Fiche technique LED SMD bicolore LTST-C295TGKSKT - Hauteur 0,55 mm - Vert/Jaune - 20mA/30mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes du LTST-C295TGKSKT, une diode électroluminescente (LED) bicolore pour montage en surface (SMD). Ce composant est conçu pour les applications nécessitant des indicateurs compacts et haute luminosité dans deux couleurs distinctes à partir d'un seul boîtier. Sa caractéristique principale distinctive est un profil exceptionnellement bas, le rendant adapté aux conceptions électroniques modernes où l'espace est limité.

La LED intègre deux puces semi-conductrices indépendantes dans un boîtier standard compatible EIA : une puce en Nitrure de Gallium-Indium (InGaN) pour l'émission verte et une puce en Phosphure d'Aluminium-Indium-Gallium (AlInGaP) pour l'émission jaune. Cette architecture à double puce permet un contrôle indépendant de chaque couleur, autorisant l'indication d'état, la signalisation bicolore ou un simple mélange de couleurs selon la configuration du circuit de commande. Le composant est fourni sur bande porteuse gaufrée de 8 mm standard, enroulée sur des bobines de 7 pouces, facilitant les processus d'assemblage automatisés pick-and-place courants dans la fabrication électronique en volume.

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 composant peuvent survenir. Un fonctionnement à ou sous ces limites n'est pas garanti et doit être évité dans la conception du circuit.

• Dissipation de puissance (Pd) :76 mW pour la puce verte, 75 mW pour la puce jaune. Ce paramètre, combiné à la résistance thermique du boîtier et du PCB, détermine le courant direct continu maximal autorisé pour éviter de dépasser la limite de température de jonction.
• Courant direct de crête (I_FP) :100 mA pour le vert, 80 mA pour le jaune. Ceci est spécifié sous un cycle de service de 1/10 avec une largeur d'impulsion de 0,1 ms. Cela indique que la LED peut supporter de courtes impulsions à courant élevé, utiles pour le pilotage multiplexé ou les applications à luminosité pulsée, mais pas pour un fonctionnement en continu.
• Courant direct continu (I_F) :20 mA pour le vert, 30 mA pour le jaune. C'est le courant continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme dans des conditions normales.
• Plages de température :Fonctionnement : -20°C à +80°C ; Stockage : -30°C à +100°C. La plage de fonctionnement est typique pour les LEDs de qualité commerciale. Les concepteurs doivent s'assurer que la température ambiante et l'auto-échauffement ne font pas dépasser à la jonction de la LED sa température maximale nominale.
• Condition de soudage infrarouge :Résiste à 260°C pendant 10 secondes. Ceci est critique pour les processus de soudage par refusion sans plomb et doit être respecté lors de l'assemblage du PCB.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à Ta=25°C dans des conditions de test spécifiées. Ils sont essentiels pour la conception du circuit et l'intégration du système optique.

• Intensité lumineuse (I_V) :Mesurée en millicandelas (mcd) à I_F=20mA. La puce verte a une plage de 45,0 mcd (Min) à 280,0 mcd (Max). La puce jaune varie de 28,0 mcd (Min) à 450,0 mcd (Max). La large plage est gérée via un système de classement (détaillé à la section 3). Le test utilise un filtre approximant la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Typiquement 130 degrés pour les deux couleurs. C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur sur l'axe. Un angle de 130 degrés indique un diagramme de vision très large, adapté aux applications où la LED doit être visible depuis un large éventail d'angles.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :Typiquement 525 nm pour le vert et 588 nm pour le jaune. C'est la longueur d'onde au point le plus élevé du spectre de lumière émise.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :Typiquement 525,0 nm pour le vert et 587,0 nm pour le jaune. Dérivée du diagramme de chromaticité CIE, c'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur. C'est une métrique plus pertinente sur le plan perceptuel que la longueur d'onde de crête.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :Typiquement 35 nm pour le vert et 20 nm pour le jaune. Cela indique la pureté spectrale ou la largeur de bande de la lumière émise. Les LEDs jaunes AlInGaP ont généralement un spectre plus étroit que les LEDs vertes InGaN.
• Tension directe (V_F) :Maximum de 3,50V pour le vert et 2,40V pour le jaune à I_F=20mA. Ceci est crucial pour concevoir le circuit de limitation de courant. La V_Fplus élevée de la puce verte est caractéristique de la technologie InGaN.
• Courant inverse (I_R) :Maximum de 10 μA pour les deux à V_R=5V.Note critique :Le composant n'est pas conçu pour un fonctionnement en inverse. L'application d'une polarisation inverse au-delà de 5V peut causer des dommages immédiats. Il est fortement conseillé de prévoir une protection contre la tension inverse ou une connexion de polarité incorrecte dans le circuit.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour garantir une couleur et une luminosité constantes en production, les LEDs sont triées en classes de performance. Le LTST-C295TGKSKT utilise un système de classement par intensité lumineuse pour chaque couleur.

3.1 Classes d'intensité lumineuse pour le vert

Les classes sont définies par un code lettre (P, Q, R, S) avec des valeurs d'intensité lumineuse minimale et maximale en mcd à 20mA. Chaque classe a une tolérance de +/-15%. Par exemple, la classe 'P' couvre 45,0 à 71,0 mcd. Les concepteurs doivent spécifier le code de classe requis lors de la commande pour garantir l'uniformité de la luminosité entre plusieurs unités dans un assemblage.

3.2 Classes d'intensité lumineuse pour le jaune

La puce jaune utilise une plage de classement plus étendue avec les codes N, P, Q, R, S, T, couvrant des intensités de 28,0 mcd (Min classe N) jusqu'à 450,0 mcd (Max classe T), également avec une tolérance de +/-15% par classe. La plage plus large s'adapte à la luminosité potentielle plus élevée du matériau AlInGaP.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des données graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (ex. Fig.1, Fig.6), les données numériques fournies permettent d'analyser les relations clés.

• Relation IV :La tension directe (V_F) est spécifiée à un seul courant de test (20mA). En pratique, V_Fa une relation logarithmique avec I_Fet dépend également de la température. Piloter la LED avec une source de courant constant, plutôt qu'une tension constante, est essentiel pour une sortie lumineuse stable.
• Caractéristiques thermiques :L'intensité lumineuse des LEDs diminue typiquement lorsque la température de jonction augmente. Les paramètres spécifiés sont à 25°C ambiant. Dans des environnements à haute température ou à des courants de pilotage élevés, une dégradation de la sortie est à prévoir. La température de fonctionnement maximale de 80°C fournit la limite supérieure pour un fonctionnement fiable.
• Distribution spectrale :Les longueurs d'onde de crête et dominante typiques, ainsi que la demi-largeur spectrale, définissent le point de couleur. L'émission verte (525nm, 35nm FWHM) apparaîtra comme un vert pur, tandis que l'émission jaune (587nm, 20nm FWHM) sera un jaune saturé, distinct de l'ambre (~590nm) ou du vert pur.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier et polarité

Le composant est conforme à une empreinte standard de boîtier SMD EIA. La caractéristique mécanique clé est sa hauteur de seulement 0,55 mm, décrite comme "Extra Fine". L'affectation des broches est clairement définie : les broches 1 et 3 sont pour l'anode/cathode verte, et les broches 2 et 4 pour l'anode/cathode jaune. La connexion interne exacte (anode commune ou cathode commune) n'est pas explicitement indiquée dans le texte fourni et doit être vérifiée sur le dessin détaillé du boîtier. L'identification correcte de la polarité est critique pour éviter les dommages lors de l'installation.

5.2 Configuration recommandée des pastilles de soudure

La fiche technique inclut une suggestion pour les dimensions des pastilles de soudure sur le PCB. Suivre ces recommandations assure une soudure fiable, un bon dégagement thermique et évite des problèmes comme l'effet "tombstoning" pendant la refusion. La conception des pastilles influence également l'angle de vision final et la stabilité mécanique du composant monté.

5.3 Conditionnement en bande et bobine

Les LEDs sont fournies sur bande porteuse gaufrée de 8 mm de large enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 4000 pièces. Ce conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA 481, assurant la compatibilité avec les équipements automatisés de technologie de montage en surface (SMT). La bande a des alvéoles scellées avec une bande de couverture supérieure. Les spécifications notent un maximum de deux composants manquants consécutifs et une quantité d'emballage minimale de 500 pièces pour les commandes de reste.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de refusion infrarouge (IR) suggéré est fourni pour les processus d'assemblage sans plomb. Les paramètres clés incluent une zone de préchauffage (150-200°C), un temps spécifique au-dessus du liquidus, et une température de pic ne dépassant pas 260°C pendant un maximum de 10 secondes. Ce profil est basé sur les normes JEDEC et est destiné à être une cible générique. Le profil réel doit être caractérisé pour la conception de PCB spécifique, la pâte à souder et le four utilisés en production.

6.2 Notes sur le soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, il doit être effectué avec une température de pointe de fer à souder ne dépassant pas 300°C, et le temps de soudage doit être limité à un maximum de 3 secondes pour une seule opération. Une chaleur excessive ou un contact prolongé peut endommager le boîtier de la LED ou les fils de liaison internes.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage après soudage est requis, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. La fiche technique recommande d'immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'isopropanol à température normale pendant moins d'une minute. L'utilisation de nettoyants chimiques non spécifiés ou agressifs peut endommager la lentille en plastique ou le matériau du boîtier, entraînant une réduction du flux lumineux ou une défaillance prématurée.

6.4 Conditions de stockage

Un stockage approprié est vital pour maintenir la soudabilité. Les sachets scellés étanches à l'humidité non ouverts, avec dessicant, doivent être stockés à ≤30°C et ≤90% HR, avec une durée de conservation d'un an. Une fois l'emballage d'origine ouvert, les composants doivent être stockés à ≤30°C et ≤60% HR. Il est recommandé de terminer la refusion IR dans la semaine suivant l'ouverture. Pour un stockage plus long hors du sachet d'origine, les composants doivent être conservés dans un contenant scellé avec dessicant ou dans un dessiccateur à azote. Les composants stockés plus d'une semaine dans des conditions non idéales doivent être "baked" (séchés) à environ 60°C pendant au moins 20 heures avant assemblage pour éliminer l'humidité absorbée et éviter l'effet "popcorning" pendant la refusion.

7. Suggestions d'application

7.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED bicolore est idéale pour les applications d'état et d'indicateur où l'espace est limité et où plusieurs états doivent être communiqués. Exemples :

• Électronique grand public portable :État d'alimentation/charge (vert=chargé, jaune=en charge), indicateurs de connectivité (Bluetooth/Wi-Fi), ou indicateurs de mode sur smartphones, tablettes, wearables et écouteurs sans fil, bénéficiant du profil ultra-fin.
• Panneaux de contrôle industriel :Indicateurs d'état machine (vert=marche, jaune=veille/défaut), indicateurs de niveau, ou voyants de confirmation sur les interfaces homme-machine (IHM).
• Éclairage intérieur automobile :Rétroéclairage de tableau de bord pour boutons ou interrupteurs, éclairage d'ambiance, ou indicateurs d'état non critiques (où des qualifications spécifiques de qualité automobile seraient requises).
• Appareils IoT et gadgets domotiques :État du réseau, indication d'activité de capteur, ou avertissements de niveau de batterie.

7.2 Considérations de conception

• Pilotage du courant :Toujours utiliser une résistance série limitant le courant ou un circuit intégré pilote LED à courant constant dédié. Calculer la valeur de la résistance en utilisant R = (V_alimentation- V_F) / I_F, en utilisant la V_Fmaximale de la fiche technique pour garantir que I_Fne dépasse pas la limite. Rappelez-vous que V_Fest différente pour chaque couleur.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurez une surface de cuivre de PCB ou des vias thermiques adéquats, surtout si le pilotage est proche du courant maximal ou dans des températures ambiantes élevées, pour maintenir la température de jonction dans les limites.
• Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :La fiche technique inclut une mise en garde concernant les décharges électrostatiques (ESD). Ces composants sont sensibles. Mettez en œuvre des procédures de manipulation anti-ESD (bracelets, postes de travail mis à la terre) pendant l'assemblage et envisagez d'ajouter des diodes de suppression de tension transitoire (TVS) ou des résistances sur les lignes sensibles dans l'application finale si elles sont exposées à des événements ESD potentiels.
• Conception optique :L'angle de vision de 130 degrés offre une large visibilité. Pour les applications nécessitant un faisceau plus focalisé, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être nécessaires. La lentille "water clear" (transparente) assure une distorsion de couleur minimale.

8. Comparaison et différenciation technique

La différenciation principale du LTST-C295TGKSKT réside dans la combinaison de ses caractéristiques :

• Profil Ultra-Fin (0,55mm) :C'est un avantage significatif par rapport à de nombreuses LEDs SMD standard (souvent 0,6mm, 0,8mm ou plus), permettant son utilisation dans les appareils électroniques modernes les plus fins.
• Double Couleur dans un Seul Boîtier :Cela économise de l'espace sur le PCB et simplifie l'assemblage par rapport à l'utilisation de deux LEDs monochromes séparées pour réaliser une fonction similaire.
• Technologie des Puce :L'utilisation d'InGaN pour le vert et d'AlInGaP pour le jaune représente des matériaux semi-conducteurs modernes à haute efficacité, offrant une bonne luminosité et saturation des couleurs.
• Conformité :Le respect de la directive ROHS et le statut de Produit Vert assurent la conformité avec les réglementations environnementales mondiales.

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

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

R : Pas nécessairement. Les Valeurs Maximales Absolues spécifient la dissipation de puissance par puce (76mW Vert, 75mW Jaune). Un fonctionnement simultané à 20mA (Vert) et 30mA (Jaune) entraînerait des consommations de puissance approximatives de ~70mW (3,5V*20mA) et ~72mW (2,4V*30mA) respectivement, ce qui est proche des limites individuelles. La chaleur totale générée doit être gérée. Il est conseillé de consulter les calculs thermiques ou de dégrader légèrement les courants pour un fonctionnement simultané à pleine luminosité.

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 (λ_P) est la longueur d'onde physique du point d'intensité le plus élevé dans la sortie spectrale. La Longueur d'Onde Dominante (λ_d) est une valeur calculée à partir de la colorimétrie qui représente la longueur d'onde unique d'une lumière monochromatique pure qui semblerait avoir la même couleur que la LED pour un observateur humain standard. λ_dest souvent plus utile pour l'appariement des couleurs en conception.

Q : Comment interpréter le code de classe lors de la commande ?

R : Le code de classe (ex. 'S' pour le vert, 'T' pour le jaune) garantit que l'intensité lumineuse se situera dans la plage min/max spécifiée pour ce code, avec une tolérance de +/-15%. Pour une apparence uniforme dans un produit, spécifier un seul code de classe pour toutes les unités d'une série de production est crucial. Si non spécifié, vous pouvez recevoir des LEDs de n'importe quelle classe dans la plage globale du produit.

10. Étude de cas de conception pratique

Scénario :Conception d'un indicateur de batterie faible pour un appareil portable alimenté par un régulateur 3,3V. L'indicateur doit être vert lorsque la tension de la batterie est supérieure à 3,6V et jaune lorsqu'elle descend en dessous de 3,5V.

Mise en œuvre :Un microcontrôleur avec un convertisseur analogique-numérique (ADC) surveille la tension de la batterie. Deux broches GPIO sont utilisées pour contrôler la LED. Le circuit serait configuré en fonction du brochage interne (ex. si cathode commune, les broches cathodes seraient mises à la masse, et le microcontrôleur absorberait le courant pour allumer chaque anode via une résistance limitant le courant). Les valeurs des résistances seraient calculées séparément : R_verte= (3,3V - 3,5V) / 0,020A = ~ -10Ω (invalide). Cela montre un problème : la V_Fdu vert (max 3,5V) est trop proche ou dépasse la tension d'alimentation (3,3V).

Solution :1) Utiliser un courant plus faible (ex. 10mA) pour la LED verte, ce qui abaisserait sa V_F. 2) Utiliser une pompe de charge ou un convertisseur élévateur pour générer une tension légèrement plus élevée (ex. 4,0V) pour piloter les LEDs. 3) Utiliser une LED différente avec une V_Fplus basse pour le vert. Ce cas souligne l'importance de vérifier la V_Fpar rapport à la tension d'alimentation disponible dès le début du processus de conception.

11. Introduction au principe de fonctionnement

Les Diodes Électroluminescentes (LEDs) sont des dispositifs à jonction p-n semi-conducteurs qui émettent de la lumière par électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région de jonction. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, de l'énergie est libérée. Dans les semi-conducteurs traditionnels comme le silicium, cette énergie est principalement thermique. Dans les semi-conducteurs à bande interdite directe comme l'InGaN et l'AlInGaP, une partie significative de cette énergie est libérée sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde (couleur) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de la bande interdite (E_g) du matériau semi-conducteur, selon l'équation λ = hc/E_g. Les matériaux InGaN sont utilisés pour les longueurs d'onde plus courtes (bleu, vert), tandis que les matériaux AlInGaP sont utilisés pour les longueurs d'onde plus longues (jaune, orange, rouge). Le boîtier de LED bicolore abrite simplement deux de ces puces semi-conductrices indépendantes avec des bandes interdites différentes.

12. Tendances technologiques

Le développement de LEDs comme le LTST-C295TGKSKT suit plusieurs tendances clés de l'industrie :

• Miniaturisation :Réduction continue de la taille et de la hauteur des boîtiers pour permettre des produits finaux plus fins et compacts, comme le montre le profil de 0,55 mm.
• Intégration accrue :Combinaison de multiples fonctions (comme deux couleurs) dans un seul boîtier pour économiser de l'espace sur la carte et simplifier l'assemblage.
• Efficacité des matériaux :Améliorations continues dans la croissance épitaxiale des matériaux InGaN et AlInGaP conduisent à un rendement quantique interne plus élevé, permettant une plus grande luminosité à des courants plus faibles ou une consommation d'énergie réduite pour le même flux lumineux.
• Conditionnement avancé :Les améliorations dans les matériaux et processus de conditionnement améliorent les performances thermiques, permettant des courants de pilotage plus élevés dans des boîtiers plus petits, et améliorent la fiabilité dans des conditions environnementales sévères.
• Compatibilité avec l'automatisation :Les principes de Conception pour la Fabrication (DFM) assurent que les composants sont parfaitement adaptés aux lignes d'assemblage automatisées à haute vitesse et précision, avec des caractéristiques comme le conditionnement standardisé en bande et bobine.