Fiche technique LTST-S326KSTGKT-5A - LED SMD bicolore (Jaune/Vert) - 5mA - Angle de vision 130° - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-S326KSTGKT-5A est une LED bicolore compacte pour montage en surface, conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant un éclairage indicateur fiable avec un encombrement minimal. Ce dispositif intègre deux puces semi-conductrices distinctes dans un seul boîtier : une puce AlInGaP pour l'émission jaune et une puce InGaN pour l'émission verte. Cette configuration permet une indication bicolore à partir d'un seul composant, économisant ainsi un espace précieux sur le PCB. La LED est logée dans un boîtier standard conforme aux normes EIA avec une lentille transparente, garantissant un rendement lumineux élevé et un large angle de vision. Elle est spécifiquement conçue pour être compatible avec les systèmes automatisés de placement et les procédés standards de soudage par refusion infrarouge (IR), la rendant adaptée aux environnements de fabrication en grande série.

Les avantages principaux de cette LED incluent sa conformité aux directives RoHS, l'utilisation d'une technologie de puce ultra-lumineuse pour une intensité lumineuse élevée, et sa conception robuste pour les lignes d'assemblage automatisées. Ses marchés cibles principaux couvrent les équipements de télécommunications, les dispositifs de bureautique, les appareils électroménagers, les panneaux de contrôle industriel et divers produits électroniques grand public où une indication d'état ou un rétroéclairage est requis.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Fonctionner le dispositif au-delà de ces limites peut causer des dommages permanents.

• Dissipation de puissance :Jaune : 62,5 mW, Vert : 76 mW
• Courant direct de crête (Cycle de service 1/10, impulsion 0,1ms) :Jaune : 60 mA, Vert : 100 mA
• Courant direct continu (I_F) :Jaune : 25 mA, Vert : 20 mA
• Plage de température de fonctionnement (T_a) :-20°C à +80°C
• Plage de température de stockage :-30°C à +100°C
• Condition de soudage infrarouge :Température de pic de 260°C pendant un maximum de 10 secondes.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques (à T_a=25°C, I_F=5mA)

Ce sont les paramètres de performance typiques dans des conditions de test standard.

• Intensité lumineuse (I_V) :
  • Jaune : Minimum 7,1 mcd, Typique -, Maximum 71,0 mcd
  • Vert : Minimum 28,0 mcd, Typique -, Maximum 280,0 mcd
  • Mesurée à l'aide d'un capteur/filtre approximant la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ_1/2) :130 degrés (typique pour les deux couleurs). C'est l'angle total pour lequel l'intensité est la moitié de la valeur sur l'axe.
• Longueur d'onde de pic (λ_P) :Jaune : 591 nm (typ), Vert : 530 nm (typ).
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :
  • Jaune : Min 582,0 nm, Max 596,0 nm
  • Vert : Min 520,0 nm, Max 540,0 nm
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :Jaune : 15 nm (typ), Vert : 35 nm (typ).
• Tension directe (V_F) :
  • Jaune : Typique 2,0 V, Maximum 2,3 V
  • Vert : Typique 2,8 V, Maximum 3,2 V
• Courant inverse (I_R) :Maximum 10 µA pour les deux couleurs à V_R=5V. Note : Le dispositif n'est pas conçu pour un fonctionnement inverse ; ce paramètre est uniquement à des fins de test.

3. Explication du système de binning

Le produit est trié en bins selon l'intensité lumineuse pour assurer la cohérence de couleur et de luminosité dans une application. La tolérance pour chaque bin est de +/-15%.

3.1 Bins d'intensité lumineuse

Pour la couleur Jaune (I_F=5mA) :

• Bin K : 7,1 – 11,2 mcd
• Bin L : 11,2 – 18,0 mcd
• Bin M : 18,0 – 28,0 mcd
• Bin N : 28,0 – 45,0 mcd
• Bin P : 45,0 – 71,0 mcd

Pour la couleur Verte (I_F=5mA) :

• Bin N : 28,0 – 45,0 mcd
• Bin P : 45,0 – 71,0 mcd
• Bin Q : 71,0 – 112,0 mcd
• Bin R : 112,0 – 180,0 mcd
• Bin S : 180,0 – 280,0 mcd

La référence LTST-S326KSTGKT-5A indique des sélections de bins spécifiques pour les puces jaune (K) et verte (S). Les concepteurs doivent spécifier les bins requis pour leur application afin de garantir une uniformité visuelle, en particulier lorsque plusieurs LED sont utilisées côte à côte.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que le PDF fasse référence à des courbes typiques, leurs caractéristiques peuvent être déduites des données fournies :

• Courbe I-V (Courant-Tension) :Les spécifications de tension directe (V_F) suggèrent une relation exponentielle caractéristique. La puce jaune, avec une V_Ftypique plus basse (2,0V), aura une forme de courbe légèrement différente de celle de la puce verte (V_Ftypique 2,8V). Une limitation de courant appropriée est essentielle, car la V_Fa un coefficient de température négatif.
• Intensité lumineuse vs. Courant :L'intensité (I_V) est approximativement proportionnelle au courant direct (I_F) dans la plage de fonctionnement nominale. Cependant, l'efficacité peut chuter à des courants très élevés en raison des effets thermiques.
• Caractéristiques de température :Le rendement lumineux des LED AlInGaP (jaune) et InGaN (vert) diminue généralement avec l'augmentation de la température de jonction. La plage de température de fonctionnement de -20°C à +80°C définit les conditions ambiantes sous lesquelles la performance spécifiée est garantie.
• Distribution spectrale :Les longueurs d'onde de pic et dominantes, ainsi que la largeur de bande spectrale (Δλ), définissent la pureté de la couleur. Le Δλ plus large de la puce verte (35 nm) par rapport à la puce jaune (15 nm) est typique des LED vertes à base d'InGaN.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est conforme à un contour de boîtier standard EIA pour montage en surface. Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance standard de ±0,1 mm sauf indication contraire. Le boîtier présente un design à profil bas adapté aux applications à espace limité.

5.2 Assignation des broches et polarité

Le dispositif a deux anodes (une pour chaque puce) et une cathode commune. L'assignation des broches est la suivante :

• Cathode 1 (C1) :Connectée à la puce InGaN verte.
• Cathode 2 (C2) :Connectée à la puce AlInGaP jaune.

La polarité correcte doit être respectée lors de la conception du PCB et de l'assemblage. Le modèle de pastille de fixation recommandé pour le PCB est fourni pour assurer un soudage correct et une stabilité mécanique.

6. Guide de soudage et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudage par refusion (procédé sans plomb)

Le dispositif est compatible avec le soudage par refusion infrarouge. Un profil suggéré conforme aux normes JEDEC est :

• Température de préchauffage :150°C à 200°C
• Durée de préchauffage :Maximum 120 secondes
• Température de pic du corps :Maximum 260°C
• Temps au-dessus de 260°C :Maximum 10 secondes
• Nombre de cycles de refusion :Maximum deux fois.

Note : Le profil réel doit être caractérisé pour la conception spécifique du PCB, la pâte à souder et le four utilisés.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire :

• Température du fer :Maximum 300°C
• Durée de soudage :Maximum 3 secondes par pastille
• Nombre de cycles :Une seule fois.

6.3 Stockage et manipulation

• Précautions ESD :Le dispositif est sensible aux décharges électrostatiques (ESD). Utilisez des bracelets antistatiques, des tapis antistatiques et un équipement correctement mis à la terre pendant la manipulation.
• Sensibilité à l'humidité :En tant que dispositif pour montage en surface, il est sensible à l'humidité.
  • Sachet scellé :Stockez à ≤30°C et ≤60% HR. Utilisez dans l'année suivant l'ouverture du sachet.
  • Après ouverture du sachet :Pour les composants hors du sachet d'origine pendant plus d'une semaine, une cuisson à 60°C pendant au moins 20 heures est recommandée avant la refusion pour éviter l'effet "pop-corn".
• Nettoyage :Utilisez uniquement des solvants à base d'alcool approuvés comme l'alcool isopropylique (IPA) ou l'éthanol. L'immersion doit être inférieure à une minute à température ambiante. Évitez les produits chimiques non spécifiés.

7. Conditionnement et informations de commande

Le conditionnement standard pour l'assemblage automatisé est :

• Bande :Bande porteuse gaufrée de 8 mm de large.
• Bobine :Bobine de diamètre 7 pouces (178 mm).
• Quantité par bobine :3000 pièces.
• Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.
• Le conditionnement suit les spécifications ANSI/EIA-481. Les poches vides sont scellées avec un ruban de couverture, et un maximum de deux composants manquants consécutifs est autorisé.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Indicateurs d'état :Indicateurs de mise sous tension, veille, mode, charge de batterie ou activité réseau dans les routeurs, modems, stations de base et équipements de télécom.
• Rétroéclairage de clavier/touches :Fournissant un retour bicolore (par exemple, vert pour actif, jaune pour avertissement) dans les panneaux industriels, dispositifs médicaux ou produits électroniques grand public.
• Indicateurs de panneau :Sur les panneaux de contrôle des appareils électroménagers (fours, lave-linge) et des équipements de bureautique (imprimantes, scanners).
• Luminaires symboliques :Petite signalétique ou éclairage d'icônes.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance de limitation de courant en série pour chaque canal de couleur. Calculez la valeur de la résistance en fonction de la tension d'alimentation (V_CC), du courant direct souhaité (I_F) et de la tension directe de la LED (V_F). Utilisez la V_F_max de la fiche technique pour une conception robuste : R = (V_CC- V_{F_max}) / I_F.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurez une surface de cuivre de PCB adéquate ou des vias thermiques si le fonctionnement a lieu à des températures ambiantes élevées ou près du courant maximum pour maintenir les performances et la longévité.
• Conception optique :L'angle de vision de 130 degrés offre une large visibilité. Pour une lumière dirigée, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être nécessaires.
• Circuit de commande :La LED est compatible avec les niveaux logiques et peut être pilotée directement depuis les broches GPIO d'un microcontrôleur (avec une résistance de limitation de courant) ou via des interrupteurs à transistor/MOSFET pour un contrôle de courant plus élevé.

9. Comparaison et différenciation technique

Le LTST-S326KSTGKT-5A offre des avantages spécifiques dans sa catégorie :

• Deux couleurs dans un seul boîtier :Élimine le besoin de deux LED SMD séparées, économisant de l'espace sur le PCB, réduisant le temps/coût de placement et simplifiant la nomenclature (BOM).
• Haute luminosité :L'utilisation de puces AlInGaP et InGaN ultra-lumineuses fournit une intensité lumineuse élevée, la rendant adaptée aux applications nécessitant une bonne visibilité même dans des conditions bien éclairées.
• Boîtier standardisé :L'empreinte standard EIA assure la compatibilité avec une vaste gamme de conceptions de PCB, buses de placement et systèmes d'alimentation existants.
• Compatibilité de procédé robuste :Conçue explicitement pour la refusion IR et l'assemblage automatisé, garantissant un rendement élevé et une fiabilité en production de masse.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q1 : Puis-je alimenter simultanément les LED jaune et verte à leur courant continu maximum ?

R1 : Non. Les valeurs maximales absolues spécifient des courants directs continus individuels (Jaune : 25mA, Vert : 20mA). Alimenter les deux simultanément à ces niveaux dépasserait probablement la puissance de dissipation totale nominale du boîtier. Pour un fonctionnement simultané, réduisez les courants en conséquence en fonction des considérations thermiques.

Q2 : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de pic (λ_P) et la longueur d'onde dominante (λ_d) ?

R2 : La longueur d'onde de pic est la longueur d'onde unique à laquelle le spectre d'émission a son intensité la plus élevée. La longueur d'onde dominante est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui correspondrait à la couleur perçue de la LED lorsqu'elle est combinée à une référence blanche spécifiée. λ_dest plus étroitement liée à la perception humaine des couleurs.

Q3 : Pourquoi la condition de test du courant inverse (I_R) est-elle spécifiée si le dispositif n'est pas conçu pour un fonctionnement inverse ?

R3 : Le test I_Rest un test standard de qualité et de fiabilité pour vérifier l'intégrité de la jonction et les fuites. Il vérifie que la puce LED et le boîtier n'ont pas de défauts significatifs. L'application d'une tension inverse dans un circuit réel n'est pas recommandée et peut endommager le dispositif.

Q4 : Quelle est l'importance critique du délai d'une semaine après l'ouverture du sachet barrière à l'humidité ?

R4 : C'est une ligne directrice conservatrice pour prévenir les dommages induits par l'humidité pendant le soudage par refusion (effet "pop-corn"). Si le temps d'exposition est dépassé, la cuisson des composants comme spécifié (60°C pendant 20+ heures) élimine efficacement l'humidité absorbée et les remet dans un état soudable.

11. Étude de cas pratique de conception

Scénario :Conception d'un indicateur d'état double pour un routeur sans fil. Le vert indique une connexion Internet stable, et le jaune indique une tentative de connexion ou un signal dégradé.

Mise en œuvre :

1. La LED est placée sur le PCB du panneau avant. La cathode commune est connectée à la masse.
2. L'anode verte (C1) est connectée à une broche GPIO d'un microcontrôleur (par ex. 3,3V) via une résistance de limitation de courant. R_vert = (3,3V - 3,2V_max) / 0,005A = 20Ω (utiliser la valeur standard 22Ω).
3. L'anode jaune (C2) est connectée à une autre broche GPIO via une autre résistance. R_jaune = (3,3V - 2,3V_max) / 0,005A = 200Ω (utiliser la valeur standard 220Ω).
4. Le micrologiciel du microcontrôleur contrôle les broches : active la broche verte pour un lien stable, active la broche jaune pour la recherche/dégradation, et désactive les deux pour l'arrêt.
5. Le large angle de vision de 130° garantit que l'indicateur est visible sous différents angles dans une pièce typique.

Cette conception utilise un seul composant pour fournir deux états visuels clairs, simplifiant l'assemblage et économisant de l'espace par rapport à l'utilisation de deux LED séparées.

12. Introduction au principe technologique

Le LTST-S326KSTGKT-5A est basé sur l'émission de lumière semi-conductrice à l'état solide. Il contient deux matériaux semi-conducteurs différents dans son boîtier :

• Émission Jaune (AlInGaP) :La lumière jaune est produite par une puce en Phosphure d'Aluminium Indium Gallium (AlInGaP). Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active de la puce, libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique de l'alliage AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond à la longueur d'onde jaune (~590 nm).
• Émission Verte (InGaN) :La lumière verte est produite par une puce en Nitrure d'Indium Gallium (InGaN). Le principe de fonctionnement est le même (électroluminescence), mais le système matériel InGaN a une plus grande capacité d'ajustement de la bande interdite. En ajustant la teneur en indium, la longueur d'onde d'émission peut varier à travers le spectre bleu, vert et cyan. Atteindre un vert à haute efficacité avec l'InGaN est plus difficile que le bleu, ce qui se reflète dans la largeur spectrale plus large.

La lentille en époxy transparente encapsule les puces, offrant une protection mécanique, façonnant le faisceau lumineux de sortie et assurant une étanchéité environnementale.

13. Tendances et évolutions de l'industrie

Le marché des LED SMD comme le LTST-S326KSTGKT-5A continue d'évoluer, poussé par plusieurs tendances clés :

• Miniaturisation accrue :La demande persiste pour des tailles de boîtier encore plus petites (par ex., 0402, 0201 métrique) pour permettre une électronique plus dense et de nouveaux facteurs de forme comme les dispositifs portables.
• Efficacité et luminance plus élevées :Les améliorations continues dans la croissance épitaxiale et la conception des puces produisent des LED avec une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumière par watt électrique), permettant une consommation d'énergie plus faible ou des indicateurs plus brillants au même courant.
• Cohérence des couleurs et binning avancé :Des tolérances de binning plus strictes pour la longueur d'onde (couleur) et l'intensité deviennent la norme, en particulier pour les applications où plusieurs LED doivent correspondre parfaitement, comme dans les affichages couleur complets ou les réseaux d'indicateurs.
• Intégration et fonctionnalités intelligentes :La tendance s'étend au-delà des simples LED discrètes vers des solutions intégrées, telles que des LED avec des résistances de limitation de courant intégrées, des circuits de commande (driver IC) ou même des microcontrôleurs pour les LED RGB adressables (par ex., WS2812).
• Fiabilité et adaptabilité aux environnements sévères :Le développement se concentre sur l'amélioration des performances et de la longévité sous des températures, une humidité et une exposition chimique plus élevées, élargissant les applications aux secteurs automobile, industriel et extérieur.

Des dispositifs comme le LTST-S326KSTGKT-5A représentent une solution mature, fiable et rentable pour les applications d'indicateurs standard, tandis que les nouvelles technologies repoussent les limites pour des utilisations spécialisées et hautes performances.