Fiche technique LED SMD LTST-C19MGEBK-RR - RVB Couleur Complète - Hauteur 0,5mm - Courant direct 20-30mA - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications de la lampe LED LTST-C19MGEBK-RR, un composant à montage en surface (SMD). Cet élément fait partie d'une famille de LED miniatures conçues spécifiquement pour les processus d'assemblage automatisé sur circuit imprimé (CI) et les applications où l'espace est une contrainte critique. Le dispositif intègre trois puces LED distinctes dans un seul boîtier compact, permettant l'émission de lumière rouge, verte et bleue. Cette capacité en couleur complète le rend adapté à une large gamme d'équipements électroniques modernes.

1.1 Avantages clés et marché cible

Les principaux avantages de cette LED incluent son profil exceptionnellement fin, sa luminosité élevée et sa conformité aux normes environnementales et de fabrication. Sa conception privilégie la compatibilité avec les environnements de production automatisée à grand volume.

• Applications cibles :Cette LED est bien adaptée pour les appareils de télécommunication (téléphones sans fil et cellulaires), l'informatique portable (ordinateurs portables), les équipements de systèmes réseau, divers appareils électroménagers et les applications de signalisation ou d'affichage intérieur.
• Caractéristiques principales :Le dispositif est conforme à la directive sur la restriction des substances dangereuses (RoHS). Il présente une hauteur de boîtier extra-fine de 0,5 mm. Il utilise des puces semi-conductrices hautes performances Ultra Bright InGaN (pour le vert et le bleu) et AlInGaP (pour le rouge). Il est fourni emballé dans une bande de 8 mm sur des bobines de 7 pouces de diamètre, conformément à l'emballage standard EIA pour la manutention automatisée.
• Compatibilité de fabrication :Le composant est conçu pour être compatible avec les circuits intégrés (compatible C.I.) et les équipements standards de placement automatique. Il peut résister aux processus de soudage par refusion infrarouge (IR), qui est la norme pour l'assemblage de la technologie à montage en surface.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

La performance de la LED est définie dans des conditions d'essai environnementales et électriques spécifiques, principalement à une température ambiante (Ta) de 25°C. La compréhension de ces paramètres est cruciale pour une conception de circuit fiable.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement à ou sous ces limites n'est pas garanti et doit être évité lors de la conception.

• Dissipation de puissance (Pd) :76 mW pour les puces Verte et Bleue ; 75 mW pour la puce Rouge. C'est la puissance maximale que la LED peut dissiper sous forme de chaleur.
• Courant direct de crête (I_FP) :100 mA pour Vert/Bleu, 80 mA pour Rouge, sous un cycle de service de 1/10 avec une largeur d'impulsion de 0,1 ms. Cette valeur est pour un fonctionnement en impulsions, pas en courant continu continu.
• Courant direct continu (I_F) :Le courant continu maximal : 20 mA pour les puces Verte et Bleue ; 30 mA pour la puce Rouge.
• Plages de température :Fonctionnement : -20°C à +80°C ; Stockage : -30°C à +85°C.
• Condition de soudage :Résiste au soudage par refusion infrarouge à une température de crête de 260°C pendant 10 secondes, ce qui est typique pour les processus de soudure sans plomb.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ce sont les valeurs de performance typiques mesurées dans des conditions d'essai spécifiées. Les concepteurs doivent les utiliser comme lignes directrices, en notant les limites minimales et maximales.

• Intensité lumineuse (I_V) :Mesurée en millicandelas (mcd). La valeur minimale est de 180 mcd, testée à différents courants directs pour chaque couleur : Vert à 2mA, Rouge à 4,8mA, Bleu à 3mA. Le maximum est de 450 mcd. L'intensité est mesurée à l'aide d'un capteur et d'un filtre approximant la courbe de réponse standard de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ_1/2) :L'angle de vision total typique est de 120 degrés, indiquant un motif d'émission grand angle.
• Paramètres de longueur d'onde :
  • Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :Les valeurs typiques sont 518 nm (Vert), 632 nm (Rouge) et 468 nm (Bleu). C'est la longueur d'onde à laquelle la sortie spectrale est la plus forte.
  • Longueur d'onde dominante (λ_d) :Les valeurs typiques sont 525 nm (Vert), 624 nm (Rouge) et 470 nm (Bleu). C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur.
  • Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :Les valeurs typiques sont 35 nm (Vert), 20 nm (Rouge) et 25 nm (Bleu). Cela indique la pureté spectrale ou la largeur de bande de la lumière émise.
• Tension directe (V_F) :La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle fonctionne à son courant de test. Les plages sont : Vert : 2,20V min, 3,00V max ; Rouge : 1,70V min, 2,40V max ; Bleu : 2,20V min, 3,00V max.
• Courant inverse (I_R) :Courant de fuite maximal de 50 μA (Vert/Bleu) et 10 μA (Rouge) lorsqu'une tension inverse (V_R) de 5V est appliquée. Le dispositif n'est pas conçu pour un fonctionnement inverse ; ce paramètre est uniquement à des fins de test.

3. Explication du système de tri

Pour assurer la cohérence de la couleur et de la luminosité en production, les LED sont triées en lots (bins) en fonction de leurs performances mesurées. Le LTST-C19MGEBK-RR utilise deux critères de tri principaux.

3.1 Classe d'intensité lumineuse (I_V)

Les LED sont classées en fonction de leur intensité lumineuse mesurée aux courants de test standard. Les codes de lot et leurs plages sont :

• S1 :180 mcd (Min) à 225 mcd (Max)
• S2 :225 mcd à 285 mcd
• T1 :285 mcd à 355 mcd
• T2 :355 mcd à 450 mcd

Une tolérance de +/-15% est appliquée à chaque lot d'intensité lumineuse.

3.2 Classe de teinte (Couleur)

Il s'agit d'un système de tri plus complexe basé sur les coordonnées chromatiques CIE 1931 (x, y), qui définissent scientifiquement les points de couleur. La fiche technique fournit une grille détaillée de codes de lot (A, B, C, D et leurs sous-variantes A1, B1, etc.) avec des limites de coordonnées spécifiques formant des quadrilatères sur le diagramme chromatique. Cela permet une sélection précise de LED avec une sortie de couleur presque identique. Une tolérance de +/-0,01 est appliquée aux coordonnées (x, y) de chaque lot de teinte. La longueur d'onde dominante (λ_d) est dérivée de ces coordonnées.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (par ex., Fig.1, Fig.5), leurs caractéristiques typiques peuvent être décrites sur la base de la technologie et des paramètres fournis.

4.1 Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V)

La relation I-V pour les LED est non linéaire et exponentielle. Les valeurs de tension directe (V_F) fournies dans les spécifications sont des instantanés à des courants de test spécifiques. En pratique, V_Faugmentera avec l'augmentation de I_Fet dépend également de la température. Les différentes plages de V_Fpour le Rouge (~1,7-2,4V) par rapport au Vert/Bleu (~2,2-3,0V) nécessitent une conception minutieuse des circuits de limitation de courant, en particulier dans les applications multicolores.

4.2 Intensité lumineuse vs Courant direct

La sortie lumineuse (I_V) est généralement proportionnelle au courant direct (I_F) dans la plage de fonctionnement. Cependant, l'efficacité peut chuter à des courants très élevés en raison de l'augmentation de la chaleur. La fiche technique spécifie différents courants de test pour chaque couleur pour atteindre des niveaux de luminosité comparables, reflétant les différentes efficacités des technologies de puces InGaN et AlInGaP.

4.3 Caractéristiques thermiques

La performance des LED est sensible à la température. L'intensité lumineuse diminue généralement lorsque la température de jonction augmente. La plage de température de fonctionnement spécifiée de -20°C à +80°C définit les conditions ambiantes dans lesquelles le dispositif répondra à ses spécifications publiées. Une gestion thermique appropriée sur le CI est essentielle pour maintenir les performances et la longévité, surtout compte tenu du profil fin du dispositif qui peut avoir une masse thermique limitée.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et assignation des broches

La LED est fournie dans un boîtier SMD standard. La lentille est transparente. Les couleurs de source internes et leurs assignations de broches correspondantes sont : InGaN Vert sur les broches 1 et 4 ; AlInGaP Rouge sur les broches 2 et 5 ; InGaN Bleu sur les broches 3 et 6. Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance typique de ±0,1 mm sauf indication contraire. La hauteur ultra-fine de 0,5 mm est une caractéristique mécanique clé.

5.2 Pastille de fixation recommandée sur CI

La fiche technique inclut un diagramme montrant la disposition recommandée des pastilles de cuivre sur le CI pour le soudage de la LED. Respecter cette empreinte est crucial pour obtenir des soudures fiables, un alignement correct et une dissipation thermique efficace pendant le processus de refusion et le fonctionnement.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Condition de soudage par refusion IR

Pour les processus de soudure sans plomb, un profil de refusion suggéré est fourni, avec une température de crête de 260°C maintenue pendant 10 secondes. C'est un profil standard pour de nombreux composants SMD et garantit que le boîtier de la LED n'est pas endommagé par une chaleur excessive.

6.2 Nettoyage

Si un nettoyage après soudage est nécessaire, seuls des produits chimiques spécifiés doivent être utilisés. La fiche technique recommande d'immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température normale pendant moins d'une minute. Des produits chimiques non spécifiés pourraient endommager le matériau du boîtier.

6.3 Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)

Les puces LED sont sensibles à l'électricité statique et aux surtensions. Il est fortement recommandé d'utiliser des contrôles ESD appropriés lors de la manipulation de ces dispositifs : bracelets antistatiques, gants antistatiques et en s'assurant que tous les équipements et machines sont correctement mis à la terre.

6.4 Conditions de stockage

Emballage scellé :Les LED doivent être stockées à 30°C ou moins et à 90% d'humidité relative (HR) ou moins. Lorsqu'elles sont emballées dans un sac étanche à l'humidité avec dessiccant, elles doivent être utilisées dans un délai d'un an.
Emballage ouvert :L'ambiance de stockage ne doit pas dépasser 30°C ou 60% HR. Les composants retirés de leur emballage d'origine doivent subir un soudage par refusion IR dans un délai d'une semaine (Niveau de Sensibilité à l'Humidité 3, MSL 3). Pour un stockage plus long hors du sac d'origine, ils doivent être conservés dans un conteneur scellé avec dessiccant ou dans une atmosphère d'azote.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies dans une bande porteuse gaufrée standard de l'industrie, de 8 mm de largeur, enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine complète contient 4000 pièces. La bande possède une bande de couverture pour sceller les alvéoles des composants. L'emballage est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481. Pour les quantités restantes, la quantité d'emballage minimale est de 500 pièces.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Scénarios d'application typiques

• Rétroéclairage de clavier/touches :Son profil fin et sa capacité RVB le rendent idéal pour l'éclairage des touches sur les appareils portables, potentiellement avec des effets de changement de couleur.
• Indicateurs d'état :Peut fournir des informations d'état multicolores (par ex., rouge pour erreur, vert pour prêt, bleu pour actif) dans une seule empreinte de composant.
• Micro-affichages et luminaires à symboles :Adapté pour les petits affichages d'information couleur ou le rétroéclairage de symboles sur les panneaux de commande.

8.2 Considérations de conception

• Alimentation en courant :Utiliser des pilotes à courant constant ou des résistances de limitation de courant appropriées pour chaque canal de couleur indépendamment, en raison de leurs différents V_Fet I_F characteristics.
• Gestion thermique :S'assurer que la conception du CI permet la dissipation de la chaleur depuis la pastille de la LED, surtout si l'alimentation est à ou près du courant maximal.
• Conception optique :L'angle de vision de 120 degrés fournit une émission large. Envisager des diffuseurs ou des guides de lumière si une sortie plus uniforme ou dirigée est requise.
• Tri pour la cohérence :Pour les applications nécessitant une couleur et une luminosité uniformes sur plusieurs unités, spécifier les codes de lot I_Vet Teinte requis lors de l'approvisionnement.

9. Comparaison et différenciation technique

Le LTST-C19MGEBK-RR se différencie principalement par sahauteur ultra-fine de 0,5 mm, ce qui est avantageux pour l'électronique grand public de plus en plus fine. L'intégration detrois puces hautes performances (InGaN pour V/B, AlInGaP pour R)dans un seul boîtier offre une luminosité et une gamme de couleurs supérieures par rapport aux anciennes LED blanches à conversion de phosphore ou aux technologies de puces moins efficaces. Sa conformité totale avec lesprocessus d'assemblage automatisés (bande et bobine, refusion IR)en fait un choix rentable pour la fabrication à grand volume, le distinguant des LED nécessitant un soudage manuel.

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

Q : Puis-je alimenter les trois couleurs (RVB) à partir d'une seule source de courant constant ?
R : Non. Les plages de tension directe (V_F) diffèrent significativement entre la puce rouge et les puces verte/bleue. Elles doivent être alimentées par des circuits régulés en courant séparés ou avoir des résistances de limitation de courant calculées individuellement.

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 (λ_P) est le pic physique du spectre lumineux émis par la LED. La Longueur d'onde dominante (λ_d) est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain associée à la couleur. λ_dest plus pertinente pour la spécification des couleurs dans les affichages et l'éclairage.

Q : Le MSL est classé 3. Qu'est-ce que cela signifie pour mon processus de production ?
R : Le Niveau de Sensibilité à l'Humidité 3 signifie que le boîtier peut être exposé aux conditions de l'atelier (≤30°C/60% HR) jusqu'à 168 heures (7 jours) avant de devoir être soudé. Si cette durée est dépassée, les pièces peuvent devoir être séchées (baking) pour éliminer l'humidité absorbée avant la refusion afin d'éviter les dommages de type "popcorning".

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un indicateur d'état multicolore pour un appareil IoT portable.
La conception nécessite un seul composant minuscule pour afficher l'état du réseau (bleu : connexion en cours, vert : connecté, rouge : erreur) et l'état de la batterie (vert : élevé, rouge : faible). Le LTST-C19MGEBK-RR est sélectionné pour sa finesse et sa capacité RVB. Le concepteur :
1. Dispose le CI en utilisant l'empreinte de pastille recommandée.
2. Conçoit trois circuits de commutation MOSFET côté bas séparés, chacun avec une résistance en série calculée pour la plage V_Fspécifique de la couleur cible (Rouge, Vert, Bleu) pour obtenir le courant souhaité (par ex., 15mA pour une bonne luminosité à faible puissance).
3. S'assure que les broches GPIO du microcontrôleur peuvent absorber le courant requis.
4. Spécifie un lot de Teinte serré (par ex., B1 pour le vert) lors de la commande pour garantir que la couleur verte "connecté" soit cohérente sur toutes les unités de production.
5. Planifie le processus d'assemblage pour s'assurer que la bobine est utilisée dans le délai MSL 3 après ouverture.

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 travers la jonction p-n de la puce, les électrons et les trous se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur. Ce dispositif utilise :
- Nitrures de Gallium et d'Indium (InGaN) :Un semi-conducteur composé dont la bande interdite peut être ajustée en modifiant la teneur en indium. Il est utilisé ici pour produire de la lumière verte et bleue.
- Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP) :Un autre semi-conducteur composé, excellent pour produire de la lumière rouge et ambre à haute efficacité. La lentille transparente permet de voir directement la couleur intrinsèque de la puce sans conversion de couleur.

13. Tendances de développement

L'évolution des LED SMD comme celle-ci suit plusieurs tendances claires de l'industrie :Miniaturisation(plus fin, empreintes plus petites) pour permettre des produits finaux plus élégants.Efficacité accrue(intensité lumineuse plus élevée par mA) pour réduire la consommation d'énergie dans les appareils à piles.Amélioration de la restitution des couleurs et de la gammegrâce à des matériaux de puces avancés comme l'InGaN et l'AlInGaP pour des affichages plus vifs et précis.Fiabilité et standardisation amélioréespour une intégration transparente dans les lignes d'assemblage entièrement automatisées et à grande vitesse, comme en témoignent le tri détaillé, les spécifications de bande et bobine, et les profils de refusion fournis dans cette fiche technique.