Fiche technique LED SMD bicolore LTST-E682KSTBWT - Dimensions 3,2x2,8x1,9mm - Tension 2,4V/3,8V - Puissance 72mW/80mW - Jaune/Bleu - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-E682KSTBWT est une LED à montage en surface (SMD) bicolore dotée d'un verre diffusant. Il intègre deux puces électroluminescentes distinctes dans un seul boîtier standard EIA : l'une émettant dans le spectre jaune (AlInGaP) et l'autre dans le spectre bleu (InGaN). Ce composant est conçu pour les applications nécessitant des solutions d'indication ou d'éclairage bicolores et compactes. Ses principaux avantages incluent la compatibilité avec les équipements de placement automatique et les procédés de soudure par refusion infrarouge, le rendant adapté à la production en grande série. Le produit est conforme aux directives RoHS et est classé comme produit vert.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les limites de fonctionnement du dispositif sont définies à une température ambiante (Ta) de 25°C. Pour la LED jaune, le courant continu direct maximal est de 30mA avec une dissipation de puissance de 72mW. La LED bleue a un courant continu direct maximal légèrement inférieur de 20mA mais une puissance dissipée nominale plus élevée de 80mW. Les deux partagent un courant direct crête de 80mA en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1ms). Le seuil de décharge électrostatique (ESD) diffère significativement : 2000V (HBM) pour la puce jaune et 300V (HBM) pour la puce bleue plus sensible. La plage de température de fonctionnement est de -40°C à +85°C, tandis que le stockage peut s'étendre de -40°C à +100°C.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Les principales métriques de performance sont mesurées à Ta=25°C et un courant direct (IF) de 20mA. L'intensité lumineuse (Iv) pour la LED jaune varie d'un minimum de 112,0 mcd à un maximum de 355,0 mcd. L'intensité de la LED bleue varie de 71,0 mcd à 224,0 mcd. Les deux LED présentent un angle de vision typique large (2θ1/2) de 120 degrés. La longueur d'onde d'émission de crête typique (λP) de la LED jaune est de 591nm avec une longueur d'onde dominante (λd) de 589nm et une demi-largeur spectrale (Δλ) de 15nm. La LED bleue émet à un pic typique de 468nm, une longueur d'onde dominante de 470nm et une demi-largeur spectrale plus large de 25nm. La tension directe (VF) pour la LED jaune est comprise entre 1,8V et 2,4V, tandis que pour la LED bleue elle est comprise entre 2,8V et 3,8V. Le courant inverse maximal (IR) pour les deux est de 10μA à une tension inverse (VR) de 5V.

3. Explication du système de binning

Le produit utilise un système de binning pour catégoriser les LED en fonction de leur intensité lumineuse à 20mA. Cela garantit une uniformité de luminosité pour les lots de production. Pour la LED jaune, les codes de bin vont de R1 (112,0-140,0 mcd) à T1 (280,0-355,0 mcd). La LED bleue utilise les codes de Q1 (71,0-90,0 mcd) à S1 (180,0-224,0 mcd). Une tolérance de +/-11% est appliquée à chaque bin d'intensité. Ce système permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences de luminosité spécifiques pour leur application.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (par exemple, Figure 1 pour la mesure spectrale, Figure 5 pour l'angle de vision), le document indique que des courbes caractéristiques typiques sont fournies. Celles-ci incluraient typiquement des tracés du courant direct en fonction de la tension directe (courbe IV), de l'intensité lumineuse en fonction du courant direct, et de l'intensité lumineuse en fonction de la température ambiante. Les courbes de distribution spectrale montreraient la puissance rayonnante relative en fonction de la longueur d'onde pour les deux puces jaune et bleue, mettant en évidence leurs longueurs d'onde de crête et dominantes ainsi que la largeur spectrale. L'analyse de ces courbes est cruciale pour comprendre les performances dans des conditions non standard, telles que différents courants d'alimentation ou températures de fonctionnement.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est logée dans un boîtier SMD compact. Les dimensions clés incluent une longueur de corps de 3,2mm (0,126 pouces), une largeur de 2,8mm (0,110 pouces) et une hauteur de 1,9mm (0,075 pouces). Le verre lui-même a des dimensions de 2,2mm par 3,5mm. Un dessin dimensionnel est fourni dans la fiche technique avec toutes les mesures en millimètres (pouces) et une tolérance générale de ±0,2mm sauf indication contraire.

5.2 Assignation des broches et identification de la polarité

Le dispositif possède quatre broches. Pour le modèle LTST-E682KSTBWT, les broches 1 et 2 sont assignées à la cathode et à l'anode de la LED jaune (l'ordre spécifique doit être vérifié sur le schéma), tandis que les broches 3 et 4 sont assignées à la LED bleue. La cathode est généralement marquée sur le boîtier. L'identification correcte de la polarité est essentielle pour éviter les dommages par polarisation inverse, en particulier pour la puce bleue qui a une tolérance ESD plus faible.

5.3 Pastille de soudure recommandée sur PCB

Une recommandation de motif de pastille est fournie pour la soudure par refusion infrarouge ou en phase vapeur. Le respect de cette disposition de pastille recommandée est critique pour obtenir une formation correcte du joint de soudure, assurer une bonne connexion thermique et électrique, et maintenir l'alignement correct de la LED sur la carte.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudure par refusion

Le dispositif est compatible avec les procédés de soudure par refusion infrarouge. Pour la soudure sans plomb, un profil conforme à la norme J-STD-020B est recommandé. Les paramètres clés incluent une température de préchauffage de 150-200°C, un temps de préchauffage allant jusqu'à 120 secondes maximum, une température de crête ne dépassant pas 260°C, et un temps au-dessus du liquidus (ou au pic) limité à 10 secondes maximum. La refusion doit être effectuée au maximum deux fois.

6.2 Soudure manuelle

Si une soudure manuelle est nécessaire, la température de la pointe du fer à souder ne doit pas dépasser 300°C, et le temps de soudure par broche doit être limité à 3 secondes maximum. La soudure manuelle ne doit être effectuée qu'une seule fois.

6.3 Conditions de stockage

Pour les sachets scellés étanches à l'humidité avec dessicant, les LED doivent être stockées à ≤30°C et ≤70% HR et utilisées dans l'année. Une fois l'emballage d'origine ouvert, l'environnement de stockage ne doit pas dépasser 30°C et 60% HR. Les composants exposés au-delà de 168 heures doivent être séchés à environ 60°C pendant au moins 48 heures avant la soudure pour éliminer l'humidité et prévenir l'effet \"pop-corn\" pendant la refusion.

6.4 Nettoyage

Si un nettoyage après soudure est requis, seuls des solvants alcooliques spécifiés comme l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique doivent être utilisés. La LED doit être immergée à température normale pendant moins d'une minute. Des produits chimiques non spécifiés pourraient endommager le matériau du boîtier ou le verre.

7. Emballage et informations de commande

Les LED sont fournies en bande de 8mm sur bobines de 7 pouces de diamètre, conformément aux spécifications ANSI/EIA 481. Chaque bobine contient 2000 pièces. Pour des quantités inférieures à une bobine complète, une quantité d'emballage minimale de 500 pièces s'applique pour les restes. La bande utilise une bande de couverture pour sceller les emplacements vides, et le nombre maximum de composants manquants consécutifs sur une bobine est de deux. La référence LTST-E682KSTBWT spécifie le dispositif avec un verre diffusant, des puces jaune (AlInGaP) et bleue (InGaN).

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED bicolore est idéale pour l'indication d'état dans l'électronique grand public, les équipements de bureau, les dispositifs de communication et les appareils ménagers. Elle peut être utilisée pour signaler différents états opérationnels (par exemple, marche/veille, activité réseau, état de charge) en utilisant les deux couleurs distinctes. Son large angle de vision la rend adaptée aux indicateurs de façade.

8.2 Considérations de conception

Les concepteurs doivent tenir compte des différentes exigences de tension directe des deux puces lors de la conception du circuit de commande. Une résistance de limitation de courant doit être utilisée pour chaque puce LED indépendamment pour assurer un courant et une luminosité appropriés. La différence significative de sensibilité ESD (2000V contre 300V HBM) nécessite une manipulation soigneuse et une protection ESD au niveau de la carte pour la LED bleue, en particulier pendant l'assemblage et les tests. La gestion thermique doit être envisagée si le fonctionnement est proche des courants nominaux maximaux ou dans des températures ambiantes élevées.

9. Comparaison et différenciation techniques

Le principal différentiateur de ce composant est l'intégration de deux matériaux semi-conducteurs chimiquement distincts (AlInGaP et InGaN) dans un seul boîtier, fournissant une émission jaune et bleue. Par rapport à l'utilisation de deux LED monochromes séparées, cela économise de l'espace sur la carte et simplifie l'assemblage. Le large angle de vision de 120 degrés est un avantage commun pour les applications d'indicateurs. La disparité de robustesse ESD entre les deux puces est un facteur important par rapport à certaines LED bicolores à matériau unique qui pourraient avoir des caractéristiques plus uniformes.

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

Q : Puis-je alimenter les deux LED simultanément à leur courant continu maximal ?

A : Il n'est pas recommandé d'alimenter les deux au courant maximal absolu (30mA jaune, 20mA bleu) simultanément sans une analyse thermique minutieuse, car la dissipation de puissance combinée (152mW) peut dépasser la capacité du boîtier à dissiper la chaleur, en particulier dans des espaces confinés. Une déclassement en fonction de la température d'application est conseillé.

Q : Pourquoi la tolérance ESD de la LED bleue est-elle si inférieure ?

A : Les LED bleues à base d'InGaN sont généralement plus sensibles aux décharges électrostatiques que les LED jaunes à base d'AlInGaP en raison des propriétés du matériau et de la structure du dispositif. C'est une caractéristique courante dans l'industrie et elle nécessite des mesures de contrôle ESD plus strictes pour la puce bleue.

Q : Comment interpréter le code de bin sur une commande ?

A : Le code de bin (par exemple, R1, S2) spécifie la plage garantie d'intensité lumineuse pour ce lot. Vous devez spécifier le(s) code(s) de bin souhaité(s) pour le jaune et le bleu lors de la commande pour garantir que vos exigences de luminosité sont satisfaites. Si non spécifié, vous pouvez recevoir des composants de n'importe quel bin de production dans la plage globale du produit.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Considérons un appareil portable nécessitant un indicateur de charge à plusieurs états : éteint (pas de lumière), en charge (lumière bleue), et pleinement chargé (lumière jaune). Un microcontrôleur peut contrôler deux broches GPIO, chacune connectée via une résistance de limitation de courant appropriée à l'anode d'une puce LED, avec les cathodes connectées à la masse. Les valeurs des résistances sont calculées séparément en fonction de la tension d'alimentation et du courant direct souhaité (par exemple, 15mA pour une luminosité adéquate) pour chaque couleur, en tenant compte de leurs différentes chutes de tension directe (par exemple, 2,1V pour le jaune, 3,3V pour le bleu). La disposition de la carte doit suivre le motif de pastille recommandé et assurer un espacement suffisant des autres composants générateurs de chaleur.

12. Introduction au 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 est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons. La couleur (longueur d'onde) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur. La LED jaune utilise un composé de Phosphure d'Aluminium Indium Gallium (AlInGaP), qui a une bande interdite correspondant à la lumière jaune/rouge-orange. La LED bleue utilise du Nitrure d'Indium Gallium (InGaN), qui a une bande interdite plus large adaptée à l'émission bleue/verte. Un verre diffusant est moulé sur les puces pour diffuser la lumière, créant un angle de vision plus large et plus uniforme.

13. Tendances technologiques

Le développement des LED SMD continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), une fiabilité accrue et des tailles de boîtier plus petites. Pour les boîtiers multicolores, les tendances incluent un binning de couleur et d'intensité plus serré pour une meilleure uniformité, une protection ESD améliorée intégrée au dispositif, et des boîtiers permettant une densité de puissance plus élevée et une meilleure gestion thermique. Il y a également un intérêt croissant pour l'accord spectral précis pour des applications spécialisées au-delà de la simple indication, comme les systèmes de capteurs et le rétroéclairage. La science des matériaux sous-jacente pour l'AlInGaP et l'InGaN continue de progresser, repoussant les limites de l'efficacité et de la durée de vie.