Fiche technique LTST-C155KSKRKT - LED SMD bicolore - Dimensions du boîtier - Rouge/Jaune - 30mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-C155KSKRKT est une LED bicolore pour montage en surface, conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant une taille compacte et des performances fiables. Ce composant intègre deux puces semi-conductrices AlInGaP distinctes dans un seul boîtier : l'une émettant dans le spectre rouge et l'autre dans le spectre jaune. Cette configuration permet de créer des indicateurs bicolores ou une signalisation multi-états simple sans nécessiter plusieurs composants discrets. La LED est conditionnée sur bande de 8 mm et fournie sur bobines de 7 pouces, la rendant compatible avec les équipements automatisés de placement rapide couramment utilisés dans la fabrication en série.

Les principaux avantages de ce produit incluent sa conformité aux réglementations environnementales, sa haute intensité lumineuse grâce à sa technologie de puce AlInGaP avancée, et son large angle de vision qui assure une bonne visibilité sous différents angles. Ses marchés cibles principaux sont l'électronique grand public, les panneaux de contrôle industriel, l'éclairage intérieur automobile et l'indication d'état à usage général, là où l'espace est limité et où des performances fiables sont requises.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs maximales absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Pour les puces rouge et jaune, le courant direct continu (DC) maximal est de 30 mA. Le courant direct crête, admissible en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms), est nettement plus élevé à 80 mA. La dissipation de puissance maximale pour chaque puce est de 75 mW. Un paramètre critique pour la conception du circuit est le facteur de déclassement de 0,4 mA/°C, qui indique que le courant direct continu admissible doit être réduit linéairement lorsque la température ambiante dépasse 25°C pour éviter la surchauffe. La tension inverse maximale est de 5V pour les deux couleurs. Le composant est conçu pour fonctionner dans une plage de température ambiante de -30°C à +85°C et peut être stocké entre -40°C et +85°C.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Dans des conditions de test standard (Ta=25°C, IF=20 mA), la LED présente des métriques de performance spécifiques. L'intensité lumineuse (Iv) pour la puce rouge a une valeur typique de 45,0 mcd (millicandelas), avec une valeur minimale spécifiée de 18,0 mcd. La puce jaune est typiquement plus brillante, avec une intensité lumineuse de 75,0 mcd et un minimum de 28,0 mcd. Les deux puces partagent une tension directe (Vf) typique de 2,0V, avec un maximum de 2,4V à 20 mA. Cette tension directe relativement basse est bénéfique pour la conception de circuits basse consommation. L'angle de vision (2θ1/2) est large, à 130 degrés pour les deux couleurs, offrant un diagramme d'émission étendu. La longueur d'onde d'émission de crête (λp) est typiquement de 639 nm pour le rouge et de 591 nm pour le jaune, tandis que la longueur d'onde dominante (λd) est typiquement de 631 nm et 589 nm, respectivement. La demi-largeur de raie spectrale (Δλ) est de 15 nm, indiquant une émission de couleur relativement pure. Les autres paramètres incluent un courant inverse maximal (Ir) de 10 μA à 5V et une capacité typique (C) de 40 pF.

3. Explication du système de binning

Le produit utilise un système de binning pour catégoriser les LED en fonction de leur intensité lumineuse, garantissant l'homogénéité au sein d'un lot de production. Pour la puce rouge, les bins sont étiquetés M, N, P et Q, avec des plages d'intensité minimale à maximale de 18,0-28,0 mcd, 28,0-45,0 mcd, 45,0-71,0 mcd et 71,0-112,0 mcd, respectivement. La puce jaune utilise les bins N, P, Q et R, couvrant des plages de 28,0-45,0 mcd jusqu'à 112,0-180,0 mcd. Une tolérance de +/-15% est appliquée à chaque bin d'intensité. Ce système permet aux concepteurs de sélectionner le grade de luminosité approprié pour leur application, en équilibrant coût et exigences de performance. La fiche technique n'indique pas de binning séparé pour la longueur d'onde ou la tension directe pour cette référence spécifique.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que l'extrait de texte fourni fasse référence aux courbes caractéristiques typiques à la page 6, les graphiques spécifiques ne sont pas inclus dans le texte. Typiquement, de telles fiches techniques incluent des courbes illustrant la relation entre le courant direct et l'intensité lumineuse (courbe I-Iv), le courant direct et la tension directe (courbe I-V), et l'effet de la température ambiante sur l'intensité lumineuse. Ces courbes sont essentielles pour que les concepteurs comprennent le comportement non linéaire de la LED. Par exemple, la courbe I-Iv montre que l'intensité lumineuse augmente avec le courant mais peut saturer à des courants plus élevés. La courbe I-V est cruciale pour sélectionner la résistance de limitation de courant appropriée. Les courbes de déclassement en température démontrent visuellement comment le courant maximal admissible diminue avec l'augmentation de la température ambiante, ce qui est critique pour assurer la fiabilité à long terme dans des environnements thermiquement exigeants.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

La LED est fournie dans un boîtier pour montage en surface. Les dimensions physiques exactes du composant lui-même sont détaillées dans le dessin des dimensions du boîtier (référencé à la page 1 de la fiche technique). Le dispositif est fourni au format bande et bobine compatible avec l'assemblage automatisé. La largeur de la bande est de 8 mm, et elle est enroulée sur une bobine standard de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 3000 pièces de la LED. Pour les commandes qui ne constituent pas une bobine complète, une quantité d'emballage minimale de 500 pièces s'applique pour les restes. L'emballage est conforme aux spécifications ANSI/EIA 481-1-A-1994. La bande comporte des alvéoles embouties pour les composants, qui sont scellées avec une bande de couverture supérieure. Le nombre maximum autorisé de composants manquants consécutifs dans la bande est de deux.

6. Guide de soudure et d'assemblage

6.1 Profils de soudure

La fiche technique fournit des recommandations détaillées sur les conditions de soudure pour éviter les dommages thermiques. Pour le soudage par refusion infrarouge (IR), un profil de température spécifique est suggéré. La température de crête ne doit pas dépasser 260°C, et le temps au-dessus de cette température doit être limité à un maximum de 5 secondes. Une étape de préchauffage est également recommandée. Des profils distincts sont suggérés pour les procédés de soudure normaux et pour les procédés sans plomb (Pb-free), ce dernier nécessitant une pâte à souder à composition SnAgCu. Pour le soudage à la vague, une température maximale de la vague de soudure de 260°C pendant jusqu'à 10 secondes est spécifiée, avec une limite de préchauffage de 100°C pendant 60 secondes maximum. Pour le soudage manuel au fer, la température de la panne ne doit pas dépasser 300°C, et le temps de contact doit être limité à 3 secondes par joint, une seule fois.

6.2 Stockage et manipulation

Un stockage approprié est essentiel pour maintenir la soudabilité. Les LED doivent être stockées dans un environnement ne dépassant pas 30°C et 70% d'humidité relative. Si elles sont retirées de leur emballage barrière à l'humidité d'origine, elles doivent subir un soudage par refusion IR dans la semaine. Pour un stockage plus long hors du sachet d'origine, elles doivent être conservées dans un conteneur scellé avec dessiccant ou dans un dessiccateur à azote. Les composants stockés non emballés pendant plus d'une semaine nécessitent un processus de séchage (baking) à environ 60°C pendant au moins 24 heures avant l'assemblage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage après soudure est nécessaire, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. Des produits chimiques non spécifiés pourraient endommager le boîtier de la LED. La méthode recommandée est d'immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante normale pendant moins d'une minute. Un nettoyage agressif ou aux ultrasons n'est pas conseillé, sauf s'il est spécifiquement testé et qualifié.

7. Suggestions d'application

7.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED bicolore est idéale pour les applications nécessitant une indication d'état avec plus d'un état. Les utilisations courantes incluent les indicateurs d'alimentation/veille (par exemple, rouge pour veille, jaune pour allumé), les indicateurs de défaut/avertissement, les indicateurs d'état de charge de batterie, et le retour d'information de sélection de mode dans les appareils grand public comme les routeurs, chargeurs, équipements audio et petits appareils électroménagers. Son large angle de vision la rend adaptée aux applications de face avant où l'utilisateur peut voir l'indicateur sous un angle.

7.2 Considérations de conception et méthode de pilotage

Les LED sont des dispositifs pilotés en courant. Pour assurer une luminosité uniforme, en particulier lorsque plusieurs LED sont utilisées en parallèle, il est fortement recommandé d'utiliser une résistance de limitation de courant en série pour chaque LED (Modèle de circuit A). Le pilotage de plusieurs LED en parallèle sans résistances individuelles (Modèle de circuit B) est déconseillé car de petites variations de la caractéristique de tension directe (Vf) de chaque LED peuvent entraîner des différences significatives du courant traversant chacune d'elles, conduisant à une luminosité inégale. Le circuit de pilotage doit être conçu pour limiter le courant à la valeur DC maximale de 30 mA par puce, en tenant compte du facteur de déclassement si la température ambiante de fonctionnement est supérieure à 25°C.

7.3 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

La LED est sensible aux décharges électrostatiques. Pour prévenir les dommages ESD pendant la manipulation et l'assemblage, les précautions suivantes sont essentielles : Le personnel doit porter des bracelets conducteurs ou des gants antistatiques. Tout l'équipement, les postes de travail et les racks de stockage doivent être correctement mis à la terre. Un ioniseur peut être utilisé pour neutraliser la charge statique qui peut s'accumuler sur la lentille en plastique en raison des frottements lors de la manipulation. Ces mesures sont essentielles pour maintenir un rendement de production élevé et la fiabilité du produit.

8. Comparaison et différenciation technique

La principale caractéristique distinctive de ce composant est l'intégration de deux puces AlInGaP haute efficacité dans un seul boîtier SMD compact. La technologie AlInGaP offre une efficacité lumineuse supérieure et une meilleure stabilité thermique par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaAsP pour les couleurs rouge et jaune. La capacité bicolore réduit le nombre de composants et l'espace sur la carte par rapport à l'utilisation de deux LED monochromes séparées. Le large angle de vision de 130 degrés est un autre avantage concurrentiel pour les applications nécessitant une visibilité hors axe. Le système de binning détaillé fournit aux concepteurs des performances optiques prévisibles.

9. Questions fréquemment posées (basées sur les paramètres techniques)

Q : Puis-je piloter simultanément les puces rouge et jaune à leur courant maximal de 30 mA ?

R : Non. Les Valeurs Maximales Absolues spécifient 30 mA DC par puce. Piloter les deux simultanément à plein courant dépasserait probablement les limites de dissipation de puissance totale du boîtier et provoquerait une surchauffe. Le circuit de pilotage doit être conçu pour gérer la puissance totale.

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 à laquelle le spectre d'émission a son intensité la plus élevée. La longueur d'onde dominante (λd) est dérivée du diagramme de chromaticité CIE et représente la longueur d'onde unique qui correspond le mieux à la couleur perçue de la lumière par l'œil humain. λd est souvent plus pertinente pour la spécification de la couleur.

p>Q : Comment sélectionner la résistance de limitation de courant correcte ?

R : Utilisez la loi d'Ohm : R = (V_alimentation - Vf_LED) / I_LED. Utilisez la Vf maximale de la fiche technique (2,4V) pour une conception conservatrice afin de garantir que le courant ne dépasse jamais le niveau souhaité, même avec des variations entre composants. Par exemple, avec une alimentation de 5V et un courant cible de 20 mA : R = (5V - 2,4V) / 0,020A = 130 Ohms. Utilisez la valeur standard suivante, par exemple 130 ou 150 Ohms, et calculez la dissipation de puissance réelle dans la résistance (P = I^2 * R).

10. Cas pratique de conception et d'utilisation

Prenons l'exemple de la conception d'un indicateur à double état pour un commutateur réseau. L'objectif est d'afficher l'état de la liaison (jaune fixe) et l'activité (rouge clignotant). Le LTST-C155KSKRKT est parfait pour cela. Deux broches GPIO indépendantes d'un microcontrôleur peuvent être utilisées pour piloter la LED via des résistances de limitation de courant séparées. Les broches 1 et 3 seraient connectées pour l'anode/cathode jaune, et les broches 2 et 4 pour le rouge. La conception doit garantir que les broches du microcontrôleur peuvent absorber/fournir suffisamment de courant (par exemple, 20 mA par couleur). Si le commutateur fonctionne dans un environnement chaud (par exemple, 50°C à l'intérieur d'un boîtier), le courant direct doit être déclassé. Le courant déclassé = 30 mA - [0,4 mA/°C * (50°C - 25°C)] = 30 mA - 10 mA = 20 mA. Par conséquent, concevoir pour 20 mA dès le départ offre une marge de sécurité pour un fonctionnement à température élevée.

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 le système de matériau AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) utilisé dans cette LED, lorsqu'une tension directe est appliquée à la jonction p-n, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région active. Lorsque ces électrons et trous se recombinent, ils libèrent 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'AlInGaP a une bande interdite adaptée pour produire de la lumière rouge, orange et jaune à haute efficacité. Le boîtier bicolore abrite simplement deux de ces puces semi-conductrices avec des compositions de matériaux (bandes interdites) différentes à l'intérieur d'un seul encapsulant, avec des connexions électriques séparées pour un contrôle indépendant.

12. Tendances technologiques

La tendance générale de la technologie LED pour les applications d'indication continue vers une efficacité plus élevée, des tailles de boîtier plus petites et une consommation d'énergie plus faible. L'AlInGaP reste la technologie dominante pour les LED rouge, orange et jaune haute performance en raison de son efficacité et de sa stabilité supérieures. L'intégration, comme on le voit dans ce dispositif bicolore, est une tendance clé pour économiser de l'espace sur le PCB et simplifier l'assemblage dans une électronique de plus en plus miniaturisée. Il y a également un accent croissant sur un binning précis et des tolérances plus serrées pour répondre aux exigences des applications nécessitant une couleur et une luminosité constantes, comme dans les combinés d'instruments automobiles ou l'électronique grand public où l'uniformité esthétique est importante. De plus, la compatibilité avec les procédés de soudure sans plomb et à haute température est désormais une exigence standard pour tous les composants utilisés dans la fabrication électronique moderne.