Fiche technique de la LED CMS bicolore LTW-C195DSKF-5A - Blanc & Orange - 20-30mA - 72-75mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTW-C195DSKF-5A est une LED CMS (Composant Monté en Surface) bicolore conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant des solutions d'indication ou de rétroéclairage compactes, fiables et lumineuses. Il intègre deux puces semi-conductrices distinctes dans un boîtier standard EIA : une puce InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium) pour l'émission de lumière blanche et une puce AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) pour l'émission de lumière orange. Cette configuration permet un fonctionnement bicolore à partir d'une seule empreinte de composant, économisant un espace précieux sur le PCB. Le dispositif est emballé sur une bande de 8 mm fournie sur des bobines de 7 pouces de diamètre, le rendant entièrement compatible avec les équipements d'assemblage automatisés à grande vitesse de type "pick-and-place". Il est classé comme produit vert et est conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses).

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. Un fonctionnement à ou sous ces limites n'est pas garanti et doit être évité pour une performance fiable à long terme.

• Dissipation de puissance (Pd) :Puce blanche : 72 mW, Puce orange : 75 mW. C'est la perte de puissance maximale admissible sous forme de chaleur. La dépasser peut entraîner une température de jonction excessive et une dégradation accélérée.
• Courant direct de crête (I_FP) :Blanc : 100 mA, Orange : 80 mA. C'est le courant instantané maximal, généralement spécifié dans des conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms) pour éviter une surcharge thermique lors de transitoires courts.
• Courant direct continu (I_F) :Blanc : 20 mA, Orange : 30 mA. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement normal. La puce orange peut supporter un courant continu plus élevé.
• Tension inverse (V_R) :5 V pour les deux puces. L'application d'une tension inverse supérieure peut provoquer un claquage et des dommages. La fiche technique note explicitement que le fonctionnement en tension inverse ne peut pas être continu.
• Plages de température :Fonctionnement : -20°C à +80°C ; Stockage : -30°C à +100°C. Elles définissent les limites environnementales pour l'utilisation fonctionnelle et le stockage hors service.
• Soudage par refusion infrarouge :Résiste à une température de pointe de 260°C pendant 10 secondes, ce qui correspond aux profils de refusion sans plomb (Pb-free) courants.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

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

• Intensité lumineuse (I_V) :Une mesure clé de la luminosité.
  • Blanc : Minimum 45,0 mcd, Valeur typique non indiquée, Maximum 180,0 mcd.
  • Orange : Minimum 11,2 mcd, Valeur typique non indiquée, Maximum 71,0 mcd.
  • La mesure suit la courbe de réponse de l'œil CIE en utilisant un équipement de test spécifié (par exemple, CAS140B).
• Angle de vision (2θ_1/2) :130 degrés (typique) pour les deux couleurs. Cet angle de vision large est caractéristique de la conception de la lentille du boîtier, fournissant un motif d'émission large adapté aux applications d'indication.
• Paramètres de longueur d'onde (Puce orange) :
  • Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) : 611 nm (typique). La longueur d'onde à laquelle la puissance spectrale de sortie est la plus élevée.
  • Longueur d'onde dominante (λ_d) : 605 nm (typique). La longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui correspond à la couleur de la LED.
  • Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) : 20 nm (typique). La largeur de bande du spectre émis à la moitié de l'intensité de crête, indiquant la pureté de la couleur.
• Coordonnées chromatiques (Puce orange) :x=0,3, y=0,3 (typique). Ces coordonnées CIE 1931 définissent le point de couleur orange précis sur le diagramme de chromaticité. Une tolérance de ±0,01 est appliquée à ces coordonnées.
• Tension directe (V_F) :
  • Blanc : Typique 2,75V, Maximum 3,15V à I_F=5mA.
  • Orange : Typique 2,00V, Maximum 2,40V à I_F=5mA.
  • Le V_F plus faible de la puce orange est cohérent avec le système de matériau AlInGaP.
• Courant inverse (I_R) :Maximum 10 µA (Blanc) et 100 µA (Orange) à V_R=5V. C'est le faible courant de fuite lorsque le dispositif est polarisé en inverse.

Attention à la décharge électrostatique (ESD) :Les LED sont sensibles à l'électricité statique. Les procédures de manipulation doivent inclure l'utilisation de bracelets antistatiques, de gants antistatiques et d'équipements et postes de travail correctement mis à la terre pour prévenir les dommages dus aux événements ESD ou aux surtensions.

3. Explication du système de classement

Pour gérer les variations naturelles de la fabrication des semi-conducteurs, les LED sont triées en classes de performance. Le LTW-C195DSKF-5A utilise un classement séparé pour l'intensité lumineuse et la tension directe.

3.1 Classement de l'intensité lumineuse (I_V)

• Puce blanche :Classes P (45,0-71,0 mcd), Q (71,0-112,0 mcd), R (112,0-180,0 mcd). La tolérance au sein de chaque classe est de ±15%.
• Puce orange :Classes L (11,2-18,0 mcd), M (18,0-28,0 mcd), N (28,0-45,0 mcd), P (45,0-71,0 mcd). La tolérance au sein de chaque classe est de ±15%.
• Le code de classe spécifique est marqué sur l'emballage, permettant aux concepteurs de sélectionner des LED avec une luminosité cohérente pour leur application.

3.2 Classement de la tension directe (V_F) (Puce blanche uniquement)

• Classes A (2,55-2,75V), B (2,75-2,95V), C (2,95-3,15V). La tolérance au sein de chaque classe est de ±0,1V.
• Le classement V_F aide à concevoir des circuits d'alimentation en courant plus cohérents, en particulier lorsque plusieurs LED sont connectées en série.

3.3 Classement de la teinte (Couleur de la puce orange)

La couleur orange est précisément contrôlée en utilisant six classes de teinte (S1 à S6) définies par des quadrilatères sur le diagramme de chromaticité CIE 1931. Chaque classe a des limites de coordonnées (x, y) spécifiques (par exemple, S1 : x 0,274-0,294, y 0,226-0,286). La tolérance pour les coordonnées chromatiques (x, y) au sein de chaque classe de teinte est de ±0,01. Cela garantit une cohérence de couleur très serrée pour les applications où la teinte orange précise est critique.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes caractéristiques typiques qui sont essentielles pour comprendre le comportement du dispositif dans des conditions non standard. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas entièrement détaillés dans le texte fourni, les courbes LED standard incluraient typiquement :

• Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V) :Montre la relation exponentielle. La courbe différera entre les puces InGaN (blanc) et AlInGaP (orange) en raison de leurs bandes interdites semi-conductrices différentes, expliquant les V_F values.
• typiques différents.Intensité lumineuse vs Courant direct (Courbe I-L) :
• Démontre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, généralement de manière sous-linéaire à des courants plus élevés en raison de l'affaiblissement thermique et d'efficacité.Intensité lumineuse vs Température ambiante :
• Montre la diminution de la sortie lumineuse lorsque la température de jonction augmente. Ceci est critique pour la conception de la gestion thermique.Distribution de puissance spectrale :

Pour la puce orange, ce graphique montrerait le pic d'émission autour de 611 nm avec la demi-largeur spécifiée de 20 nm, confirmant les caractéristiques de couleur.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et assignation des broches

• Le dispositif utilise un contour de boîtier standard EIA. Les tolérances dimensionnelles clés sont de ±0,10 mm sauf indication contraire. L'assignation des broches pour la fonction bicolore est clairement définie :
• Broches 1 et 3 : Anode/Cathode pour la puce InGaN blanche.

Broches 2 et 4 : Anode/Cathode pour la puce AlInGaP orange.

Cette configuration à 4 broches permet un contrôle indépendant des deux couleurs. Le matériau de la lentille est spécifié comme jaune, ce qui peut agir comme un diffuseur ou un convertisseur de longueur d'onde pour la puce blanche et peut légèrement teinter la sortie orange.

5.2 Configuration recommandée des pastilles de soudure

La fiche technique inclut un motif de pastille recommandé (dimensions des pastilles de soudure) pour la conception de PCB. Suivre cette directive assure une formation correcte des joints de soudure pendant la refusion, une bonne stabilité mécanique et une dissipation thermique optimale du boîtier LED vers le PCB.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Procédé de soudage par refusion

La LED est compatible avec les procédés de soudage par refusion infrarouge (IR). La condition maximale qu'elle peut supporter est de 260°C pendant 10 secondes, ce qui est standard pour l'assemblage sans plomb. Un profil de refusion suggéré est sous-entendu, qui inclut typiquement une zone de préchauffage, une montée thermique rapide jusqu'à la température de pointe, un bref temps au-dessus du liquidus et une phase de refroidissement contrôlée. Respecter ce profil prévient le choc thermique et les défauts de soudure.

• 6.2 Stockage et manipulationEmballage scellé :
• Stocker à ≤30°C et ≤90% HR. Utiliser dans un délai d'un an lorsque le sac anti-humidité avec dessicant est intact.Emballage ouvert :
• Pour les composants retirés de leur sac scellé, l'environnement de stockage ne doit pas dépasser 30°C / 60% HR. Il est fortement recommandé de terminer le processus de refusion IR dans la semaine suivant l'ouverture.Stockage prolongé (Ouvert) :

Si le stockage dépasse une semaine, les LED doivent être conservées dans un conteneur scellé avec dessicant ou dans un dessiccateur à azote. Les composants stockés hors du sac pendant plus d'une semaine nécessitent un prétraitement 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 post-assemblage est nécessaire, n'utiliser que les solvants spécifiés. Immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température normale pendant moins d'une minute est acceptable. L'utilisation de nettoyants chimiques non spécifiés est interdite car ils peuvent endommager la lentille en époxy ou le boîtier de la LED.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

• Le produit est fourni dans une bande porteuse embossée standard de l'industrie avec une bande de couverture protectrice, enroulée sur une bobine de 7 pouces (178 mm) de diamètre.Quantité par bobine :
• 3000 pièces.Quantité minimale de commande (MOQ) :
• 500 pièces pour les quantités restantes.Largeur de bande :
• 8 mm.Normes d'emballage :
• Conforme aux spécifications ANSI/EIA-481-1-A-1994 pour l'emballage des composants.Qualité :

Le nombre maximum de composants manquants consécutifs (poches vides) dans la bande est de deux.

Des dessins dimensionnels détaillés pour la bande porteuse (espacement des poches, profondeur) et la bobine (diamètre du moyeu, diamètre de la bride) sont fournis pour la compatibilité avec les alimenteurs d'équipements automatisés.

8. Suggestions d'application

• 8.1 Scénarios d'application typiquesIndicateurs d'état bicolores :
• Idéal pour les panneaux d'équipement où une seule LED peut afficher plusieurs états (par exemple, blanc pour "activé/en marche", orange pour "veille/avertissement").Rétroéclairage d'électronique grand public :
• Peut être utilisé pour l'éclairage des boutons ou des accents dans les appareils où des effets bicolores sont souhaités.Éclairage intérieur automobile :
• Pour l'éclairage d'ambiance pouvant basculer entre les tons blancs et oranges.Panneaux de contrôle industriel :

Fournissant une indication d'état claire et lumineuse dans divers modes de fonctionnement.

• 8.2 Considérations de conceptionLimitation de courant :_{Toujours utiliser une résistance de limitation de courant en série ou un pilote à courant constant pour chaque puce. Calculer en fonction de la tension d'alimentation et de la tension directe maximale (V}F MAX_F) au courant de fonctionnement souhaité (ne dépassant pas I
• DC).Gestion thermique :
• Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurer une surface de cuivre PCB adéquate autour des pastilles de soudure aide à évacuer la chaleur, maintenant la sortie lumineuse et la longévité, surtout à des températures ambiantes ou des courants d'alimentation plus élevés.Protection ESD :
• Intégrer des diodes de protection ESD sur les lignes de signal pilotant la LED dans les environnements sujets aux décharges statiques.Conception optique :

L'angle de vision de 130 degrés offre une large couverture. Pour une lumière plus dirigée, des optiques secondaires (lentilles, guides de lumière) peuvent être nécessaires.

9. Comparaison et différenciation technique

• Le LTW-C195DSKF-5A offre des avantages spécifiques dans sa catégorie :Intégration double puce :
• Combine deux technologies semi-conductrices différentes (InGaN pour le blanc, AlInGaP pour l'orange) dans un seul boîtier, offrant une performance de couleur et une luminosité supérieures pour chaque couleur par rapport à une LED à puce unique avec un revêtement de phosphore tentant deux couleurs.Contrôle indépendant :
• Des anodes/cathodes séparées permettent un pilotage et un gradation complètement indépendants de chaque couleur, permettant un mélange ou une séquence de couleurs dynamique impossible avec les LED bicolores à cathode/anode commune.Orange haute luminosité :
• L'utilisation de la technologie AlInGaP pour la puce orange produit généralement un rendement plus élevé et une sortie plus lumineuse à des longueurs d'onde spécifiques par rapport aux technologies plus anciennes.Boîtier robuste :

La compatibilité avec la refusion IR et l'emballage en bande et bobine le rend adapté aux lignes d'assemblage CMS entièrement automatisées et à grand volume.

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

Q1 : Puis-je alimenter simultanément les puces blanche et orange à leur courant continu maximum ?

R : Pas nécessairement. Vous devez considérer la dissipation de puissance totale. Alimenter simultanément le Blanc à 20mA (~2,75V) et l'Orange à 30mA (~2,00V) donne une puissance combinée de ~112,5 mW, ce qui peut dépasser les limites de conception thermique du petit boîtier s'il n'y a pas de dissipateur thermique suffisant. Il est plus sûr de fonctionner en dessous des maxima absolus ou d'appliquer un déclassement thermique.

Q2 : Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de crête et la Longueur d'onde dominante ?_PR : La Longueur d'onde de crête (λ_d=611 nm) est le pic physique du spectre lumineux émis par la LED. La Longueur d'onde dominante (λ

=605 nm) est le pic perceptuel - la longueur d'onde unique de lumière spectrale pure que l'œil humain associerait à la couleur de la LED. Elles diffèrent souvent, surtout pour les spectres plus larges.

Q3 : Pourquoi l'exigence d'humidité de stockage est-elle plus stricte pour les emballages ouverts ?

R : Le composé de moulage en époxy utilisé dans les LED CMS peut absorber l'humidité de l'air. Pendant le processus de soudage par refusion à haute température, cette humidité piégée peut se vaporiser rapidement, créant une pression interne qui peut fissurer le boîtier (effet "pop-corn"). Le processus de séchage avant le soudage élimine cette humidité absorbée.

Q4 : Comment interpréter les coordonnées de la classe de teinte (par exemple, S1) ?

R : Les quatre paires de coordonnées (x,y) pour une classe comme S1 définissent les coins d'un quadrilatère sur le diagramme de chromaticité CIE. Toute LED dont les coordonnées chromatiques mesurées se situent à l'intérieur de ce quadrilatère est assignée à la classe S1. C'est une méthode plus précise que les simples classes de longueur d'onde pour définir l'espace colorimétrique.

11. Étude de cas de conception pratiqueScénario :

Conception d'un bouton d'alimentation multi-états pour un amplificateur audio grand public. Le bouton doit indiquer : Éteint (sombre), Veille (orange pulsé), Allumé (blanc fixe).

Mise en œuvre avec LTW-C195DSKF-5A :

1. La LED est placée derrière un capuchon de bouton translucide.

3. 2. Un microcontrôleur (MCU) pilote les deux couleurs via deux broches GPIO séparées, chacune avec sa propre résistance de limitation de courant en série calculée pour un courant de 5mA (pour une longue durée de vie et une luminosité modérée).État Éteint :

4. Les deux broches du MCU sont configurées en entrée haute impédance ou en sortie basse.État Veille :

5. La broche du MCU connectée à la LED Orange (Broches 2/4) est pilotée avec un signal PWM (Modulation de Largeur d'Impulsion) pour créer un effet pulsé. La broche de la LED Blanche reste éteinte.État Allumé :



La broche du MCU pour la LED Blanche (Broches 1/3) est pilotée en continu à l'état haut. La broche de la LED Orange est éteinte.

Cette conception n'utilise qu'une seule empreinte de composant, simplifie l'assemblage et fournit un retour visuel clair et distinct en utilisant une lumière de haute qualité et cohérente des deux puces.

12. Introduction au principe technologique

• Le LTW-C195DSKF-5A utilise deux technologies d'éclairage à semi-conducteurs distinctes :InGaN (Puce blanche) :
• Typiquement, une puce LED InGaN émettant du bleu est combinée avec un revêtement de phosphore jaune (YAG:Ce). Une partie de la lumière bleue s'échappe, et le reste est converti vers le bas par le phosphore en lumière jaune. Le mélange de lumière bleue et jaune est perçu par l'œil humain comme blanc. La lentille jaune du boîtier peut également contribuer au mélange ou à la diffusion des couleurs.AlInGaP (Puce orange) :

Ce système de matériau est cultivé sur un substrat (souvent GaAs) et est conçu pour avoir une bande interdite directe correspondant à l'émission de lumière dans les régions rouge, orange et jaune du spectre (environ 590-650 nm). Il est très efficace pour produire des couleurs saturées dans cette plage. La sortie orange est générée directement par la recombinaison électron-trou au sein du matériau semi-conducteur lui-même, sans phosphores.

L'électroluminescence est le principe de base : lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n du semi-conducteur, les électrons et les trous se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde (couleur) de la lumière est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur.

13. Tendances de développement

• Le domaine des LED CMS continue d'évoluer, avec des tendances qui contextualisent des dispositifs comme le LTW-C195DSKF-5A :Augmentation de l'efficacité et du flux lumineux :
• Des améliorations continues dans la croissance épitaxiale, la conception des puces et l'efficacité d'extraction du boîtier conduisent à une sortie mcd plus élevée par mA de courant d'entrée, permettant une consommation d'énergie plus faible ou des affichages plus lumineux.Miniaturisation :
• Bien qu'il s'agisse d'un boîtier EIA standard, l'industrie pousse pour des empreintes plus petites (par exemple, 0402, 0201) pour les dispositifs ultra-compacts, bien que souvent au détriment de la sortie lumineuse totale ou des performances thermiques.Amélioration de la cohérence des couleurs et du classement :_FLes avancées dans le contrôle des processus de fabrication produisent des distributions plus serrées en V_V, I
• , et chromaticité, réduisant le nombre de classes nécessaires et assurant une performance plus uniforme dans la production par lots.Solutions intégrées :
• Une tendance vers les LED avec régulateurs de courant intégrés, protection ESD, ou même une logique de contrôle simple ("LED intelligentes") pour simplifier la conception du circuit pour l'utilisateur final.Accent sur la fiabilité et la durée de vie :