Fiche technique LED SMD multicolore LTST-C19HRGYW - Dimensions du boîtier - Rouge/Vert/Jaune - 30mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-C19HRGYW est une LED multicolore à montage en surface, conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant un encombrement réduit et un assemblage automatisé. Ce composant intègre trois puces LED distinctes dans un seul boîtier extra-fin, permettant des solutions polyvalentes d'indication et de rétroéclairage.

1.1 Avantages principaux

Cette LED offre plusieurs avantages clés aux ingénieurs de conception. Son principal atout est l'intégration de trois sources lumineuses (Rouge, Vert, Jaune) dans un seul emplacement miniature, économisant ainsi un espace précieux sur le circuit imprimé. Le boîtier est exceptionnellement fin, avec une hauteur de seulement 0,35 mm, le rendant adapté aux appareils ultra-minces. Il est entièrement conforme à la directive RoHS et conçu pour être compatible avec les procédés standards de soudage par refusion infrarouge, facilitant ainsi une fabrication automatisée en grande série.

1.2 Marché cible et applications

Ce composant est destiné à un large éventail d'appareils électroniques grand public et industriels. Ses applications principales incluent les indicateurs de statut et le rétroéclairage de claviers ou pavés numériques dans les équipements de télécommunication tels que les téléphones sans fil et mobiles. Il convient également parfaitement aux produits d'automatisation de bureau comme les ordinateurs portables, les systèmes réseau, divers appareils électroménagers, ainsi que les enseignes intérieures ou les luminaires à symboles. La combinaison de couleurs permet une indication multi-états avec un seul composant.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Les sections suivantes fournissent une analyse détaillée des limites opérationnelles et des caractéristiques de performance du dispositif dans des conditions standards.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Les valeurs maximales absolues sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C. La dissipation de puissance est de 75 mW pour les puces Rouge et Jaune, et de 80 mW pour la puce Verte. Le courant continu direct maximal est de 30 mA pour le Rouge et le Jaune, et de 20 mA pour le Vert. Un courant de crête plus élevé de 80 mA (Rouge/Jaune) et 100 mA (Vert) est autorisé en mode pulsé (rapport cyclique 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). Le dispositif peut fonctionner dans une plage de température de -20°C à +80°C et être stocké de -30°C à +85°C. Il peut supporter un soudage par refusion infrarouge à 260°C pendant un maximum de 10 secondes.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ces paramètres définissent la performance typique dans les conditions recommandées à Ta=25°C. L'intensité lumineuse (Iv) est mesurée à un courant direct (If) de 20 mA. Pour la puce Rouge, Iv varie d'un minimum de 45,0 mcd à un maximum de 180,0 mcd. La puce Verte offre une sortie plus élevée, allant de 71,0 mcd à 450,0 mcd. La puce Jaune varie de 71,0 mcd à 280,0 mcd. Le dispositif présente un angle de vision (2θ1/2) très large de 130 degrés, offrant un éclairage diffus étendu. Les longueurs d'onde d'émission de crête (λP) sont de 632,0 nm (Rouge), 520,0 nm (Vert) et 595,0 nm (Jaune). Les plages de longueur d'onde dominante (λd) correspondantes sont de 617-631 nm (Rouge), 520-530 nm (Vert) et 587-602 nm (Jaune). La tension directe (Vf) à 20 mA varie de 1,8V à 2,4V pour le Rouge et le Jaune, et de 2,9V à 3,5V pour le Vert. Le courant inverse maximal (Ir) est de 10 μA à une tension inverse (Vr) de 5V pour toutes les couleurs.

3. Explication du système de classement

Pour garantir l'uniformité de couleur et de luminosité en production, les LED sont triées en classes (bins) en fonction de leur intensité lumineuse.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Le système de classement catégorise les LED selon leur flux lumineux mesuré à 20 mA. Chaque classe a une valeur minimale et maximale définie, avec une tolérance de +/-15% à l'intérieur de chaque classe. Pour la puce Rouge, les classes sont étiquetées P (45,0-71,0 mcd), Q (71,0-112,0 mcd) et R (112,0-180,0 mcd). La puce Verte utilise les classes Q (71,0-112,0 mcd), R (112,0-180,0 mcd), S (180,0-280,0 mcd) et T (280,0-450,0 mcd). La puce Jaune est classée en Q (71,0-112,0 mcd), R (112,0-180,0 mcd) et S (180,0-280,0 mcd). Ce système permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences de luminosité spécifiques pour leur application.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des données graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique, les courbes typiques pour ce type de dispositif illustreraient les relations clés. La courbe courant direct vs tension directe (I-V) montre la relation exponentielle, cruciale pour concevoir le circuit de limitation de courant. La courbe intensité lumineuse relative vs courant direct montre comment le flux lumineux augmente avec le courant, jusqu'à la valeur maximale admissible. La courbe de distribution spectrale montrerait les bandes d'émission étroites caractéristiques des matériaux semi-conducteurs AlInGaP (Rouge/Jaune) et InGaN (Vert), définissant la pureté de la couleur émise. Comprendre ces courbes est essentiel pour optimiser les conditions de pilotage et prédire les performances dans différents scénarios opérationnels.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et assignation des broches

Le LTST-C19HRGYW est conforme à un contour de boîtier standard EIA. La couleur de la lentille est blanche diffusante. Les couleurs des sources internes et leurs broches correspondantes sont : Broche 1 pour la puce Rouge AlInGaP, Broche 2 pour la puce Verte InGaN, et Broche 3 pour la puce Jaune AlInGaP. Toutes les tolérances dimensionnelles sont de ±0,1 mm sauf indication contraire. Le dessin mécanique exact doit être consulté pour les calculs critiques de placement et de dégagement.

5.2 Patte de soudure recommandée sur le CI

Un motif de pastille recommandé (empreinte) est fourni pour assurer un soudage fiable et un bon alignement mécanique pendant le processus de refusion. Respecter ce motif aide à prévenir le phénomène de "tombstoning" (composant dressé sur la tranche) et assure une bonne formation du ménisque de soudure, ce qui est crucial pour la connexion électrique et la résistance mécanique.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudage par refusion IR

Pour les procédés de soudage sans plomb, un profil de température spécifique est recommandé. La température de corps maximale ne doit pas dépasser 260°C, et le temps au-dessus de 260°C doit être limité à un maximum de 10 secondes. Une étape de préchauffage est également définie. Il est crucial de suivre ces directives pour éviter les dommages thermiques au boîtier de la LED, tels que le délaminage ou la fissuration, qui peuvent dégrader les performances ou provoquer une défaillance.

6.2 Conditions de stockage et de manipulation

Une manipulation appropriée est essentielle pour la fiabilité. Le dispositif est sensible aux décharges électrostatiques (ESD) ; par conséquent, des précautions antistatiques comme des bracelets et un équipement mis à la terre sont obligatoires pendant la manipulation. Pour le stockage, les sachets anti-humidité non ouverts (avec dessicant) doivent être conservés à ≤30°C et ≤90% HR, avec une durée de conservation d'un an. Une fois ouverts, les composants doivent être stockés à ≤30°C et ≤60% HR et doivent subir la refusion IR dans la semaine (Niveau de Sensibilité à l'Humidité 3, MSL 3). S'ils sont stockés plus longtemps hors de leur sachet d'origine, un séchage à 60°C pendant au moins 20 heures est requis avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

6.3 Nettoyage

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

7. Emballage et informations de commande

Les LED sont fournies en bande et bobine, compatible avec les machines de placement automatique. La largeur de la bande est de 8 mm, enroulée sur des bobines de 7 pouces de diamètre. Chaque bobine contient 4000 pièces. Pour des quantités inférieures à une bobine complète, une quantité minimale d'emballage de 500 pièces est disponible. L'emballage est conforme aux spécifications ANSI/EIA 481. La bande est scellée avec un ruban de couverture pour protéger les composants, et le nombre maximum autorisé de composants manquants consécutifs dans la bande est de deux.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Circuits d'application typiques

Chaque puce de couleur dans le boîtier doit être pilotée indépendamment. Un circuit de pilotage typique implique une résistance de limitation de courant en série avec chaque anode (broche). La valeur de la résistance est calculée à l'aide de la loi d'Ohm : R = (Vcc - Vf) / If, où Vcc est la tension d'alimentation, Vf est la tension directe de la puce LED spécifique (utiliser la valeur max de la fiche technique pour la fiabilité), et If est le courant direct souhaité (ne pas dépasser la valeur nominale DC). Pour du multiplexage ou un contrôle avancé, des pilotes à courant constant ou une MLI (Modulation de Largeur d'Impulsion) peuvent être utilisés pour ajuster la luminosité et créer des effets de mélange de couleurs entre les trois canaux.

8.2 Considérations et précautions de conception

Cette LED est destinée aux équipements électroniques grand public. Pour les applications nécessitant une fiabilité exceptionnelle où une défaillance pourrait compromettre la sécurité (ex. : aviation, dispositifs médicaux), une consultation avec le fournisseur du composant est nécessaire avant la conception. Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en tension inverse ; appliquer une polarisation inverse au-delà de la condition de test (5V) peut causer des dommages. La gestion thermique doit être envisagée si l'on fonctionne près des courants nominaux maximaux ou dans des températures ambiantes élevées, car une chaleur excessive peut réduire le flux lumineux et la durée de vie. Le large angle de vision le rend excellent pour l'éclairage de zone mais peut nécessiter des guides de lumière ou des diffuseurs pour un façonnage spécifique du faisceau.

9. Comparaison et différenciation technique

Le principal facteur différenciant du LTST-C19HRGYW est sa capacité multicolore multi-puces dans un boîtier SMD extra-fin. Comparé à l'utilisation de trois LED monochromes discrètes, il offre des économies d'espace significatives sur le CI et simplifie le processus d'assemblage. L'utilisation de la technologie AlInGaP pour le Rouge et le Jaune offre un rendement élevé et une bonne pureté de couleur, tandis que la technologie InGaN est utilisée pour la puce Verte. L'angle de vision de 130 degrés est remarquablement large, offrant un éclairage plus uniforme que les dispositifs à angle plus étroit. Sa compatibilité avec les procédés standards de refusion IR l'aligne avec les lignes d'assemblage SMT classiques.

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

Q : Puis-je piloter les trois couleurs simultanément à leur courant continu maximal ?

R : Non. La dissipation de puissance et les limites thermiques du boîtier partagé doivent être prises en compte. Piloter les trois puces à leur courant DC max individuel (30mA+20mA+30mA=80mA total) dépasserait probablement la capacité thermique du boîtier, sauf si un refroidissement exceptionnel est prévu. Il est conseillé de consulter les courbes de déclassement ou de fonctionner à des courants plus faibles pour un fonctionnement simultané à pleine puissance.

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 maximale. La longueur d'onde dominante (λd) est dérivée du diagramme de chromaticité CIE et représente la longueur d'onde unique de la couleur spectrale pure qui correspond à la couleur perçue de la LED. λd est plus étroitement liée à la perception humaine des couleurs.

Q : Comment interpréter le code de classe lors de la commande ?

R : Le code de classe (ex. : R pour Rouge) spécifie la plage garantie d'intensité lumineuse pour cette LED particulière. Vous devez spécifier le(s) code(s) de classe souhaité(s) pour chaque couleur lors de la commande pour garantir que votre conception reçoive des LED avec les caractéristiques de luminosité requises pour une apparence et une performance produit cohérentes.

11. Exemple d'application pratique

Scénario : Indicateur de statut pour un routeur réseau

Un concepteur a besoin d'un seul indicateur pour montrer plusieurs états du système : Éteint (pas de lumière), Démarrage (Jaune clignotant), Fonctionnement Normal (Vert fixe), Erreur Réseau (Rouge fixe) et Activité de Données (Vert clignotant). Le LTST-C19HRGYW est un choix idéal. Une broche GPIO d'un microcontrôleur peut être connectée à chaque cathode (avec des résistances de limitation de courant appropriées du côté de l'anode commune). Le logiciel peut ensuite contrôler chaque couleur indépendamment : allumer le Jaune pour le démarrage, le Vert pour le normal, le Rouge pour l'erreur, et faire clignoter le Vert pour l'activité de données. Cela remplace trois LED séparées, économisant de l'espace sur la carte et le nombre de composants, tout en fournissant une indication multi-états claire depuis un seul point.

12. 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 LTST-C19HRGYW, deux systèmes de matériaux semi-conducteurs différents sont utilisés. Les puces Rouge et Jaune sont fabriquées en Phosphure d'Aluminium Indium Gallium (AlInGaP), efficace pour produire de la lumière dans le spectre du rouge au jaune-orange. La puce Verte est fabriquée en Nitrure d'Indium Gallium (InGaN), le matériau standard pour produire de la lumière bleue et verte. Lorsqu'elles sont polarisées en direct, les électrons et les trous se recombinent dans la région active du semi-conducteur, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La couleur spécifique de la lumière est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur.

13. Tendances technologiques

Le développement des LED SMD comme le LTST-C19HRGYW suit plusieurs tendances clés de l'industrie. Il y a une poussée continue vers la miniaturisation, permettant d'intégrer plus de composants et de fonctionnalités dans des appareils plus petits. Une efficacité plus élevée est une autre tendance majeure, conduisant à un flux lumineux plus important par unité de puissance électrique (efficacité lumineuse supérieure), ce qui est crucial pour les applications sur batterie. L'amélioration de la restitution des couleurs et des tolérances de classement plus serrées sont également des domaines d'intérêt, permettant une production de couleurs plus cohérente et précise dans les écrans et l'éclairage. De plus, une fiabilité et une robustesse accrues pour les environnements sévères, ainsi que la compatibilité avec des procédés de soudage à plus haute température, sont des développements en cours pour répondre aux exigences des applications automobiles et industrielles avancées.