Fiche technique de la LED SMD couleur complète LTST-C19HE1WT-5A - Dimensions 3,2x1,6x0,35mm - Tension 1,6-3,2V - Puissance 0,08W - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La LTST-C19HE1WT-5A est une LED couleur complète à montage en surface, conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant un encombrement réduit et une indication multicolore. Ce dispositif intègre des puces LED rouge, verte et bleue (RGB) dans un seul boîtier ultra-fin, permettant la création d'un large spectre de couleurs grâce au contrôle individuel ou combiné des trois canaux. Son objectif de conception principal est de fournir une solution d'éclairage polyvalente pour les environnements d'assemblage automatisé où l'espace est limité.

1.1 Avantages clés et marché cible

L'avantage principal de ce composant réside dans la combinaison de son empreinte miniature et de sa capacité à afficher des couleurs complètes. La hauteur du boîtier est exceptionnellement faible, à seulement 0,35 mm, ce qui le rend adapté aux applications où l'encombrement vertical est limité, comme dans les écrans ultra-fins ou les modules de rétroéclairage pour claviers et pavés tactiles. Le dispositif est conforme aux directives RoHS, garantissant ainsi le respect des normes environnementales internationales. Il est conditionné sur bande de 8 mm sur bobines de 7 pouces de diamètre, ce qui est compatible avec les équipements standards de placement automatique utilisés dans la fabrication électronique en grande série. Les marchés cibles principaux incluent les équipements de télécommunication (par exemple, les téléphones portables), les dispositifs de bureautique (par exemple, les ordinateurs portables), les systèmes réseau, les appareils électroménagers et la signalétique intérieure. Ses caractéristiques de commande compatibles avec les circuits intégrés et son aptitude au soudage par refusion infrarouge facilitent son intégration dans les lignes d'assemblage modernes de cartes de circuits imprimés (PCB).

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse objective des caractéristiques électriques, optiques et thermiques spécifiées dans la fiche technique.

2.1 Valeurs maximales absolues

La compréhension des valeurs maximales absolues est cruciale pour garantir la fiabilité du dispositif et prévenir les défaillances prématurées. Ces valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C. La dissipation de puissance diffère légèrement selon les couleurs : 80 mW pour les puces bleue et verte, et 75 mW pour la puce rouge. Cela indique une variation potentielle des caractéristiques thermiques ou de l'efficacité des différents matériaux semi-conducteurs. Le courant direct de crête, autorisé sous un cycle de service de 1/10 avec une largeur d'impulsion de 0,1 ms, est de 100 mA pour le bleu/vert et de 80 mA pour le rouge. Le courant direct continu nominal est de 20 mA pour le bleu/vert et de 30 mA pour le rouge. Le dispositif est conçu pour fonctionner entre -20°C et +80°C, avec une plage de température de stockage plus large de -30°C à +100°C. Une spécification de soudage clé concerne la condition de refusion infrarouge, qui ne doit pas dépasser 260°C pendant plus de 10 secondes, ce qui est une norme pour les procédés d'assemblage sans plomb.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

La condition de test typique pour les paramètres optiques et électriques clés est à Ta=25°C avec un courant direct (IF) de 5 mA. L'intensité lumineuse (Iv) varie considérablement selon la couleur, ce qui est attendu en raison des différentes efficacités des technologies semi-conductrices sous-jacentes (AlInGaP pour le rouge, InGaN pour le vert et le bleu). Pour la LED bleue, l'intensité lumineuse minimale est de 11,2 mcd, avec un maximum de 45,0 mcd. La LED verte présente une plage de sortie beaucoup plus élevée, de 28,0 mcd minimum à 280,0 mcd maximum. La LED rouge varie de 11,2 mcd à 71,0 mcd. L'angle de vision (2θ1/2) est large, à 130 degrés, typique d'un boîtier à lentille diffusante, offrant une distribution de lumière large et uniforme. Les longueurs d'onde d'émission de crête (λP) sont de 468 nm (bleu), 530 nm (vert) et 632 nm (rouge). Les longueurs d'onde dominantes correspondantes (λd) sont de 470 nm, 528 nm et 624 nm. Les valeurs de demi-largeur de raie spectrale (Δλ) sont de 26 nm (bleu), 35 nm (vert) et 17 nm (rouge), indiquant la pureté spectrale, le rouge étant le plus étroit. La tension directe (VF) à 5 mA varie de 2,50 V à 3,20 V pour le bleu/vert et de 1,60 V à 2,30 V pour le rouge. Le courant inverse maximal (IR) à VR=5V est de 10 μA pour toutes les couleurs.

3. Explication du système de binning

Le produit utilise un système de binning pour catégoriser les unités en fonction de leur intensité lumineuse au courant de test standard de 5 mA. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec des niveaux de luminosité cohérents pour leur application.

3.1 Binning d'intensité lumineuse

Des listes de codes de bin distinctes sont fournies pour chaque couleur, reflétant leurs différentes plages de performance. Chaque bin a une valeur d'intensité lumineuse minimale et maximale, et une tolérance de +/-15% est appliquée au sein de chaque bin. Pour la LED bleue, les bins sont L (11,2-18,0 mcd), M (18,0-28,0 mcd) et N (28,0-45,0 mcd). Pour la LED verte, les bins sont N (28,0-45,0 mcd), P (45,0-71,0 mcd), Q (71,0-112,0 mcd), R (112,0-180,0 mcd) et S (180,0-280,0 mcd). Pour la LED rouge, les bins sont L (11,2-18,0 mcd), M (18,0-28,0 mcd), N (28,0-45,0 mcd) et P (45,0-71,0 mcd). Ce binning est crucial pour les applications nécessitant un mélange de couleurs uniforme ou des niveaux de luminosité spécifiques, car il garantit une prévisibilité de l'apparence du produit final.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes de performance typiques qui représentent graphiquement la relation entre divers paramètres. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas détaillés dans le texte fourni, les courbes standard pour de tels dispositifs incluent généralement le courant direct en fonction de la tension directe (courbe I-V) pour chaque couleur, qui est non linéaire et diffère entre les puces rouge (Vf plus basse) et bleue/verte (Vf plus élevée). Les courbes d'intensité lumineuse en fonction du courant direct montreraient comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, approchant potentiellement de la saturation à des courants plus élevés. Les courbes d'intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante sont essentielles pour comprendre la dégradation de la luminosité à des températures de fonctionnement élevées. Les graphiques de distribution spectrale représenteraient visuellement la longueur d'onde de crête et la demi-largeur spectrale pour chaque couleur. L'analyse de ces courbes permet aux concepteurs d'optimiser les courants de commande pour la luminosité et l'efficacité souhaitées, tout en gérant les effets thermiques et la consommation d'énergie.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et assignation des broches

Le dispositif présente un boîtier SMD standard de l'industrie. La couleur de la lentille est blanche diffusante, ce qui aide à mélanger les sources lumineuses colorées individuelles pour créer une apparence de couleur mixte uniforme. L'assignation des broches est clairement définie : la broche 1 est l'anode pour la puce rouge AlInGaP, la broche 2 est l'anode pour la puce verte InGaN, et la broche 3 est l'anode pour la puce bleue InGaN. Les cathodes des trois puces sont connectées en interne à une borne commune (généralement le plot thermique ou une broche cathode désignée, comme le suggèrent les configurations standard de LED RGB, bien que le point de connexion commun exact doive être vérifié sur le dessin dimensionnel). Toutes les tolérances dimensionnelles sont de ±0,1 mm sauf indication contraire.

5.2 Plot de fixation PCB recommandé

Un motif de pastille recommandé (empreinte) pour la carte de circuit imprimé est fourni pour assurer un soudage correct et une stabilité mécanique. Le respect de ce motif recommandé est essentiel pour obtenir des soudures fiables, gérer la dissipation thermique et prévenir le phénomène de "tombstoning" pendant le processus de refusion.

6. Guide de soudage et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudage par refusion IR

Pour les procédés d'assemblage sans plomb, un profil de refusion spécifique est suggéré. La température de crête ne doit pas dépasser 260°C, et le temps à ou au-dessus de cette température de crête doit être limité à un maximum de 10 secondes. Une étape de préchauffage est également recommandée. La fiche technique souligne que, les conceptions de cartes, les pâtes et les fours variant, le profil fourni est une ligne directrice, et une caractérisation spécifique à la carte doit être effectuée. Le composant est vérifié pour résister aux profils de refusion standard JEDEC.

6.2 Conditions de stockage et de manipulation

Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). Des précautions de manipulation telles que l'utilisation de bracelets antistatiques et d'équipements mis à la terre sont obligatoires. Pour le stockage, les sachets anti-humidité non ouverts (avec dessiccant) doivent être conservés à ≤30°C et ≤90% d'HR, avec une période d'utilisation recommandée d'un an. Une fois l'emballage d'origine ouvert, l'environnement de stockage doit être ≤30°C et ≤60% d'HR. Les composants retirés de leur emballage doivent être soudés par refusion dans la semaine (Niveau de Sensibilité à l'Humidité 3, MSL 3). S'ils sont stockés plus longtemps hors du sachet, ils nécessitent un séchage (par exemple, 60°C pendant 20 heures) avant le soudage pour éviter le phénomène de "popcorning" pendant la refusion.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après le soudage, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. L'immersion de la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température normale pendant moins d'une minute est acceptable. Des produits chimiques non spécifiés pourraient endommager le matériau du boîtier.

7. Conditionnement et informations de commande

Le dispositif est fourni au format bande et bobine compatible avec l'assemblage automatisé. La largeur de la bande est de 8 mm, enroulée sur une bobine standard de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 4000 pièces. Pour des quantités plus petites, une quantité d'emballage minimale de 500 pièces est disponible pour les restes. Le conditionnement suit les spécifications ANSI/EIA 481. La bande utilise un couvercle supérieur pour sceller les poches vides, et le nombre maximum autorisé de composants manquants consécutifs dans la bande est de deux.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est bien adaptée à une variété d'applications :Indicateurs d'état :La capacité multicolore permet à une seule LED d'indiquer plusieurs états du système (par exemple, alimentation = vert, veille = bleu, défaut = rouge).Rétroéclairage :Idéale pour le rétroéclairage de pavés tactiles, claviers ou petits panneaux décoratifs, où des effets de changement de couleur sont souhaités.Micro-affichages :Peut être utilisée en matrices pour former des affichages graphiques ou symboliques simples en couleur complète.Électronique grand public :Utilisée dans les téléphones, ordinateurs portables et appareils électroménagers pour un éclairage esthétique et fonctionnel.

8.2 Considérations de conception

Les concepteurs doivent prendre en compte plusieurs facteurs :Limitation de courant :Chaque canal de couleur doit avoir sa propre résistance de limitation de courant ou être piloté par une source de courant constant, car les tensions directes diffèrent.Mélange des couleurs :L'obtention d'un point blanc spécifique ou d'une couleur mixte nécessite un calibrage minutieux des courants de commande pour chaque puce, en tenant compte des variations de binning.Gestion thermique :Malgré sa faible puissance, garantir que la température de jonction maximale n'est pas dépassée est vitale pour la longévité, en particulier dans les espaces confinés.Protection ESD :L'intégration d'une protection ESD sur les lignes de signal pilotant les anodes de la LED peut être nécessaire dans des environnements sensibles.

9. Comparaison et différenciation technique

La différenciation principale de la LTST-C19HE1WT-5A réside dans son profil ultra-fin de 0,35 mm combiné à une fonctionnalité RGB complète dans un seul boîtier standard EIA. Comparée aux LED monochromes discrètes ou aux boîtiers RGB plus grands, elle offre des économies d'espace significatives sur le PCB. L'utilisation de technologies de puces avancées InGaN et AlInGaP fournit une bonne efficacité lumineuse. Sa compatibilité avec la refusion IR standard et le conditionnement en bande et bobine en fait une solution prête à l'emploi pour les lignes SMT modernes, réduisant la complexité d'assemblage par rapport au placement manuel de trois LED séparées.

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

Q : Puis-je piloter les trois couleurs à partir d'une seule alimentation 5V ?R : Oui, mais vous aurez besoin de résistances de limitation de courant séparées pour chaque canal. Calculez la valeur de la résistance en utilisant R = (Vcc - Vf) / If, où Vf est la tension directe de la couleur spécifique à votre courant souhaité. Notez que Vf pour le rouge est plus basse que pour le bleu/vert.

Q : Pourquoi la plage d'intensité lumineuse pour le vert est-elle tellement plus large que pour le rouge ou le bleu ?R : Cela reflète l'efficacité typique plus élevée de la technologie de puce verte à base d'InGaN utilisée dans ce produit et la structure de binning mise en œuvre pour catégoriser les pièces sur cette large plage de performance.

Q : Quelle est la signification de la "Longueur d'onde dominante" par rapport à la "Longueur d'onde de crête" ?R : La longueur d'onde de crête (λP) est la longueur d'onde unique à laquelle le spectre d'émission a sa puissance maximale. La longueur d'onde dominante (λd) est dérivée des coordonnées de couleur sur le diagramme de chromaticité CIE et représente la couleur perçue de la lumière ; c'est la longueur d'onde unique qui correspondrait à la sensation de couleur de la LED pour l'œil humain.

Q : Cette LED est-elle adaptée à une utilisation en extérieur ?R : La plage de température de fonctionnement est de -20°C à +80°C. Bien qu'elle puisse fonctionner dans certaines conditions extérieures, la fiche technique ne spécifie pas de degrés de protection (IP) contre l'humidité et la poussière. Pour les environnements extérieurs sévères, un produit avec un scellement environnemental approprié doit être sélectionné.

11. Cas d'utilisation pratique

Scénario : Conception d'un indicateur d'état pour un routeur réseau.Un concepteur a besoin d'une seule LED pour montrer l'activité du réseau (clignotement vert), le type de connexion (bleu fixe pour 5 GHz, cyan fixe pour 2,4 GHz) et l'état d'erreur (rouge fixe). La LTST-C19HE1WT-5A est choisie pour sa petite taille et sa fonctionnalité trois-en-un. Le concepteur utilise un microcontrôleur avec des sorties capables de PWM pour piloter chaque canal via de petites résistances de limitation de courant. Le firmware est programmé pour contrôler les LED : clignotement vert rapide pour l'activité, un mélange de bleu et de vert (à des rapports PWM spécifiques pour obtenir le cyan) pour la bande 2,4 GHz, et rouge fixe pour les erreurs. Le large angle de vision garantit que l'indicateur est visible sous différents angles. Le profil ultra-fin lui permet de s'adapter derrière un panneau de façade mince.

12. Introduction au principe

Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière lorsqu'un courant électrique les traverse. Ce phénomène, appelé électroluminescence, se produit lorsque les électrons se recombinent avec les trous d'électrons au sein du dispositif, libérant de l'énergie sous forme de photons. La couleur de la lumière émise est déterminée par la largeur de la bande interdite du matériau semi-conducteur. La LTST-C19HE1WT-5A utilise deux systèmes de matériaux principaux : le Nitrure de Gallium Indium (InGaN) pour les puces bleue et verte, et le Phosphure d'Aluminium Indium Gallium (AlInGaP) pour la puce rouge. En contrôlant indépendamment le courant vers ces trois puces de couleur primaire, une vaste gamme de couleurs secondaires, y compris le blanc (lorsque les trois sont équilibrés de manière appropriée), peut être produite par mélange additif des couleurs.

13. Tendances de développement

La tendance générale de la technologie des LED SMD continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), des tailles de boîtier plus petites et une amélioration de la restitution des couleurs et de la cohérence. Il y a également une poussée vers une fiabilité accrue et des durées de vie opérationnelle plus longues. Pour les LED multicolores comme la LTST-C19HE1WT-5A, les tendances incluent des tolérances de binning plus serrées pour un mélange de couleurs plus prévisible, des circuits intégrés de pilotage intégrés dans le boîtier (créant des "LED intelligentes") et des profils encore plus fins pour les écrans flexibles et pliables de nouvelle génération. Les matériaux semi-conducteurs sous-jacents sont également affinés pour améliorer l'efficacité, en particulier pour les LED vertes, qui ont traditionnellement été à la traîne par rapport au rouge et au bleu en termes de performance.