Fiche technique LTST-B32JEGBK-AT - LED SMD RVB pleine couleur - Hauteur 0,65mm - Courant direct 25mA/20mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-B32JEGBK-AT est une LED à montage en surface compacte et pleine couleur, conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant une indication colorée vive ou un rétroéclairage dans un encombrement minimal. Ce composant intègre trois puces semi-conductrices distinctes dans un seul boîtier : une puce AlInGaP pour l'émission rouge et deux puces InGaN pour les émissions verte et bleue. Cette combinaison permet de générer un large spectre de couleurs via le contrôle individuel ou combiné des trois sources lumineuses primaires. Sa caractéristique principale est un profil exceptionnellement bas de 0,65 mm, le rendant adapté aux applications où l'espace vertical est sévèrement limité, comme les appareils électroniques grand public ultra-fins, les dispositifs portables ou les panneaux de contrôle sophistiqués.

La LED est conditionnée sur bande de 8 mm et fournie sur bobines de 7 pouces de diamètre, conformément aux normes EIA, ce qui garantit la compatibilité avec les équipements d'assemblage automatique pick-and-place à grande vitesse couramment utilisés dans la fabrication en série. De plus, elle est qualifiée pour les procédés de soudure par refusion infrarouge (IR) sans plomb, en accord avec les réglementations environnementales et les pratiques de fabrication contemporaines.

1.1 Caractéristiques

• Conforme aux directives RoHS (Restriction des substances dangereuses).
• Profil de boîtier extra-plat avec une hauteur de seulement 0,65 mm.
• Utilise la technologie AlInGaP à haut rendement pour la lumière rouge et la technologie InGaN pour les lumières verte et bleue, résultant en une intensité lumineuse élevée.
• Conditionnée sur bande de 8 mm sur bobines de 7 pouces pour une manipulation automatisée.
• Contour de boîtier conforme à la norme EIA.
• Conçu pour être compatible avec les niveaux de pilotage des circuits intégrés (CI).
• Adapté à une utilisation avec des équipements de placement automatique.
• Résiste aux profils de soudure par refusion infrarouge standard.

1.2 Applications

• Indicateurs d'état et d'alimentation dans les équipements de télécommunication, les appareils de bureautique, les appareils électroménagers et les systèmes de contrôle industriel.
• Rétroéclairage pour claviers, touches de contrôle et boutons.
• Éclairage pour micro-affichages et signalétiques lumineuses.
• Éclairage de signalisation polyvalent nécessitant une capacité multicolore.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

La performance du LTST-B32JEGBK-AT est définie par un ensemble complet de paramètres électriques, optiques et thermiques. Comprendre ces spécifications est crucial pour une conception de circuit fiable et pour obtenir la performance visuelle souhaitée.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Le fonctionnement sous ou à ces limites n'est pas garanti.

• Dissipation de puissance (Pd) :Rouge : 62,5 mW, Vert/Bleu : 76 mW. Ce paramètre, combiné à la résistance thermique, détermine la puissance maximale admissible pour éviter la surchauffe.
• Courant direct de crête (I_F(PEAK)) :Rouge : 60 mA, Vert/Bleu : 100 mA. C'est le courant pulsé maximal autorisé, généralement spécifié avec un faible rapport cyclique (1/10) et une courte largeur d'impulsion (0,1 ms), utile pour le multiplexage ou de brefs pulses de haute luminosité.
• Courant direct continu (I_F) :Rouge : 25 mA, Vert/Bleu : 20 mA. C'est le courant continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Résistance aux décharges électrostatiques (ESD) :Rouge : 2000 V (HBM), Vert/Bleu : 1000 V (HBM). Les puces InGaN vertes et bleues sont généralement plus sensibles à l'ESD que la puce rouge AlInGaP, nécessitant des précautions de manipulation plus strictes.
• Température de fonctionnement et de stockage :-40°C à +85°C (fonctionnement), -40°C à +90°C (stockage). Cela définit les conditions environnementales que le composant peut supporter.
• Condition de soudure infrarouge :Résiste à une température de crête de 260°C pendant 10 secondes, ce qui est une condition standard pour les procédés de refusion sans plomb.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques et garantis mesurés dans des conditions de test standard (Ta=25°C, I_F=5mA sauf indication contraire).

• Intensité lumineuse (I_V) :Mesurée en millicandelas (mcd). Les valeurs minimales sont : Rouge : 26,0 mcd, Vert : 122,0 mcd, Bleu : 22,0 mcd. La puce verte présente une sortie significativement plus élevée en raison du haut rendement du matériau InGaN à cette longueur d'onde et de la sensibilité maximale de l'œil humain dans la région verte.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Typiquement 120 degrés. Cet angle de vision large indique un diagramme d'émission lambertien ou quasi-lambertien, fournissant une luminosité uniforme sur une large zone.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :Valeurs typiques : Rouge : 632 nm, Vert : 518 nm, Bleu : 468 nm. C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :La longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur. Les plages spécifiées sont : Rouge : 616-628 nm, Vert : 519-537 nm, Bleu : 464-479 nm.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :Valeurs typiques : Rouge : 12 nm, Vert : 27 nm, Bleu : 20 nm. Cela indique la pureté spectrale ; une valeur plus petite signifie une lumière plus monochromatique. La lumière rouge de l'AlInGaP a tendance à avoir un spectre plus étroit que le vert/bleu de l'InGaN.
• Tension directe (V_F) :À 5mA : Rouge : 1,50-2,15 V, Vert : 2,00-3,20 V, Bleu : 2,00-3,20 V. La V_Fplus faible de la puce rouge est caractéristique de la technologie AlInGaP par rapport à l'InGaN.
• Courant inverse (I_R) :Maximum 10 μA à V_R=5 V. Les LED ne sont pas conçues pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre est uniquement destiné aux tests de qualité.

3. Explication du système de classement

Pour garantir la cohérence des couleurs et l'uniformité de la luminosité en production, les LED sont triées en classes (bins) en fonction de paramètres optiques clés.

3.1 Classement de l'intensité lumineuse (Luminosité)

Chaque couleur est classée en plusieurs rangs (par ex., A, B, C...). L'intensité lumineuse est mesurée à un courant de pilotage standard de 5 mA. Par exemple, la classe 'A' pour le rouge couvre 26,0-31,0 mcd, tandis que la classe 'E' couvre 54,0-65,0 mcd. Le vert et le bleu ont leurs propres tables de classement distinctes. Une tolérance de +/-10 % est appliquée au sein de chaque classe. Les concepteurs doivent spécifier le code de classe requis pour garantir l'uniformité de luminosité entre plusieurs unités dans un assemblage.

3.2 Classement de la teinte (Longueur d'onde dominante)

Ce classement assure la cohérence des couleurs. Les LED sont triées en fonction de leur longueur d'onde dominante. Par exemple, le Rouge est classé de 616-628 nm par pas de 1 nm (classes 1-4). Le Vert est classé de 519-537 nm (classes 1-6), et le Bleu de 464-479 nm (classes 1-5). Chaque classe a une tolérance de +/-1 nm. Spécifier une classe de teinte est crucial pour les applications nécessitant un appariement de couleurs précis, comme dans les affichages multi-LED ou les indicateurs d'état où toutes les LED rouges doivent apparaître identiques.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des graphiques spécifiques soient référencés dans la fiche technique (Fig.1, Fig.5), leurs implications sont standard.

• Courbe I-V :La tension directe (V_F) augmente avec le courant (I_F) de manière non linéaire et exponentielle, typique d'une diode. La courbe différera pour chaque couleur de puce en raison des différents matériaux semi-conducteurs et largeurs de bande interdite.
• Intensité lumineuse vs. Courant :La sortie lumineuse est généralement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement normale, mais le rendement peut chuter à des courants très élevés en raison des effets thermiques et de l'affaiblissement d'efficacité (droop).
• Distribution spectrale :Le spectre de sortie de la puce rouge est garanti à pic unique. Les graphiques montreraient la puissance rayonnante relative en fonction de la longueur d'onde, illustrant la longueur d'onde de crête (λ_P) et la demi-largeur spectrale (Δλ).
• Diagramme d'angle de vision :Un diagramme polaire (Fig.5) illustre la distribution angulaire de l'intensité lumineuse, confirmant l'angle de vision de 120 degrés où l'intensité tombe à la moitié de sa valeur sur l'axe.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et assignation des broches

Le composant suit un format SMD standard. L'assignation des broches est clairement définie : la broche 2 est la cathode pour la puce Rouge, la broche 3 pour la puce Verte et la broche 4 pour la puce Bleue. L'anode commune est probablement la broche 1 (impliquée par la configuration standard des LED RVB). Toutes les dimensions sont fournies en millimètres avec une tolérance standard de ±0,1 mm. La hauteur ultra-fine de 0,65 mm est une caractéristique mécanique clé.

5.2 Schéma recommandé des plots de soudure sur CI

Un schéma de pastilles de soudure est fourni pour assurer une soudure correcte et une stabilité mécanique. Respecter ce schéma recommandé est essentiel pour obtenir des joints de soudure fiables, éviter le soulèvement en tombe (tombstoning) et garantir un alignement correct pendant le processus de refusion.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Conditions de soudure par refusion IR (Procédé sans plomb)

Un profil de refusion détaillé est recommandé. Les paramètres clés incluent une phase de préchauffage, un temps défini au-dessus du liquidus et une température de crête ne dépassant pas 260°C pendant un maximum de 10 secondes. Le composant est conçu pour résister à ce profil deux fois maximum. Pour la reprise manuelle avec un fer à souder, 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

• Précautions ESD :L'utilisation obligatoire de bracelets antistatiques, de tapis antistatiques et d'équipements correctement mis à la terre est requise, en particulier pour les puces vertes et bleues sensibles à l'ESD.
• Niveau de sensibilité à l'humidité (MSL) :Le composant est classé MSL 3. Lorsque le sachet barrière à l'humidité d'origine est ouvert, les composants doivent être soumis à la soudure par refusion dans la semaine s'ils sont stockés dans des conditions ≤ 30°C/60% HR. Pour un stockage plus long hors du sachet d'origine, un séchage (baking) à environ 60°C pendant au moins 20 heures est requis avant la soudure pour éviter l'effet pop-corn pendant la refusion.
• Nettoyage :Si un nettoyage post-soudure est nécessaire, seuls des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique ou l'éthanol doivent être utilisés. L'immersion doit se faire à température normale pendant moins d'une minute. Des produits chimiques non spécifiés pourraient endommager le boîtier ou la lentille de la LED.

7. Conditionnement et informations de commande

Les LED sont fournies sur bande porteuse gaufrée, de 8 mm de largeur, enroulées sur des bobines standard de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 4 000 pièces. La bande est recouverte d'un film protecteur pour protéger les composants. Les bobines sont généralement emballées par trois dans un carton intérieur. Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481. La référence LTST-B32JEGBK-AT identifie de manière unique cette variante pleine couleur à lentille transparente.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Circuits d'application typiques

Chaque canal de couleur (Rouge, Vert, Bleu) doit être piloté indépendamment. Une résistance de limitation de courant en série est essentielle pour chaque broche d'anode afin de régler le courant direct souhaité et de protéger la LED. La valeur de la résistance est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Étant donné que V_Fdiffère selon la couleur, trois valeurs de résistance différentes seront généralement nécessaires, même si elles sont pilotées depuis la même tension d'alimentation et au même courant. Pour un contrôle de courant précis ou le multiplexage de nombreuses LED, des circuits intégrés pilotes de LED dédiés ou des sources à courant constant sont recommandés.

8.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible, une conception thermique appropriée sur le CI est importante pour la longévité et le maintien d'une sortie optique stable. Assurez une surface de cuivre adéquate connectée au plot thermique (le cas échéant) ou aux pastilles de soudure de la LED pour servir de dissipateur thermique, en particulier lors d'un fonctionnement proche des valeurs maximales ou à des températures ambiantes élevées.

8.3 Conception optique

La lentille transparente fournit un diagramme lumineux large et diffus. Pour les applications nécessitant une lumière focalisée ou des diagrammes de faisceau spécifiques, des optiques secondaires (telles que des guides de lumière, des lentilles ou des diffuseurs) doivent être conçues en tenant compte de l'angle de vision de 120 degrés de la LED et de la séparation spatiale des trois puces de couleur dans le boîtier, ce qui peut affecter le mélange des couleurs à courte distance.

9. Comparaison et différenciation technique

Le principal facteur de différenciation du LTST-B32JEGBK-AT est sa combinaison d'une gamme de couleurs RVB complète dans un boîtier extra-plat de 0,65 mm de hauteur. Comparé aux anciennes technologies utilisant des LED monochromes discrètes ou des boîtiers RVB plus grands, ce composant permet des conceptions de produits plus élégantes. L'utilisation de l'AlInGaP pour le rouge offre un rendement plus élevé et une meilleure stabilité thermique par rapport à certaines autres technologies de LED rouges. Sa compatibilité avec l'assemblage automatisé et les procédés de refusion standard réduit la complexité et le coût de fabrication par rapport aux composants nécessitant une soudure manuelle ou une manipulation spéciale.

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

10.1 Pourquoi le courant continu maximal est-il différent pour le rouge (25mA) par rapport au vert/bleu (20mA) ?

Cette différence provient des propriétés matérielles inhérentes et de la conception des puces. La puce rouge AlInGaP peut généralement supporter des densités de courant légèrement plus élevées dans les mêmes contraintes thermiques de boîtier par rapport aux puces InGaN verte et bleue, conduisant à un courant continu nominal plus élevé.

10.2 Puis-je piloter les trois couleurs avec une seule résistance sur l'anode commune ?

Non. En raison des tensions directes (V_F) significativement différentes des puces rouge, verte et bleue, les connecter en parallèle avec une seule résistance de limitation de courant entraînerait des courants gravement déséquilibrés. La couleur avec la V_Fla plus basse (rouge) attirerait la majeure partie du courant, risquant de dépasser sa valeur nominale, tandis que les autres pourraient être faibles ou ne pas s'allumer du tout. Chaque canal de couleur doit avoir son propre mécanisme de limitation de courant indépendant.

10.3 Que signifie "Code de classement" et pourquoi est-il important de le spécifier ?

En raison des variations de fabrication, les LED ne sont pas identiques. Elles sont triées (classées) après production en fonction de l'intensité lumineuse et de la longueur d'onde dominante mesurées. Spécifier un code de classement lors de la commande garantit de recevoir des LED avec une luminosité et une couleur presque identiques. Ceci est crucial pour les applications utilisant plusieurs LED où l'uniformité visuelle est requise (par ex., un panneau de rétroéclairage ou un afficheur multi-segments). L'utilisation de LED provenant de classes différentes peut entraîner des différences de luminosité ou de couleur perceptibles.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un indicateur d'état multicolore pour un routeur réseau

Un concepteur a besoin de trois LED d'état (Alimentation, Internet, Wi-Fi) mais n'a de place que pour une empreinte de LED sur le CI. Le LTST-B32JEGBK-AT est sélectionné. Le microcontrôleur pilote chaque couleur indépendamment : Rouge pour "Alimentation coupée/Erreur", Vert pour "Fonctionnement normal", Bleu pour "Wi-Fi actif", et des combinaisons comme Cyan (Vert+Bleu) pour d'autres états. La hauteur de 0,65 mm s'intègre dans le boîtier mince du routeur. Le concepteur spécifie une classe de teinte serrée (par ex., Vert Classe 2 : 522-525 nm) et une classe d'intensité moyenne pour garantir une couleur et une luminosité cohérentes sur toutes les unités fabriquées. Le profil de refusion recommandé est utilisé en assemblage, et le composant passe tous les tests de fiabilité.

12. Introduction au principe de fonctionnement

L'émission de lumière dans les LED est basée sur l'électroluminescence dans les matériaux semi-conducteurs. Lorsqu'une tension directe est appliquée à la jonction p-n, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. Cette recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La couleur (longueur d'onde) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur. L'AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) a une bande interdite correspondant à la lumière rouge et ambre-orange. L'InGaN (Nitrures d'Indium Gallium) a une bande interdite plus large et ajustable capable d'émettre de la lumière du spectre ultraviolet au bleu et vert. En intégrant des puces de ces différents matériaux dans un seul boîtier, la capacité pleine couleur est obtenue.

13. Tendances d'évolution

La tendance pour les LED SMD destinées aux indicateurs et au rétroéclairage continue vers un rendement plus élevé (plus de lumière par watt), des tailles de boîtier plus petites et des profils plus bas pour permettre des produits finaux plus minces. Il y a également une poussée vers l'amélioration de la restitution des couleurs et de la cohérence. De plus, l'intégration de l'électronique de contrôle (comme des pilotes ou des circuits de modulation de largeur d'impulsion) au sein même du boîtier de la LED est un développement en cours pour simplifier la conception du système. L'utilisation de matériaux avancés et des technologies de boîtier à l'échelle de la puce (CSP) repoussera probablement encore les limites de la miniaturisation et des performances.