Fiche technique LED SMD bicolore LTST-C195KGJSKT - Boîtier 3.2x2.8x1.9mm - Tension 2.0-2.4V - Puissance 75mW - Vert & Jaune - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes du LTST-C195KGJSKT, une LED SMD (Dispositif à Montage en Surface) bicolore. Ce composant intègre deux puces électroluminescentes distinctes dans un seul boîtier compact conçu pour les processus d'assemblage automatisés. Il est conçu pour les applications où l'espace est limité et où une indication d'état fiable et très visible ou un rétroéclairage est requis.

1.1 Avantages principaux

Les principaux avantages de cette LED découlent de sa conception et de sa technologie de matériau. L'utilisation du matériau semi-conducteur AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) Ultra Brillant pour les deux puces permet une efficacité lumineuse élevée et une excellente pureté de couleur. La capacité bicolore dans un seul boîtier économise un espace précieux sur le circuit imprimé par rapport à l'utilisation de deux LED monochromes séparées. Sa compatibilité avec les processus de soudage par refusion infrarouge s'aligne sur les lignes de production modernes à grand volume, garantissant une fixation fiable et constante sur les cartes de circuits.

1.2 Marché cible et applications

Cette LED convient à un large éventail d'équipements électroniques. Sa taille miniature et sa fiabilité la rendent idéale pour les appareils portables et compacts. Les principaux domaines d'application incluent :

• Équipements de télécommunication :Indicateurs d'état sur routeurs, modems et combinés.
• Périphériques informatiques :Rétroéclairage de clavier et voyants d'état sur ordinateurs portables, notebooks et disques externes.
• Électronique grand public :Voyants indicateurs sur appareils électroménagers, équipements audio/vidéo et dispositifs de jeu.
• Contrôles industriels :Indicateurs de panneau sur machines et systèmes de contrôle.
• Micro-écrans et signalétique :Éclairage de faible niveau pour symboles ou petits affichages d'information.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

Les performances de la LED sont définies par un ensemble de paramètres électriques, optiques et thermiques mesurés dans des conditions standard (Ta=25°C). Comprendre ces paramètres est crucial pour une conception de circuit et une application correctes.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Elles ne sont pas destinées au fonctionnement normal.

• Dissipation de puissance (Pd) :75 mW par puce. Dépasser cette valeur peut entraîner une surchauffe et une dégradation accélérée.
• Courant direct continu (IF) :30 mA en continu. La condition de test et de fonctionnement standard est de 20 mA.
• Courant direct de crête :80 mA, autorisé uniquement en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0.1ms) pour gérer de brèves surtensions.
• Tension inverse (VR) :5 V. L'application d'une tension inverse plus élevée peut provoquer un claquage de la jonction.
• Température de fonctionnement & de stockage :-30°C à +85°C et -40°C à +85°C, respectivement, définissant les limites environnementales pour le fonctionnement et le stockage hors service.
• Température de soudage :Résiste à 260°C pendant 10 secondes, compatible avec les profils de refusion sans plomb (Pb-free).

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ce sont les valeurs de performance typiques dans des conditions de fonctionnement normales (IF=20mA).

• Intensité lumineuse (Iv) :Une mesure clé de la luminosité. Pour la puce Verte, la valeur typique est de 35.0 mcd (millicandela), avec un minimum de 18.0 mcd. La puce Jaune est plus brillante, avec une valeur typique de 75.0 mcd et un minimum de 28.0 mcd. Cette différence est inhérente aux matériaux semi-conducteurs et à la sensibilité de l'œil humain.
• Tension directe (VF) :Typiquement 2.0 V, avec un maximum de 2.4 V à 20mA. Ce paramètre est critique pour concevoir la résistance de limitation de courant en série avec la LED. Une VF plus élevée nécessite une valeur de résistance plus faible pour obtenir le même courant, affectant la dissipation de puissance dans la résistance.
• Angle de vision (2θ1/2) :130 degrés. Cet angle de vision large indique que la LED émet de la lumière sur un large cône, la rendant adaptée aux applications où l'indicateur doit être visible sous différents angles, pas seulement de face.
• Longueur d'onde de crête (λP) & Longueur d'onde dominante (λd) :La puce Verte a un pic typique à 574 nm et une longueur d'onde dominante de 571 nm. La puce Jaune a un pic à 591 nm avec une longueur d'onde dominante de 589 nm. La longueur d'onde dominante est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain et est utilisée pour le classement par couleur.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :15.0 nm pour les deux couleurs. Cela définit la pureté de la couleur ; une largeur plus étroite signifie une couleur plus saturée et pure.
• Courant inverse (IR) :Maximum 10 μA sous une polarisation inverse de 5V, indiquant un courant de fuite très faible à l'état éteint.

3. Explication du système de classement

Pour garantir la cohérence de la couleur et de la luminosité en production, les LED sont triées en classes (bins) en fonction des paramètres mesurés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences esthétiques ou fonctionnelles spécifiques.

3.1 Classement par intensité lumineuse (luminosité)

Les LED sont catégorisées en classes avec des valeurs d'intensité lumineuse minimale et maximale définies. La tolérance au sein de chaque classe est de +/-15%.

• Classes de la puce Verte :M (18.0-28.0 mcd), N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd).
• Classes de la puce Jaune :N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd), R (112.0-180.0 mcd).

Sélectionner une classe supérieure (par ex., Q ou R) garantit une LED plus brillante, ce qui peut être nécessaire dans des conditions de lumière ambiante élevée ou pour des distances de visualisation plus longues.

3.2 Classement par teinte (longueur d'onde dominante)

Pour la puce Verte, la cohérence de couleur est gérée via un classement par longueur d'onde dominante avec une tolérance de +/-1 nm par classe.

• Classes de teinte de la puce Verte :C (567.5-570.5 nm), D (570.5-573.5 nm), E (573.5-576.5 nm).

Cela garantit que toutes les LED Vertes dans un assemblage apparaissent de la même nuance de vert. La fiche technique du produit ou la commande spécifique doit préciser le code de classe combiné (par ex., classe d'intensité + classe de teinte) pour la performance souhaitée.

4. Analyse des courbes de performance

Les données graphiques fournissent un aperçu plus approfondi du comportement de la LED dans différentes conditions, ce qui est essentiel pour une conception robuste.

4.1 Caractéristique Courant vs. Tension (I-V)

La courbe I-V est non linéaire, similaire à une diode standard. La tension directe augmente de manière logarithmique avec le courant. Fonctionner significativement au-dessus des 20mA recommandés entraînera une augmentation disproportionnée de VF et de la dissipation de puissance (Pd = IF * VF), conduisant à une chaleur excessive. Les concepteurs doivent utiliser une résistance de limitation de courant ou un pilote à courant constant pour maintenir IF dans des limites sûres.

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

L'intensité lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement normale. Cependant, l'efficacité peut chuter à des courants très élevés en raison de l'augmentation de la chaleur. Déclasser le courant (par ex., fonctionner à 15mA au lieu de 20mA) peut améliorer significativement la fiabilité à long terme et le maintien du flux lumineux avec seulement une réduction modeste de la luminosité perçue.

4.3 Dépendance à la température

Les performances de la LED sont sensibles à la température. Lorsque la température de jonction (Tj) augmente :

• L'intensité lumineuse diminue :La sortie peut chuter de 10 à 20% sur la plage de température de fonctionnement.
• La tension directe diminue :VF a un coefficient de température négatif (typiquement -2 mV/°C). Dans un circuit simple piloté par résistance, cela peut entraîner une légère augmentation du courant lorsque la LED chauffe, ce qui peut nécessiter une considération de gestion thermique.
• Décalage de longueur d'onde :La longueur d'onde dominante peut se décaler légèrement (généralement vers des longueurs d'onde plus longues) avec l'augmentation de la température, provoquant un changement de couleur subtil.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est conforme à un contour de boîtier standard EIA. Les dimensions clés sont approximativement de 3.2mm de longueur, 2.8mm de largeur et 1.9mm de hauteur, avec une tolérance de ±0.1mm. Le boîtier comporte une lentille transparente comme de l'eau qui ne teinte pas la lumière émise, permettant à la couleur pure de la puce (Verte ou Jaune) d'être visible.

5.2 Affectation des broches et identification de la polarité

Le dispositif a quatre broches. Pour la variante LTST-C195KGJSKT :

• Les broches 1 et 3 sont l'anode et la cathode pour laVertepuce AlInGaP.
• Les broches 2 et 4 sont l'anode et la cathode pour laJaunepuce AlInGaP.

La polarité est indiquée par le marquage physique du boîtier (généralement un point ou un coin chanfreiné près de la broche 1). La polarité correcte est obligatoire ; appliquer une polarisation inverse peut endommager la LED.

5.3 Configuration recommandée des plots de fixation sur CI

Un motif de pastilles (empreinte) suggéré est fourni pour assurer un soudage correct et une stabilité mécanique. La conception des pastilles s'adapte aux dimensions du boîtier et permet la formation d'un bon congé de soudure pendant la refusion. Suivre cette recommandation aide à prévenir le soulèvement d'une extrémité (tombstoning) et assure une connexion électrique fiable.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudage par refusion infrarouge

La LED est compatible avec les processus de soudage sans plomb (Pb-free). Un profil de refusion suggéré est fourni, adhérant généralement aux normes JEDEC telles que J-STD-020. Les paramètres clés incluent :

• Préchauffage :150-200°C pendant jusqu'à 120 secondes pour chauffer progressivement la carte et les composants, activer la flux et prévenir le choc thermique.
• Température de crête :Maximum de 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus (TAL) :Le temps pendant lequel la soudure est fondue, critique pour la formation du joint. Le profil suggère un maximum de 10 secondes à la température de crête.
• Limite :La LED ne doit pas être soumise à plus de deux cycles de refusion.

Important :Le profil réel doit être caractérisé pour la conception de CI spécifique, la pâte à souder et le four utilisés.

6.2 Soudage manuel au fer

Si un soudage manuel est nécessaire, une extrême prudence est requise :

• Température du fer :Maximum 300°C.
• Temps de soudage :Maximum 3 secondes par joint.
• Limite :Un seul cycle de soudage est autorisé pour éviter les dommages thermiques au boîtier plastique et aux fils de liaison internes.

6.3 Conditions de stockage et de manipulation

• Sensibilité aux décharges électrostatiques (ESD) :Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). La manipulation doit se faire dans une zone protégée contre les ESD en utilisant des bracelets de mise à la terre et des tapis conducteurs.
• Niveau de sensibilité à l'humidité (MSL) :Le dispositif est classé MSL 3. Cela signifie :
  • Une fois le sac barrière à l'humidité d'origine ouvert, les composants doivent être soudés dans les 168 heures (1 semaine) dans des conditions d'atelier (<30°C/60% HR).
  • S'ils sont exposés plus longtemps, un séchage à environ 60°C pendant au moins 20 heures est requis avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet \"pop-corn\" (fissuration du boîtier pendant la refusion).
• Stockage à long terme :Les sacs non ouverts doivent être stockés en dessous de 30°C et 90% HR. Les pièces ouvertes doivent être stockées dans un environnement sec, de préférence dans un conteneur scellé avec dessiccant.

6.4 Nettoyage

Si un nettoyage post-soudure est requis, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. De l'alcool isopropylique (IPA) ou de l'alcool éthylique à température ambiante pendant moins d'une minute est recommandé. Des produits chimiques agressifs ou non spécifiés peuvent endommager la lentille plastique ou le matériau du boîtier, entraînant une décoloration ou une fissuration.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies sur bande porteuse gaufrée de diamètre industriel standard sur des bobines de 7 pouces (178mm) de diamètre, facilitant l'assemblage automatisé pick-and-place. Détails clés :

• Pas des alvéoles :La distance entre les alvéoles des composants dans la bande.
• Capacité de la bobine :4000 pièces par bobine complète.
• Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.
• Qualité :La bande est scellée avec une bande de couverture. Le nombre maximum autorisé de composants manquants consécutifs est de deux, assurant la fiabilité de l'alimentation.

L'emballage est conforme aux normes ANSI/EIA-481.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Circuits d'application typiques

La méthode de pilotage la plus courante est une simple résistance en série. La valeur de la résistance (R) est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (Vcc - VF) / IF, où Vcc est la tension d'alimentation, VF est la tension directe de la LED (utiliser la valeur max pour le calcul de courant dans le pire des cas), et IF est le courant direct souhaité (par ex., 20mA). La puissance nominale de la résistance doit être au moins IF² * R. Pour un pilotage par GPIO de microcontrôleur, assurez-vous que le GPIO peut absorber/fournir le courant requis (IF plus tout courant de résistance). Pour piloter les deux couleurs indépendamment, utilisez deux circuits de limitation de courant séparés.

8.2 Considérations de conception pour la fiabilité

• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurer une surface de cuivre adéquate sur le CI autour des pastilles de la LED aide à évacuer la chaleur de la jonction, maintenant la luminosité et la longévité.
• Déclassement du courant :Pour les applications nécessitant une haute fiabilité ou fonctionnant à des températures ambiantes élevées, envisagez de piloter la LED à un courant inférieur au maximum nominal (par ex., 15-18 mA).
• Protection contre la tension inverse :Dans les circuits où la LED pourrait être exposée à une polarisation inverse (par ex., dans des scénarios à charge inductive ou couplée en AC), une diode de protection en parallèle avec la LED (cathode à anode) est recommandée.

9. Comparaison et différenciation techniques

Le LTST-C195KGJSKT offre des avantages spécifiques dans sa catégorie :

• Bicolore dans un seul boîtier :Comparé au placement de deux LED monochromes séparées de taille 0603 ou 0805, ce boîtier à 4 broches économise de l'espace et réduit le temps/coût de placement.
• Technologie des matériaux :L'utilisation d'AlInGaP pour le vert et le jaune offre une efficacité plus élevée et une meilleure stabilité thermique par rapport à certaines technologies plus anciennes comme le GaP traditionnel.
• Large angle de vision :L'angle de vision de 130 degrés est plus large que celui de nombreuses LED à vue de dessus, offrant une meilleure visibilité hors axe, ce qui est crucial pour les indicateurs de panneau.
• Emballage standardisé :La conformité aux normes EIA et ANSI/EIA-481 garantit la compatibilité avec les équipements d'assemblage automatisé de divers fabricants.

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

Q1 : Puis-je piloter les puces Verte et Jaune simultanément à 20mA chacune ?
R1 : Oui, mais vous devez considérer la dissipation de puissance totale. Chaque puce dissipe jusqu'à 75mW. Si les deux sont allumées en continu à 20mA et VF typique (2.0V), chacune dissipe 40mW (P=IV), totalisant 80mW, ce qui est dans la capacité thermique combinée du boîtier s'il est correctement monté. Cependant, vérifiez toujours la VF réelle et assurez un refroidissement adéquat du CI.

Q2 : Pourquoi l'intensité lumineuse typique est-elle différente pour le Vert et le Jaune ?
R2 : Cela est principalement dû à la courbe de réponse photopique de l'œil humain (courbe CIE), qui culmine dans la région vert-jaune (~555 nm). La longueur d'onde de la puce Jaune (589 nm) est plus proche de ce pic de sensibilité que celle de la puce Verte (571 nm), donc la même puissance rayonnante (énergie lumineuse) de la puce Jaune est perçue comme plus brillante en lumens ou candela.

Q3 : Que signifie une lentille \"transparente comme de l'eau\" pour la couleur ?
R3 : Une lentille transparente comme de l'eau (non diffusante, non teintée) permet à la couleur intrinsèque de la puce semi-conductrice de passer sans altération. Cela donne un faisceau lumineux plus saturé et potentiellement plus étroit par rapport à une lentille diffusante, qui disperse la lumière pour un aspect plus large et plus doux mais réduit l'intensité de crête.

Q4 : Comment interpréter le code de classe pour la commande ?
R4 : Vous devez généralement spécifier le numéro de pièce (LTST-C195KGJSKT) ainsi que les codes de classe d'intensité lumineuse et de teinte souhaités pour chaque couleur (par ex., Vert : P/D, Jaune : Q). Consultez le fabricant ou le distributeur pour les combinaisons de classes disponibles.

11. Exemple d'application pratique

Scénario : Indicateur d'état double pour un appareil réseau.
Une conception de routeur nécessite un seul indicateur pour montrer deux états : \"Alimentation allumée/Système OK\" (Vert fixe) et \"Activité des données\" (Jaune clignotant). L'utilisation du LTST-C195KGJSKT simplifie cette conception.

• Circuit :Deux broches GPIO du microcontrôleur système sont utilisées. Chaque broche est connectée à l'anode d'une couleur de LED via une résistance de limitation de courant (par ex., (3.3V - 2.4V)/0.02A = 45Ω, utiliser la valeur standard 47Ω). Les cathodes sont connectées à la masse.
• Logiciel :Le firmware active la broche GPIO Verte à l'état haut pour un état fixe. Pour l'activité des données, il bascule la broche GPIO Jaune à une fréquence de clignotement appropriée (par ex., 2 Hz).
• Avantages :Économise un emplacement sur le CI par rapport à deux LED discrètes. Fournit des états de couleur clairs et distincts à partir d'un seul point sur le panneau. Le large angle de vision assure la visibilité sous différents angles dans un environnement de bureau ou domestique.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Les Diodes Électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière par électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, les électrons du matériau de type n se recombinent avec les trous du matériau de type p dans la région active. Cette recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (particules de lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur. L'AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) est un semi-conducteur composé dont la bande interdite peut être ajustée en modifiant les proportions de ses constituants pour produire une lumière à haute efficacité dans les régions spectrales rouge, orange, ambre, jaune et verte. Dans cette LED bicolore, deux puces semi-conductrices séparées, chacune conçue avec une bande interdite légèrement différente (une pour le vert, une pour le jaune), sont logées dans un seul boîtier en époxy avec des connexions électriques indépendantes.

13. Tendances technologiques

La tendance générale des LED indicateurs SMD continue vers une efficacité plus élevée, des tailles de boîtier plus petites et une plus grande intégration. Alors que l'AlInGaP reste dominant pour les couleurs de l'ambre au vert, la technologie InGaN (Nitrures d'Indium Gallium) est prévalente pour les LED bleues, blanches et vertes vraies. Les développements futurs peuvent inclure :

• Miniaturisation accrue :Boîtiers plus petits que 2.0x1.0mm pour les dispositifs ultra-compacts.
• Composants intégrés :LED avec résistances de limitation de courant intégrées, diodes de protection, voire des circuits intégrés de pilotage dans le même boîtier pour simplifier la conception du circuit.
• Contrôle optique amélioré :Boîtiers avec lentilles ou réflecteurs intégrés pour des motifs de faisceau spécifiques sans optique externe.
• Performance thermique améliorée :Conceptions de boîtier qui transfèrent plus efficacement la chaleur de la jonction semi-conductrice vers le CI, permettant des courants de pilotage plus élevés ou une longévité améliorée aux courants standard.

Ces tendances visent à fournir aux concepteurs des solutions d'éclairage plus polyvalentes, fiables et économes en espace pour une gamme toujours plus large de produits électroniques.