Fiche technique LTST-C195TBJRKT - LED CMS bicolore - Hauteur 0,55 mm - Bleu 3,3V / Rouge 2,0V - 76mW / 75mW - Documentation technique française

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED miniature bicolore pour montage en surface (CMS). Le composant est conçu pour l'assemblage automatisé sur carte de circuit imprimé (PCB) et convient aux applications où l'espace est limité. Il intègre deux puces LED distinctes dans un boîtier ultra-fin.

1.1 Avantages principaux

• Profil ultra-fin :La hauteur du boîtier est de seulement 0,55 mm, permettant une utilisation dans des appareils minces.
• Source bicolore :Combine une puce bleue InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium) haute luminosité et une puce rouge AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) dans un seul boîtier.
• Compatibilité :Conçu pour être compatible avec les équipements automatiques de préhension et de placement et les processus standards de soudage par refusion infrarouge (IR).
• Conformité aux normes :Le boîtier est conforme aux normes EIA (Electronic Industries Alliance) et à la directive RoHS (Restriction des substances dangereuses).

1.2 Marchés cibles et applications

Ce composant est destiné à un large éventail d'appareils électroniques grand public et industriels où la compacité et l'indication d'état sont critiques. Les principaux domaines d'application incluent :

• Télécommunications :Indicateurs d'état dans les téléphones mobiles, routeurs et équipements réseau.
• Périphériques informatiques :Rétroéclairage de claviers et pavés, témoins lumineux sur ordinateurs portables et disques durs externes.
• Appareils électroménagers et équipements industriels :Indicateurs d'alimentation, de mode et de défaut.
• Technologie d'affichage :Micro-affichages et éclairage symbolique.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs représentent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti.

• Dissipation de puissance (Pd) :Bleu : 76 mW, Rouge : 75 mW. C'est la puissance maximale que la LED peut dissiper sous forme de chaleur à une température ambiante (Ta) de 25°C.
• Courant direct de crête (I_FP) :Bleu : 100 mA, Rouge : 80 mA. C'est le courant pulsé maximal autorisé (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms) pour un fonctionnement de courte durée.
• Courant direct continu (I_F) :Bleu : 20 mA, Rouge : 30 mA. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Plages de température :Fonctionnement : -20°C à +80°C. Stockage : -30°C à +100°C.
• Limite de soudage :Le composant peut supporter un soudage par refusion infrarouge avec une température de crête de 260°C pendant un maximum de 10 secondes.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Mesurées à Ta=25°C et I_F=20mA, ce sont les paramètres de performance typiques.

• Intensité lumineuse (I_V) :Une mesure clé de la luminosité. Pour la puce Bleue, la valeur typique est de 45,0 mcd (millicandela) avec une plage de 28,0 mcd (Min) à 180 mcd (Max). Pour la puce Rouge, la valeur typique est de 45,0 mcd, allant de 18,0 mcd à 112 mcd.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Typiquement 130 degrés. Cet angle de vision large indique une sortie lumineuse diffuse et non directionnelle, adaptée aux indicateurs d'état visibles sous différents angles.
• Longueur d'onde de crête (λ_P) :Bleu : 468,0 nm, Rouge : 639,0 nm. C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :Bleu : 470,0 nm (465-475 nm), Rouge : 631,0 nm (626-638 nm). C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur.
• Demi-largeur spectrale (Δλ) :Bleu : 25,0 nm, Rouge : 15,0 nm. Cela indique la pureté spectrale ; une valeur plus petite signifie une couleur plus monochromatique.
• Tension directe (V_F) :Bleu : 3,30V (2,80-3,80V), Rouge : 2,00V (1,80-2,40V). C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle fonctionne à 20mA. La différence significative entre les couleurs est due aux différents matériaux semi-conducteurs.
• Courant inverse (I_R) :Max 10 µA à V_R=5V. Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre est uniquement à des fins de test.

2.3 Considérations thermiques

Les valeurs de dissipation de puissance sont directement liées à la gestion thermique. Dépasser la température de jonction maximale réduira la sortie lumineuse et la durée de vie. La large plage de température de fonctionnement (-20°C à +80°C) le rend adapté à la plupart des environnements intérieurs. Une conception de PCB appropriée, incluant une zone de cuivre et des pistes de décharge thermique adéquates, est essentielle pour maintenir les performances, surtout lorsque la LED est pilotée près de son courant nominal maximal.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour assurer la cohérence de la couleur et de la luminosité en production, les LED sont triées en classes de performance. Ce dispositif utilise un système de classement par intensité lumineuse.

3.1 Classement par intensité lumineuse

La sortie lumineuse à I_F=20mA est catégorisée en classes identifiées par un code à une lettre. Chaque classe a une valeur d'intensité minimale et maximale, avec une tolérance de +/-15% à l'intérieur de chaque classe.

• Classes pour la puce Bleue :N (28,0-45,0 mcd), P (45,0-71,0 mcd), Q (71,0-112,0 mcd), R (112,0-180,0 mcd).
• Classes pour la puce Rouge :M (18,0-28,0 mcd), N (28,0-45,0 mcd), P (45,0-71,0 mcd), Q (71,0-112,0 mcd).

Ce système permet aux concepteurs de sélectionner des composants avec des niveaux de luminosité minimale garantis pour leur application. Par exemple, une application nécessitant une haute luminosité spécifierait les classes Q ou R pour le bleu et P ou Q pour le rouge.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique, leurs implications sont standard pour la technologie LED.

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

La courbe I-V est exponentielle. Pour la LED bleue (InGaN), la tension de seuil est plus élevée (~2,8V) que pour la LED rouge (AlInGaP, ~1,8V). Le pilotage de la LED nécessite un mécanisme de limitation de courant (par exemple, une résistance série ou un pilote à courant constant) pour éviter l'emballement thermique, car la tension directe diminue avec l'augmentation de la température tandis que le courant augmente.

4.2 Intensité lumineuse vs Courant direct

Luminous intensity is approximately proportional to forward current within the recommended operating range. However, efficiency (lumens per watt) typically peaks at a current lower than the maximum rating and decreases at higher currents due to increased heat.

4.3 Distribution spectrale

Les graphiques spectraux référencés montreraient les bandes d'émission étroites caractéristiques des LED. L'émission de la puce bleue est centrée dans la plage 468-470 nm, et celle de la puce rouge dans la plage 631-639 nm. Les valeurs de demi-largeur indiquent que l'émission bleue a une dispersion spectrale plus large que la rouge.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et assignation des broches

Le composant utilise un empreinte CMS standard. Les dimensions critiques incluent une hauteur de 0,55 mm. L'assignation des broches pour la fonction bicolore est clairement définie : les broches 3 et 1 sont respectivement l'anode et la cathode de la LED Bleue. Les broches 4 et 2 sont respectivement l'anode et la cathode de la LED Rouge. La lentille est transparente pour permettre la visibilité de la couleur réelle de la puce.

5.2 Conception recommandée des pastilles PCB et polarité

La fiche technique inclut un motif de pastilles (empreinte) recommandé pour la conception de PCB. Respecter ce motif assure un soudage correct et une stabilité mécanique. La polarité est indiquée par la numérotation des broches. Une orientation correcte lors de l'assemblage est cruciale, car l'application d'une tension inverse peut endommager la LED.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudage par refusion IR

Le composant est compatible avec les processus de refusion sans plomb (Pb-free). Le profil thermique maximal autorisé est défini :

• Température de crête :260°C maximum.
• Temps à la crête :10 secondes maximum.
• Préchauffage :150-200°C pendant jusqu'à 120 secondes pour minimiser le choc thermique.
• Nombre de cycles :Un maximum de deux cycles de refusion est autorisé.

Ces paramètres sont conformes aux normes JEDEC. Le profil réel doit être caractérisé pour l'assemblage PCB spécifique, en tenant compte de l'épaisseur de la carte, de la densité des composants et du type de pâte à souder.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, utilisez un fer à souder à température contrôlée réglé au maximum à 300°C. Le temps de soudage par broche ne doit pas dépasser 3 secondes, et cela ne doit être effectué qu'une seule fois.

6.3 Nettoyage et stockage

• Nettoyage :Utilisez uniquement des solvants spécifiés comme l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager le boîtier plastique.
• Stockage (emballage scellé) :Conserver à ≤ 30°C et ≤ 90% d'Humidité Relative (HR). La durée de conservation dans le sac anti-humidité avec dessicant est d'un an (Niveau de Sensibilité à l'Humidité, MSL 3).
• Stockage (emballage ouvert) :Si retiré du sac scellé, conserver à ≤ 30°C et ≤ 60% HR. Les composants doivent être refondus dans la semaine. Pour un stockage plus long, utilisez un conteneur scellé avec dessicant. Si stocké plus d'une semaine, un dégazage à 60°C pendant 20 heures ou plus est requis avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et éviter l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les composants sont fournis sur une bande porteuse de 8mm enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre, standard pour l'assemblage automatisé.

• Quantité par bobine :4000 pièces.
• Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.
• Normes d'emballage :Conforme aux spécifications ANSI/EIA-481. La bande a un couvercle pour protéger les composants, et un maximum de deux emplacements vides consécutifs est autorisé.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Conception de circuit

• Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance série ou un pilote à courant constant actif. Calculez la valeur de la résistance en utilisant R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Utilisez la V_Ftypique pour le calcul, mais assurez-vous que la tension d'alimentation est suffisamment élevée pour accommoder la V_F.
• maximale.Pilotage des deux couleurs :
• Les LED bleue et rouge ont des anodes et cathodes indépendantes, permettant de les piloter séparément. Cela permet un contrôle individuel, un mélange de couleurs (pour créer du violet) ou des motifs de clignotement alternés.Interface avec microcontrôleur :

Ces LED peuvent être pilotées directement depuis les broches GPIO d'un microcontrôleur, à condition que la broche puisse fournir/absorber le courant requis (20-30mA). Pour des courants plus élevés ou pour multiplexer de nombreuses LED, utilisez des pilotes à transistors.

• 8.2 Conception du PCB
• Suivez le motif de pastilles recommandé pour un soudage fiable.
• Assurez un dégagement suffisant entre la LED et les autres composants hauts pour éviter l'ombrage ou les interférences physiques.

Pour les applications haute fiabilité, envisagez d'ajouter des vias thermiques sous la pastille thermique de la LED (si présente) pour dissiper la chaleur dans les couches internes du PCB.

8.3 Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)

Les LED sont sensibles aux ESD. Manipulez-les avec les précautions ESD appropriées : utilisez des bracelets antistatiques mis à la terre, des tapis antistatiques et assurez-vous que tout l'équipement est mis à la terre. Incorporez des diodes de protection ESD sur les lignes de signaux sensibles si la LED est connectée à des interfaces externes.

9. Comparaison et différenciation techniqueLes principaux points de différenciation de ce composant sur le marché des LED CMS sont sacapacité bicolore dans un boîtier ultra-fin de 0,55 mm

et son utilisation de matériaux semi-conducteurs avancés (InGaN pour le bleu, AlInGaP pour le rouge) pour une haute luminosité. Comparé aux LED monochromes, il économise de l'espace sur la carte et du temps d'assemblage en remplaçant deux composants par un seul. Comparé aux LED bicolores plus épaisses, il permet des conceptions de produits finaux plus minces. Le large angle de vision de 130 degrés convient aux applications où l'indicateur doit être visible depuis des positions hors axe.

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

10.1 Puis-je piloter les LED bleue et rouge simultanément à leur plein courant de 20mA/30mA ?

Oui, mais vous devez considérer la dissipation de puissance totale. Si les deux sont allumées en continu au courant maximal, la puissance combinée est significative pour ce petit boîtier. Assurez-vous que la température ambiante est bien dans les limites et que le PCB fournit une dissipation thermique adéquate. Pour un fonctionnement prolongé, il est recommandé de déclasser le courant pour une longévité maximale.

10.2 Pourquoi la tension directe est-elle si différente entre les LED bleue et rouge ?

La tension directe est une propriété fondamentale liée à l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur. L'InGaN (bleu) a une bande interdite plus large (~3,4 eV) que l'AlInGaP (rouge, ~2,0 eV), nécessitant une tension plus élevée pour "exciter" les électrons à travers la bande et produire de la lumière.

10.3 Que signifie "I.C. Compatible" ?

Cela signifie que les caractéristiques d'entrée de la LED (tension et courant directs) sont compatibles avec un pilotage direct depuis les sorties de circuits intégrés (CI) standards, comme ceux des microcontrôleurs, des portes logiques ou des CI pilotes, sans nécessiter de transistors de puissance intermédiaires dans de nombreux cas.

11. Exemple pratique d'utilisation

Scénario : Conception d'un indicateur d'état pour une enceinte Bluetooth portable.

L'indicateur doit afficher plusieurs états : Hors tension (pas de lumière), Sous tension (bleu fixe), Mode d'appairage (bleu clignotant), Batterie faible (rouge fixe) et Chargement (rouge pulsé). L'utilisation du LTST-C195TBJRKT est idéale.Mise en œuvre de la conception :_FLa LED est placée sur le PCB principal. Un microcontrôleur gère les états. Deux broches GPIO sont configurées : une pour contrôler la LED bleue (via une résistance série de 100Ω, calculée pour une alimentation de 3,3V et une V_Fd'environ 3,3V), et une autre pour contrôler la LED rouge (via une résistance de 68Ω pour une V

d'environ 2,0V). Le micrologiciel bascule ces broches pour créer les motifs d'éclairage requis. La hauteur ultra-mince permet à la LED de s'adapter derrière une grille fine, et le large angle de vision assure que l'état est visible de n'importe où devant l'enceinte.

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. Cette recombinaison libère 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. L'InGaN est utilisé pour les longueurs d'onde plus courtes (bleu, vert), tandis que l'AlInGaP est utilisé pour les longueurs d'onde plus longues (rouge, orange, jaune). Le boîtier en résine époxy transparente agit comme une lentille, façonnant la sortie lumineuse et fournissant une protection environnementale.

13. Tendances technologiquesLe développement des LED CMS continue de se concentrer sur plusieurs domaines clés :Augmentation de l'efficacité (lm/W)pour fournir plus de lumière avec moins de puissance, crucial pour les appareils alimentés par batterie.Densité de puissance plus élevéedans des boîtiers plus petits, permettant des indicateurs plus brillants ou même un éclairage à partir de sources minuscules.Amélioration de la restitution des couleurs et de la cohérencegrâce à un classement plus strict et des technologies de phosphore avancées pour les LED blanches.L'intégration