Fiche technique LED SMD bicolore LTST-C195TBKGKT - Bleu & Vert - Courant direct 20mA & 30mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-C195TBKGKT est une LED bicolore à montage en surface (SMD) conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant un encombrement réduit et des performances fiables. Il intègre deux puces semi-conductrices distinctes dans un boîtier standard EIA : 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 verte. Cette configuration permet de créer plusieurs couleurs ou indicateurs d'état à partir d'un seul emplacement de composant.

Les principaux avantages de cette LED incluent sa conformité aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), la classant comme produit écologique. Elle est conditionnée sur bande embossée de 8mm enroulée sur bobines de 7 pouces de diamètre, la rendant entièrement compatible avec les équipements d'assemblage automatisés à grande vitesse. Le composant est également conçu pour être compatible avec les procédés de soudure courants, y compris la refusion infrarouge (IR) et en phase vapeur.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques absolues maximales

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Un fonctionnement à ou près de ces limites n'est pas recommandé sur de longues périodes.

• Dissipation de puissance :Puce bleue : 76 mW, Puce verte : 75 mW (à Ta=25°C).
• Courant direct de crête :Bleu : 100 mA, Vert : 80 mA. Cette valeur est spécifiée en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0.1ms) pour gérer de brèves surintensités.
• Courant direct continu :Le courant direct continu maximal est de 20 mA pour la puce bleue et de 30 mA pour la puce verte.
• Déclassement en courant :Le courant direct continu maximal admissible diminue linéairement avec l'augmentation de la température ambiante. Le facteur de déclassement est de 0.25 mA/°C pour le bleu et de 0.4 mA/°C pour le vert, à partir de 25°C.
• Tension inverse :Les deux puces ont une tension inverse maximale de 5V. Un fonctionnement continu en polarisation inverse est interdit.
• Plage de température :Fonctionnement : -20°C à +80°C. Stockage : -30°C à +85°C.
• Tolérance à la température de soudure :Le composant peut supporter une soudure à la vague ou infrarouge à 260°C pendant 5 secondes, et une soudure en phase vapeur à 215°C pendant 3 minutes.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Il s'agit de paramètres de performance typiques mesurés à une température ambiante de 25°C dans des conditions de test spécifiées.

• Intensité lumineuse (Iv) :Mesurée à un courant direct (IF) de 20mA.
  • Bleu : Minimum 28.0 mcd, Valeur typique non spécifiée, Maximum 180 mcd.
  • Vert : Minimum 18.0 mcd, Valeur typique non spécifiée, Maximum 112 mcd.
• Angle de vision (2θ1/2) :L'angle total pour lequel l'intensité lumineuse est la moitié de la valeur axiale. Typique pour les deux couleurs : 130 degrés, indiquant un diagramme de rayonnement large.
• Longueur d'onde de crête (λP) :La longueur d'onde à laquelle la puissance optique émise est la plus grande. Typique : Bleu : 468 nm, Vert : 574 nm.
• Longueur d'onde dominante (λd) :La longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur. Typique : Bleu : 470 nm, Vert : 571 nm.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :La largeur du spectre d'émission à mi-puissance. Typique : Bleu : 25 nm, Vert : 15 nm.
• Tension directe (VF) :Mesurée à IF=20mA.
  • Bleu : Typique 3.4V, Maximum 3.8V.
  • Vert : Typique 2.0V, Maximum 2.4V.
• Courant inverse (IR) :Maximum 10 µA pour les deux puces lorsqu'une tension inverse (VR) de 5V est appliquée.
• Capacité (C) :Typique 40 pF pour la puce verte (mesurée à VF=0V, f=1MHz). Non spécifié pour le bleu.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour garantir l'uniformité dans les applications, les LED sont triées (binnées) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée. Le LTST-C195TBKGKT utilise des codes de bin distincts pour ses puces bleue et verte.

3.1 Bins d'intensité de 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

3.2 Bins d'intensité de la puce verte

• Bin M :18.0 - 28.0 mcd
• Bin N :28.0 - 45.0 mcd
• Bin P :45.0 - 71.0 mcd
• Bin Q :71.0 - 112.0 mcd

Une tolérance de +/-15% est appliquée à la plage d'intensité de chaque bin. Ce système permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec des niveaux de luminosité prévisibles pour leurs besoins d'application spécifiques.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes de performance typiques essentielles pour comprendre le comportement du composant dans différentes conditions. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas reproduits dans le texte, ils incluent généralement :

• Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct :Montre comment le flux lumineux augmente avec le courant, généralement selon une relation quasi-linéaire jusqu'à saturation.
• Tension directe en fonction du courant direct :Illustre la caractéristique I-V de la diode, cruciale pour concevoir les circuits de limitation de courant.
• Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante :Illustre la diminution du flux lumineux lorsque la température de jonction augmente, soulignant l'importance de la gestion thermique.
• Distribution spectrale :Graphiques montrant la puissance relative émise à différentes longueurs d'onde, centrés autour des longueurs d'onde de crête et dominantes.

Ces courbes sont vitales pour prédire les performances dans les applications réelles où la température et le courant de pilotage peuvent varier.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

Le composant est conforme à un contour de boîtier standard EIA. Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Toutes les dimensions sont fournies en millimètres, avec une tolérance par défaut de ±0.10 mm sauf indication contraire.
• La lentille est transparente.
• Assignation des broches :La fonctionnalité bicolore est réalisée grâce à une configuration à 4 broches.
  • Les broches 1 et 3 sont assignées à la puce Bleue (InGaN).
  • Les broches 2 et 4 sont assignées à la puce Verte (AlInGaP).
• La fiche technique inclut des dessins détaillés des dimensions du boîtier, les dimensions suggérées pour les pastilles de soudure, et des dessins du conditionnement en bande et bobine pour guider la conception du PCB et l'assemblage.

6. Guide de soudure et d'assemblage

6.1 Profils de soudure par refusion

Deux profils de refusion infrarouge (IR) sont suggérés : un pour le procédé de soudure standard (étain-plomb) et un pour le procédé sans plomb. Le profil sans plomb est spécifiquement conçu pour être utilisé avec une pâte à souder Sn-Ag-Cu (SAC). Le respect de ces profils temps-température est critique pour éviter les dommages thermiques au boîtier de la LED ou aux fils de liaison internes.

6.2 Nettoyage

Les nettoyants chimiques non spécifiés doivent être évités car ils peuvent endommager le boîtier de la LED. Si un nettoyage est nécessaire, une immersion dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute est recommandée.

6.3 Conditions de stockage

Pour les LED retirées de leur emballage barrière à l'humidité d'origine, il est recommandé de terminer le processus de soudure par refusion IR dans la semaine. Pour un stockage plus long hors de l'emballage d'origine, elles doivent être conservées dans un contenant scellé avec un dessiccant ou dans une atmosphère d'azote. Si elles sont stockées plus d'une semaine, un séchage à environ 60°C pendant au moins 24 heures est conseillé avant l'assemblage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

7. Conditionnement et informations de commande

• Les LED sont fournies sur bande porteuse embossée de 8mm de large enroulée sur des bobines de 7 pouces (178mm) de diamètre.
• La quantité standard par bobine est de 4000 pièces.
• Une quantité d'emballage minimale de 500 pièces est disponible pour les lots restants.
• Le conditionnement suit les normes ANSI/EIA-481-1-A. Les emplacements vides sur la bande sont scellés avec une bande de couverture.
• Le nombre maximum autorisé de composants manquants consécutifs sur une bobine est de deux.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED bicolore est adaptée à un large éventail d'applications, notamment les indicateurs d'état, le rétroéclairage de petits afficheurs, l'éclairage décoratif, l'éclairage de panneaux et l'électronique grand public où l'espace est limité et où une indication multicolore est bénéfique.

8.2 Considérations de conception et méthode de pilotage

Critique :Les LED sont des dispositifs pilotés en courant. Pour garantir une luminosité uniforme lors du pilotage de plusieurs LED en parallèle, une résistance de limitation de courant doit être placée en série avecchaqueLED. Cela compense les légères variations de la caractéristique de tension directe (Vf) entre les différents composants. Le pilotage de LED en parallèle sans résistances individuelles (Circuit B dans la fiche technique) peut entraîner des différences de luminosité significatives et une possible "accaparement" du courant par la LED ayant la Vf la plus basse.

8.3 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

La LED est sensible aux décharges électrostatiques. Des précautions doivent être prises lors de la manipulation et de l'assemblage :

• Utiliser un bracelet antistatique relié à la terre ou des gants antistatiques.
• S'assurer que tous les postes de travail, outils et équipements sont correctement mis à la terre.
• Suivre les procédures standard de contrôle ESD pour éviter les dommages latents ou catastrophiques.

9. Comparaison et différenciation technique

La différenciation principale du LTST-C195TBKGKT réside dans sa conception à deux puces et 4 broches dans un encombrement SMD standard. Cela offre des économies d'espace significatives par rapport à l'utilisation de deux LED monochromes séparées. L'utilisation d'InGaN pour le bleu et d'AlInGaP pour le vert offre une haute efficacité et une bonne pureté de couleur pour chaque canal. Le large angle de vision de 130 degrés le rend adapté aux applications nécessitant une visibilité étendue.

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

Q : Puis-je piloter les puces bleue et verte simultanément à leur courant continu maximal ?

A : Non. Les valeurs de dissipation de puissance (76mW bleu, 75mW vert) et la conception thermique du boîtier doivent être prises en compte. Un fonctionnement simultané au courant maximal peut dépasser la capacité totale de gestion de puissance du boîtier ou provoquer une élévation excessive de la température de jonction, entraînant une réduction de la durée de vie ou une défaillance. Le déclassement en fonction de la température doit être appliqué.

Q : Pourquoi la tension directe est-elle différente pour les puces bleue et verte ?

A : Cela est dû aux propriétés fondamentales des matériaux des semi-conducteurs InGaN et AlInGaP. L'énergie de bande interdite de l'InGaN est plus élevée, nécessitant une tension plus élevée pour obtenir le même courant, ce qui correspond à la Vf typique plus élevée de 3.4V pour le bleu contre 2.0V pour le vert.

Q : Que signifie le code de bin sur l'étiquette de la bobine pour ma conception ?

A : Le code de bin indique l'intensité lumineuse minimale et maximale garantie pour les LED sur cette bobine. Pour une luminosité uniforme sur une gamme de produits, spécifiez et utilisez des LED du même bin d'intensité. Mélanger des bins peut entraîner des variations de luminosité visibles.

11. Étude de cas de conception pratique

Scénario :Conception d'un indicateur d'état compact pour un appareil devant afficher "Veille" (Vert), "Actif" (Bleu) et "Défaut" (alternance Bleu/Vert).

Mise en œuvre :Un seul LTST-C195TBKGKT peut remplir les trois états. Un microcontrôleur avec deux broches GPIO peut contrôler indépendamment les canaux bleu et vert via de simples interrupteurs à transistors ou des circuits intégrés pilotes de LED dédiés. Des résistances de limitation de courant individuelles doivent être calculées pour chaque canal en fonction du courant de pilotage souhaité et de la tension d'alimentation, en utilisant les valeurs Vf typiques (3.4V pour le Bleu, 2.0V pour le Vert) comme point de départ pour le calcul, tout en s'assurant que le circuit peut accommoder la Vf maximale. Cette conception économise de l'espace sur le PCB et réduit le nombre de composants par rapport à une solution à deux LED.

12. Introduction au principe de fonctionnement

L'émission de lumière dans une LED est un phénomène appelé électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n d'une puce semi-conductrice (dépassant sa tension de bande interdite), des électrons et des trous sont injectés dans la région de jonction. Ces porteurs de charge se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La couleur (longueur d'onde) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de bande interdite du matériau semi-conducteur. Les matériaux InGaN sont utilisés pour les longueurs d'onde plus courtes (bleu, violet, vert), tandis que les matériaux AlInGaP sont utilisés pour les longueurs d'onde plus longues (rouge, orange, jaune, vert). La lentille "transparente" ne colore pas la lumière mais aide à façonner le faisceau et à protéger la puce.

13. Tendances technologiques

Le développement des LED SMD comme ce composant est motivé par les tendances vers la miniaturisation, une efficacité plus élevée et une plus grande intégration en électronique. L'utilisation de matériaux comme l'InGaN et l'AlInGaP représente des plateformes technologiques matures et à haut rendement. La recherche en cours se concentre sur l'amélioration de l'efficacité quantique (plus de lumière par puissance électrique), l'obtention de densités de puissance plus élevées dans des boîtiers plus petits, l'amélioration de l'indice de rendu des couleurs et le développement de nouvelles techniques de conditionnement pour une meilleure gestion thermique et fiabilité. L'intégration de plusieurs puces, voire de microcontrôleurs, dans un seul boîtier ("LED intelligentes") est également une tendance croissante pour les applications d'éclairage et d'indication avancées.