Fiche technique de la LED SMD bicolore LTST-C295TGKRKT - Hauteur 0,55mm - Vert 3,8V / Rouge 2,4V - Puissance 76mW / 75mW - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

La LTST-C295TGKRKT est une LED à montage en surface (SMD) bicolore conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant un encombrement réduit et des indicateurs de haute luminosité. Ce composant intègre deux puces semi-conductrices distinctes dans un boîtier unique et ultra-fin : une puce InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium) pour l'émission verte et une puce AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) pour l'émission rouge. Son objectif de conception principal est de fournir une solution fiable et compacte pour l'indication d'état, le rétroéclairage et l'éclairage de panneaux où la différenciation des couleurs est essentielle.

Les principaux avantages de cette LED incluent son profil exceptionnellement bas de 0,55mm, ce qui facilite son utilisation dans les appareils électroniques grand public fins et les dispositifs portables. Elle est conforme aux directives ROHS (Restriction des Substances Dangereuses), en faisant un choix respectueux de l'environnement. Le boîtier est standardisé selon les normes EIA (Electronic Industries Alliance), garantissant la compatibilité avec les équipements automatisés de placement et les processus standards de soudage par refusion infrarouge, ce qui rationalise la fabrication en grande série.

Le marché cible englobe un large éventail d'équipements électroniques, y compris, sans s'y limiter, les appareils de bureautique, le matériel de communication, les appareils électroménagers et divers produits électroniques grand public où une indication d'état bicolore (par exemple, marche/veille, état de charge, activité réseau) est requise dans un encombrement minimal.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Le fonctionnement à ces limites n'est pas garanti. Pour la puce verte, le courant continu direct maximal est de 20mA, avec un courant de crête de 100mA autorisé en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1ms). La puce rouge permet un courant continu légèrement plus élevé de 30mA mais un courant de crête plus faible de 80mA. La dissipation de puissance maximale est de 76mW pour la puce verte et de 75mW pour la puce rouge, ce qui est critique pour la gestion thermique sur des cartes à haute densité. Le composant est conçu pour une plage de température de fonctionnement de -20°C à +80°C et peut supporter des températures de stockage de -30°C à +100°C. Il est également qualifié pour le soudage par refusion infrarouge sans plomb avec une température de pic de 260°C pendant un maximum de 10 secondes.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ces paramètres sont mesurés à une température ambiante standard de 25°C et un courant direct (I_F) de 20mA, qui est le point de fonctionnement typique.

Intensité lumineuse (I_V) :Il s'agit de la mesure de la puissance lumineuse perçue émise par la LED. Pour la puce verte, l'intensité minimale est de 112 millicandelas (mcd), avec une plage typique allant jusqu'à un maximum de 450 mcd. La puce rouge a un minimum de 45 mcd et un maximum de 180 mcd. La large plage indique que le composant est disponible dans différents niveaux de luminosité.

Angle de vision (2θ_1/2) :Les deux couleurs présentent un angle de vision très large de 130 degrés (typique). Il s'agit de l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur sur l'axe central, ce qui rend la LED adaptée aux applications où la visibilité sous des angles décalés est importante.

Caractéristiques de longueur d'onde :La longueur d'onde d'émission de pic typique (λ_P) de la puce verte est de 530nm, avec une plage de longueur d'onde dominante (λ_d) de 520,0nm à 535,0nm. Le pic typique de la puce rouge est à 639nm, avec une plage de longueur d'onde dominante de 624,0nm à 638,0nm. La demi-largeur de raie spectrale (Δλ) est d'environ 35nm pour le vert et 20nm pour le rouge, décrivant la pureté spectrale de la lumière émise.

Tension directe (V_F) :Il s'agit de la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle fonctionne au courant spécifié. La V_Fde la puce verte varie de 2,8V (min) à 3,8V (max). La puce rouge a une V_Fplus faible, allant de 1,8V à 2,4V. Cette différence est cruciale pour la conception du circuit, en particulier lors de l'alimentation des deux couleurs à partir d'une source de tension commune, car elle peut nécessiter des résistances de limitation de courant de valeurs différentes.

Courant inverse (I_R) :Le courant de fuite inverse maximal est de 10µA pour les deux puces lorsqu'une tension inverse (V_R) de 5V est appliquée. Il est explicitement indiqué que le composant n'est pas conçu pour fonctionner en inverse ; ce paramètre est uniquement à des fins de test.

3. Explication du système de classement

Pour garantir l'uniformité en production de masse, les LED sont triées en classes de performance. La LTST-C295TGKRKT utilise un système de classement pour l'intensité lumineuse et la longueur d'onde dominante.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Pour la puceverte, les classes sont désignées R, S et T, couvrant respectivement les plages d'intensité de 112,0-180,0 mcd, 180,0-280,0 mcd et 280,0-450,0 mcd. Pour la pucerouge, les classes P, Q et R couvrent 45,0-71,0 mcd, 71,0-112,0 mcd et 112,0-180,0 mcd. Une tolérance de +/-15% est appliquée à chaque classe d'intensité.

3.2 Classement par longueur d'onde dominante

Applicable à la puce verte, les classes de longueur d'onde AP, AQ et AR correspondent aux plages de longueur d'onde dominante de 520,0-525,0nm, 525,0-530,0nm et 530,0-535,0nm. La tolérance pour chaque classe de longueur d'onde est serrée à +/-1nm, garantissant une cohérence de couleur précise au sein d'une classe sélectionnée.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (pages 6-7), leurs implications sont standard. Lacourbe I-V (Courant-Tension)montrerait la relation exponentielle typique des diodes, avec le coude de tension directe plus élevé pour la puce verte (InGaN) que pour la puce rouge (AlInGaP). Lacourbe d'intensité lumineuse relative en fonction du courant directdémontrerait que la sortie lumineuse augmente approximativement linéairement avec le courant jusqu'à un certain point, après quoi l'efficacité diminue en raison de l'échauffement. Lacourbe d'intensité lumineuse relative en fonction de la température ambianteest critique ; pour la plupart des LED, la sortie lumineuse diminue lorsque la température de jonction augmente. Les concepteurs doivent en tenir compte dans le déclassement thermique, en particulier lors d'un fonctionnement près des valeurs maximales ou à des températures ambiantes élevées. Lescourbes de distribution spectralemontreraient les bandes d'émission étroites centrées autour des longueurs d'onde de pic, la bande verte étant plus large que la rouge.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et polarité

La LED est fournie dans un boîtier SMD standard. Sa caractéristique mécanique clé est sa hauteur de 0,55mm. 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 rouge. L'empreinte exacte et le dessin dimensionnel sont fournis dans la fiche technique, ce qui est essentiel pour la conception du motif de pastilles sur le PCB. La lentille est transparente, permettant de voir la couleur réelle de la puce.

5.2 Conception recommandée des pastilles de soudure

Une disposition suggérée des pastilles de soudure est incluse pour assurer un soudage fiable et une stabilité mécanique appropriée. Respecter ces recommandations aide à prévenir le phénomène de "tombstoning" (composant dressé sur une extrémité) pendant la refusion et assure une bonne formation du ménisque de soudure pour des joints solides.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Le composant est compatible avec les processus de soudage par refusion infrarouge, qui est la norme pour l'assemblage SMD. Un profil de refusion suggéré pour la soudure sans plomb est fourni, conforme aux normes JEDEC. Les paramètres clés incluent une phase de préchauffage (typiquement 150-200°C pendant jusqu'à 120 secondes), une montée contrôlée jusqu'à une température de pic ne dépassant pas 260°C, et un temps au-dessus du liquidus (TAL) où la température de pic est maintenue pendant un maximum de 10 secondes. Le profil vise à minimiser le choc thermique tout en assurant une formation complète des joints de soudure.

6.2 Précautions de manipulation et de stockage

Sensibilité aux décharges électrostatiques (ESD) :Les LED sont sensibles aux dommages causés par l'électricité statique. Il est fortement recommandé de les manipuler dans un environnement protégé contre les ESD en utilisant des bracelets antistatiques et un équipement mis à la terre.

Sensibilité à l'humidité :Bien que le composant soit expédié dans un sac étanche à l'humidité avec un dessicant, une fois le sac ouvert, les composants doivent être utilisés dans la semaine s'ils sont stockés dans des conditions ambiantes (<30°C, <60% HR). Pour un stockage plus long après ouverture, ils doivent être conservés dans un récipient hermétique avec dessicant ou dans une atmosphère d'azote. Les composants stockés hors de l'emballage d'origine pendant plus d'une semaine nécessitent un processus de séchage (environ 60°C pendant au moins 20 heures) avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

6.3 Nettoyage

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

7. Emballage et informations de commande

La LTST-C295TGKRKT est fournie dans un emballage standard de l'industrie pour l'assemblage automatisé. Les composants sont placés sur une bande porteuse gaufrée de 8mm de large, qui est ensuite enroulée sur des bobines de 7 pouces (178mm) de diamètre. Chaque bobine complète contient 4000 pièces. Pour des quantités plus petites, un conditionnement minimum de 500 pièces est disponible. Les spécifications de la bande et de la bobine sont conformes à la norme ANSI/EIA-481. La bande de couverture supérieure scelle les alvéoles des composants, et la bobine inclut des indicateurs d'orientation pour un chargement correct en machine.

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Circuits d'application typiques

Chaque puce de couleur (verte et rouge) doit être pilotée indépendamment. Une résistance de limitation de courant en série est obligatoire pour chaque LED afin de définir le courant direct souhaité (typiquement 20mA). La valeur de la résistance est calculée à l'aide de la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. En raison des différentes tensions directes des puces verte et rouge, l'utilisation d'une tension d'alimentation commune entraînera des valeurs de résistance différentes pour chaque couleur afin d'obtenir le même courant. Par exemple, avec une alimentation de 5V : R_verte= (5V - 3,3V) / 0,02A = 85Ω ; R_rouge= (5V - 2,1V) / 0,02A = 145Ω (en utilisant les valeurs typiques de V_F).

8.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible, une conception thermique appropriée sur le PCB reste importante pour la longévité et les performances stables. Assurez-vous d'avoir une surface de cuivre adéquate autour des pastilles de soudure pour servir de dissipateur thermique, en particulier si le fonctionnement a lieu à des températures ambiantes élevées ou près des courants nominaux maximaux. Évitez de placer des composants générant de la chaleur directement à côté de la LED.

8.3 Conception optique

Le large angle de vision de 130 degrés rend cette LED adaptée aux applications nécessitant une grande visibilité. Pour une lumière plus dirigée, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être utilisés. La lentille transparente fournit la couleur la plus pure de la puce, mais des lentilles diffusantes ou des revêtements peuvent être appliqués à l'extérieur si un aspect plus doux et uniforme est souhaité.

9. Comparaison et différenciation techniques

Le principal facteur de différenciation de la LTST-C295TGKRKT est sa capacité bicolore dans un boîtier ultra-fin de 0,55mm. Par rapport à l'utilisation de deux LED monochromes séparées, elle économise de l'espace sur le PCB et simplifie l'assemblage. L'utilisation de l'InGaN pour le vert offre une efficacité et une luminosité plus élevées par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaP. La puce rouge AlInGaP offre une haute efficacité et une excellente pureté de couleur. Sa compatibilité avec les processus de refusion standard et l'emballage en bande et bobine en font un choix rentable pour la fabrication en grande série par rapport à des solutions plus exotiques ou assemblées manuellement.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Puis-je piloter les LED verte et rouge simultanément ?

R : Oui, mais elles doivent être pilotées par des circuits séparés (c'est-à-dire des chemins de courant indépendants avec leurs propres résistances de limitation de courant). Il n'est pas recommandé de les piloter en parallèle à partir d'une seule résistance en raison de leurs différentes caractéristiques de tension directe, ce qui entraînerait une distribution inégale du courant.

Q : Que signifient les codes de classe (R, S, T, AP, AQ, etc.) dans la référence ou la commande ?

R : Ces codes spécifient le grade de performance de la LED en termes d'intensité lumineuse et de longueur d'onde dominante. Pour une apparence uniforme dans un produit, il est crucial de spécifier et d'utiliser des LED de la même classe. Consultez le fournisseur pour connaître les classes disponibles.

Q : Un dissipateur thermique est-il nécessaire pour cette LED ?

R : Généralement non, en raison de sa faible dissipation de puissance (≤76mW). Cependant, de bonnes pratiques de conception thermique sur PCB, telles que l'utilisation de pastilles thermiques connectées à un plan de masse, sont recommandées pour une durée de vie optimale, en particulier dans des environnements à haute température.

Q : Puis-je utiliser cette LED pour indiquer une tension inverse ?

R : Non. La fiche technique indique explicitement que le composant n'est pas conçu pour fonctionner en inverse. L'application d'une tension inverse dépassant 5V peut causer des dommages. Pour la protection contre l'inversion de polarité, une diode externe doit être utilisée dans le circuit.

11. Exemples pratiques de conception et d'utilisation

Étude de cas 1 : Indicateur d'état pour appareil portable :Dans un smartphone ou une tablette, cette LED pourrait être utilisée près d'un port USB. La puce verte pourrait indiquer "pleinement chargé", tandis que la puce rouge pourrait indiquer "charge en cours". Le profil ultra-fin lui permet de s'adapter aux contraintes mécaniques serrées des appareils modernes.

Étude de cas 2 : Panneau de contrôle industriel :Sur le panneau d'un opérateur de machine, la LED bicolore peut fournir des informations d'état claires. Par exemple, vert pour "système prêt", rouge pour "défaut ou alerte". Le large angle de vision assure que l'état est visible depuis différentes positions sur le sol de l'usine.

Étude de cas 3 : Éclairage intérieur automobile :Bien que non destinée à l'éclairage principal, elle pourrait être utilisée pour un rétroéclairage subtil de boutons ou un éclairage d'ambiance, avec la couleur changeant selon le mode (par exemple, normal vs mode nuit). Le boîtier robuste et le profil de soudage qualifié la rendent adaptée aux modules électroniques automobiles, bien qu'une qualification spécifique de grade automobile puisse être requise.

12. Introduction au principe technologique

Le fonctionnement d'une LED est basé sur l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. 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 active. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, ils libèrent 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. Lesystème de matériau InGaNa une bande interdite plus large, permettant l'émission de lumière verte, bleue et blanche. Lesystème de matériau AlInGaPest particulièrement efficace pour produire de la lumière rouge, orange et jaune. En logeant deux de ces puces dans un seul boîtier, une source bicolore compacte est créée.

13. Tendances et développement de l'industrie

La tendance pour les LED SMD continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumière par watt), des tailles de boîtier plus petites et une plus grande intégration. Les LED bicolores et RVB (rouge-vert-bleu) deviennent plus courantes car elles permettent un mélange dynamique des couleurs et des interfaces utilisateur plus sophistiquées. Il y a également une forte poussée vers une fiabilité et des performances améliorées dans des conditions de température plus élevées, répondant aux marchés automobile et industriel. De plus, la poussée vers la miniaturisation, comme le montre ce boîtier de 0,55mm de hauteur, soutient le développement d'appareils électroniques grand public toujours plus fins. Les matériaux semi-conducteurs sous-jacents, en particulier pour le vert et le bleu, font l'objet de recherches continues pour améliorer leur efficacité, un défi historiquement connu sous le nom de "fossé vert".