Fiche technique LED SMD bicolore LTST-C155TGKFKT - Hauteur 1,10 mm - Vert 3,3V/Orange 2,0V - 76mW/75mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes du LTST-C155TGKFKT, une LED à montage en surface (SMD) bicolore. Ce composant intègre deux puces semi-conductrices distinctes dans un boîtier unique et ultra-fin : une puce InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium) pour l'émission verte et une puce AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) pour l'émission orange. Il est conçu pour les processus d'assemblage électronique modernes et les applications nécessitant une indication bicolore compacte.

Les avantages principaux de cette LED incluent son profil exceptionnellement bas de 1,10 mm, crucial pour les conceptions à espace restreint dans l'électronique grand public, les intérieurs automobiles et les appareils portables. C'est un produit vert conforme aux directives ROHS (Restriction des Substances Dangereuses). Le boîtier est fourni sur bande de 8 mm montée sur bobines de 7 pouces de diamètre, le rendant entièrement compatible avec les équipements automatisés de placement à grande vitesse utilisés en production de masse. Sa conception est également compatible avec les processus de soudure par refusion infrarouge (IR), conformément aux normes d'assemblage sans plomb (Pb-free).

Le marché cible englobe une large gamme d'équipements électroniques nécessitant une indication fiable à double état. Cela inclut les équipements de bureau, les dispositifs de communication, les appareils ménagers, les panneaux de contrôle industriel et les indicateurs de tableau de bord automobile. Les broches anode/cathode séparées pour chaque couleur permettent un contrôle indépendant, autorisant la signalisation d'état, l'indication de puissance ou un retour d'interface utilisateur multi-états.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Faire fonctionner le dispositif au-delà de ces limites peut causer des dommages permanents. Les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Dissipation de puissance (Pd) :76 mW pour la puce Verte, 75 mW pour la puce Orange. Ce paramètre définit la perte de puissance maximale admissible sous forme de chaleur. Le dépasser peut entraîner une température de jonction excessive et une dégradation accélérée.
• Courant direct de crête (I_FP) :100 mA pour le Vert, 80 mA pour l'Orange. C'est le courant pulsé maximal autorisé sous un cycle de service de 1/10 avec une largeur d'impulsion de 0,1 ms. Il est nettement supérieur au courant continu nominal, utile pour des impulsions brèves et de haute luminosité.
• Courant direct continu (I_F) :20 mA pour le Vert, 30 mA pour l'Orange. C'est le courant de fonctionnement continu recommandé pour une luminosité standard et une fiabilité à long terme.
• Tension inverse (V_R) :5 V pour les deux couleurs. Le dispositif offre une protection limitée contre la polarisation inverse. Il n'est pas conçu pour un fonctionnement en courant alternatif ou des conditions de polarisation inverse dans la conception du circuit.
• Plage de température de fonctionnement :-20°C à +80°C. La LED peut fonctionner dans cette plage de température ambiante.
• Plage de température de stockage :-30°C à +100°C.
• Condition de soudure infrarouge :Résiste à une température de crête de 260°C pendant 10 secondes, ce qui est une condition standard pour les profils de refusion sans plomb.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à Ta=25°C et I_F=20mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (I_V) :C'est la luminosité perçue. Pour le Vert, elle varie d'un minimum de 71,0 mcd à un maximum de 280,0 mcd. Pour l'Orange, elle varie de 45,0 mcd à 180,0 mcd. L'intensité réelle pour une unité spécifique est déterminée par son code de bin (voir Section 3). La mesure suit la courbe de réponse photopique de la CIE.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Typiquement 130 degrés pour les deux couleurs. Cet angle de vision large, défini comme l'angle total où l'intensité tombe à la moitié de sa valeur sur l'axe, rend la LED adaptée aux applications nécessitant une visibilité depuis un large éventail de perspectives.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :Typiquement 525 nm pour le Vert (InGaN) et 611 nm pour l'Orange (AlInGaP). C'est la longueur d'onde au point le plus élevé du spectre émis.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :Typiquement 525 nm pour le Vert et 605 nm pour l'Orange. Dérivée du diagramme de chromaticité CIE, c'est la longueur d'onde unique qui représente le mieux la couleur perçue de la lumière.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :Typiquement 35,0 nm pour le Vert et 17,0 nm pour l'Orange. La puce Orange AlInGaP a une bande passante spectrale plus étroite, résultant en une couleur plus saturée et pure comparée au spectre Vert plus large.
• Tension directe (V_F) :Typiquement 3,3 V (max 3,5 V) pour le Vert à 20mA. Typiquement 2,0 V (max 2,4 V) pour l'Orange à 20mA. La V_Fplus basse de la puce Orange signifie qu'elle consomme moins de puissance pour le même courant de commande. Ces valeurs sont critiques pour concevoir les résistances de limitation de courant dans le circuit de commande.
• Courant inverse (I_R) :Maximum 10 µA pour le Vert et 20 µA pour l'Orange lorsqu'une tension inverse (V_R) de 5V est appliquée. Ce test est uniquement pour la caractérisation ; le dispositif n'est pas destiné à un fonctionnement inverse.

3. Explication du système de binning

Les LED sont triées (binnées) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée pour garantir l'uniformité au sein d'un lot de production. Le code de bin est une partie cruciale des informations de commande pour les applications nécessitant des niveaux de luminosité spécifiques.

3.1 Bins d'intensité de la puce Verte

• Code de Bin Q :Minimum 71,0 mcd, Maximum 112,0 mcd.
• Code de Bin R :Minimum 112,0 mcd, Maximum 180,0 mcd.
• Code de Bin S :Minimum 180,0 mcd, Maximum 280,0 mcd.

3.2 Bins d'intensité de la puce Orange

• Code de Bin P :Minimum 45,0 mcd, Maximum 71,0 mcd.
• Code de Bin Q :Minimum 71,0 mcd, Maximum 112,0 mcd.
• Code de Bin R :Minimum 112,0 mcd, Maximum 180,0 mcd.

Tolérance :L'intensité dans chaque bin défini a une tolérance de +/-15%. Cela tient compte des variations mineures de mesure et de production.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes de performance typiques essentielles pour comprendre le comportement du dispositif dans des conditions non standard. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas reproduits en texte, leurs implications sont analysées ci-dessous.

4.1 Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V)

La courbe I-V pour chaque puce (Vert/Orange) montrerait la relation exponentielle typique d'une diode. La courbe pour la puce Orange AlInGaP aurait une tension de seuil plus basse (environ 2,0V) comparée à la puce Verte InGaN (environ 3,3V). Ce graphique est vital pour déterminer la tension d'alimentation nécessaire et pour concevoir des pilotes à courant constant afin d'assurer une luminosité stable entre les unités et les températures.

4.2 Intensité lumineuse vs Courant direct

Cette courbe montre typiquement une relation quasi-linéaire entre le courant de commande et la sortie lumineuse dans la plage de fonctionnement recommandée (jusqu'à 20-30mA). Commander la LED au-dessus du courant continu nominal augmentera la luminosité mais au prix d'une dissipation de puissance plus élevée, d'une efficacité réduite et potentiellement d'une durée de vie plus courte due à l'augmentation de la température de jonction.

4.3 Distribution spectrale

Les graphiques spectraux référencés illustreraient la différence de demi-largeur spectrale entre les puces Verte (plus large, ~35nm) et Orange (plus étroite, ~17nm). L'émission étroite de la puce Orange est caractéristique de la technologie AlInGaP, offrant une haute pureté de couleur, souvent souhaitable pour les applications d'indicateur où la distinction des couleurs est critique.

4.4 Dépendance à la température

La performance des LED est sensible à la température. Bien que non détaillées dans le texte fourni, les caractéristiques typiques incluent : une diminution de l'intensité lumineuse lorsque la température de jonction augmente, un léger décalage de la longueur d'onde dominante (généralement quelques nanomètres), et une réduction de la tension directe (V_F) avec l'augmentation de la température. Ces facteurs doivent être pris en compte dans la gestion thermique et la conception de circuit pour les applications exposées à des températures ambiantes élevées.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED présente un contour de boîtier standard de l'industrie EIA. La caractéristique mécanique clé est son profil extra-fin avec une hauteur maximale (H) de 1,10 mm. Toutes les autres dimensions critiques pour la conception de l'empreinte PCB, telles que la longueur, la largeur et l'espacement des broches, sont fournies dans le dessin du boîtier avec une tolérance standard de ±0,10 mm sauf indication contraire.

5.2 Affectation des broches

Le dispositif a quatre broches. Pour la variante LTST-C155TGKFKT :

• Les broches 1 et 3 sont affectées à lapuce VerteInGaN (Anode et Cathode).
• Les broches 2 et 4 sont affectées à lapuce OrangeAlInGaP (Anode et Cathode).

Cette configuration permet aux deux LED d'être câblées et commandées de manière totalement indépendante.

5.3 Schéma de pastilles de soudure recommandé

Un motif de pastilles (empreinte) recommandé pour le PCB est fourni. Respecter ce motif est crucial pour obtenir des joints de soudure fiables pendant la refusion, empêcher le tombstoning (composant qui se redresse) et assurer un alignement correct. La conception des pastilles tient compte de la formation du filet de soudure et du dégagement thermique.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

Un profil de refusion infrarouge (IR) suggéré pour les processus sans plomb est inclus. Les paramètres clés de ce profil, conforme aux normes JEDEC, incluent :

• Préchauffage :150°C à 200°C.
• Durée de préchauffage :Maximum 120 secondes pour chauffer progressivement la carte et le composant, minimisant le choc thermique.
• Température de crête :Maximum 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus :Le composant doit être exposé à la température de crête pendant un maximum de 10 secondes. La refusion doit être effectuée un maximum de deux fois.

Étant donné que la conception de la carte, les composants et les pâtes varient, ce profil sert de cible générique. Une caractérisation spécifique à la carte est recommandée.

6.2 Soudure manuelle

Si une soudure manuelle est nécessaire, utilisez un fer à souder avec une température ne dépassant pas 300°C. Le temps de soudure par broche doit être limité à un maximum de 3 secondes, et cela ne doit être fait qu'une seule fois pour éviter les dommages thermiques au boîtier plastique et aux fils de liaison internes.

6.3 Nettoyage

N'utilisez pas de nettoyants chimiques non spécifiés. Si un nettoyage est requis après soudure, immergez la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante normale pendant moins d'une minute. Des solvants agressifs peuvent endommager la lentille en époxy ou les marquages du boîtier.

6.4 Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)

Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques et aux surtensions. Il est recommandé d'utiliser un bracelet antistatique mis à la terre ou des gants antistatiques lors de la manipulation. Tout l'équipement d'assemblage et les postes de travail doivent être correctement mis à la terre pour prévenir les dommages ESD, qui peuvent ne pas être immédiatement apparents mais peuvent dégrader la fiabilité à long terme.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les composants sont fournis en bande porteuse gaufrée sur bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre, conformément aux normes ANSI/EIA-481.

• Largeur de bande :8 mm.
• Quantité par bobine :3000 pièces.
• Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.
• Bande de couverture :Les poches de composants vides sont scellées avec une bande de couverture supérieure.
• Composants manquants :Un maximum de deux lampes manquantes consécutives (poches vides) est autorisé par spécification de bobine.

7.2 Conditions de stockage

Emballage scellé :Stocker à ≤ 30°C et ≤ 90% d'Humidité Relative (HR). La durée de conservation dans le sac étanche à l'humidité scellé avec dessiccant est d'un an.Emballage ouvert :Pour les composants retirés de leur emballage d'origine, l'ambiance de stockage ne doit pas dépasser 30°C / 60% HR. Il est recommandé de terminer la refusion IR dans la semaine suivant l'ouverture.Stockage prolongé (ouvert) :Stocker dans un conteneur scellé avec dessiccant ou dans un dessiccateur à azote. Si stocké hors du sac d'origine pendant plus d'une semaine, un dégazage à environ 60°C pendant au moins 20 heures est recommandé avant l'assemblage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Circuits d'application typiques

Chaque puce LED (Verte et Orange) nécessite une résistance de limitation de courant externe lorsqu'elle est commandée depuis une source de tension (par exemple, une ligne de 5V ou 3,3V). La valeur de la résistance (R) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Utilisez la V_Fmaximale de la fiche technique pour garantir que le courant ne dépasse pas I_F(max) dans les pires conditions. Par exemple, pour commander la LED Verte depuis une alimentation 5V avec un I_Fcible de 20mA : R = (5V - 3,5V) / 0,020A = 75 Ω. Une résistance standard de 75Ω ou 82Ω serait appropriée. Pour un contrôle précis ou du multiplexage, des pilotes à courant constant sont recommandés.

8.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible (76/75 mW), une gestion thermique efficace sur le PCB est importante pour maintenir la luminosité et la longévité, en particulier dans des environnements à température ambiante élevée ou lors d'une commande à des courants plus élevés. Assurez-vous que la conception du PCB fournit une surface de cuivre adéquate autour des pastilles de la LED pour servir de dissipateur thermique. Évitez de placer d'autres composants générateurs de chaleur à proximité immédiate.

8.3 Conception optique

La lentille transparente fournit un angle de vision large et diffus. Pour les applications nécessitant un faisceau plus directionnel, des optiques secondaires (telles que des guides de lumière ou des lentilles) peuvent être montées au-dessus de la LED. La capacité bicolore permet de créer une troisième couleur (par exemple, une teinte jaunâtre) en commandant les deux puces simultanément à des courants ajustés, bien que cela nécessite un contrôle de courant minutieux pour obtenir la chromaticité souhaitée.

9. Comparaison et différenciation techniques

Le LTST-C155TGKFKT se différencie sur le marché par plusieurs caractéristiques clés :Profil Ultra-Fin (1,10mm) :C'est un avantage significatif par rapport à de nombreuses LED SMD standard, permettant son utilisation dans des appareils ultra-fins comme les smartphones, tablettes et ordinateurs portables modernes.Double puce, Contrôle Indépendant :Contrairement à certaines LED bicolores qui utilisent une anode ou une cathode commune, ce dispositif offre des broches totalement indépendantes. Cela offre une plus grande flexibilité de conception, permettant des circuits de commande séparés et des motifs de signalisation plus complexes sans complexité de multiplexage supplémentaire.Technologie des Matériaux :L'utilisation d'InGaN pour le vert et d'AlInGaP pour l'orange représente un choix de matériaux semi-conducteurs à haute efficacité pour leurs couleurs respectives, offrant une bonne luminosité et stabilité des couleurs.Préparation à la Fabrication :La compatibilité totale avec le placement automatisé et les profils de refusion sans plomb standard réduit le coût et la complexité d'assemblage pour les fabricants de grande série.

10. Questions Fréquemment Posées (FAQ)

Q1 : Puis-je commander les LED Verte et Orange en même temps ?R : Oui, les broches sont indépendantes. Vous pouvez commander l'une, l'autre, ou les deux simultanément. Assurez-vous que votre alimentation et votre circuit peuvent fournir le courant combiné (par exemple, jusqu'à 50mA si les deux sont à 20mA).

Q2 : Quelle est la différence entre la Longueur d'Onde de Crête et la Longueur d'Onde Dominante ?R : La Longueur d'Onde de Crête (λ_P) est la longueur d'onde physique du point d'intensité maximale dans le spectre. La Longueur d'Onde Dominante (λ_d) est une valeur calculée basée sur la perception humaine des couleurs (diagramme CIE) qui correspond le mieux à la couleur perçue. Elles sont souvent proches mais pas identiques, surtout pour les spectres larges.

Q3 : Pourquoi la tension inverse nominale est-elle seulement de 5V ?R : Les LED ne sont pas conçues pour bloquer la tension inverse comme les diodes de redressement. La valeur nominale de 5V est une limite sûre pour une polarisation inverse accidentelle occasionnelle lors de la manipulation ou des tests. Dans la conception de circuit, assurez-vous toujours que la LED est correctement polarisée ou protégée par une diode en série si elle est connectée à un signal alternatif ou à un bus bidirectionnel.

Q4 : Comment interpréter le code de bin lors de la commande ?R : Le code de bin (par exemple, "S" pour le Vert, "R" pour l'Orange) spécifie l'intensité lumineuse minimale et maximale garantie. Pour une luminosité uniforme sur une ligne de produits, spécifiez le code de bin requis à votre distributeur. Si non spécifié, vous pouvez recevoir des composants de n'importe quel bin disponible dans la gamme du produit.

11. Exemple d'application pratique

Scénario : Indicateur de puissance à double état pour un appareil grand public.Un appareil portable à batterie utilise cette LED pour indiquer l'état de charge. L'objectif de conception est : Orange pour "En charge", Vert pour "Chargement terminé".Mise en œuvre :Le microcontrôleur (MCU) a deux broches GPIO. Chaque broche est connectée à l'anode d'une couleur de LED via une résistance de limitation de courant (calculée comme dans la Section 8.1). Les cathodes sont connectées à la masse. Le firmware du MCU active la broche de la LED Orange pendant la charge. Lorsque le circuit de gestion de batterie signale une charge complète, le MCU désactive la broche Orange et active la broche Verte. Le boîtier ultra-fin lui permet de s'adapter derrière un cadre mince. Le large angle de vision assure que l'état est visible sous différents angles. Le contrôle indépendant simplifie le firmware par rapport à un type à anode commune nécessitant une masse commutée.

12. Introduction au principe technologique

Les Diodes Électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière lorsqu'un courant électrique les traverse. Ce phénomène est appelé électroluminescence. Lorsqu'une tension est appliquée dans le sens direct, les électrons du semi-conducteur de type n et les trous du semi-conducteur de type p sont injectés dans la région active (la jonction). Lorsqu'un électron se recombine avec un trou, il libère de l'énergie sous forme de photon (particule de lumière). La longueur d'onde (couleur) de la lumière émise est déterminée par le gap énergétique du matériau semi-conducteur utilisé dans la région active. Dans cette LED bicolore, deux puces semi-conductrices différentes sont logées dans un seul boîtier :InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium) :Ce système de matériau a un gap énergétique plus large qui peut être ajusté pour émettre de la lumière dans les régions bleue, verte et ultraviolette. Ici, il est conçu pour émettre de la lumière verte (crête ~525 nm).AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) :Ce système de matériau est connu pour sa haute efficacité dans les régions spectrales rouge, orange et jaune. Ici, il est conçu pour émettre de la lumière orange (crête ~611 nm). Chaque puce est connectée à sa propre paire de fils de liaison, qui sont attachés aux quatre broches externes, permettant un fonctionnement électrique indépendant.

13. Tendances de l'industrie

Le développement des LED SMD comme le LTST-C155TGKFKT suit plusieurs tendances clés de l'industrie :Miniaturisation :La tendance vers des composants plus fins et plus petits continue de permettre des produits finaux plus élégants et compacts. La hauteur de 1,10 mm représente cette tendance.Intégration accrue :Combiner plusieurs fonctions (deux couleurs) dans un seul boîtier économise de l'espace PCB et réduit le coût d'assemblage par rapport à l'utilisation de deux LED séparées.Fabrication sans plomb et verte :La conformité ROHS et la compatibilité avec les profils de refusion sans plomb et à haute température sont désormais des exigences standard dictées par les réglementations environnementales mondiales.Compatibilité avec l'automatisation :L'emballage sur bande et bobine et la conception pour le placement automatique sont essentiels pour une fabrication de grande série et rentable.Standardisation des performances :L'utilisation de boîtiers standard EIA et de profils de refusion JEDEC assure l'interopérabilité et la fiabilité dans toute la chaîne d'approvisionnement électronique. Les tendances futures peuvent inclure des boîtiers encore plus fins, des matériaux à plus haute efficacité et des pilotes ou logiques de contrôle intégrés dans le boîtier LED lui-même.