Fiche technique LTW-S115KSDS-5A - LED SMD bicolore - Vue latérale - Blanc & Jaune - 5mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTW-S115KSDS-5A est une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (CMS) bicolore, conçue spécifiquement pour les applications d'éclairage latéral, notamment comme source de rétroéclairage pour les afficheurs à cristaux liquides (LCD). Il intègre deux puces semi-conductrices distinctes dans un boîtier standard EIA : 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 jaune. Cette configuration permet des solutions d'éclairage flexibles avec un encombrement minimal. Le dispositif est conçu pour l'assemblage en grande série, fourni sur bande de 8 mm enroulée sur bobine de 7 pouces, et est entièrement compatible avec les équipements automatisés de placement et les processus standards de soudage par refusion infrarouge (IR).

1.1 Avantages principaux

• Source bicolore :Combine l'émission de lumière blanche et jaune dans un seul boîtier, économisant l'espace sur la carte et simplifiant la conception pour l'indication multicolore ou le rétroéclairage mixte.
• Émission latérale :Le flux lumineux principal est dirigé parallèlement au plan de montage, ce qui le rend idéal pour l'éclairage par la tranche de panneaux minces comme ceux des modules LCD.
• Haute luminosité :Utilise les technologies de puces avancées InGaN et AlInGaP pour délivrer une intensité lumineuse élevée.
• Adapté à la fabrication :Présente des broches étamées pour une meilleure soudabilité et est conditionné pour être compatible avec les lignes d'assemblage automatisées.
• Conformité environnementale :Le produit est conforme à la directive sur la restriction des substances dangereuses (RoHS).

2. Analyse des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Les limites suivantes ne doivent en aucun cas être dépassées, car cela pourrait causer des dommages permanents au dispositif. Les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Dissipation de puissance (Pd) :Blanc : 35 mW ; Jaune : 48 mW. C'est la puissance maximale que la LED peut dissiper sous forme de chaleur.
• Courant direct de crête (I_FP) :Blanc : 50 mA ; Jaune : 80 mA. C'est le courant instantané maximal autorisé en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms).
• Courant direct continu (I_F) :Blanc : 10 mA ; Jaune : 20 mA. C'est le courant direct continu maximal pour un fonctionnement fiable.
• Plage de température de fonctionnement :-20°C à +80°C.
• Plage de température de stockage :-40°C à +85°C.
• Condition de soudage infrarouge :Résiste à une température de crête de 260°C pendant 10 secondes lors du soudage par refusion.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Les paramètres de performance typiques sont mesurés à Ta=25°C et un courant direct (I_F) de 5 mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (I_V) :Blanc : Min. 28 mcd, Typ. N/A, Max. 112 mcd. Jaune : Min. 7,1 mcd, Typ. N/A, Max. 71 mcd. C'est la luminosité perçue de la LED mesurée par un capteur photopique (réponse de l'œil humain).
• Angle de vision (2θ_1/2) :130 degrés (typique pour les deux couleurs). C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur de crête.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :Jaune : 591 nm (typique). C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance de la puce jaune est la plus élevée.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :Jaune : 590 nm (typique à I_F=5mA). C'est la longueur d'onde unique qui représente le mieux la couleur perçue de la LED jaune.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :Jaune : 15 nm (typique). Cela indique la pureté spectrale ou la largeur de bande de la lumière jaune émise.
• Coordonnées de chromaticité (x, y) :Blanc : x=0,290, y=0,282 (typique à I_F=5mA). Ces coordonnées CIE 1931 définissent le point de couleur de la LED blanche sur un diagramme de chromaticité.
• Tension directe (V_F) :Blanc : Min. 2,55V, Typ. 2,85V, Max. 3,15V. Jaune : Min. 1,6V, Typ. 2,00V, Max. 2,40V. C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit le courant direct spécifié.
• Courant inverse (I_R) :Blanc : Max. 10 µA ; Jaune : Max. 100 µA (à V_R=5V). Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre est uniquement pour les tests de courant de fuite.

3. Explication du système de tri

Les LED sont triées (binned) en fonction de paramètres optiques clés pour assurer l'homogénéité au sein d'un lot de production. Le code de tri est marqué sur l'emballage.

3.1 Tri par intensité lumineuse (I_V)

Les LED sont classées en catégories en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à I_F= 5 mA. La tolérance pour chaque catégorie est de ±15 %.

• Catégories pour la puce blanche :N (28,0-45,0 mcd), P (45,0-71,0 mcd), Q (71,0-112,0 mcd).
• Catégories pour la puce jaune :K (7,10-11,2 mcd), L (11,2-18,0 mcd), M (18,0-28,0 mcd), N (28,0-45,0 mcd), P (45,0-71,0 mcd).

3.2 Tri par teinte (couleur)

Les LED blanches sont ensuite triées selon leurs coordonnées de chromaticité (x, y) sur le diagramme CIE 1931. Quatre catégories de teinte sont définies (C1, C2, D1, D2), chacune avec des limites de coordonnées spécifiques. La tolérance sur chaque catégorie de teinte est de ±0,01 sur les deux coordonnées x et y. Cela garantit l'uniformité de couleur, ce qui est crucial pour les applications de rétroéclairage où plusieurs LED sont utilisées ensemble.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes de performance typiques (bien qu'elles ne soient pas affichées dans le texte fourni). Ces courbes sont essentielles pour les ingénieurs de conception.

• Courbe I-V (Courant-Tension) :Montre la relation entre le courant direct (I_F) et la tension directe (V_F) pour les puces blanche et jaune. Ceci est crucial pour concevoir le circuit de limitation de courant.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct :Illustre comment la sortie lumineuse (I_V) augmente avec le courant d'alimentation. Elle aide à déterminer le point de fonctionnement optimal pour équilibrer luminosité, efficacité et durée de vie.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante :Démontre la dégradation de la sortie lumineuse lorsque la température de jonction augmente. Ceci est vital pour la gestion thermique dans l'application finale.
• Distribution spectrale :Pour la LED jaune, cette courbe montre la puissance relative émise à travers différentes longueurs d'onde, centrée autour de la longueur d'onde de crête d'environ 591 nm.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et brochage

Le dispositif est conforme à un contour de boîtier standard EIA. Les dimensions clés incluent la taille du corps et l'espacement des broches. L'affectation des broches est critique pour une orientation correcte : La broche C1 est attribuée à la puce InGaN blanche, et la broche C2 est attribuée à la puce AlInGaP jaune. Un dessin coté détaillé (non montré ici) spécifie toutes les mesures critiques du boîtier avec une tolérance typique de ±0,10 mm.

5.2 Configuration de pastille de soudure et polarité recommandées

Un motif de pastille (land pattern) recommandé pour la carte de circuit imprimé (PCB) est fourni pour assurer la formation fiable des joints de soudure et un bon alignement pendant la refusion. La fiche technique indique également la direction de soudage recommandée par rapport à l'alimentation de la bande sur bobine pour optimiser le processus.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

La LED est compatible avec le soudage par refusion infrarouge (IR). Un profil de soudage spécifique est recommandé, avec une température de crête de 260°C maintenue pendant 10 secondes. La fiche technique souligne que les profils avec des températures de crête inférieures à 245°C peuvent être insuffisants pour un soudage fiable, surtout sans l'avantage de l'étamage du composant. Un graphique détaillé temps-température montre typiquement les zones de préchauffage, de stabilisation, de refusion et de refroidissement.

6.2 Nettoyage

Si un nettoyage après soudage est nécessaire, 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 produits chimiques non spécifiés peut endommager le boîtier de la LED.

6.3 Stockage et manipulation

• Décharge électrostatique (ESD) :La LED est sensible aux décharges électrostatiques (ESD). Les procédures de manipulation doivent inclure l'utilisation de bracelets antistatiques, de gants antistatiques et d'équipements correctement mis à la terre.
• Sensibilité à l'humidité :En tant que composant à montage en surface, il est sensible à l'absorption d'humidité. Les sachets scellés étanches à l'humidité avec dessiccant ont une durée de conservation d'un an lorsqu'ils sont stockés à ≤ 30°C et ≤ 90% HR. Une fois ouverts, les LED doivent être utilisées dans la semaine ou stockées dans un environnement sec (≤ 30°C / ≤ 60% HR). Les composants stockés hors de leur emballage d'origine pendant plus d'une semaine nécessitent un séchage (par exemple, 60°C pendant 20 heures) avant soudage pour éviter l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

7. Conditionnement et commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies sur bande porteuse gaufrée (largeur 8 mm) avec une bande de protection, enroulée 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. Le conditionnement est conforme aux normes ANSI/EIA-481.

7.2 Structure du numéro de pièce

Le numéro de pièce LTW-S115KSDS-5A contient des informations codées sur la famille de produits, la couleur, le boîtier et probablement la catégorie de performance (bien que le décodage exact soit spécifique au modèle).

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Scénarios d'application typiques

• Rétroéclairage LCD :L'application principale, fournissant un éclairage par la tranche pour les panneaux LCD de petite à moyenne taille dans l'électronique grand public, les afficheurs industriels et les combinés d'instruments automobiles.
• Indication d'état :Éclairage décoratif :
• Peut être utilisé dans des espaces compacts où une émission latérale et un mélange de couleurs sont requis.8.2 Considérations de conception

Alimentation en courant :

• Toujours utiliser un pilote à courant constant ou une résistance de limitation de courant en série avec la LED. La tension directe varie, donc une alimentation par tension n'est pas recommandée. Ne pas dépasser le courant direct continu maximal (10mA pour le blanc, 20mA pour le jaune).Gestion thermique :
• Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurer une surface de cuivre sur le PCB ou des vias thermiques adéquats aide à maintenir une température de jonction plus basse, ce qui préserve la sortie lumineuse et prolonge la durée de vie opérationnelle.Conception optique :
• L'angle de vision de 130 degrés fournit un diagramme d'émission large. Pour le rétroéclairage, des guides de lumière et des diffuseurs sont typiquement utilisés pour distribuer la lumière uniformément sur la zone d'affichage.Protection du circuit :
• Envisager la mise en œuvre d'une protection contre l'inversion de polarité s'il existe un risque d'installation incorrecte, car la LED n'est pas conçue pour fonctionner en polarisation inverse.9. Comparaison et différenciation technique

Comparé aux LED latérales monochromes, le LTW-S115KSDS-5A offre des économies d'espace significatives et une flexibilité de conception en intégrant deux couleurs. Son utilisation d'AlInGaP pour le jaune fournit une haute efficacité et une bonne saturation des couleurs pour cette longueur d'onde. La combinaison d'InGaN pour le blanc et d'AlInGaP pour le jaune dans un seul boîtier représente une solution adaptée aux applications nécessitant des sources de couleur distinctes et fiables avec un encombrement minimal, le différenciant des alternatives monochromes plus simples ou des solutions discrètes plus volumineuses.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Puis-je piloter les puces blanche et jaune indépendamment ?

Oui. Les deux puces ont des connexions anode/cathode séparées (broches C1 et C2). Elles doivent être pilotées par des circuits de limitation de courant séparés pour contrôler chaque couleur indépendamment.

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 (λ

) est la longueur d'onde physique où le spectre d'émission est le plus fort. La longueur d'onde dominante (λ_P) est une valeur calculée qui représente la couleur perçue comme une longueur d'onde unique sur le diagramme CIE. Pour les LED monochromes comme la jaune ici, elles sont souvent très proches._d10.3 Pourquoi un processus de séchage est-il requis avant soudage si le sachet a été ouvert ?

Les boîtiers plastiques CMS peuvent absorber l'humidité de l'air. Pendant le processus de soudage par refusion à haute température, cette humidité piégée peut s'évaporer rapidement, créant une pression interne qui peut fissurer le boîtier ou délaminer les interfaces internes - une défaillance connue sous le nom d'effet "pop-corn". Le séchage élimine cette humidité absorbée.

11. Étude de cas de conception pratique

Considérons la conception d'un rétroéclairage pour un petit afficheur d'instrument industriel. La conception nécessite à la fois un rétroéclairage blanc brillant pour le fonctionnement normal et un indicateur jaune distinct pour les conditions d'alarme. En utilisant le LTW-S115KSDS-5A, le concepteur peut placer un seul composant au bord du guide de lumière. La puce blanche est pilotée à 5mA via un circuit à courant constant pour le rétroéclairage principal. La puce jaune est connectée à un circuit de pilotage séparé contrôlé par la logique d'alarme de l'instrument. Cette approche simplifie la conception mécanique (un composant au lieu de deux), réduit l'encombrement sur le PCB et assure un alignement parfait des deux sources lumineuses par rapport au guide de lumière.

12. Principe de fonctionnement

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 (lumière). La couleur (longueur d'onde) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur. La puce InGaN a une bande interdite plus large, permettant l'émission de lumière à courte longueur d'onde (bleue), qui est partiellement convertie en un spectre plus large (apparaissant blanc) par un revêtement de phosphore à l'intérieur du boîtier. La puce AlInGaP a une bande interdite plus étroite, conçue pour émettre des photons directement dans la partie jaune/orange/rouge du spectre, résultant en la lumière jaune pure observée.

13. Tendances technologiques

L'industrie des LED continue d'évoluer vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), un rendu des couleurs amélioré (surtout pour les LED blanches) et une plus grande miniaturisation. Pour les applications latérales et de rétroéclairage, les tendances incluent des boîtiers encore plus fins, une densité de luminosité plus élevée et l'intégration de réseaux multi-puces plus complexes (RGB, RGBW) dans des boîtiers uniques pour un contrôle dynamique des couleurs. De plus, les progrès dans les matériaux de boîtier et la technologie des phosphores visent à améliorer la fiabilité, les performances thermiques et la constance des couleurs en fonction de la température et de la durée de vie.

The LED industry continues to evolve towards higher efficiency (more lumens per watt), improved color rendering (especially for white LEDs), and greater miniaturization. For side-view and backlight applications, trends include even thinner packages, higher brightness density, and the integration of more complex multi-chip arrays (RGB, RGBW) into single packages for dynamic color control. Furthermore, advancements in packaging materials and phosphor technology aim to enhance reliability, thermal performance, and color consistency over temperature and lifetime.