Fiche technique LTST-C19GD2WT - LED SMD RVB (Full Color) - Dimensions 3,2x2,8x0,4mm - Tension 2,0-3,8V - Puissance 0,075-0,08W - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-C19GD2WT est une LED à puce montée en surface (SMD) full color conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant une indication ou un éclairage compact et multicolore. Ce composant intègre trois sources lumineuses semi-conductrices distinctes dans un boîtier unique et ultra-fin, permettant la génération d'un large spectre de couleurs grâce au contrôle individuel ou combiné des éléments rouge, vert et bleu (RVB).

L'avantage principal de ce dispositif réside dans sa combinaison d'un encombrement minimal, d'une géométrie de boîtier standardisée EIA et d'une compatibilité avec les processus d'assemblage automatisé à grand volume, y compris la soudure par refusion infrarouge (IR) et en phase vapeur. Il est classé comme produit vert, répondant aux normes de conformité RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), ce qui le rend adapté aux conceptions soucieuses de l'environnement. Ses marchés cibles principaux incluent l'électronique grand public, les tableaux de bord d'instrumentation, l'éclairage décoratif, les indicateurs d'état dans les équipements de communication et les modules de rétroéclairage où l'espace est limité et où une flexibilité de couleur est souhaitée.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Un fonctionnement à ou près de ces limites n'est pas recommandé pour une performance fiable à long terme.

• Dissipation de puissance (Pd) :Varie selon la diode de couleur : 80 mW pour le Bleu et le Vert, 75 mW pour le Rouge. Ce paramètre indique la puissance maximale que la jonction de la LED peut dissiper en toute sécurité sous forme de chaleur à une température ambiante (Ta) de 25°C.
• Courant direct de crête (I_F(PEAK)) :Spécifié sous un cycle de service de 1/10 avec une largeur d'impulsion de 0,1 ms. Bleu/Vert : 100 mA, Rouge : 80 mA. Cette valeur est cruciale pour un fonctionnement en impulsions, comme dans les affichages multiplexés.
• Courant direct continu (I_F) :Deux conditions sont spécifiées.Note 1 :Maximum pour piloter chaque couleur individuellement (Bleu : 20mA, Rouge : 30mA, Vert : 20mA).Note 2 :Maximum pour piloter les trois couleurs simultanément (Rouge, Vert, Bleu : 10mA chacun). Cette distinction est critique pour la conception du circuit afin d'éviter une surcontrainte thermique.
• Déclassement :Le courant direct continu doit être réduit linéairement par rapport à sa valeur à 25°C à mesure que la température ambiante augmente. Les facteurs de déclassement sont de 0,25 mA/°C pour le Bleu/Vert et de 0,4 mA/°C pour le Rouge.
• Tension inverse (V_R) :5V pour toutes les couleurs. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Plages de température :Fonctionnement : -20°C à +80°C. Stockage : -30°C à +100°C.
• Condition de soudure :Résiste à la soudure par refusion infrarouge à 260°C pendant 5 secondes.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont des paramètres de performance typiques mesurés à Ta=25°C dans des conditions de test spécifiées.

• Intensité lumineuse (I_V) :Mesurée en millicandelas (mcd) à I_F=20mA. Valeurs typiques : Bleu : 40,0 mcd, Rouge : 100,0 mcd, Vert : 150,0 mcd. Les valeurs minimales garantissent une luminosité de base.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Typiquement 130 degrés. Cet angle de vision large est caractéristique d'une lentille diffusante, fournissant une distribution de lumière large et uniforme plutôt qu'un faisceau étroit.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :La longueur d'onde à laquelle la sortie spectrale est maximale. Typique : Bleu : 468 nm, Rouge : 632 nm, Vert : 520 nm.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :Dérivée du diagramme de chromaticité CIE, elle représente la couleur perçue. Plages : Bleu : 465-477 nm, Rouge : 618-630 nm, Vert : 519-540 nm.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :La largeur de bande de la lumière émise à la moitié de son intensité maximale. Typique : Bleu : 26 nm, Rouge : 17 nm, Vert : 35 nm. Une largeur plus étroite indique une couleur spectralement plus pure.
• Tension directe (V_F) :Typique à I_F=20mA : Bleu : 3,5V, Rouge : 2,0V, Vert : 3,5V (Max : 3,8V, 2,4V, 3,8V respectivement). La V_Fplus faible de la LED rouge est due à son matériau semi-conducteur différent (AlInGaP vs. InGaN pour Bleu/Vert).
• Courant inverse (I_R) :Maximum 10 µA à V_R=5V, indiquant une bonne qualité de jonction.

3. Explication du système de classement (Binning)

Le produit utilise un système de classement pour catégoriser les LED en fonction de leur intensité lumineuse, garantissant l'homogénéité au sein d'un lot. La tolérance pour chaque classe d'intensité est de +/-15%.

• Classes d'intensité lumineuse Bleu :N (28,0-45,0 mcd), P (45,0-71,0 mcd), Q (71,0-112,0 mcd).
• Classes d'intensité lumineuse Rouge :Q (71,0-112,0 mcd), R (112,0-180,0 mcd).
• Classes d'intensité lumineuse Vert :R (112,0-180,0 mcd), S (180,0-280,0 mcd), T (280,0-450,0 mcd).

Ce système permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences de luminosité spécifiques pour le mélange des couleurs ou une apparence uniforme dans un réseau.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (Fig.1, Fig.6), leurs implications sont standard pour la technologie LED.

• Caractéristique I-V (Courant-Tension) :Les LED sont des diodes avec une relation I-V exponentielle. La tension directe (V_F) a un coefficient de température négatif, ce qui signifie qu'elle diminue légèrement lorsque la température de jonction augmente.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct :L'intensité est approximativement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement normale. Cependant, l'efficacité peut diminuer à des courants très élevés en raison des effets thermiques.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante :La sortie lumineuse diminue généralement lorsque la température ambiante (et donc de jonction) augmente. Ceci est particulièrement important pour les applications haute puissance ou haute densité.
• Distribution spectrale :Chaque LED de couleur émet de la lumière selon une courbe en forme de cloche caractéristique centrée autour de sa longueur d'onde de crête (λ_P). La demi-largeur (Δλ) définit la largeur de la courbe.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

Le dispositif présente un profil extra-fin avec une hauteur de seulement 0,40 mm. Il est conforme à un contour de boîtier standard EIA, facilitant la compatibilité avec les machines de placement standard de l'industrie et les pochoirs de soudure.

• Assignation des broches :Broche 1 : Bleu InGaN, Broche 2 : Rouge AlInGaP, Broche 3 : Vert InGaN. La lentille est blanche diffusante, ce qui aide à mélanger la lumière des puces individuelles pour créer un mélange de couleurs plus uniforme lorsqu'on le regarde hors axe.
• Dimensions du boîtier :Des dessins mécaniques détaillés spécifient la longueur, la largeur, l'espacement des broches et les tolérances (typiquement ±0,10 mm).
• Configuration recommandée des pastilles de soudure :Un empreinte recommandée pour la conception de PCB est fournie pour assurer la formation fiable des joints de soudure et la stabilité mécanique. L'épaisseur de pochoir suggérée pour l'application de la pâte à souder est d'un maximum de 0,10 mm.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

6.1 Profils de soudure par refusion

Deux profils de refusion infrarouge (IR) sont suggérés : un pour le processus de soudure normal (étain-plomb) et un pour le processus de soudure sans plomb. Le profil sans plomb est conçu pour être utilisé avec une pâte à souder SnAgCu (Étain-Argent-Cuivre) et tient compte de son point de fusion plus élevé. Les paramètres clés incluent les zones de préchauffage, le temps au-dessus du liquidus, la température de crête (max 260°C) et le temps à la température de crête.

6.2 Conditions générales de soudure

• Soudure par refusion :Préchauffage : 120-150°C, Temps de préchauffage : Max 120 sec, Température de crête : Max 260°C, Temps à la crête : Max 5 sec.
• Soudure à la vague :Préchauffage : Max 100°C pendant Max 60 sec, Vague de soudure : Max 260°C pendant Max 10 sec.
• Soudure manuelle (Fer) :Température : Max 300°C, Temps : Max 3 sec (une seule fois).

6.3 Stockage et manipulation

• Stockage :Il est recommandé de ne pas dépasser 30°C et 70% d'humidité relative. Les LED retirées de leur emballage d'origine protégeant de l'humidité doivent être soudées par refusion dans la semaine. Pour un stockage plus long, utiliser un conteneur scellé avec dessiccant ou une atmosphère d'azote. Les dispositifs stockés hors emballage pendant >1 semaine doivent être cuits à ~60°C pendant au moins 24 heures avant l'assemblage pour éliminer l'humidité absorbée et éviter l'effet \"pop-corn\" pendant la refusion.
• Nettoyage :N'utiliser que les solvants spécifiés. Immerger dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température normale pendant moins d'une minute si un nettoyage est nécessaire. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager le boîtier plastique.
• Précautions ESD (Décharge Électrostatique) :Les LED sont sensibles aux dommages ESD et aux surtensions. Les recommandations de manipulation incluent l'utilisation d'un bracelet ou de gants antistatiques, et de s'assurer que tout l'équipement est correctement mis à la terre.

7. Emballage et informations de commande

Le LTST-C19GD2WT est fourni dans un emballage bande et bobine compatible avec les équipements d'assemblage automatisé.

• Spécifications de la bande :Largeur de bande de 8 mm.
• Spécifications de la bobine :Bobines de diamètre 7 pouces.
• Quantité :5000 pièces par bobine standard. Une quantité d'emballage minimale de 500 pièces est disponible pour les commandes de reste.
• Qualité de l'emballage :Conforme à la norme ANSI/EIA 481-1-A-1994. Les poches de composants vides sont scellées avec un ruban de couverture. Le nombre maximum autorisé de composants manquants consécutifs dans la bande est de deux.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est adaptée aux équipements électroniques ordinaires, y compris, mais sans s'y limiter : les indicateurs d'état sur les appareils grand public (routeurs, imprimantes, chargeurs), le rétroéclairage pour petits afficheurs ou icônes, l'éclairage d'accent décoratif et les systèmes d'alerte multicolores dans l'automatisation de bureau ou les équipements de communication.

8.2 Conception du circuit de commande

Une note de conception critique est que les LED sont des dispositifs à commande de courant. Pour garantir une luminosité uniforme lors du pilotage de plusieurs LED en parallèle, il est fortement recommandé d'utiliser une résistance de limitation de courant en série avecchaqueLED (Modèle de circuit A). Le pilotage de plusieurs LED en parallèle directement depuis une source de tension avec une seule résistance partagée (Modèle de circuit B) est déconseillé. Les variations des caractéristiques de tension directe (V_F) entre les LED individuelles - même issues du même lot - provoqueront un partage inégal du courant, entraînant des différences significatives de luminosité et un risque de surintensité dans certains dispositifs.

8.3 Gestion thermique

Malgré sa faible puissance, une considération thermique appropriée est nécessaire, surtout lors d'un fonctionnement à courant maximum ou à des températures ambiantes élevées. Respectez les spécifications de dissipation de puissance et de déclassement du courant. Assurez-vous que la conception du PCB prévoit une surface de cuivre adéquate pour la dissipation thermique, en particulier pour la pastille thermique si elle est spécifiée dans l'empreinte du boîtier.

9. Comparaison et différenciation technique

Les principaux facteurs de différenciation de ce composant sont sahauteur ultra-fine de 0,4 mm, ce qui est avantageux pour les applications à espace limité comme les afficheurs ultra-fins ou les dispositifs portables, et sonintégration RVB complètedans un boîtier SMD standardisé unique. Par rapport à l'utilisation de trois LED monochromes discrètes, cette approche intégrée économise de l'espace sur la carte, simplifie l'assemblage et améliore l'uniformité du mélange des couleurs grâce aux sources lumineuses co-localisées sous une lentille diffusante commune. Sa compatibilité avec les processus de refusion IR standard en fait une solution prête à l'emploi pour les lignes SMT modernes.

10. Questions Fréquemment Posées (FAQ)

Q : Puis-je piloter les LED Rouge, Verte et Bleue toutes à leur courant continu maximum individuel (20mA, 30mA, 20mA) simultanément ?

R : Non. La fiche technique spécifie deux conditions différentes de courant direct continu maximum. Lorsque les trois couleurs sont pilotées en même temps, le courant maximum pourchaquecouleur est limité à 10mA (Note 2). Il s'agit d'une limite thermique pour empêcher la dissipation de puissance totale dans le minuscule boîtier de dépasser des niveaux sûrs.

Q : Pourquoi la tension directe de la LED Rouge (2,0V) est-elle inférieure à celle des LED Bleue et Verte (3,5V) ?

R : Cela est dû aux différents matériaux semi-conducteurs utilisés. La LED Rouge utilise de l'AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium), qui a une énergie de bande interdite plus faible que l'InGaN (Nitrures d'Indium Gallium) utilisé pour les LED Bleue et Verte. Une bande interdite plus faible se traduit par une tension directe plus faible requise pour la conduction et l'émission de lumière.

Q : Comment obtenir de la lumière blanche avec cette LED RVB ?

R : La lumière blanche est créée en mélangeant les trois couleurs primaires (Rouge, Vert, Bleu) avec des intensités appropriées. Cela nécessite généralement un microcontrôleur ou un circuit intégré pilote de LED dédié pour moduler en largeur d'impulsion (PWM) indépendamment le courant de chaque diode. En faisant varier le cycle de service pour chaque couleur, vous pouvez les mélanger pour produire non seulement du blanc mais n'importe quelle couleur dans la gamme définie par les longueurs d'onde spécifiques des trois LED.

Q : La fiche technique mentionne un profil de processus \"Sans Plomb\". Dois-je l'utiliser si mon assemblage est sans plomb ?

R : Oui, c'est fortement recommandé. Les alliages de soudure sans plomb (comme le SAC305) ont généralement des points de fusion plus élevés que la soudure traditionnelle étain-plomb. Le profil de refusion sans plomb suggéré est conçu pour atteindre une température de crête suffisante (tout en restant dans la limite de 260°C, 5 secondes de la LED) pour faire fondre correctement la pâte à souder et former des joints fiables, sans soumettre le composant à une contrainte thermique excessive.

11. Étude de cas d'intégration

Scénario : Conception d'un indicateur d'état compact pour un hub domotique.L'appareil a besoin d'une seule LED multicolore pour indiquer l'état du réseau (rouge pour erreur, vert pour connecté, bleu pour mode d'appairage, blanc pour fonctionnement normal). Le LTST-C19GD2WT est sélectionné pour son profil fin (s'adaptant à une bordure fine) et sa capacité RVB intégrée.

Mise en œuvre :La LED est placée sur le PCB principal. Une broche GPIO d'un petit microcontrôleur est connectée à chaque cathode (R, G, B) via une résistance de limitation de courant (calculée en fonction de la luminosité souhaitée et de la V_Fde la LED au courant de commande choisi, par exemple, 8mA par couleur pour le blanc simultané). Les anodes sont connectées à la tension d'alimentation. Le firmware du microcontrôleur contrôle les broches pour allumer/éteindre les couleurs individuelles ou utilise le PWM pour créer du blanc et d'autres nuances. Le large angle de vision de 130 degrés assure que l'indicateur est visible sous différents angles dans une pièce.

Vérifications clés de conception :Vérifier que la dissipation de puissance totale (P = V_{F_R}*I_R+ V_{F_G}*I_G+ V_{F_B}*I_B) est dans la limite de 75-80mW à la température ambiante de fonctionnement, en appliquant un déclassement si nécessaire. S'assurer que la conception du PCB suit les dimensions de pastilles suggérées pour une soudure fiable.

12. Principe de fonctionnement

Les Diodes Électroluminescentes (LED) sont des dispositifs à jonction p-n semi-conducteurs qui émettent de la lumière par un processus appelé 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. Dans les diodes conventionnelles, cette énergie est principalement libérée sous forme de chaleur. Dans les matériaux LED, l'énergie de la bande interdite du semi-conducteur est telle qu'une partie significative de cette énergie est libérée sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière émise est directement déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur utilisé. Le système de matériau AlInGaP produit de la lumière rouge et ambre, tandis que le système InGaN est utilisé pour les LED bleues, vertes et, avec un revêtement de phosphore, blanches.

13. Tendances technologiques

Le domaine des LED SMD continue d'évoluer vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), des tailles de boîtier plus petites et une plus grande intégration. Les tendances pertinentes pour des composants comme le LTST-C19GD2WT incluent le développement de boîtiers encore plus fins pour les afficheurs flexibles et pliables de nouvelle génération, une amélioration de la restitution des couleurs et de la gamme pour un mélange de couleurs plus vif et précis, et l'intégration de circuits intégrés pilotes ou de logique de contrôle dans le boîtier LED lui-même (\"LED intelligentes\") pour simplifier la conception du système. De plus, les progrès en science des matériaux visent à augmenter la fiabilité et les plages de température de fonctionnement maximales, élargissant les applications à des environnements plus exigeants. La quête d'efficacité énergétique dans toute l'électronique continue de pousser vers des courants de fonctionnement plus faibles tout en maintenant ou en augmentant la sortie lumineuse.