Fiche technique LTST-C195KGJRKT-5A - LED SMD bicolore (Vert/Rouge) - Dimensions du boîtier - 5V - 75mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-C195KGJRKT-5A est une LED bicolore pour montage en surface (SMD) utilisant la technologie de puce AlInGaP avancée. Ce composant est conçu pour les applications nécessitant deux couleurs d'indication distinctes à partir d'un seul boîtier compact. Il offre une luminosité exceptionnelle et est logé dans un boîtier standard conforme aux normes EIA, le rendant adapté aux processus d'assemblage automatisés, y compris la soudure par refusion infrarouge et à la vapeur. Le dispositif est conforme aux directives RoHS et est classé comme produit vert.

1.1 Avantages principaux

• Fonctionnalité bicolore :Intègre des puces LED verte et rouge séparées dans un seul boîtier, économisant de l'espace sur la carte et simplifiant la conception pour l'indication multi-états.
• Haute luminosité :Le matériau AlInGaP offre une intensité lumineuse supérieure par rapport aux technologies LED traditionnelles.
• Compatibilité de fabrication :Conditionné en bande de 8 mm sur bobines de 7 pouces, il est entièrement compatible avec les équipements automatiques de placement à grande vitesse.
• Robustesse de compatibilité de processus :Résiste aux profils de soudure par refusion infrarouge standard, y compris ceux requis pour les processus d'assemblage sans plomb.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Il n'est pas recommandé de faire fonctionner la LED dans des conditions dépassant ces valeurs.

• Dissipation de puissance (P_d) :75 mW par couleur (Vert et Rouge). C'est la perte de puissance maximale autorisée dans le dispositif.
• Courant direct de crête (I_FP) :80 mA. C'est le courant direct instantané maximal, généralement spécifié dans des conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms) pour éviter la surchauffe.
• Courant direct continu (I_F) :30 mA DC. Le courant en régime permanent maximal pour un fonctionnement continu fiable.
• Déclassement en courant :Déclassement linéaire de 0,4 mA/°C à partir de 25°C. Le courant direct maximal autorisé doit être réduit à mesure que la température ambiante augmente au-dessus de 25°C.
• Tension inverse (V_R) :5 V. La tension maximale pouvant être appliquée dans le sens inverse aux bornes de la LED.
• Plage de température de fonctionnement (T_opr) :-30°C à +85°C.
• Plage de température de stockage (T_stg) :-40°C à +85°C.
• Température de soudure :Résiste à 260°C pendant 5 secondes lors de la soudure par refusion infrarouge.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à une température ambiante (T_a) de 25°C et un courant de test (I_F) de 5 mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (I_V) :
  • Vert : Minimum 4,5 mcd, Valeur typique non spécifiée, Maximum 28,0 mcd.
  • Rouge : Minimum 7,1 mcd, Valeur typique non spécifiée, Maximum 45,0 mcd.
  • La mesure est basée sur la courbe de réponse photopique de la CIE.
• Angle de vision (2θ_1/2) :130 degrés (typique) pour les deux couleurs. C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur axiale de crête.
• Longueur d'onde de crête (λ_P) :
  • Vert : 574 nm (typique).
  • Rouge : 639 nm (typique).
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :
  • Vert : 571 nm (typique).
  • Rouge : 631 nm (typique).
  • C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, dérivée du diagramme de chromaticité CIE.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :
  • Vert : 15 nm (typique).
  • Rouge : 20 nm (typique).
• Tension directe (V_F) :
  • Typique : 1,9 V pour les deux couleurs.
  • Maximum : 2,3 V pour les deux couleurs à I_F= 5 mA.
• Courant inverse (I_R) :Maximum 10 µA pour les deux couleurs à V_R= 5 V.

3. Explication du système de tri

Les LED sont triées (binned) selon leur intensité lumineuse pour assurer l'uniformité au sein d'un lot de production. Le code de tri fait partie du numéro de référence (par exemple, 'K' et 'J' dans LTST-C195KGJRKT-5A).

3.1 Tri par intensité lumineuse

Couleur verte (Première lettre après 'C195') :

• Tri J : 4,5 mcd (Min) à 7,1 mcd (Max)
• Tri K : 7,1 mcd à 11,2 mcd
• Tri L : 11,2 mcd à 18,0 mcd
• Tri M : 18,0 mcd à 28,0 mcd

Couleur rouge (Deuxième lettre après 'C195') :

• Tri K : 7,1 mcd à 11,2 mcd
• Tri L : 11,2 mcd à 18,0 mcd
• Tri M : 18,0 mcd à 28,0 mcd
• Tri N : 28,0 mcd à 45,0 mcd

La tolérance sur chaque tri d'intensité est de ±15 %.Cette référence spécifique (GJ) utilise le Tri J pour le vert et le Tri K pour le rouge.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes caractéristiques typiques essentielles pour la conception. Bien que les graphiques exacts ne soient pas reproduits en texte, leurs implications sont analysées ci-dessous.

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

La caractéristique I-V est non linéaire. Pour les deux puces, verte et rouge, la tension directe typique est de 1,9 V à 5 mA. Les concepteurs doivent utiliser cette courbe pour sélectionner des résistances de limitation de courant appropriées, car un petit changement de tension peut entraîner un grand changement de courant. La valeur maximale de V_Fde 2,3 V doit être utilisée pour les calculs de dissipation de puissance dans le pire des cas.

4.2 Intensité lumineuse vs Courant direct

La sortie 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 de l'augmentation de la chaleur. Les valeurs d'intensité lumineuse spécifiées sont à 5 mA ; un fonctionnement au courant continu maximal de 30 mA donnera une sortie significativement plus élevée mais nécessite une gestion thermique minutieuse.

4.3 Caractéristiques thermiques

La performance de la LED dépend de la température. L'intensité lumineuse diminue généralement lorsque la température de jonction augmente. Le facteur de déclassement de 0,4 mA/°C pour le courant direct est un paramètre de conception critique pour prévenir l'emballement thermique et assurer la fiabilité à long terme, en particulier dans les environnements à température ambiante élevée.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et assignation des broches

Le dispositif utilise un boîtier SMD standard. Les tolérances dimensionnelles clés sont de ±0,10 mm sauf indication contraire.

• Assignation des broches :
  • Puce LED verte : Connectée aux broches 1 et 3.
  • Puce LED rouge : Connectée aux broches 2 et 4.
• Lentille :Transparente, permettant de voir la vraie couleur des puces (verte et rouge).

5.2 Configuration recommandée des pastilles de soudure

Un motif de pastilles (empreinte) suggéré est fourni pour assurer la formation fiable des joints de soudure et un bon alignement pendant la refusion. Respecter ce motif aide à prévenir l'effet "tombstoning" et assure une bonne connexion thermique et électrique.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

6.1 Profils de soudure par refusion

Deux profils de refusion infrarouge (IR) sont suggérés : un pour le processus de soudure standard (SnPb) et un pour le processus sans plomb (SnAgCu). Le profil sans plomb nécessite une température de crête plus élevée (typiquement jusqu'à 260°C). Il est crucial de suivre la courbe temps-température recommandée, incluant les zones de préchauffage, stabilisation, refusion et refroidissement, pour éviter un choc thermique au boîtier de la LED et assurer l'intégrité des joints de soudure.

6.2 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après la soudure, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. Il est recommandé d'immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou isopropylique à température normale pendant moins d'une minute. L'utilisation de produits chimiques non spécifiés peut endommager la lentille en plastique et le boîtier.

6.3 Conditions de stockage

Pour une fiabilité prolongée, les LED doivent être stockées dans un environnement ne dépassant pas 30°C et 70 % d'humidité relative. Les composants retirés de leur emballage barrière à l'humidité d'origine doivent être soudés par refusion dans la semaine. Si un stockage au-delà d'une semaine est nécessaire, ils doivent être conservés dans un récipient scellé avec un dessiccant ou dans une atmosphère d'azote et être cuits (environ 60°C pendant 24 heures) avant l'assemblage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Le dispositif est fourni en bande porteuse gaufrée standard enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre.

• Quantité par conditionnement :4000 pièces par bobine complète.
• Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.
• Spécifications de la bande :Conforme à la norme ANSI/EIA-481-1-A-1994.
• Bande de couverture :Les alvéoles vides sont scellées avec une bande de couverture supérieure.
• Composants manquants :Un maximum de deux LED manquantes consécutives (alvéoles vides) est autorisé par spécification de bobine.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Indicateurs d'état :Idéal pour les équipements nécessitant une indication à deux états (par ex., marche/veille, état de charge, activité/réseau en erreur) en utilisant les couleurs verte et rouge d'un seul composant.
• Affichages de panneau avant :Utilisé dans l'électronique grand public, les contrôles industriels et les intérieurs automobiles où l'espace est limité.
• Rétroéclairage de légendes :Peut être utilisé pour éclairer des icônes ou des symboles en différentes couleurs.

8.2 Considérations de conception de circuit

Méthode de pilotage :Les LED sont des dispositifs pilotés en courant. Pour assurer une luminosité uniforme lorsque plusieurs LED sont utilisées en parallèle, il estfortement recommandéd'utiliser une résistance de limitation de courant séparée en série avec chaque LED (Modèle de circuit A). Le pilotage de plusieurs LED en parallèle à partir d'une seule résistance (Modèle de circuit B) n'est pas recommandé en raison des variations de tension directe (V_F) des LED individuelles, ce qui peut entraîner des différences significatives de courant et, par conséquent, de luminosité.

Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Les LED AlInGaP sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). Les dommages ESD peuvent se manifester par un courant de fuite inverse élevé, une tension directe basse ou un défaut d'éclairage à faible courant. Des mesures préventives doivent être mises en œuvre tout au long de la manipulation et de l'assemblage :

• Utiliser des bracelets antistatiques et des tapis antistatiques mis à la terre.
• S'assurer que tous les équipements et postes de travail sont correctement mis à la terre.
• Utiliser des ioniseurs pour neutraliser la charge statique sur la lentille de la LED.

9. Comparaison et différenciation technique

La différenciation principale de ce composant réside dans sa capacité bicolore au sein d'un seul boîtier SMD standard. Par rapport à l'utilisation de deux LED monochromes séparées, il offre des économies d'espace significatives sur le PCB, réduit le nombre de composants et simplifie la nomenclature (BOM). L'utilisation de la technologie AlInGaP offre une efficacité lumineuse plus élevée et une meilleure stabilité thermique que les anciennes technologies comme le GaAsP pour la puce rouge, ce qui se traduit par une sortie plus lumineuse et plus cohérente. Le large angle de vision de 130 degrés le rend adapté aux applications où la visibilité sous des angles hors axe est importante.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Puis-je piloter les LED verte et rouge simultanément ?

Oui, mais elles doivent être pilotées indépendamment via leurs broches respectives (1/3 pour le vert, 2/4 pour le rouge). Les piloter simultanément à leur courant maximal dépassera la cote de dissipation de puissance totale du boîtier si ce n'est pas correctement géré. Les calculs thermiques doivent prendre en compte la chaleur combinée générée.

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 (λ_P) est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance de la lumière émise est maximale. La longueur d'onde dominante (λ_d) est la longueur d'onde unique qui correspond à la couleur perçue de la lumière telle que définie par le diagramme de chromaticité CIE. Pour les LED à spectre étroit, elles sont souvent proches, mais λ_dest plus pertinente pour la spécification de la couleur.

10.3 Comment interpréter le code de tri dans le numéro de référence ?

Pour LTST-C195GJRKT-5A, les lettres "GJ" indiquent respectivement le tri d'intensité lumineuse pour les puces verte et rouge. 'G' correspond au tri de la puce verte (qui est 'J' dans ce cas), et 'J' correspond au tri de la puce rouge (qui est 'K' dans ce cas). Reportez-vous à la section 3.1 pour les plages exactes en mcd des tris J et K.

11. Étude de cas de conception et d'utilisation

Scénario : Indicateur d'état d'alimentation double pour un dispositif portable.Un dispositif médical portable compact nécessite un indicateur clair et économe en espace pour l'état de la batterie : vert fixe pour "charge adéquate", vert clignotant pour "en charge", et rouge fixe pour "batterie faible".

Mise en œuvre :Le LTST-C195KGJRKT-5A est un choix idéal. Une broche GPIO d'un microcontrôleur pilote la LED verte (broches 1/3) via une résistance de limitation de courant de 100 Ω (pour ~20 mA avec une alimentation ~3,3 V, en considérant V_F~1,9 V). Une autre broche GPIO pilote la LED rouge (broches 2/4) via une résistance similaire. Le micrologiciel contrôle les états clignotant et fixe. Cette conception n'utilise qu'une seule empreinte de composant au lieu de deux, simplifie le routage et offre un aspect propre et professionnel.

12. Introduction au principe technologique

La LED est basée sur le matériau semi-conducteur Phosphure d'Aluminium Indium Gallium (AlInGaP). Lorsqu'une tension directe est appliquée à la jonction p-n, les électrons et les trous se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite, qui définit directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. La puce verte utilise une formulation pour une émission d'environ 571 nm, et la puce rouge utilise une formulation différente pour une émission d'environ 631 nm. La lentille "transparente" est en époxy ou en silicone transparent à ces longueurs d'onde, permettant de voir la vraie couleur de la puce sans diffusion ni conversion de couleur.

13. Tendances et évolutions de l'industrie

La tendance des LED d'indication SMD continue vers une efficacité plus élevée, des tailles de boîtier plus petites et une fonctionnalité accrue. Les LED bi- et multi-couleurs dans des boîtiers uniques deviennent plus courantes pour répondre aux demandes de miniaturisation et d'interfaces utilisateur plus riches. Il y a également un accent sur l'amélioration de la fiabilité dans des conditions difficiles, telles que les profils de refusion à température plus élevée requis pour la soudure sans plomb et la résistance à l'humidité et aux produits chimiques. De plus, l'intégration de résistances de limitation de courant ou même de circuits intégrés de pilotage dans le boîtier de la LED ("LED intelligentes") est une tendance émergente pour simplifier davantage la conception des circuits et améliorer la cohérence des performances.