Fiche technique LTST-C295TBKFKT-5A - LED SMD bicolore - Dimensions du boîtier - Bleu 3,2V / Orange 2,3V - Hauteur 0,55mm - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes du LTST-C295TBKFKT-5A, un composant LED bicolore pour montage en surface. Le dispositif intègre deux puces LED distinctes dans un boîtier unique et ultra-fin : une puce bleue InGaN et une puce orange AlInGaP. Cette conception permet des solutions compactes pour l'indication d'état, le rétroéclairage et les applications à signaux multiples où l'espace est limité. Le produit est conçu pour être compatible avec les processus d'assemblage automatisés et la soudure par refusion infrarouge standard, le rendant adapté aux environnements de fabrication en grande série.

1.1 Avantages principaux et marché cible

L'avantage principal de ce composant est sa capacité bicolore logée dans un profil extra-fin de 0,55 mm. Cela permet une signalisation visuelle sophistiquée (par exemple, différents états indiqués par différentes couleurs) sans consommer d'espace supplémentaire sur la carte de circuit imprimé. L'utilisation de matériaux semi-conducteurs ultra-lumineux InGaN et AlInGaP garantit une intensité lumineuse élevée. Le dispositif est conforme à la directive RoHS et classé comme produit vert. Ses marchés cibles principaux incluent l'électronique grand public, les équipements de bureau, les dispositifs de communication et les panneaux de contrôle industriel où une indication fiable à plusieurs états est requise.

2. Analyse 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. Il n'est pas recommandé de faire fonctionner la LED dans des conditions dépassant ces valeurs.

• Dissipation de puissance (Pd) :Bleu : 76 mW, Orange : 75 mW. C'est la puissance maximale que la LED peut dissiper sous forme de chaleur en régime continu à une température ambiante de 25°C.
• Courant direct de crête (I_FP) :Bleu : 100 mA, Orange : 80 mA. C'est le courant direct instantané maximal autorisé, généralement spécifié en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms) pour éviter la surchauffe.
• Courant direct continu (I_F) :Bleu : 20 mA, Orange : 30 mA. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Seuil de décharge électrostatique (ESD) (HBM) :Bleu : 300V, Orange : 1000V. La classification selon le modèle du corps humain indique la sensibilité de la LED à l'électricité statique. La puce bleue est plus sensible, nécessitant des précautions de manipulation ESD plus strictes.
• Plages de température :Fonctionnement : -20°C à +80°C ; Stockage : -30°C à +100°C.
• Condition de soudage infrarouge :Résiste à une température de crête de 260°C pendant 10 secondes, ce qui est standard pour les processus de refusion sans plomb.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques et maximaux/minimaux mesurés dans des conditions de test standard (Ta=25°C, I_F=5mA sauf indication contraire).

• Intensité lumineuse (I_V) :Pour les deux couleurs, l'intensité minimale est de 18,0 mcd et l'intensité maximale est de 45,0 mcd à 5mA. La valeur typique n'est pas spécifiée, elle se situe dans la plage min/max.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Un large angle de vision typique de 130 degrés pour les deux couleurs, fournissant un motif d'émission large adapté à de nombreuses applications d'indication.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :Bleu : 468 nm (typique), Orange : 611 nm (typique). C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est la plus élevée.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :Bleu : 470 nm (typique), Orange : 605 nm (typique). C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, définissant le point de couleur sur le diagramme de chromaticité CIE.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :Bleu : 20 nm (typique), Orange : 17 nm (typique). Cela indique la pureté spectrale ou la largeur de bande de la lumière émise.
• Tension directe (V_F) :Bleu : 3,2V (max à 5mA), Orange : 2,3V (max à 5mA). C'est un paramètre critique pour la conception du circuit, déterminant la tension d'alimentation requise et la valeur de la résistance série.
• Courant inverse (I_R) :10 µA (max) pour les deux couleurs à V_R= 5V. Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre est uniquement pour la caractérisation des fuites.

3. Explication du système de binning

L'intensité lumineuse des LED est triée en bacs (bins) pour assurer l'uniformité au sein d'un lot de production. Le binning est identique pour les puces bleue et orange.

• Code de bin M :Plage d'intensité lumineuse de 18,0 mcd à 28,0 mcd à 5mA.
• Code de bin N :Plage d'intensité lumineuse de 28,0 mcd à 45,0 mcd à 5mA.
• Tolérance :Chaque bac d'intensité a une tolérance de +/-15%. Cela signifie qu'une LED étiquetée Bin M pourrait mesurer aussi bas que 15,3 mcd ou aussi haut que 32,2 mcd et toujours être conforme à la spécification du bin M, bien qu'elle soit généralement centrée autour de la plage 18-28 mcd.

Ce système permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec des niveaux de luminosité prévisibles. Pour les applications nécessitant une apparence uniforme, spécifier un seul code de bin est essentiel.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des données graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (pages 6-7), les relations typiques peuvent être décrites sur la base de la physique standard des LED et des paramètres fournis.

4.1 Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V)

La caractéristique I-V est exponentielle. Pour la LED bleue, la tension directe est plus élevée (~3,2V max) en raison de la plus large bande interdite du système de matériau InGaN. La LED orange AlInGaP a une tension directe plus basse (~2,3V max). La tension augmentera légèrement avec l'augmentation de la température de jonction pour un courant donné.

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

L'intensité lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement recommandée (jusqu'à I_F=20/30mA). Faire fonctionner la LED au-dessus de son courant continu absolu maximum provoquera une saturation non linéaire et une dégradation accélérée due à une chaleur excessive.

4.3 Dépendance à la température

La performance des LED est sensible à la température. Lorsque la température de jonction augmente, l'intensité lumineuse diminue généralement. La tension directe pour un courant donné diminue également légèrement pour la plupart des matériaux LED. Fonctionner dans la plage de température spécifiée (-20°C à +80°C) est crucial pour maintenir les performances et la fiabilité spécifiées.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et assignation des broches

La LED est logée dans un boîtier SMD standard de l'industrie. Le dessin dimensionnel exact est fourni dans la fiche technique. Les caractéristiques clés incluent une hauteur totale de 0,55 mm, la rendant adaptée aux applications très fines. L'assignation des broches est la suivante : les broches 1 et 3 sont pour l'anode/cathode de la puce Bleue (InGaN), et les broches 2 et 4 sont pour l'anode/cathode de la puce Orange (AlInGaP). La désignation spécifique anode/cathode pour chaque paire doit être déterminée à partir du marquage du boîtier ou du diagramme d'empreinte.

5.2 Schéma de pastilles de soudure recommandé

Un motif de pastilles (dimensions des plots de soudure) recommandé est fourni pour assurer une formation correcte des joints de soudure, une stabilité mécanique et un soulagement thermique pendant la refusion. Suivre cette directive aide à prévenir le phénomène de "tombstoning" (composant dressé sur une extrémité) et assure une connexion électrique fiable.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de refusion infrarouge suggéré pour les processus sans plomb est inclus. Les paramètres clés incluent une étape de préchauffage (150-200°C, max 120 secondes), une température de crête ne dépassant pas 260°C, et un temps au-dessus de 260°C limité à un maximum de 10 secondes. Le profil est basé sur les normes JEDEC pour assurer l'intégrité du boîtier. La LED peut supporter ce processus de refusion un maximum de deux fois.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, la température du fer à souder ne doit pas dépasser 300°C, et le temps de soudage par broche doit être limité à un maximum de 3 secondes. Le soudage manuel ne doit être effectué qu'une seule fois.

6.3 Stockage et manipulation

Précautions ESD :La puce bleue est sensible à l'ESD (300V HBM). Des mesures anti-statiques appropriées (bracelets, postes de travail mis à la terre) sont obligatoires pendant la manipulation.
Sensibilité à l'humidité :Les LED dans des sacs scellés étanches à l'humidité avec dessiccant ont une durée de conservation d'un an lorsqu'elles sont stockées à ≤30°C et ≤90% HR. Une fois le sac ouvert, les composants doivent être stockés à ≤30°C et ≤60% HR et utilisés dans la semaine. S'ils sont stockés plus longtemps hors du sac d'origine, une cuisson à 60°C pendant au moins 20 heures est recommandée avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

6.4 Nettoyage

Si un nettoyage après soudage est requis, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. Immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute est acceptable. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager le boîtier plastique ou la lentille.

7. Informations sur l'emballage et la commande

Les LED sont fournies dans un emballage bande et bobine compatible avec les machines de placement automatique.

• Taille de la bobine :Bobine de 7 pouces de diamètre.
• Quantité par bobine :4000 pièces.
• Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.
• Spécifications de la bande :La bande porteuse a une largeur de 8 mm. Les emplacements vides sont scellés avec une bande de couverture. L'emballage est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481.
• Qualité :Le nombre maximum autorisé de composants manquants consécutifs dans la bande est de deux.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Indicateurs d'état :La capacité bicolore permet plusieurs états (par exemple, Bleu=Veille, Orange=Actif, Les deux=Alerte/Défaut).
• Rétroéclairage pour claviers ou icônes :Peut fournir un rétroéclairage codé par couleur.
• Électronique grand public :Indicateurs d'alimentation, de connectivité ou d'état de la batterie dans les smartphones, tablettes, routeurs et équipements audio.
• Panneaux de contrôle industriel :Indicateurs d'état de la machine, de mode opératoire ou d'alarme.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance série pour chaque puce LED pour limiter le courant direct à une valeur sûre (≤20mA pour le bleu, ≤30mA pour l'orange en fonctionnement continu). La valeur de la résistance est calculée comme R = (V_alimentation- V_F) / I_F.
• Gestion thermique :Assurez une surface de cuivre de PCB ou des vias thermiques adéquats, surtout si vous fonctionnez près du courant maximum, pour dissiper la chaleur et maintenir la température de jonction dans les limites.
• Protection ESD :Intégrez des diodes de protection ESD sur les lignes de signal connectées aux broches de la LED si l'environnement d'assemblage ou le scénario d'utilisation finale présente un risque ESD.
• Conception optique :Le large angle de vision de 130 degrés offre une bonne visibilité hors axe. Pour une lumière dirigée, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être nécessaires.

9. Comparaison et différenciation technique

Les principaux facteurs de différenciation de ce composant sont safonctionnalité bicolore dans un boîtier ultra-fin de 0,55 mm. Par rapport à l'utilisation de deux LED monochromes séparées, cela économise un espace PCB significatif et simplifie l'assemblage. La combinaison des technologies InGaN (bleu) et AlInGaP (orange) offre une haute efficacité et luminosité pour les deux couleurs. La compatibilité du produit avec les processus SMT standard et la refusion sans plomb en fait une solution clé en main pour la fabrication électronique moderne.

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

Q1 : Puis-je alimenter simultanément les LED bleue et orange à leur courant continu maximum ?
R1 : Non. Les valeurs de dissipation de puissance (76mW bleu, 75mW orange) et la conception thermique du boîtier doivent être prises en compte. Alimenter les deux puces simultanément à leur courant continu maximal dépasserait probablement la capacité thermique totale du boîtier, sauf si un refroidissement exceptionnel est fourni. Il est conseillé de consulter les courbes de déclassement thermique ou de fonctionner à des courants plus faibles pour une utilisation simultanée.

Q2 : Pourquoi la classification ESD pour la puce bleue (300V) est-elle inférieure à celle de la puce orange (1000V) ?
R2 : Cela est dû aux propriétés matérielles inhérentes et à la structure de jonction du semi-conducteur InGaN utilisé pour l'émission bleue. Il est généralement plus sensible aux dommages par décharge électrostatique que le matériau AlInGaP utilisé pour l'émission orange/rouge. Cela nécessite une attention particulière lors de la manipulation du canal bleu.

Q3 : Comment interpréter le code de bin pour la commande ?
R3 : Spécifiez "LTST-C295TBKFKT-5A" ainsi que le code de bin d'intensité souhaité (par exemple, "N" pour une luminosité plus élevée) pour chaque couleur si le fournisseur propose une sélection de bins. Pour une luminosité uniforme sur une série de production, spécifier un seul bin est critique.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un indicateur d'alimentation double état pour un routeur
**Objectif :** Utiliser une LED pour indiquer l'Alimentation (Orange) et la Connectivité Internet (Bleu).
**Conception :** La LED est placée sur le panneau avant du routeur. Le microcontrôleur (MCU) a deux broches GPIO, chacune connectée à un canal LED via une résistance de limitation de courant.
**Calculs :** Pour une alimentation de 5V :
- Résistance Orange : R_orange= (5V - 2,3V) / 0,020A = 135 Ω (utiliser une valeur standard de 130 Ω ou 150 Ω). Puissance : P = I²R = (0,02)²*150 = 0,06W.
- Résistance Bleue : R_blue= (5V - 3,2V) / 0,020A = 90 Ω (utiliser une valeur standard de 91 Ω). Puissance : P = (0,02)²*91 = 0,0364W.
**Fonctionnement :** Le MCU pilote la broche Orange pour une lumière fixe lorsque l'alimentation est activée. Il pilote la broche Bleue pour clignoter lorsque la connectivité Internet est active. Les deux ne sont jamais alimentés en continu à plein courant simultanément pendant de longues périodes, ce qui gère la charge thermique.

12. Introduction au principe technologique

Cette LED utilise deux systèmes de matériaux semi-conducteurs différents :
InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium) :Utilisé pour l'émetteur bleu. En ajustant le rapport indium/gallium dans l'alliage, l'énergie de la bande interdite peut être ajustée, ce qui détermine directement la longueur d'onde de la lumière émise. L'InGaN est connu pour sa haute efficacité et luminosité dans le spectre bleu à vert.
AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) :Utilisé pour l'émetteur orange. Ce système de matériau est très efficace pour produire de la lumière dans les longueurs d'onde ambre, orange, rouge et jaune. La composition spécifique détermine la longueur d'onde dominante.
Dans les deux cas, la lumière est émise par le processus d'électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, les électrons et les trous se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La couleur de la lumière est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur.

13. Tendances du développement technologique

La tendance pour les LED SMD comme celle-ci continue vers :
Une efficacité plus élevée (lm/W) :Des améliorations continues dans la croissance épitaxiale, la conception des puces et l'efficacité d'extraction du boîtier conduisent à plus de lumière pour la même puissance électrique d'entrée.
Miniaturisation :Les boîtiers continuent de rétrécir en empreinte et en hauteur (comme le profil de 0,55 mm ici) pour permettre des produits finaux plus fins.
Intégration multi-puces et RVB :Au-delà du bicolore, des boîtiers intégrant des puces rouge, verte et bleue (RVB) ou même des puces blanches + colorées deviennent courants pour une programmabilité en couleur complète.
Fiabilité et performance thermique améliorées :Les progrès dans les matériaux (par exemple, plastiques haute température, techniques de collage avancées) améliorent la capacité à résister à des températures de refusion et des conditions de fonctionnement plus élevées.
Emballage intelligent :Certaines LED intègrent désormais des circuits intégrés (CI) pour le contrôle du pilote ou la communication (par exemple, LED RVB adressables), bien que ce composant particulier soit une LED standard sans pilote intégré.