (λd) est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui correspond à la couleur perçue de la LED lorsqu'elle est comparée à une lumière blanche de référence. Pour les LED à large spectre (comme le blanc à conversion de phosphore), λd est plus significative pour la spécification de couleur. Pour les LED monochromatiques (comme l'orange ici), λP et λd sont souvent proches.

Q : Pourquoi la spécification du courant inverse pour la LED orange (100 µA) est-elle dix fois plus élevée que pour la LED blanche (10 µA) ?

R : C'est une caractéristique des différents matériaux semi-conducteurs (AlInGaP vs. InGaN) et de leurs bandes interdites et propriétés de jonction respectives. Cela souligne l'importance d'éviter la polarisation inverse, car même une petite tension inverse peut causer une fuite significative dans la LED orange.

Q : Comment interpréter les coordonnées de tri de teinte (S1-S6) ?

R : Chaque lot (S1, S2, etc.) définit une petite zone quadrilatère sur le diagramme de chromaticité CIE 1931. Les LED sont testées, et leurs coordonnées mesurées (x,y) sont triées dans ces zones prédéfinies. Sélectionner des LED du même lot de Teinte garantit qu'elles auront des points de blanc presque identiques, ce qui est crucial pour les applications nécessitant un rétroéclairage blanc uniforme sans variation de couleur visible.

11. Étude de cas d'intégration

Scénario : Conception d'un indicateur d'état pour un dispositif médical portable.

Le dispositif nécessite un seul indicateur compact pour montrer deux états : \"Prêt/Marche\" (Blanc) et \"Batterie faible/Alerte\" (Orange). L'espace sur le PCB est extrêmement limité.

Solution :Le LTW-327DSKF-5A est un choix idéal. Sa capacité bicolore remplace deux LED séparées. Le boîtier à vue latérale permet de le monter sur le bord du PCB, sa lumière étant canalisée à travers un petit guide de lumière vers une icône sur la façade. Le concepteur sélectionne des LED d'un lot Iv spécifique (par ex., P pour l'orange, Q pour le blanc) pour garantir une luminosité constante. Il alimente chaque puce à 10mA via les broches GPIO d'un microcontrôleur avec des résistances en série, fournissant une luminosité suffisante tout en gardant la consommation d'énergie et la chaleur faibles. Le tri serré de la teinte pour le blanc garantit que la lumière \"Prêt\" a un aspect constant et professionnel sur toutes les unités.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Une LED est une diode semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant sa tension de bande interdite est appliquée, les électrons et les trous se recombinent à la jonction PN, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La couleur de la lumière est déterminée par la bande interdite du matériau semi-conducteur.

• LED blanche InGaN :Typiquement, une puce InGaN émettant du bleu est recouverte d'un phosphore jaune. Une partie de la lumière bleue s'échappe, et le reste excite le phosphore pour émettre de la lumière jaune. La combinaison de lumière bleue et jaune est perçue comme blanche par l'œil humain.
• LED orange AlInGaP :Les éléments Aluminium, Indium, Gallium et Phosphure sont combinés dans des rapports spécifiques pour créer un semi-conducteur avec une bande interdite correspondant à la lumière orange/rouge. Lorsque le courant circule, il émet directement des photons dans la plage de longueur d'onde orange (~605-611 nm).

13. Tendances technologiques

Le domaine de l'optoélectronique est motivé par les demandes de plus grande efficacité, de taille plus petite, de meilleur rendu des couleurs et de coût réduit.

• Efficacité (Efficacité lumineuse) :La recherche en cours se concentre sur l'amélioration de l'efficacité quantique interne (plus de photons générés par électron) et de l'efficacité d'extraction de la lumière (faire sortir plus de photons de la puce).
• Qualité de la couleur :Pour les LED blanches, il y a une tendance vers des valeurs d'Indice de Rendu des Couleurs (IRC) plus élevées, surtout dans les applications où la perception précise des couleurs est importante (par ex., éclairage de vente au détail, photographie). Cela implique le développement de mélanges de phosphores plus sophistiqués.
• Miniaturisation :Les boîtiers continuent de rétrécir (par ex., des tailles métriques 0603 à 0402 puis 0201) tout en maintenant ou en améliorant le flux lumineux, permettant des dispositifs toujours plus fins.
• Solutions intégrées :La tendance à combiner plusieurs fonctions (comme cette LED bicolore) ou à intégrer directement les pilotes et circuits de contrôle avec la puce LED (\"LED intelligentes\") continue de croître, simplifiant la conception des produits finaux.