Fiche technique LTST-S327KGJRKT - LED SMD bicolore - Dimensions du boîtier - Vert/Rouge - 30mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une lampe LED bicolore pour montage en surface (SMD). Le composant est conçu dans un boîtier miniature adapté aux processus d'assemblage automatisé sur circuit imprimé (PCB), ce qui le rend idéal pour les applications où l'espace est limité. Sa fonction principale est de servir d'indicateur visuel ou de source de rétroéclairage.

1.1 Avantages clés et marché cible

Cette LED offre plusieurs avantages majeurs pour la fabrication électronique moderne. Elle est conforme à la directive RoHS (Restriction des Substances Dangereuses). Le boîtier présente une conception à émission latérale avec un placage à l'étain sur les bornes, améliorant la soudabilité et la fiabilité. Elle utilise la technologie semi-conductrice AlInGaP ultra-lumineuse pour un rendement lumineux efficace. Le composant est fourni sur bande de 8mm standard de l'industrie, enroulée sur bobine de 7 pouces de diamètre, facilitant l'assemblage automatisé à haute vitesse par pick-and-place. Il est entièrement compatible avec les processus de soudage par refusion infrarouge (IR), s'alignant ainsi sur les lignes d'assemblage modernes sans plomb. Le dispositif est également conçu pour être directement compatible avec les niveaux logiques des circuits intégrés (CI).

Les applications cibles sont vastes, couvrant les équipements de télécommunication, les dispositifs de bureautique, les appareils électroménagers et les systèmes de contrôle industriel. Les utilisations spécifiques incluent le rétroéclairage de claviers et de pavés tactiles, l'indication d'état, l'intégration dans des micro-affichages, et l'éclairage général de signaux ou de symboles.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

Cette section détaille les limites absolues et les caractéristiques de fonctionnement du dispositif. Tous les paramètres sont définis à une température ambiante (Ta) de 25°C sauf indication contraire.

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Ces valeurs représentent les limites de contrainte qui ne doivent en aucun cas être dépassées, car cela pourrait causer des dommages permanents au dispositif. Un fonctionnement en dehors de ces limites n'est pas implicite.

• Dissipation de puissance (Pd) :75 mW maximum pour les deux puces, verte et rouge. C'est la puissance totale (tension directe * courant direct) qui peut être dissipée en toute sécurité sous forme de chaleur.
• Courant direct de crête (I_FP) :80 mA maximum, permis uniquement en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0.1ms). Cela permet des flashs brefs et de haute intensité.
• Courant direct continu (I_F) :30 mA maximum en courant continu. C'est le courant de fonctionnement standard pour lequel la plupart des caractéristiques optiques sont spécifiées.
• Tension inverse (V_R) :5 V maximum. L'application d'une tension inverse supérieure à cette valeur peut entraîner la rupture de la jonction semi-conductrice de la LED.
• Plage de température de fonctionnement :-30°C à +85°C. Le dispositif est garanti de fonctionner dans cette plage de température ambiante.
• Plage de température de stockage :-40°C à +85°C. Le dispositif peut être stocké sans dégradation dans ces limites.
• Condition de soudage infrarouge :Supporte une température de crête de 260°C pendant un maximum de 10 secondes lors du soudage par refusion.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés dans des conditions de test standard (I_F= 20mA, Ta=25°C).

• Intensité lumineuse (I_V) :S'étend d'un minimum de 18.0 mcd à un maximum de 112.0 mcd pour les deux couleurs. La valeur typique se situe dans cette plage et est sujette au classement par bin (voir Section 3).
• Angle de vision (2θ_1/2) :130 degrés (typique). Cet angle de vision large indique un modèle d'émission diffus, non focalisé, adapté à un éclairage de grande surface.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :574 nm (typique) pour le vert, 639 nm (typique) pour le rouge. C'est la longueur d'onde à laquelle la sortie spectrale est la plus forte.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :571 nm (typique) pour le vert, 631 nm (typique) pour le rouge. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :15 nm (typique) pour le vert, 20 nm (typique) pour le rouge. Ce paramètre définit la pureté de la couleur ; une valeur plus petite indique une lumière plus monochromatique.
• Tension directe (V_F) :2.0 V (typique), avec un maximum de 2.4 V à 20mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement.
• Courant inverse (I_R) :10 μA maximum à une tension inverse de 5V.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour garantir une performance cohérente en production, les LED sont triées en "bins" en fonction de paramètres optiques clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants aux caractéristiques étroitement contrôlées.

3.1 Classement par intensité lumineuse (I_V)

Les deux puces, verte et rouge, sont classées de manière identique pour l'intensité lumineuse à 20mA. Les bins sont définis comme suit, avec une tolérance de ±15% à l'intérieur de chaque bin :

• Code Bin M :18.0 mcd (Min) à 28.0 mcd (Max)
• Code Bin N :28.0 mcd à 45.0 mcd
• Code Bin P :45.0 mcd à 71.0 mcd
• Code Bin Q :71.0 mcd à 112.0 mcd

3.2 Classement par teinte (longueur d'onde dominante) pour le vert

La puce verte est en outre classée par sa longueur d'onde dominante pour contrôler la constance de la couleur. La tolérance pour chaque bin est de ±1 nm.

• Code Bin C :567.5 nm à 570.5 nm
• Code Bin D :570.5 nm à 573.5 nm
• Code Bin E :573.5 nm à 576.5 nm

Note : La fiche technique ne spécifie pas de classement par teinte pour la puce rouge dans le contenu fourni.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que les courbes graphiques spécifiques ne soient pas détaillées dans l'extrait de texte, les fiches techniques de LED typiques incluent plusieurs tracés clés pour l'analyse de conception. Sur la base des pratiques standard, les courbes suivantes seraient essentielles :

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

Cette courbe montre la relation non linéaire entre le courant traversant la LED et la tension à ses bornes. Elle est cruciale pour concevoir le circuit de limitation de courant (par ex., résistance série ou pilote à courant constant). La courbe montrera une tension de seuil (environ 1.8-2.0V pour ces LED AlInGaP) après laquelle le courant augmente rapidement avec une faible augmentation de tension.

4.2 Intensité lumineuse vs Courant direct

Ce graphique illustre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant d'alimentation. Elle est généralement linéaire sur une plage mais saturera à des courants plus élevés en raison des effets thermiques et de la baisse d'efficacité. Fonctionner à ou en dessous du courant de fonctionnement recommandé de 20mA garantit une efficacité et une longévité optimales.

4.3 Intensité lumineuse vs Température ambiante

La sortie lumineuse de la LED diminue lorsque la température de jonction augmente. Cette courbe est vitale pour les applications fonctionnant sur une large plage de températures, car elle permet aux concepteurs de déclasser la luminosité attendue ou de mettre en œuvre une gestion thermique si nécessaire.

4.4 Distribution spectrale

Ces graphiques montreraient la puissance rayonnante relative émise à travers le spectre visible pour les deux puces, verte et rouge, centrées autour de leurs longueurs d'onde de crête respectives de 574nm et 639nm, avec les demi-largeurs spécifiées.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et identification de la polarité

La LED est logée dans un boîtier SMD standard. La lentille est transparente. L'affectation des broches est critique pour un fonctionnement correct : La broche A1 est l'anode pour la puce verte, et la broche A2 est l'anode pour la puce rouge. Les cathodes sont probablement communes, mais le schéma doit être vérifié à partir du diagramme du boîtier. Toutes les dimensions sont fournies en millimètres avec une tolérance standard de ±0.1mm sauf indication contraire.

5.2 Conception recommandée des pastilles PCB et orientation de soudage

La fiche technique inclut un motif de pastilles (empreinte) recommandé pour les pastilles PCB afin d'assurer la formation fiable des joints de soudure pendant la refusion. Elle indique également l'orientation correcte du composant sur la bande par rapport au PCB pour l'assemblage automatisé.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudage par refusion pour procédé sans plomb

Un profil de refusion infrarouge suggéré est fourni. Bien que les vitesses de montée spécifiques ne soient pas détaillées dans le texte, les paramètres clés sont la température de crête (260°C max) et le temps au-dessus du liquidus (probablement adapté à la pâte à souder sans plomb). Le profil devrait inclure une étape de préchauffage (par ex., 150-200°C) pour activer le flux et minimiser le choc thermique, suivie d'une montée contrôlée jusqu'à la température de crête et d'une phase de refroidissement contrôlée.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, il doit être effectué avec un fer à souder à température contrôlée réglé au maximum à 300°C. Le temps de soudage par borne ne doit pas dépasser 3 secondes, et cela ne doit être fait qu'une seule fois pour éviter les dommages thermiques au boîtier plastique et à la puce semi-conductrice.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage après soudage est requis, 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. Des produits chimiques non spécifiés pourraient endommager le matériau du boîtier ou la lentille.

6.4 Stockage et manipulation

Décharge électrostatique (ESD) :Le dispositif est sensible aux décharges électrostatiques (ESD). Des procédures de manipulation appropriées doivent être suivies, incluant l'utilisation de bracelets de mise à la terre, de tapis antistatiques, et d'emballages et équipements protégés contre l'ESD.

Sensibilité à l'humidité :Le boîtier est classé MSL3 (Niveau de Sensibilité à l'Humidité 3). Cela signifie qu'une fois le sachet barrière à l'humidité d'origine ouvert, les composants doivent être soumis au soudage par refusion dans les 168 heures (une semaine) lorsqu'ils sont stockés dans des conditions ≤ 30°C / 60% HR. Pour un stockage plus long après ouverture, les composants doivent être "cuits" (baked) à environ 60°C pendant au moins 20 heures avant l'assemblage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les composants sont fournis sur bande porteuse gaufrée de 8mm de large. La bande est enroulée sur des bobines standard de 7 pouces (178mm) de diamètre. Chaque bobine contient 3000 pièces. Pour des quantités inférieures à une bobine complète, une quantité d'emballage minimale de 500 pièces s'applique pour les restes. L'emballage est conforme aux normes ANSI/EIA-481.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Circuits d'application typiques

La méthode de pilotage la plus courante est une simple résistance série. La valeur de la résistance (R_s) est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R_s= (V_alim- V_F) / I_F. Utiliser la V_Fmax (2.4V) garantit un courant suffisant même avec les variations des composants. Par exemple, avec une alimentation de 5V et un I_Fcible de 20mA : R_s= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ohms. Une résistance standard de 130Ω ou 150Ω serait appropriée. Pour un contrôle de courant précis ou le multiplexage de nombreuses LED, un circuit intégré pilote à courant constant est recommandé.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Toujours utiliser un dispositif de limitation de courant (résistance ou pilote). Connecter la LED directement à une source de tension provoquera un courant excessif et une défaillance immédiate.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, la conception du PCB doit tout de même prendre en compte la dissipation thermique, surtout si plusieurs LED sont regroupées ou fonctionnent à des températures ambiantes élevées. Une surface de cuivre adéquate autour des pastilles thermiques (le cas échéant) ou des vias vers les couches internes peut aider.
• Sélection du bin :Pour les applications nécessitant une luminosité ou une couleur uniforme, spécifiez les codes de bin appropriés (par ex., Bin Q pour la luminosité la plus élevée, Bin D pour une teinte verte spécifique).
• Protection contre la tension inverse :S'il existe une possibilité qu'une tension inverse soit appliquée (par ex., dans des configurations tête-bêche ou avec des charges inductives), envisagez d'ajouter une diode de protection en parallèle avec la LED.

9. Comparaison et différenciation technique

La différenciation principale de cette LED bicolore réside dans la combinaison de deux sources lumineuses distinctes (AlInGaP vert et rouge) dans un seul boîtier SMD compact. Par rapport à l'utilisation de deux LED monochromes séparées, cela économise de l'espace sur le PCB, réduit le nombre de composants et simplifie l'assemblage. L'utilisation de la technologie AlInGaP pour les deux couleurs offre une efficacité plus élevée et une meilleure stabilité thermique par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaP standard. Le large angle de vision de 130 degrés est une caractéristique clé pour les applications nécessitant une visibilité étendue, contrairement aux LED à angle étroit utilisées pour des faisceaux focalisés.

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

Q : Puis-je piloter cette LED à 30mA en continu ?

R : Oui, 30mA est le courant direct continu maximal nominal. Cependant, pour une longévité optimale et pour tenir compte des conditions thermiques réelles, il est recommandé de concevoir pour le courant de fonctionnement typique de 20mA.

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 (λ_P) est le point physique d'intensité la plus élevée dans le spectre émis. La longueur d'onde dominante (λ_d) est une valeur calculée basée sur la perception humaine des couleurs (chromaticité CIE) qui représente la "couleur" que nous voyons. Elles sont souvent proches mais pas identiques.

Q : Pourquoi existe-t-il un système de classement (binning) ?

R : Les variations de fabrication entraînent de légères différences de performance. Le binning trie les LED en groupes avec des caractéristiques similaires (luminosité, couleur), permettant aux fabricants d'offrir des produits cohérents et aux concepteurs de sélectionner des pièces répondant à leurs besoins spécifiques d'uniformité.

Q : Quelle est l'importance critique de la spécification de refusion à 260°C pendant 10 secondes ?

R : Très critique. Dépasser cette combinaison temps-température peut surcontraindre les fils de liaison internes, dégrader la lentille en époxy ou endommager la puce semi-conductrice, entraînant une défaillance immédiate ou une durée de vie réduite.

11. Exemple pratique d'utilisation

Scénario : Indicateur d'état double sur un routeur réseau

Un concepteur a besoin d'un seul indicateur pour montrer deux états : "Système allumé/actif" (Vert) et "Erreur réseau" (Rouge). L'utilisation du LTST-S327KGJRKT simplifie la conception. Une broche GPIO d'un microcontrôleur peut être connectée à l'anode verte (A1), une autre à l'anode rouge (A2), avec les deux cathodes connectées à la masse. Le microcontrôleur peut allumer indépendamment la puce verte ou rouge. Une seule résistance de limitation de courant peut être placée sur la cathode commune si les deux LED ne sont jamais allumées simultanément, ou des résistances séparées peuvent être utilisées sur chaque anode pour un contrôle indépendant. Le large angle de vision garantit que l'indicateur est visible sous différents angles autour de l'appareil.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière par électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à la jonction p-n, les électrons du matériau de type n se recombinent avec les trous du matériau de type p dans la région active. Cette recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière émise est déterminée par la largeur de bande interdite du matériau semi-conducteur utilisé. Ce dispositif utilise du Phosphure d'Aluminium Indium Gallium (AlInGaP) pour les deux puces, rouge et verte, qui est un système de matériau connu pour sa haute efficacité dans le spectre du jaune au rouge, avec des ajustements spécifiques de dopage et de structure pour obtenir l'émission verte.

13. Tendances technologiques

La tendance générale des LED indicatrices SMD va vers une efficacité plus élevée (plus de lumière par unité de puissance électrique), des tailles de boîtier plus petites et une fiabilité améliorée. Il y a également une évolution vers des tolérances de binning plus strictes pour répondre aux exigences des applications nécessitant une grande constance de couleur et de luminosité, comme les affichages couleur complets et l'éclairage automobile. L'intégration de plusieurs couleurs ou même de puces RVB dans un seul boîtier continue d'être une tendance significative pour les applications à indicateurs multiples avec contraintes d'espace. De plus, la compatibilité avec des normes automobiles et industrielles de température et de fiabilité de plus en plus strictes est un moteur clé du développement de produits.