Fiche technique LED SMD bicolore LTST-C295TBKGKT-5A - Dimensions 2.0x1.25x0.55mm - Tension 2,7V/1,75V - Puissance 0,076W/0,075W - Bleu/Vert

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED SMD (Dispositif à Montage en Surface) bicolore. Le composant intègre deux puces LED distinctes dans un boîtier unique et ultra-fin, permettant l'émission de lumière bleue et verte à partir d'une seule empreinte. Il est conçu pour les processus d'assemblage électronique modernes, avec une compatibilité avec les équipements de placement automatique et les profils de soudage par refusion infrarouge (IR) adaptés aux procédés sans plomb. Le produit respecte les normes environnementales en tant que produit vert conforme ROHS.

1.1 Avantages principaux

• Conception économe en espace :Un profil extra-fin de 0,55 mm permet une intégration dans des dispositifs électroniques compacts et à faible encombrement.
• Fonctionnalité bicolore :Combine des sources lumineuses bleue (InGaN) et verte (AlInGaP), offrant une flexibilité de conception pour les indicateurs d'état, le rétroéclairage et l'éclairage décoratif.
• Sortie à haute luminosité :Utilise des matériaux semi-conducteurs avancés InGaN et AlInGaP pour délivrer une intensité lumineuse élevée.
• Adapté à la fabrication :Conditionné en bande de 8 mm sur bobines de 7 pouces, conforme aux normes EIA, idéal pour les lignes d'assemblage de PCB automatisées à grand volume.
• Compatibilité des procédés :Résiste aux conditions standard de soudage par refusion IR, garantissant la fiabilité dans les flux de travail de fabrication SMT standard.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

La section suivante fournit une analyse détaillée des caractéristiques électriques, optiques et thermiques du dispositif. Tous les paramètres sont spécifiés à une température ambiante (Ta) de 25°C sauf indication contraire.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement sous ou à ces conditions n'est pas garanti.

Paramètre	Puce Bleue	Puce Verte	Unité	Condition
Dissipation de puissance	76	75	mW	-
Courant direct de crête	100	80	mA	Cycle de service 1/10, impulsion 0,1 ms
Courant direct continu	20	30	mA	Continu
Température de fonctionnement	-20°C à +80°C		-	-
Température de stockage	-30°C à +100°C		-	-
Condition de soudage IR	260°C pendant 10 secondes		-	Température de crête

Interprétation :La puce verte peut supporter un courant continu continu plus élevé (30 mA contre 20 mA), tandis que la puce bleue a un courant pulsé admissible plus élevé. Le profil de refusion IR spécifié est crucial pour assurer l'intégrité des joints de soudure sans endommager le boîtier de la LED.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de fonctionnement typiques qui définissent la performance du dispositif dans des conditions de test standard (IF = 5 mA).

Paramètre	Symbole	Puce Bleue (Min/Typ/Max)	Puce Verte (Min/Typ/Max)	Unité	Condition de test
Intensité lumineuse	Iv	7,10 / - / 45,0	7,10 / - / 45,0	mcd	IF = 5 mA
Angle de vision	2θ1/2	130 (Typique)		deg	-
Longueur d'onde de crête	λP	468 (Typique)	574 (Typique)	nm	-
Longueur d'onde dominante	λd	- / 470 / -	- / 571 / -	nm	IF = 5 mA
Demi-largeur spectrale	Δλ	25 (Typique)	15 (Typique)	nm	-
Tension directe	VF	- / 2,70 / 3,20	- / 1,75 / 2,35	V	IF = 5 mA
Courant inverse	IR	10 (Max)	10 (Max)	μA	VR= 5V

Analyse clé :

• Luminosité et classement :L'intensité lumineuse a une large plage (7,1 à 45 mcd), qui est gérée via un système de classement (détaillé dans la section 3). Les concepteurs doivent tenir compte de cette variation dans leur conception optique.
• Différence de tension :La tension directe (V_F) est significativement différente entre les puces bleue (~2,7V) et verte (~1,75V). C'est une considération critique pour la conception du circuit, en particulier lors de l'alimentation des deux couleurs à partir d'une source de courant commune ou d'une ligne de tension. Des résistances de limitation de courant séparées sont généralement requises pour chaque canal de couleur.
• Angle de vision :Un large angle de vision de 130 degrés rend cette LED adaptée aux applications nécessitant une visibilité étendue.
• Sensibilité aux décharges électrostatiques (ESD) :La note de prudence concernant les ESD indique que le dispositif est sensible aux décharges électrostatiques. Des procédures de manipulation appropriées (bracelets, équipement mis à la terre) sont obligatoires pendant l'assemblage et la manipulation.
• Fonctionnement non redresseur :La note du test de courant inverse indique explicitement que le dispositif n'est pas conçu pour un fonctionnement en inverse. L'application d'une polarisation inverse au-delà de la condition de test peut provoquer une défaillance immédiate.

3. Explication du système de classement (binning)

Pour assurer une cohérence de luminosité, les LED sont triées en classes (bins) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à 5 mA. Cela permet aux concepteurs de sélectionner un grade de luminosité adapté à leur application.

3.1 Classement de l'intensité lumineuse

La structure de classement est identique pour les puces bleue et verte.

Code de classe	Intensité minimale (mcd)	Intensité maximale (mcd)
K	7.10	11.2
L	11.2	18.0
M	18.0	28.0
N	28.0	45.0

Tolérance :Chaque classe d'intensité a une tolérance de +/-15%. Par exemple, une LED de la classe "M" pourrait avoir une intensité réelle comprise entre 15,3 mcd et 32,2 mcd au courant de test.

Implication pour la conception :Lorsqu'un appariement précis de la luminosité est requis (par exemple, dans des réseaux multi-LED ou du mélange de couleurs), il peut être nécessaire de spécifier un code de classe plus serré ou de mettre en œuvre une calibration dans le circuit de commande.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des données graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (pages 6-7), les tendances de performance typiques peuvent être déduites des paramètres :

• Courbe I-V (Courant-Tension) :La tension directe (V_F) augmentera avec le courant direct (I_F). La relation est non linéaire et caractéristique d'une diode. Les différentes valeurs de V_Fpour les puces bleue et verte signifient que leurs courbes I-V seront décalées l'une par rapport à l'autre.
• Intensité lumineuse vs. Courant :La sortie lumineuse (Iv) augmente généralement avec le courant direct mais finira par saturer. Un fonctionnement au-delà du courant continu maximum absolu réduira l'efficacité et la durée de vie.
• Dépendance à la température :L'intensité lumineuse diminue généralement lorsque la température de jonction augmente. La plage de température de fonctionnement de -20°C à +80°C définit les conditions ambiantes dans lesquelles la performance optique spécifiée est maintenue. La tension directe a également un coefficient de température négatif (diminue avec la température).
• Distribution spectrale :Les longueurs d'onde de crête (468 nm bleu, 574 nm vert) et les demi-largeurs spectrales (25 nm bleu, 15 nm vert) définissent la pureté de la couleur. La puce verte, avec une demi-largeur plus étroite, émet une lumière verte plus pure spectralement par rapport à l'émission bleue plus large.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le dispositif présente un boîtier SMD standard de l'industrie. Les dimensions clés incluent une taille de corps d'environ 2,0 mm x 1,25 mm avec une hauteur de seulement 0,55 mm. Des dessins dimensionnels détaillés avec des tolérances de ±0,10 mm sont fournis dans la fiche technique pour une conception précise de l'empreinte PCB.

5.2 Affectation des broches et polarité

La LED bicolore a quatre broches (1, 2, 3, 4). L'affectation des broches est la suivante :

• Puce Bleue :Connectée aux broches 1 et 3.
• Puce Verte :Connectée aux broches 2 et 4.

Cette configuration implique typiquement une structure à cathode commune ou anode commune en interne, mais la fiche technique spécifie les paires de broches pour chaque couleur. La polarité doit être respectée lors de la connexion au circuit de commande. Le boîtier est marqué pour l'orientation (probablement avec un point ou un chanfrein sur la broche 1).

5.3 Conception recommandée des pastilles de soudure

Une disposition suggérée des pastilles de soudure est incluse pour assurer un soudage fiable et un bon alignement mécanique pendant la refusion. Suivre ces recommandations aide à prévenir le phénomène de "tombstoning" (composant dressé sur une extrémité) et assure de bons filets de soudure.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion IR

Un profil de refusion suggéré détaillé est fourni pour les procédés de soudure sans plomb. Les paramètres clés incluent :

• Préchauffage :150-200°C pendant un maximum de 120 secondes pour chauffer progressivement la carte et activer le flux.
• Température de crête :Maximum de 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus :Le composant doit être exposé à la température de crête pendant un maximum de 10 secondes.
• Limite :Le dispositif ne doit pas subir plus de deux cycles de refusion dans ces conditions.

Ce profil est basé sur les normes JEDEC pour assurer l'intégrité du boîtier. La faible masse thermique de la LED nécessite un réglage minutieux du profil pour éviter la surchauffe.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, il doit être effectué avec une extrême prudence :

• Température du fer :Maximum 300°C.
• Temps de soudage :Maximum 3 secondes par joint de soudure.
• Limite :Un seul cycle de soudage manuel est autorisé.

Une chaleur excessive ou un contact prolongé peut endommager la puce LED ou la lentille en plastique.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage post-soudure est requis :

• Utiliser uniquement les solvants spécifiés : alcool éthylique ou alcool isopropylique.
• Le temps d'immersion doit être inférieur à une minute à température ambiante normale.
• Éviter les nettoyants chimiques agressifs ou non spécifiés, car ils peuvent endommager le matériau du boîtier LED et la lentille optique.

6.4 Conditions de stockage

Un stockage approprié est essentiel pour prévenir l'absorption d'humidité, qui peut provoquer l'effet "popcorn" (fissuration du boîtier) pendant la refusion.

• Emballage scellé :Stocker à ≤30°C et ≤90% HR. Utiliser dans l'année suivant l'ouverture du sac barrière à l'humidité.
• Emballage ouvert :Stocker à ≤30°C et ≤60% HR. Utiliser dans la semaine. Pour un stockage plus long, placer dans un récipient scellé avec un dessiccant ou dans un dessiccateur à azote.
• Rebaking (Séchage) :Les composants stockés hors de leur emballage d'origine pendant plus d'une semaine doivent être séchés à environ 60°C pendant au moins 20 heures avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Le dispositif est fourni dans un format optimisé pour les machines de placement automatique :

• Largeur de bande : 8mm.
• Taille de la bobine :7 pouces de diamètre.
• Quantité par bobine :4000 pièces.
• Quantité minimale de commande :500 pièces pour les quantités restantes.
• Norme d'emballage :Conforme aux spécifications ANSI/EIA-481. Les poches vides sont scellées avec un ruban de couverture.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Indicateurs d'état :La capacité bicolore permet plusieurs signaux d'état (par exemple, allumé=vert, veille=bleu, défaut=alterné).
• Rétroéclairage :Pour les petits afficheurs LCD, claviers ou indicateurs de panneau où l'espace est limité.
• Éclairage décoratif :Dans l'électronique grand public, les jouets ou les appareils électroménagers où des effets d'éclairage colorés sont souhaités.
• Éclairage intérieur automobile :Pour l'éclairage intérieur non critique, compte tenu de la plage de température de fonctionnement.
• Dispositifs IoT et wearables :Le profil fin et la faible consommation le rendent adapté à l'électronique portable compacte.

8.2 Considérations de conception critiques

• Limitation de courant :TOUJOURS utiliser des résistances de limitation de courant externes en série avec chaque puce LED. Calculer les valeurs des résistances en fonction de la tension d'alimentation, du courant direct souhaité (ne dépassant pas la valeur nominale continue) et de la V_Ftypique pour chaque couleur. Ne pas connecter directement à une source de tension.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurer une surface de cuivre PCB adéquate ou un dégagement thermique, surtout si le fonctionnement est proche du courant maximum ou dans des températures ambiantes élevées, pour éviter la surchauffe et la dégradation prématurée de la luminosité.
• Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Implémenter des diodes de protection ESD sur les lignes PCB connectées aux broches de la LED si l'environnement d'assemblage ou le scénario d'utilisation finale présente un risque ESD.
• Conception optique :Prendre en compte le large angle de vision et la variation potentielle de luminosité (classement) dans la conception des guides de lumière, diffuseurs ou lentilles.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux LED monochromes ou aux anciens boîtiers bicolores, ce dispositif offre des avantages distincts :

• vs. Deux LED discrètes :Économise un espace PCB significatif (une empreinte contre deux), réduit le temps de placement et simplifie la nomenclature.
• vs. LED bicolores plus épaisses :La hauteur de 0,55 mm permet une utilisation dans des dispositifs ultra-fins comme les smartphones modernes, tablettes et ordinateurs portables fins où la hauteur (axe Z) est une contrainte critique.
• vs. LED non compatibles refusion :La compatibilité directe avec les processus de refusion SMT standard élimine le besoin d'étapes de soudage manuel secondaires, améliorant le rendement de fabrication et la fiabilité.
• Technologie des puces :L'utilisation d'InGaN pour le bleu et d'AlInGaP pour le vert représente des matériaux semi-conducteurs avancés connus pour leur haute efficacité et luminosité par rapport aux technologies plus anciennes.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Puis-je alimenter simultanément les LED bleue et verte à leur courant continu maximum ?

Non. Les Valeurs Maximales Absolues spécifient des limites de dissipation de puissance par puce (76 mW pour le bleu, 75 mW pour le vert). Alimenter simultanément les deux à leur courant continu max (20 mA pour le bleu, 30 mA pour le vert) et à la V_Ftypique donnerait des niveaux de puissance d'environ 54 mW et 52,5 mW respectivement, ce qui est dans les limites. Cependant, la chaleur totale générée dans le minuscule boîtier doit être prise en compte. Pour un fonctionnement fiable à long terme, il est conseillé de les alimenter à des courants inférieurs au maximum, surtout si les deux sont allumés en continu.

10.2 Pourquoi les tensions directes sont-elles si différentes ?

La tension directe est une propriété fondamentale de la largeur de bande interdite du matériau semi-conducteur. La lumière bleue, avec son énergie de photon plus élevée (longueur d'onde plus courte), nécessite un semi-conducteur avec une bande interdite plus large (InGaN), qui a intrinsèquement une tension directe plus élevée. La lumière verte (AlInGaP) a une énergie de photon légèrement inférieure, correspondant à une bande interdite plus étroite et donc une tension directe plus basse. C'est une caractéristique physique, pas un défaut.

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

Le code de classe (par exemple, "K", "L", "M", "N") définit la luminosité minimale garantie de la LED. Si votre conception nécessite une luminosité minimale de 18 mcd, vous devez spécifier le code de classe "M" ou supérieur ("N"). Si la luminosité n'est pas critique, un code de classe inférieur ("K" ou "L") peut être plus économique. Consultez le fournisseur pour connaître les codes de classe disponibles.

10.4 Cette LED est-elle adaptée à une utilisation en extérieur ?

La plage de température de fonctionnement (-20°C à +80°C) couvre de nombreuses conditions extérieures. Cependant, la fiche technique ne spécifie pas de degré de protection (IP) contre la poussière et l'eau. Pour une utilisation en extérieur, la LED devrait être correctement encapsulée ou logée dans un assemblage étanche pour la protéger de l'exposition environnementale directe, de l'humidité et des rayons UV, qui peuvent dégrader la lentille en plastique avec le temps.

11. Étude de cas de conception pratique

Scénario :Conception d'un nœud de capteur IoT compact avec une LED d'état bicolore. Le dispositif est alimenté par un régulateur 3,3V et utilise un microcontrôleur avec des broches GPIO capables de fournir 20 mA.

Mise en œuvre :

1. Conception du circuit :Deux broches GPIO sont utilisées. Chaque broche est connectée à une résistance de limitation de courant, puis à une couleur de la LED (Broche1-3 pour le bleu, Broche2-4 pour le vert). La connexion commune (par exemple, les cathodes) est reliée à la masse.
2. Calcul des résistances (Exemple pour une commande à 10 mA) :
   • Bleu : R_Bleu= (3,3V - 2,7V) / 0,01A = 60Ω. Utiliser une résistance standard de 62Ω ou 68Ω.
   • Vert : R_Vert= (3,3V - 1,75V) / 0,01A = 155Ω. Utiliser une résistance standard de 150Ω.
   Cela garantit que les deux couleurs ont une luminosité perçue similaire au même courant, bien que les valeurs finales puissent nécessiter un ajustement basé sur la V_Fréelle et l'intensité souhaitée.
3. Implantation PCB :L'empreinte suit la conception recommandée des pastilles de soudure. De petites connexions de dégagement thermique sont utilisées sur les pastilles pour faciliter le soudage tout en fournissant une certaine conduction thermique vers le plan de masse du PCB pour la dissipation de chaleur.
4. Logiciel :Le firmware du microcontrôleur peut contrôler les LED pour divers états : Vert fixe (opérationnel), Bleu clignotant (transmission de données), Alterné (erreur), etc.

Ce cas souligne l'importance de calculs de limitation de courant séparés et l'utilité d'un seul composant pour plusieurs états de rétroaction visuelle.

12. Principe de fonctionnement

L'émission de lumière dans les LED est basée sur l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant la largeur de bande interdite du matériau est appliquée, des électrons et des trous sont injectés à travers la jonction. 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 directement déterminée par la largeur de bande interdite du matériau semi-conducteur. La puce InGaN a une bande interdite plus large, émettant des photons bleus de plus haute énergie, tandis que la puce AlInGaP a une bande interdite plus étroite, émettant des photons verts de plus basse énergie. Les deux puces sont logées dans un boîtier unique avec une lentille transparente qui altère minimalement la lumière émise, fournissant une solution de source de lumière double compacte.

13. Tendances technologiques

Le développement de LED comme celle-ci fait partie de tendances plus larges en optoélectronique :

• Miniaturisation :Réduction continue de la taille des boîtiers (empreinte et hauteur) pour permettre des produits finaux toujours plus petits et plus fins.
• Intégration accrue :Dépassement du bicolore vers des boîtiers RVB (Rouge, Vert, Bleu) et même des boîtiers avec des pilotes intégrés ou des CI de contrôle ("LED intelligentes").
• Efficacité plus élevée :Améliorations continues de l'efficacité quantique interne (IQE) et des techniques d'extraction de la lumière produisent des LED plus brillantes à des courants de commande plus faibles, réduisant la consommation électrique globale du système.
• Fiabilité améliorée :Les progrès dans les matériaux de boîtier (époxydes, silicones) et la conception des puces améliorent la longévité et la résistance au stress thermique et aux facteurs environnementaux.
• Gamme de couleurs élargie :Développement de nouveaux matériaux semi-conducteurs et de phosphores pour produire des couleurs plus pures et plus saturées, ainsi que des températures de couleur blanches précises, pour des applications d'affichage et d'éclairage avancées.

Les dispositifs tels que celui décrit ici représentent une solution mature et économique pour les besoins d'éclairage indicateur et fonctionnel standard, bénéficiant de ces avancées continues de l'industrie.