Fiche technique de la LED SMD bicolore LTST-S327TBKFKT - Bleue & Orange - 20mA/25mA - 76mW/62.5mW - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-S327TBKFKT est une LED bicolore à montage en surface compacte, conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant une optimisation de l'espace et un assemblage automatisé. Ce composant intègre deux puces semi-conductrices distinctes dans un seul boîtier : une puce InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium) pour l'émission bleue et une puce AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) pour l'émission orange. Cette configuration permet une indication bicolore à partir d'une seule empreinte de composant, simplifiant la conception du circuit imprimé et réduisant le nombre de pièces.

Le marché principal de cette LED comprend les appareils portables et nomades, les équipements de télécommunication, les périphériques informatiques et divers produits électroniques grand public où une indication d'état, un rétroéclairage ou un éclairage symbolique est requis. Sa compatibilité avec les machines de placement automatisé à haut volume et les processus standards de soudage par refusion infrarouge (IR) en fait un choix idéal pour une fabrication rentable.

1.1 Caractéristiques et avantages principaux

• Intégration Bicolore :Combine des sources lumineuses bleue et orange dans un boîtier standard EIA, permettant des fonctions de signalisation et d'affichage polyvalentes.
• Puces Haute Luminosité :Utilise la technologie semi-conductrice avancée InGaN et AlInGaP pour délivrer une intensité lumineuse élevée avec des valeurs typiques de 45 mcd (Bleu) et 90 mcd (Orange) à 20mA.
• Prêt pour la Fabrication :Fourni sur bande de 8mm montée sur bobine de 7 pouces, facilitant l'assemblage automatisé. Le boîtier est conçu pour être compatible avec les profils de soudage par refusion infrarouge, y compris les processus sans plomb.
• Conformité Environnementale :Le produit est conforme à la directive sur la restriction des substances dangereuses (RoHS).
• Angle de Vision Large :Dispose d'un angle de vision typique (2θ1/2) de 130 degrés pour les deux couleurs, offrant une visibilité étendue.

1.2 Applications Cibles

Cette LED convient à un large éventail d'applications nécessitant un éclairage indicateur fiable et compact. Les principaux domaines d'application incluent :

• Indicateurs d'État :Indicateurs d'alimentation, de connectivité, de batterie ou de mode dans les téléphones, routeurs et équipements réseau.
• Rétroéclairage de Clavier/Touches :Fournissant un éclairage pour les touches dans des conditions de faible luminosité.
• Électronique Grand Public et de Bureau :Indicateurs dans les appareils électroménagers, imprimantes et équipements audiovisuels.
• Panneaux de Commande Industriels :Voyants de signalisation pour l'état des machines ou les alertes.

2. Analyse Approfondie des Paramètres Techniques

Un examen détaillé des spécifications électriques et optiques est crucial pour une conception de circuit et une prédiction de performance appropriées.

2.1 Valeurs Maximales Absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Un fonctionnement à ou au-delà de ces limites n'est pas conseillé.

• Dissipation de Puissance (Pd) :Bleu : 76 mW, Orange : 62.5 mW. C'est la puissance maximale que la LED peut dissiper sous forme de chaleur à une température ambiante (Ta) de 25°C.
• Courant Direct :Le courant direct continu (IF) est nominalement de 20 mA pour la puce Bleue et de 25 mA pour la puce Orange. Un Courant Direct de Crête plus élevé de 100 mA (Bleu) et 60 mA (Orange) est autorisé en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0.1ms).
• Plages de Température :Fonctionnement : -20°C à +80°C. Stockage : -30°C à +100°C.
• Limite de Soudage :Le composant peut supporter un soudage par refusion infrarouge avec une température de crête de 260°C pendant un maximum de 10 secondes.

2.2 Caractéristiques Électriques & Optiques (Ta=25°C)

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

• Intensité Lumineuse (Iv) :Mesurée en millicandelas (mcd) à IF=20mA. La puce Bleue a une plage de 28.0 mcd (Min) à 180.0 mcd (Max), avec une valeur typique de 45.0 mcd. La puce Orange varie de 45.0 mcd à 180.0 mcd, avec une valeur typique de 90.0 mcd.
• Tension Directe (Vf) :À IF=20mA, Vf pour le Bleu est entre 2.8V (Min) et 3.8V (Max). Pour l'Orange, elle est entre 1.6V (Min) et 2.4V (Max). Les concepteurs doivent s'assurer que le circuit d'attaque peut fournir une tension adéquate.
• Longueur d'Onde :La Longueur d'Onde d'Émission de Crête (λp) est typiquement de 468 nm pour le Bleu et 611 nm pour l'Orange. La Longueur d'Onde Dominante (λd), qui définit la couleur perçue, est typiquement de 470 nm pour le Bleu et 605 nm pour l'Orange.
• Largeur Spectrale :La Demi-Largeur de Raie Spectrale (Δλ) est typiquement de 25 nm pour le Bleu et 17 nm pour l'Orange, indiquant la pureté spectrale de la lumière émise.
• Courant Inverse (Ir) :Maximum de 10 µA à une Tension Inverse (Vr) de 5V. Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse.

3. Explication du Système de Binning

Pour garantir une uniformité de luminosité, les LED sont triées en "bins" basés sur l'intensité lumineuse mesurée. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences de luminosité spécifiques pour leur application.

3.1 Binning d'Intensité Lumineuse

Le code de bin définit une plage minimale et maximale d'intensité lumineuse. Une tolérance de +/-15% s'applique à l'intérieur de chaque bin.

Pour la Puce Bleue :

• 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

Pour la Puce Orange :

• 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

Lors de la spécification ou de la commande, le code de bin garantit de recevoir des LED dont la luminosité se situe dans la plage souhaitée. Pour les applications nécessitant une apparence uniforme sur plusieurs LED, il est recommandé de spécifier un bin serré (par exemple, Bin Q ou R).

4. Analyse des Courbes de Performance

Bien que des données graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique, les relations typiques décrites sont essentielles pour comprendre le comportement du composant dans différentes conditions.

4.1 Courant Direct vs. Tension Directe (Courbe I-V)

La relation I-V est non linéaire. Pour les deux puces, Bleue (InGaN) et Orange (AlInGaP), la tension directe augmente avec le courant. La puce Bleue présente une tension de seuil et de fonctionnement plus élevée (~3.2V typique) comparée à la puce Orange (~2.0V typique). Cette différence doit être prise en compte dans les configurations d'attaque en série ou en parallèle.

4.2 Intensité Lumineuse vs. Courant Direct

L'intensité lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement recommandée. Cependant, l'efficacité peut chuter à des courants très élevés en raison d'une génération de chaleur accrue. Un fonctionnement à ou en dessous du courant continu recommandé assure une luminosité et une longévité optimales.

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 :La lumière émise diminue. La déclassement est plus prononcé à des températures ambiantes ou des courants plus élevés.
• La Tension Directe Diminue :Le Vf a typiquement un coefficient de température négatif.
• Décalage de Longueur d'Onde :La longueur d'onde de crête peut se décaler légèrement avec la température, pouvant affecter la perception des couleurs dans des applications critiques.

Une gestion thermique appropriée sur le circuit imprimé est essentielle pour maintenir des performances stables.

5. Informations Mécaniques & sur le Boîtier

Les dimensions physiques et les détails de construction sont vitaux pour la conception du circuit imprimé et l'assemblage.

5.1 Dimensions du Boîtier et Assignation des Broches

Le composant est conforme à un contour de boîtier SMD standard de l'industrie. Les dimensions clés incluent la taille du corps et l'espacement des broches. Toutes les tolérances dimensionnelles sont de ±0.1 mm sauf indication contraire. L'assignation des broches est clairement définie : la broche A1 est l'anode pour la puce Bleue, et la broche A2 est l'anode pour la puce Orange. Les cathodes sont communes ou configurées selon la conception interne du boîtier (se référer au diagramme du boîtier pour le point de connexion commun exact).

5.2 Patron de Pistes Recommandé et Polarité

Un patron de pastilles de soudure recommandé est fourni pour assurer la formation de joints de soudure fiables pendant la refusion. La conception des pastilles tient compte de la formation correcte du ménisque de soudure et de l'alignement du composant. Le marquage de polarité sur le composant (généralement un point, une encoche ou un chanfrein) doit être aligné avec le marquage correspondant sur la sérigraphie du circuit imprimé pour assurer une connexion électrique correcte.

6. Recommandations de Soudage & d'Assemblage

Le respect des procédures de soudage recommandées est essentiel pour éviter les dommages.

6.1 Profil de Soudage par Refusion Infrarouge

Pour les processus d'assemblage sans plomb, un profil de refusion suggéré est fourni. Les paramètres clés incluent :

• Préchauffage :150-200°C pendant jusqu'à 120 secondes pour chauffer progressivement la carte et activer la flux.
• Température de Crête :Maximum de 260°C.
• Temps au-dessus du Liquidus :Le temps pendant lequel les broches du composant sont exposées à des températures supérieures au point de fusion de la soudure doit être contrôlé, avec un maximum de 10 secondes à la température de crête. Le composant ne doit pas être soumis à plus de deux cycles de refusion.

Le profil doit être développé et validé pour l'assemblage spécifique du circuit imprimé, en tenant compte de l'épaisseur de la carte, de la densité des composants et de la pâte à souder utilisée.

6.2 Soudage Manuel (Fer à Souder)

Si une retouche manuelle est nécessaire, utilisez un fer à souder à température contrôlée réglé au maximum à 300°C. Le temps de soudage sur la broche ne doit pas dépasser 3 secondes par joint. Appliquez la chaleur sur la pastille du circuit imprimé, et non directement sur le corps de la LED, pour minimiser la contrainte thermique.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage post-soudure est requis, utilisez uniquement des solvants approuvés. L'immersion de 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 agressifs ou non spécifiés peuvent endommager la lentille en époxy ou le boîtier.

6.4 Stockage et Manipulation

• Précautions ESD :Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). Manipulez-les avec des contrôles ESD appropriés : utilisez des bracelets antistatiques mis à la terre, des tapis antistatiques et un équipement correctement mis à la terre.
• Sensibilité à l'Humidité :Le boîtier a un niveau de sensibilité à l'humidité (MSL). Si le sachet étanche d'origine est ouvert, les composants doivent être utilisés dans la semaine (MSL3). Pour un stockage plus long hors du sachet d'origine, faites un séchage à environ 60°C pendant au moins 20 heures avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et éviter l'effet "pop-corn" pendant la refusion.
• Conditions de Stockage :Stockez dans un endroit frais et sec. Pour les emballages ouverts, l'environnement ne doit pas dépasser 30°C et 60% d'humidité relative.

7. Informations sur l'Emballage et la Commande

7.1 Spécifications de la Bande et de la Bobine

Le produit est fourni pour l'assemblage automatisé. Les détails clés de l'emballage incluent :

• Largeur de Bande :8 mm.
• Taille de Bobine :7 pouces de diamètre.
• Quantité par Bobine :3000 pièces.
• Quantité Minimum de Commande (MOQ) :Pour des quantités inférieures à une bobine complète, un minimum de 500 pièces est disponible en tant que chutes.
• Standard d'Emballage :Conforme aux spécifications ANSI/EIA-481. Les poches vides de la bande sont recouvertes d'un film protecteur supérieur.

8. Considérations de Conception d'Application

8.1 Conception du Circuit d'Attaque

Attaquez toujours les LED avec une source de courant constant, et non une tension constante, pour assurer une sortie lumineuse stable et éviter l'emballement thermique. Une simple résistance en série peut être utilisée pour des applications basiques, calculée comme R = (Valim - Vf) / If. Pour la LED Bleue à 20mA avec une alimentation de 5V et un Vf typique de 3.2V : R = (5 - 3.2) / 0.02 = 90 Ohms. Pour la LED Orange à 20mA avec un Vf typique de 2.0V : R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 Ohms. Les circuits intégrés dédiés à l'attaque de LED offrent une meilleure efficacité et un meilleur contrôle pour les applications multi-LED ou à luminosité contrôlée.

8.2 Gestion Thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurer une dissipation thermique adéquate via les pastilles de cuivre du circuit imprimé est une bonne pratique, surtout dans des environnements à température ambiante élevée ou lors d'une attaque proche du courant maximum. Cela aide à maintenir l'intensité lumineuse et à prolonger la durée de vie opérationnelle.

8.3 Conception Optique

Le large angle de vision de 130 degrés rend cette LED adaptée aux applications nécessitant une visibilité sur une large zone. Pour des faisceaux focalisés, des optiques secondaires (lentilles, guides de lumière) peuvent être nécessaires. La lentille transparente fournit la couleur réelle de la puce.

9. Comparaison et Différenciation Technique

Le LTST-S327TBKFKT offre des avantages spécifiques dans sa catégorie :

• Double Puce vs. Deux LED Simples :Économise de l'espace sur le circuit imprimé et réduit les coûts d'assemblage par rapport à l'utilisation de deux LED monochromes séparées.
• Technologie de Puce :Utilise des matériaux InGaN et AlInGaP à haute efficacité, fournissant une bonne luminosité pour la consommation de courant.
• Compatibilité Processus :Une compatibilité totale avec les lignes d'assemblage SMT standard, y compris les profils de refusion sans plomb agressifs, réduit les barrières de fabrication.

10. Questions Fréquemment Posées (FAQ)

10.1 Puis-je attaquer les deux couleurs simultanément à leur courant maximum ?

Non. Les Valeurs Maximales Absolues de dissipation de puissance (76 mW Bleu, 62.5 mW Orange) et la conception thermique du boîtier doivent être prises en compte. Attaquer les deux puces à leur courant continu maximum (20mA Bleu, 25mA Orange) simultanément générerait une chaleur significative. Il est conseillé de consulter les courbes de déclassement ou de fonctionner à des courants plus faibles si les deux LED doivent rester allumées en continu.

10.2 Quelle est la différence entre la Longueur d'Onde de Crête et la Longueur d'Onde Dominante ?

La Longueur d'Onde de Crête (λp) est la longueur d'onde à laquelle le spectre d'émission a son intensité maximale. La Longueur d'Onde Dominante (λd) est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui semblerait avoir la même couleur que la sortie de la LED pour l'œil humain, calculée à partir du diagramme de chromaticité CIE. λd est souvent plus pertinente pour la spécification de la couleur.

10.3 Comment interpréter le code de bin lors de la commande ?

Spécifiez le(s) code(s) de bin souhaité(s) pour chaque couleur (par exemple, Bleu : Bin P, Orange : Bin Q) pour vous assurer de recevoir des LED dont l'intensité lumineuse se situe dans la plage correspondante. Ceci est crucial pour obtenir une luminosité uniforme dans un réseau de LED.

11. Étude de Cas de Conception et d'Utilisation

Scénario : Indicateur d'État Double pour un Appareil Sans Fil

Un concepteur a besoin d'un seul composant pour indiquer à la fois "Connexion Bluetooth" (clignotement bleu) et "Batterie Faible" (orange fixe) sur un appareil portable compact.

Mise en Œuvre :Le LTST-S327TBKFKT est placé sur le circuit imprimé principal. Une broche GPIO d'un microcontrôleur attaque l'anode de la LED Bleue (A1) via une résistance de limitation de courant de 100Ω. Une autre broche GPIO attaque l'anode de la LED Orange (A2) via une résistance de 150Ω. La cathode commune est connectée à la masse. Le micrologiciel du microcontrôleur contrôle le motif de clignotement pour la LED bleue et allume la LED orange lorsque la tension de la batterie tombe en dessous d'un seuil. Cette solution utilise un espace minimal sur la carte, ne nécessite que deux broches de microcontrôleur et simplifie la nomenclature des matériaux.

12. Principe de Fonctionnement

Les Diodes Électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière lorsqu'un courant électrique les traverse. Ce phénomène, appelé électroluminescence, se produit lorsque les électrons se recombinent avec les trous d'électrons à l'intérieur du dispositif, libérant de l'énergie sous forme de photons. La couleur spécifique de la lumière est déterminée par la largeur de la bande interdite du matériau semi-conducteur utilisé. La puce InGaN a une bande interdite plus large, émettant des photons de plus haute énergie perçus comme de la lumière bleue. La puce AlInGaP a une bande interdite plus étroite, émettant des photons de plus basse énergie perçus comme de la lumière orange/rouge. Les deux puces sont logées dans un seul boîtier en époxy avec une lentille transparente qui n'altère pas la couleur émise.

13. Tendances Technologiques

Le développement des LED SMD comme le LTST-S327TBKFKT est motivé par plusieurs tendances actuelles en électronique :

• Miniaturisation :Demande continue de tailles de boîtiers plus petites pour permettre des produits finaux plus compacts.
• Efficacité Accrue :Les progrès dans l'épitaxie des semi-conducteurs et la conception des puces produisent une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumière par watt d'entrée électrique).
• Intégration Multi-Puces :Combiner plus de deux couleurs (par exemple, RVB) ou intégrer des circuits de contrôle (par exemple, LED adressables) dans un seul boîtier devient plus courant.
• Fiabilité Améliorée :Les améliorations dans les matériaux et les processus de boîtier conduisent à des durées de vie opérationnelles plus longues et à de meilleures performances dans des conditions environnementales difficiles.
• Spectre Plus Large :La recherche sur de nouveaux matériaux comme les pérovskites et les points quantiques vise à élargir la gamme de couleurs disponibles et la qualité de rendu des couleurs des LED.