Fiche technique LTST-C195TBKFKT-5A - LED SMD bicolore Bleu & Orange - Hauteur 0,55mm - 3,2V/2,3V - 38mW/50mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes du LTST-C195TBKFKT-5A, une diode électroluminescente (LED) bicolore à montage en surface (SMD). Ce composant intègre deux puces semi-conductrices distinctes dans un seul boîtier ultra-fin : l'une émettant de la lumière bleue (basée sur la technologie InGaN) et l'autre de la lumière orange (basée sur la technologie AlInGaP). Il est conçu pour les processus d'assemblage automatisés et les applications où la conservation de l'espace et des performances fiables sont critiques.

1.1 Caractéristiques principales et marché cible

Les principaux avantages de cette LED incluent sa conformité aux directives RoHS, un profil exceptionnellement bas de 0,55 mm et une luminosité élevée. Elle est conditionnée en bande de 8 mm sur des bobines de 7 pouces, conformément aux normes EIA, ce qui la rend compatible avec les équipements automatisés de prélèvement et de placement et les processus standards de soudage par refusion infrarouge (IR). Sa conception est également compatible avec les circuits intégrés.

Les domaines d'application typiques couvrent les télécommunications, l'automatisation de bureau, les appareils électroménagers et l'équipement industriel. Les utilisations spécifiques incluent le rétroéclairage de claviers et de pavés numériques, l'indication d'état, l'intégration dans des micro-affichages et l'éclairage de signaux ou de symboles.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

Cette section fournit une analyse objective détaillée des limites opérationnelles et des caractéristiques de performance de la LED dans des conditions de test standard.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Elles ne sont pas destinées à un fonctionnement normal.

• Dissipation de puissance (P_d) :38 mW pour la puce Bleue ; 50 mW pour la puce Orange. Ce paramètre indique la puissance maximale que la LED peut dissiper sous forme de chaleur sans dégradation.
• Courant direct de crête (I_FP) :40 mA pour les deux couleurs, permis uniquement en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms).
• Courant direct continu (I_F) :10 mA pour le Bleu ; 20 mA pour l'Orange. C'est le courant direct continu maximum recommandé.
• Température de fonctionnement & de stockage :Le composant est conçu pour une plage de température ambiante (T_a) de -20°C à +80°C pendant le fonctionnement et de -30°C à +100°C pendant le stockage.
• Condition de soudage infrarouge :Résiste à une température de crête de 260°C pendant un maximum de 5 secondes, ce qui est standard pour les processus de refusion sans plomb.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques à T_a=25°C

Ces paramètres définissent la performance typique du composant lorsqu'il est piloté dans des conditions spécifiées (I_F= 5mA sauf indication contraire).

• Intensité lumineuse (I_V) :Minimum 11,2 mcd pour les deux couleurs. Le maximum typique est de 45 mcd pour le Bleu et 71 mcd pour l'Orange. C'est une mesure de la luminosité perçue par l'œil humain.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Typiquement 130 degrés. Cet angle large indique un modèle d'émission de lumière diffus et non directionnel, adapté à l'éclairage de zone.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :Typiquement 468 nm (Bleu) et 611 nm (Orange). C'est la longueur d'onde à laquelle la puissance spectrale de sortie est la plus élevée.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :Plage de 465-475 nm (Bleu) et 600-610 nm (Orange) à 5mA. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, définissant la couleur.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :Typiquement 25 nm (Bleu) et 17 nm (Orange). Cela indique la pureté spectrale ; une valeur plus petite signifie une couleur plus monochromatique.
• Tension directe (V_F) :Typiquement 2,80V (Bleu, max 3,20V) et 2,00V (Orange, max 2,30V) à 5mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit du courant.
• Courant inverse (I_R) :Maximum 100 µA pour les deux à V_R= 5V. Les LED ne sont pas conçues pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre est uniquement à des fins de test.

3. Explication du système de classement

Les LED sont triées (classées) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée pour garantir l'uniformité au sein d'un lot de production.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Chaque couleur a des plages d'intensité définies auxquelles est attribué un code de classe. La tolérance au sein de chaque classe est de +/-15%.

Classement de la LED Bleue (@5mA) :

• Classe L : 11,2 - 18,0 mcd
• Classe M : 18,0 - 28,0 mcd
• Classe N : 28,0 - 45,0 mcd

Classement de la LED Orange (@5mA) :

• Classe L : 11,2 - 18,0 mcd
• Classe M : 18,0 - 28,0 mcd
• Classe N : 28,0 - 45,0 mcd
• Classe P : 45,0 - 71,0 mcd

Ce système permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec une luminosité minimale garantie pour leur application, aidant à obtenir une performance visuelle uniforme sur plusieurs unités.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (par exemple, Figure 1 pour la distribution spectrale, Figure 6 pour l'angle de vision), leurs implications sont critiques pour la conception.

4.1 Courant direct vs. Intensité lumineuse (Courbe I_F-I_V)

La sortie lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct, mais cette relation n'est pas parfaitement linéaire, en particulier à des courants plus élevés où l'efficacité peut chuter en raison de l'échauffement. Fonctionner à ou en dessous du courant continu recommandé assure une sortie stable et une longue durée de vie.

4.2 Tension directe vs. Courant direct (Courbe I_F-V_F)

Une LED présente une caractéristique I-V exponentielle semblable à une diode. Un petit changement de tension directe peut provoquer un grand changement de courant. Par conséquent, il est standard de piloter les LED avec une source de courant constant, et non une source de tension constante, pour assurer une sortie lumineuse stable et prévisible et éviter l'emballement thermique.

4.3 Distribution spectrale

La courbe spectrale montre la puissance relative émise à travers les longueurs d'onde. La longueur d'onde de crête (λ_P) et la demi-largeur (Δλ) sont extraites de cette courbe. La puce Orange AlInGaP a typiquement une largeur spectrale plus étroite que la puce Bleue InGaN, résultant en une couleur plus saturée.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et assignation des broches

Le composant est conforme à un empreinte SMD standard. Les dimensions critiques incluent une taille de corps et une hauteur totale de 0,55 mm. L'assignation des broches est la suivante : les broches 1 et 3 sont pour l'anode/cathode de la LED Bleue, et les broches 2 et 4 sont pour l'anode/cathode de la LED Orange. La lentille est incolore. Toutes les tolérances dimensionnelles sont de ±0,1 mm sauf indication contraire.

5.2 Configuration recommandée des pastilles PCB et polarité

La fiche technique fournit un motif de pastilles (empreinte) recommandé pour le circuit imprimé (PCB). Respecter ce motif est crucial pour obtenir des soudures fiables, un alignement correct et une dissipation thermique efficace pendant le processus de refusion. La conception des pastilles aide également à prévenir l'effet "tombstoning" (composant qui se dresse sur une extrémité). Un marquage de polarité clair sur la sérigraphie du PCB, correspondant à l'indicateur de cathode de la LED, est essentiel pour éviter une installation incorrecte.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudage par refusion IR

Pour les processus de soudure sans plomb, un profil de refusion recommandé est fourni. Les paramètres clés incluent :

• Préchauffage :150-200°C pendant un maximum de 120 secondes pour chauffer progressivement la carte et activer la flux.
• Température de crête :Maximum de 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus :Le composant doit être soumis à la température de crête pendant un maximum de 10 secondes, et le processus de refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois.

Ces paramètres sont basés sur les normes JEDEC pour assurer un montage fiable sans endommager le boîtier de la LED ou la puce semi-conductrice à l'intérieur.

6.2 Conditions de stockage et de manipulation

Précautions ESD :Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). La manipulation doit être effectuée en utilisant des bracelets antistatiques, des tapis antistatiques et un équipement mis à la terre.

Niveau de sensibilité à l'humidité (MSL) :Le composant est classé MSL 3. Cela signifie qu'une fois le sac barrière à l'humidité d'origine ouvert, les composants doivent être soudés dans la semaine (168 heures) dans des conditions d'atelier (<30°C/60% HR). Si ce délai est dépassé, un séchage à environ 60°C pendant au moins 20 heures est requis avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

Stockage à long terme :Les emballages non ouverts doivent être stockés à ≤30°C et ≤90% HR. Pour les emballages ouverts ou le stockage prolongé, les composants doivent être conservés dans un conteneur scellé avec un dessiccant ou dans une atmosphère d'azote.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage post-soudure est nécessaire, seuls des solvants à base d'alcool spécifiés comme l'alcool isopropylique (IPA) ou l'alcool éthylique doivent être utilisés. La LED doit être immergée à température normale pendant moins d'une minute. Des nettoyants chimiques non spécifiés peuvent endommager la lentille plastique ou le matériau du boîtier.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies en bande porteuse gaufrée avec une bande de protection, enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. La quantité d'emballage standard est de 4000 pièces par bobine. Pour des quantités inférieures à une bobine complète, une quantité d'emballage minimale de 500 pièces s'applique. L'emballage est conforme aux normes ANSI/EIA-481.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Circuits d'application typiques

Chaque canal de couleur (Bleu et Orange) doit être piloté indépendamment. Une résistance limitatrice de courant en série est la méthode de pilotage la plus simple. La valeur de la résistance (R) est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alim- V_F) / I_F. Pour une performance plus stable, en particulier lorsque V_alimvarie ou pour un contrôle de luminosité précis, un circuit pilote à courant constant (par exemple, utilisant un circuit intégré pilote LED dédié ou une source de courant à base de transistor) est recommandé.

8.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible, une conception thermique appropriée prolonge la durée de vie de la LED. Assurez-vous que la conception des pastilles PCB fournit une surface de cuivre adéquate pour servir de dissipateur thermique. Évitez de faire fonctionner la LED aux valeurs maximales absolues de courant et de puissance pendant de longues périodes, car cela accélère la dépréciation des lumens (diminution de la sortie lumineuse dans le temps).

8.3 Conception optique

Le large angle de vision de 130 degrés rend cette LED adaptée aux applications nécessitant un éclairage large et uniforme plutôt qu'un faisceau focalisé. Pour une lumière plus directionnelle, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être nécessaires. La lentille incolore est optimale pour une émission de couleur vraie.

9. Comparaison et différenciation technique

Les principaux facteurs de différenciation de ce composant sont sacapacité bicolore dans un boîtier ultra-fin de 0,55 mm. Cela permet d'avoir deux indicateurs d'état indépendants ou un mélange de couleurs dans une empreinte typiquement occupée par une LED monochrome. L'utilisation d'InGaN pour le bleu et d'AlInGaP pour l'orange représente des technologies semi-conductrices standard et efficaces pour ces couleurs respectives, offrant une bonne luminosité et fiabilité. Sa compatibilité avec l'assemblage automatisé et les profils de refusion standard en fait une solution prête à l'emploi pour la fabrication électronique moderne.

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

10.1 Puis-je alimenter simultanément les LED Bleue et Orange à leur courant continu maximum ?

Non. Les Valeurs Maximales Absolues spécifient les limites de dissipation de puissance par puce (38mW Bleu, 50mW Orange). Alimenter simultanément les deux à I_F=10mA (Bleu) et I_F=20mA (Orange) entraînerait des consommations de puissance approximatives de 28mW (Bleu : 10mA * 2,8V) et 40mW (Orange : 20mA * 2,0V), totalisant 68mW. Bien que ce soit inférieur à la somme des maximums individuels, cela concentre la chaleur dans une zone très petite. Pour un fonctionnement fiable à long terme, il est conseillé de piloter en dessous des valeurs maximales et de considérer les effets thermiques sur le PCB.

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 physique où la LED émet le plus de puissance optique, mesurée par un spectromètre.La Longueur d'onde dominante (λ_d)) est une valeur calculée dérivée du diagramme de chromaticité CIE qui représente la longueur d'onde unique que l'œil humain perçoit comme étant la couleur. Pour les LED monochromatiques, elles sont souvent proches, mais pour les LED avec des spectres plus larges (comme les LED blanches), elles peuvent être très différentes. Dans cette fiche technique, les deux sont fournies pour une spécification de couleur précise.

10.3 Pourquoi y a-t-il une spécification de courant inverse (I_R) si la LED n'est pas conçue pour fonctionner en inverse ?

La spécification I_R(max 100 µA à 5V) est unparamètre de test de qualité et de fuite. Elle garantit l'intégrité de la jonction semi-conductrice. Pendant l'assemblage ou dans le circuit, la LED peut être brièvement soumise à une faible polarisation inverse. Ce paramètre garantit que dans une telle condition, le courant de fuite ne dépassera pas une limite définie, indiquant un composant correctement fabriqué. Il ne doit pas être interprété comme une condition de fonctionnement sûre.

11. Exemple pratique d'utilisation

Scénario : Indicateur d'état à double état sur un appareil portable

Un appareil médical portatif utilise un seul indicateur pour montrer plusieurs états : Éteint (pas de lumière), Veille (Orange) et Actif (Bleu). Le LTST-C195TBKFKT-5A est idéal car il économise de l'espace par rapport à l'utilisation de deux LED séparées. L'unité microcontrôleur (MCU) a deux broches GPIO, chacune connectée à un canal de couleur de la LED via une résistance limitatrice de courant (par exemple, 150Ω pour le Bleu et 100Ω pour l'Orange, en supposant une alimentation 5V). Le micrologiciel contrôle les broches indépendamment. La hauteur ultra-fine lui permet de s'adapter derrière un panneau avant mince. Le large angle de vision assure que l'état est visible sous différents angles. Le concepteur sélectionne la Classe M ou N pour les deux couleurs pour garantir une luminosité suffisante sous la lumière ambiante.

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 travers la jonction p-n, des électrons et des trous sont injectés dans la région de jonction. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, ils libèrent de l'énergie. Dans une diode au silicium standard, cette énergie est libérée sous forme de chaleur. Dans les LED, les matériaux semi-conducteurs (InGaN pour le bleu/vert, AlInGaP pour le rouge/orange/jaune) ont un bandgap direct, ce qui fait que cette énergie est principalement libérée sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière émise est déterminée par le bandgap énergétique du matériau semi-conducteur. La lentille en époxy incolore protège la puce et aide à façonner le modèle de sortie lumineuse.

13. Tendances technologiques

Le développement des LED SMD comme celle-ci suit plusieurs tendances de l'industrie :Miniaturisation(boîtiers plus fins et plus petits),Efficacité accrue(sortie lumineuse plus élevée par unité d'entrée électrique), etFiabilité améliorée(robustesse pour les environnements difficiles et l'assemblage automatisé). L'intégration de plusieurs puces (multicolores ou RVB) dans un seul boîtier est une approche courante pour économiser de l'espace sur la carte et simplifier l'assemblage. De plus, il y a une volonté continue d'améliorer la cohérence des couleurs (classement plus serré) et de développer des boîtiers capables de gérer des densités de puissance plus élevées pour les applications d'éclairage général, bien que ce composant spécifique soit optimisé pour une utilisation en indicateur de faible puissance.