Fiche technique LED SMD bicolore LTST-C395KGKSKT - Boîtier 3.2x2.8x1.9mm - Tension 1.8-2.4V - Puissance 75mW - Vert/Jaune - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une LED à montage en surface (SMD) bicolore. Le composant intègre deux puces émettrices indépendantes dans un seul boîtier compact, offrant un éclairage vert et jaune à partir d'une seule empreinte. Conçu pour les processus d'assemblage automatisé sur carte de circuit imprimé (PCB), il est idéal pour les applications à espace restreint dans l'électronique grand public, les télécommunications et l'équipement industriel.

1.1 Caractéristiques principales et marché cible

Les principaux avantages de cette LED incluent sa conformité aux directives RoHS (Restriction des substances dangereuses), la rendant adaptée aux marchés mondiaux avec des réglementations environnementales strictes. Elle utilise la technologie semi-conductrice AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) Ultra Brillante pour les deux couleurs, offrant généralement une efficacité supérieure et une meilleure stabilité des performances par rapport aux technologies plus anciennes. Le dispositif est fourni sur bande industrielle standard de 8 mm sur bobines de 7 pouces de diamètre, conforme aux normes EIA, facilitant l'automatisation rapide de préhension et de placement. Il est entièrement compatible avec les processus de soudage par refusion infrarouge (IR), standard pour les lignes d'assemblage de technologie de montage en surface (SMT) modernes.

Les applications cibles sont diverses, se concentrant sur les domaines nécessitant des indicateurs et un rétroéclairage compacts et fiables. Les marchés clés incluent les dispositifs de télécommunication (ex. : téléphones portables, équipements réseau), les produits de bureautique (ex. : ordinateurs portables, périphériques), les appareils électroménagers et divers systèmes de contrôle industriel. Les utilisations spécifiques englobent le rétroéclairage de clavier/pavé numérique, les indicateurs d'état et d'alimentation, les micro-affichages et l'éclairage symbolique dans les panneaux de commande.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

Les performances de la LED sont définies par un ensemble de valeurs maximales absolues et de caractéristiques de fonctionnement standard, toutes spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C. Dépasser les valeurs maximales absolues peut causer des dommages permanents.

2.1 Valeurs maximales absolues et caractéristiques thermiques

Le dispositif a une dissipation de puissance maximale de 75 milliwatts (mW) pour chaque canal de couleur. Le courant continu direct ne doit pas dépasser 30 mA par puce. Pour un fonctionnement en impulsions, un courant direct de crête de 80 mA est autorisé sous conditions spécifiques : un rapport cyclique de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 milliseconde. La tension inverse maximale applicable est de 5 Volts. L'environnement opérationnel est spécifié de -30°C à +85°C, tandis que la plage de température de stockage est légèrement plus large, de -40°C à +85°C. Un paramètre critique pour l'assemblage est la condition de soudage infrarouge, évaluée pour une température de crête de 260°C pendant une durée de 10 secondes, typique des processus de soudage sans plomb.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Dans une condition de test standard avec un courant direct de 20mA (IF=20mA), l'intensité lumineuse (Iv) pour la puce verte varie d'un minimum de 28,0 millicandelas (mcd) à un maximum de 112,0 mcd. La puce jaune présente une sortie plus élevée, allant de 45,0 mcd à 180,0 mcd. L'angle de vision typique, défini comme 2θ1/2 (l'angle total pour lequel l'intensité chute à la moitié de sa valeur axiale), est de 130 degrés, indiquant un diagramme de vision large.

La longueur d'onde d'émission de crête (λP) est typiquement de 574,0 nm pour le vert et de 591,0 nm pour le jaune. La longueur d'onde dominante (λd), un paramètre clé pour la spécification de la couleur, est définie par classes. Pour le vert, elle varie de 567,5 nm à 576,5 nm, et pour le jaune, de 587,0 nm à 594,5 nm. La demi-largeur de raie spectrale (Δλ) est typiquement de 15 nm pour les deux couleurs, décrivant la pureté spectrale.

La tension directe (VF) à 20mA varie de 1,8V (min) à 2,4V (max) pour les deux puces. Le courant inverse (IR) est garanti inférieur ou égal à 10 microampères (μA) lorsqu'une polarisation inverse de 5V est appliquée.

3. Explication du système de classement

Pour assurer la cohérence de couleur et de luminosité en production, les LED sont triées en classes basées sur l'intensité lumineuse et la longueur d'onde dominante.

3.1 Classement par intensité lumineuse (Iv)

Pour la LED verte, les classes d'intensité sont étiquetées N, P et Q, avec des plages respectives de 28,0-45,0 mcd, 45,0-71,0 mcd et 71,0-112,0 mcd. Pour la LED jaune, les classes sont P, Q et R, avec des plages respectives de 45,0-71,0 mcd, 71,0-112,0 mcd et 112,0-180,0 mcd. Une tolérance de +/-15% est appliquée à chaque classe.

3.2 Classement par teinte (Longueur d'onde dominante)

Les LED vertes sont classées pour la longueur d'onde dominante avec les codes C (567,5-570,5 nm), D (570,5-573,5 nm) et E (573,5-576,5 nm). Les LED jaunes sont classées avec les codes J (587,0-589,5 nm), K (589,5-592,0 nm) et L (592,0-594,5 nm). La tolérance pour chaque classe de longueur d'onde est de +/- 1 nm. Ce classement précis permet aux concepteurs de sélectionner des LED correspondant aux exigences spécifiques de coordonnées de couleur pour leur application.

4. Informations mécaniques et sur le boîtier

4.1 Dimensions du boîtier et assignation des broches

La LED est dotée d'un verre de lentille transparent. Les dimensions du boîtier sont fournies dans un dessin détaillé. Toutes les dimensions critiques sont spécifiées en millimètres, avec une tolérance standard de ±0,1 mm sauf indication contraire. L'assignation des broches est cruciale pour une conception de circuit correcte : Les broches 1 et 3 sont assignées à la puce AlInGaP verte, tandis que les broches 2 et 4 sont assignées à la puce AlInGaP jaune. Cette configuration permet un contrôle indépendant des deux couleurs.

4.2 Configuration recommandée des plots de fixation sur PCB

5. Directives de soudage et d'assemblage

5.1 Paramètres de soudage par refusion

Le composant est qualifié pour les processus de soudage par refusion infrarouge sans plomb. Un profil de refusion suggéré est fourni, incluant typiquement une phase de préchauffage, une montée en température, une zone de température de crête et une phase de refroidissement. Le paramètre critique est une température de corps maximale de crête de 260°C, qui ne doit pas être dépassée pendant plus de 10 secondes. Il est souligné que le profil optimal dépend de la conception spécifique du PCB, de la pâte à souder et des caractéristiques du four, et une caractérisation au niveau de la carte est recommandée.

5.2 Soudage manuel et retouche

Si un soudage manuel au fer est nécessaire, la température de pointe recommandée maximale est de 300°C, et le temps de soudage par broche ne doit pas dépasser 3 secondes. Cela ne doit être effectué qu'une seule fois pour éviter les dommages thermiques au boîtier plastique et à la puce semi-conductrice.

5.3 Précautions de stockage et de manipulation

Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). Une manipulation avec un bracelet antistatique mis à la terre ou des gants antistatiques est recommandée, et tout équipement doit être correctement mis à la terre. Pour le stockage, les sachets anti-humidité non ouverts (avec dessicant) doivent être conservés à 30°C ou moins et à 90% d'humidité relative (HR) ou moins, avec une durée de conservation d'un an. Une fois l'emballage d'origine ouvert, les composants doivent être stockés dans un environnement ne dépassant pas 30°C et 60% HR. Il est conseillé de terminer le processus de refusion IR dans la semaine suivant l'ouverture (Niveau de Sensibilité à l'Humidité 3, MSL 3). Pour un stockage plus long hors du sachet d'origine, un séchage à environ 60°C pendant au moins 20 heures avant le soudage est requis pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

5.4 Nettoyage

Si un nettoyage après soudage est nécessaire, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. Immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute est acceptable. L'utilisation de produits chimiques non spécifiés ou agressifs peut endommager la lentille en époxy et le boîtier.

6. Informations sur l'emballage et la commande

6.1 Spécifications de la bande et de la bobine

L'emballage standard est une bande porteuse de 8 mm enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 4000 pièces. Les alvéoles de la bande sont scellées avec une bande de couverture supérieure. Les normes industrielles (ANSI/EIA 481) sont suivies pour l'emballage. Pour des quantités inférieures à une bobine complète, une quantité d'emballage minimale de 500 pièces est spécifiée pour les restes. La spécification d'emballage note également qu'un maximum de deux alvéoles de composants consécutives peuvent être vides.

7. Suggestions d'application et considérations de conception

7.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED bicolore est optimale pour les dispositifs nécessitant une indication multi-états à partir d'un seul point. Exemples : un bouton unique qui s'allume en vert pour "marche/actif" et en jaune pour "veille/charge" ; un indicateur de panneau qui affiche le vert pour un fonctionnement normal et le jaune pour un état d'avertissement ; ou un rétroéclairage pouvant basculer entre deux couleurs pour différents modes dans l'électronique grand public. Sa petite taille la rend parfaite pour les dispositifs portables modernes et miniaturisés.

7.2 Considérations de conception et de circuit

Les concepteurs doivent incorporer des résistances de limitation de courant appropriées en série avec chaque puce LED (Vert : Broches 1/3, Jaune : Broches 2/4) pour s'assurer que le courant direct ne dépasse pas le maximum continu de 30mA. La valeur de la résistance est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (Valim - Vf_LED) / If, où Vf_LED est la tension directe de la LED (utiliser la valeur max pour une conception conservatrice). Pour les applications impliquant du multiplexage ou de la MLI (Modulation de Largeur d'Impulsion) pour l'atténuation, assurez-vous que le courant instantané pendant l'impulsion "on" ne dépasse pas le courant direct de crête nominal. Le large angle de vision (130°) doit être pris en compte pour la conception mécanique des guides de lumière ou diffuseurs si un diagramme de faisceau spécifique est requis.

8. Comparaison et différenciation techniques

Le principal différentiateur de ce composant est l'intégration de deux puces AlInGaP haute performance dans un seul boîtier. Comparé à l'utilisation de deux LED monochromes séparées, cela économise un espace PCB significatif, réduit le nombre de composants et simplifie l'assemblage. La technologie AlInGaP offre généralement des avantages en efficacité lumineuse et stabilité thermique par rapport aux technologies traditionnelles GaP ou GaAsP, en particulier dans le spectre ambre/jaune/vert. La combinaison d'une lentille claire et d'un large angle de vision offre une bonne visibilité hors axe, bénéfique pour les indicateurs d'état.

9. Questions fréquentes basées sur les paramètres techniques

Q : Puis-je alimenter simultanément les puces verte et jaune à 20mA chacune ?

R : Oui, mais vous devez considérer la dissipation de puissance totale. À 20mA et une Vf typique, la puissance par puce est d'environ 40-48mW. Fonctionner les deux simultanément donnerait 80-96mW, ce qui dépasse la valeur maximale absolue de dissipation de puissance de 75mW par puce. Pour un fonctionnement continu simultané, vous devez déclasser le courant pour maintenir la puissance totale du dispositif dans des limites sûres, en considérant l'environnement thermique.

Q : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?

R : La longueur d'onde de crête (λP) est la longueur d'onde unique à laquelle le spectre d'émission a son intensité la plus élevée. La longueur d'onde dominante (λd) est une valeur calculée dérivée du diagramme de chromaticité CIE ; elle représente la longueur d'onde unique d'une lumière monochromatique pure qui semblerait avoir la même couleur que la LED pour l'œil humain. λd est souvent plus pertinente pour la spécification de couleur dans les applications.

Q : La fiche technique mentionne "Compatible C.I.". Qu'est-ce que cela signifie ?

R : Cela indique que la LED peut être pilotée directement par les broches de sortie de la plupart des circuits intégrés (CI) standards, tels que les microcontrôleurs ou les portes logiques, sans nécessiter de tampon ou de transistor pilote supplémentaire, car ses exigences en tension directe et courant sont dans les capacités de sortie typiques de ces CI.

10. Étude de cas d'application pratique

Considérons un dispositif médical portable avec un seul bouton multifonction. L'exigence de conception est de fournir un retour d'état clair et non ambigu : vert fixe lorsque l'appareil est allumé et fonctionne normalement, jaune clignotant lorsque la batterie est faible, et éteint lorsque l'appareil est hors tension. En utilisant le LTST-C395KGKSKT, le concepteur peut placer un seul composant sous le bouton. Le microcontrôleur peut contrôler indépendamment les anodes verte et jaune via deux broches GPIO, avec des résistances série appropriées. Cette solution utilise un espace carte minimal, fournit deux couleurs distinctes depuis un seul emplacement, et simplifie la conception optique par rapport à l'alignement de deux LED séparées sous un petit bouton.

11. Introduction au 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 est appelé électroluminescence. Dans une LED AlInGaP, le matériau semi-conducteur est composé d'Aluminium, d'Indium, de Gallium et de Phosphore. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, les électrons de la région de type n se recombinent avec les trous de la région de type p dans la couche active, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur, contrôlée par la composition précise de l'alliage AlInGaP. Une lentille en époxy transparente encapsule la puce, fournissant une protection environnementale, une stabilité mécanique et aidant à façonner la sortie lumineuse.

12. Tendances et évolutions de l'industrie

La tendance dans la technologie LED SMD continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), des tailles de boîtier plus petites pour une densité accrue, et une meilleure cohérence et restitution des couleurs. Il y a également un focus croissant sur la fiabilité dans des conditions de température plus élevées, poussé par des applications comme l'éclairage automobile et l'électronique de puissance. L'intégration de multiples puces (multicolores ou RVB) dans un seul boîtier, comme observé dans ce composant, est une stratégie courante pour économiser de l'espace et des coûts dans les systèmes d'indicateurs et de rétroéclairage complexes. De plus, la compatibilité avec l'assemblage automatisé et les profils de soudage stricts reste une exigence fondamentale pour la production de masse dans tous les secteurs de l'électronique.

The trend in SMD LED technology continues towards higher efficiency (more lumens per watt), smaller package sizes for increased density, and improved color consistency and rendering. There is also a growing focus on reliability under higher temperature conditions, driven by applications like automotive lighting and high-power electronics. The integration of multiple chips (multi-color or RGB) into a single package, as seen in this component, is a common strategy to save space and cost in complex indicator and backlighting systems. Furthermore, compatibility with automated assembly and stringent soldering profiles remains a fundamental requirement for mass production across all electronics sectors.