Fiche technique LTW-327ZDSKS-5A - LED CMS à double couleur (Blanc/Jaune) - Vue latérale - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTW-327ZDSKS-5A est une spécification préliminaire pour une LED à puce double couleur, à vue latérale et à angle droit. Ce composant monté en surface (CMS) intègre deux puces LED distinctes dans un seul boîtier : une LED blanche à base d'InGaN et une LED jaune à base d'AlInGaP. Son objectif de conception principal est de fournir une solution d'indication double compacte pour les applications où l'espace est limité et où une émission lumineuse latérale est requise. Le facteur de forme à angle droit permet à la lumière d'être émise parallèlement au plan de montage, ce qui le rend adapté pour l'éclairage sur tranche, les indicateurs d'état sur cartes verticales ou le rétroéclairage dans des espaces restreints.

Les avantages principaux de ce composant incluent sa conformité aux normes environnementales RoHS, sa compatibilité avec les équipements d'assemblage automatisés par pick-and-place, et son aptitude aux procédés de soudure par refusion infrarouge (IR). Il est conditionné sur bande de 8 mm standard de l'industrie, enroulée sur bobines de 7 pouces de diamètre, facilitant ainsi la fabrication en grande série. Le composant est conçu pour être compatible avec les circuits intégrés, indiquant qu'il peut être piloté directement par des signaux de niveau logique typiques provenant de microcontrôleurs ou d'autres circuits intégrés.

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 composant peuvent survenir. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti. Pour la puce LED blanche, le courant continu direct maximal est de 10 mA, avec un courant de crête de 40 mA autorisé en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). Sa dissipation de puissance maximale est de 35 mW. La puce LED jaune a des limites plus élevées : courant continu direct de 20 mA, même courant de crête de 40 mA, et dissipation de puissance de 75 mW. Le composant est conçu pour une plage de température de fonctionnement de -20°C à +80°C et une plage de stockage de -30°C à +100°C. Il peut supporter un profil de soudure par refusion infrarouge avec une température de pointe de 260°C pendant 10 secondes. Le seuil de décharge électrostatique (ESD) selon le modèle du corps humain (HBM) est de 2000V, nécessitant des précautions ESD standard lors de la manipulation.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ces paramètres sont spécifiés dans une condition de test standard de Ta=25°C et un courant direct (IF) de 5 mA, qui sert de point de référence commun. Pour la LED blanche, l'intensité lumineuse (Iv) varie d'un minimum de 28,0 mcd à un maximum de 112,0 mcd, avec une valeur typique fournie. Sa tension directe (VF) varie de 2,55V à 3,15V, avec une valeur typique de 2,85V. L'angle de vision (2θ1/2) est typiquement de 130 degrés. Pour la LED jaune, l'intensité lumineuse varie de 7,1 mcd à 45,0 mcd, également avec un angle de vision typique de 130 degrés. Sa tension directe varie de 1,60V à 2,40V, avec une valeur typique de 2,00V. Les caractéristiques optiques de la LED jaune sont en outre définies par une longueur d'onde d'émission de crête typique (λP) de 592 nm, une longueur d'onde dominante (λd) de 589 nm et une demi-largeur de raie spectrale (Δλ) de 20 nm. Ses coordonnées de chromaticité typiques sont x=0,294, y=0,286 selon la norme CIE 1931. Le courant inverse (IR) pour les deux couleurs est d'un maximum de 100 µA sous une tension inverse (VR) de 5V. Il est crucial de noter que le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; cette condition de test est uniquement pour la caractérisation des fuites.

3. Explication du système de binning

Le produit est classé en bins selon des paramètres optiques clés pour assurer l'homogénéité au sein d'un lot de production. Deux systèmes de binning principaux sont définis : les bins d'intensité lumineuse (Iv) et les bins de teinte (couleur).

3.1 Binning d'intensité lumineuse

Des listes de codes de bin distinctes sont maintenues pour les LED blanche et jaune. Pour la LED blanche, les bins sont étiquetés N, P et Q, couvrant respectivement les plages d'intensité de 28,0-45,0 mcd, 45,0-71,0 mcd et 71,0-112,0 mcd, toutes mesurées à IF=5mA. Pour la LED jaune, les bins K, L, M et N couvrent les plages de 7,1-11,2 mcd, 11,2-18,0 mcd, 18,0-28,0 mcd et 28,0-45,0 mcd. Une tolérance de +/-15% est appliquée aux limites de chaque bin d'intensité.

3.2 Binning de teinte (Couleur)

Le binning de teinte s'applique aux coordonnées de couleur de la LED jaune. Les bins sont définis comme S1, S2, S3 et S4. Chaque bin spécifie une zone quadrilatère sur le diagramme de chromaticité CIE 1931 définie par quatre paires de coordonnées (x, y). Par exemple, le bin S1 couvre la zone délimitée par les points (0,274, 0,226), (0,274, 0,258), (0,294, 0,286) et (0,294, 0,254). Une tolérance de +/-0,01 est appliquée à chaque coordonnée (x, y) dans un bin de teinte. Ce système permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec une sortie de couleur très contrôlée pour les applications où la constance des couleurs est critique.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes typiques de caractéristiques électriques et optiques, bien que les graphiques spécifiques ne soient pas détaillés dans le texte fourni. Sur la base du comportement standard des LED, ces courbes incluraient typiquement :

• Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V) :Montre la relation exponentielle, cruciale pour concevoir le circuit de limitation de courant.
• Intensité lumineuse vs Courant direct (Courbe I-L) :Démontre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, devenant souvent sous-linéaire à des courants plus élevés en raison des effets thermiques.
• Intensité lumineuse vs Température ambiante :Montre la diminution de la sortie lumineuse lorsque la température de jonction augmente, ce qui est une considération clé pour la gestion thermique.
• Distribution spectrale de puissance :Pour la LED jaune, cela montrerait le pic d'émission étroit autour de 592 nm, confirmant sa nature monochromatique.
• Diagramme d'angle de vision :Un tracé polaire illustrant la distribution angulaire de 130 degrés de l'intensité lumineuse.

Ces courbes sont essentielles pour prédire les performances réelles dans des conditions différentes du point de test standard de 5mA et 25°C.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier et assignation des broches

Le composant est conforme à un contour de boîtier standard EIA. L'assignation des broches est clairement définie : la broche A1 est assignée à l'anode de la LED jaune AlInGaP, et la broche A2 est assignée à l'anode de la LED blanche InGaN. La cathode commune n'est pas explicitement étiquetée dans l'extrait mais est standard pour ce type de LED double dans un boîtier à 2 broches. Un dessin coté détaillé spécifierait la longueur, la largeur, la hauteur, l'espacement des broches et la géométrie de la lentille, avec toutes les dimensions en millimètres et une tolérance typique de ±0,10 mm sauf indication contraire.

5.2 Disposition et orientation suggérées des pastilles de soudure

La fiche technique inclut une section avec les dimensions suggérées des pastilles de soudure et une orientation de soudure recommandée. Ces directives sont vitales pour les concepteurs de circuits imprimés afin d'assurer la formation fiable des joints de soudure pendant la refusion, une stabilité mécanique correcte et un alignement adéquat pour l'émission latérale. Suivre ces recommandations aide à prévenir le phénomène de "tombstoning" (composant qui se dresse sur une extrémité) et assure une connexion thermique et électrique optimale.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Procédé de soudure par refusion

Le composant est compatible avec la soudure par refusion infrarouge. Un profil de refusion suggéré est indiqué, le paramètre critique étant la capacité à supporter 260°C au niveau des joints de soudure pendant 10 secondes. Cela correspond aux exigences courantes des procédés de soudure sans plomb (Pb-free). Le respect de ce profil est nécessaire pour éviter la fissuration du boîtier, le délaminage ou l'endommagement des puces LED.

6.2 Nettoyage et manipulation

Des instructions de nettoyage spécifiques sont fournies. Les liquides chimiques non spécifiés ne doivent pas être utilisés car ils pourraient endommager le boîtier de la LED. Si un nettoyage est nécessaire après soudure, la méthode recommandée est d'immerger les LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température normale pendant moins d'une minute. Des précautions ESD strictes sont soulignées en raison de la classification HBM de 2000V du composant. Il est fortement recommandé de manipuler avec des bracelets antistatiques mis à la terre, des gants antistatiques et un équipement correctement mis à la terre pour prévenir les dommages dus aux décharges électrostatiques.

6.3 Conditions de stockage

Les conditions de stockage diffèrent selon que le composant sensible à l'humidité est dans son emballage scellé d'origine ou a été ouvert. Lorsqu'il est scellé avec du dessiccant, il doit être stocké à ≤30°C et ≤90% d'humidité relative (HR) et utilisé dans un délai d'un an. Une fois le sac étanche à l'humidité ouvert, l'ambiance de stockage ne doit pas dépasser 30°C ou 60% HR. Les LED retirées de leur emballage d'origine devraient idéalement subir une refusion IR dans la semaine. Pour un stockage plus long hors du sac d'origine, elles doivent être conservées dans un conteneur scellé avec du dessiccant ou dans un dessiccateur à azote. Si elles sont stockées à l'air libre pendant plus d'une semaine, un dégazage à environ 60°C pendant au moins 20 heures est requis avant soudure pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Le produit est fourni sur bande porteuse gaufrée de 8 mm de large enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA 481. Chaque bobine complète contient 3000 pièces. Pour des quantités inférieures à une bobine complète, une quantité d'emballage minimale de 500 pièces s'applique pour les restes. La bande utilise une bande de couverture supérieure pour sceller les poches de composants vides. Les spécifications qualité indiquent que le nombre maximum de composants manquants consécutifs (poches vides) dans la bande est de deux.

7.2 Interprétation du numéro de pièce

Le numéro de pièce LTW-327ZDSKS-5A suit le système de codage interne du fabricant. Bien que le détail complet ne soit pas fourni, les éléments typiques dans de tels numéros de pièce peuvent désigner la série, la couleur, le boîtier, les codes de binning et d'autres attributs. Le suffixe "(Preliminary)" indique qu'il s'agit d'une spécification préliminaire ou prototype, qui peut être sujette à modification avant la version finale.

8. Suggestions d'application

Cette LED double couleur à vue latérale est conçue pour des applications dans des équipements électroniques ordinaires. Ceux-ci incluent, sans s'y limiter, les équipements de bureautique, les dispositifs de communication et les appareils ménagers. Sa conception à angle droit la rend particulièrement adaptée pour :

• Indicateurs d'état montés sur panneau :Lorsque les LED sont montées sur une carte fille perpendiculaire à la carte principale, éclairant à travers un panneau.
• Éclairage sur tranche pour affichages ou boutons :Providing backlighting from the side of a light guide.
• Indication à double état :Utilisant le blanc pour un état (ex : "alimentation allumée") et le jaune pour un autre (ex : "veille" ou "avertissement") dans une seule empreinte de composant.
• Électronique grand public à espace contraint :Tels que les smartphones, tablettes ou dispositifs de jeu portables où la hauteur et l'émission latérale sont critiques.

Considérations de conception :Les différentes tensions directes des LED blanche (typ. 2,85V) et jaune (typ. 2,00V) doivent être prises en compte dans le circuit de pilotage, nécessitant généralement des résistances de limitation de courant séparées pour chaque couleur si elles doivent être pilotées indépendamment depuis la même ligne d'alimentation. La gestion thermique est également importante, car dépasser la température de jonction maximale réduira la sortie lumineuse et la durée de vie.

9. Comparaison et différenciation technique

Bien qu'une comparaison directe avec d'autres numéros de pièce ne soit pas fournie dans la fiche technique, les principales caractéristiques différenciantes de ce composant peuvent être déduites :

• Double couleur dans un boîtier à angle droit :Combine deux couleurs dans un seul boîtier à émission latérale, économisant de l'espace par rapport à l'utilisation de deux LED latérales séparées.
• Technologie de puce :Utilise l'InGaN avancé pour le blanc et l'AlInGaP pour le jaune, offrant généralement une efficacité et une fiabilité supérieures par rapport aux technologies plus anciennes comme le jaune converti par phosphore ou le GaAsP standard.
• Broches étamées :Améliore la soudabilité et la compatibilité avec les procédés sans plomb.
• Binning complet :Offre un binning détaillé de l'intensité et de la teinte, permettant un appariement précis de la couleur et de la luminosité en production.

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

Q1 : Puis-je piloter les LED blanche et jaune simultanément depuis la même broche ?

R : Non, elles ont des anodes séparées (A1 pour le Jaune, A2 pour le Blanc). Elles doivent être pilotées indépendamment pour contrôler chaque couleur séparément. Une configuration à cathode commune est typique.

Q2 : Pourquoi le courant continu maximal est-il différent pour les deux couleurs (10mA vs 20mA) ?

R : Cela est dû aux différences dans les matériaux semi-conducteurs (InGaN vs. AlInGaP), la taille de la puce et les caractéristiques thermiques. Chaque puce a sa propre puissance de dissipation maximale (35mW vs 75mW), ce qui limite le courant admissible.

Q3 : Que signifie la fonctionnalité "compatible I.C." ?

R : Cela indique que la tension directe et les exigences en courant de la LED sont dans les limites de la tension de sortie typique et des capacités de source/puits de courant des circuits intégrés numériques standard (comme les portes logiques CMOS ou TTL ou les broches GPIO des microcontrôleurs), souvent lorsqu'elles sont associées à une résistance de limitation de courant appropriée.

Q4 : À quel point la durée de vie de 1 semaine après ouverture du sac barrière à l'humidité est-elle critique ?

R : Très critique pour un assemblage fiable. L'humidité absorbée par le boîtier plastique peut se vaporiser rapidement pendant la soudure par refusion, provoquant des fissures internes ou un délaminage (effet "pop-corn"). Si le temps d'exposition est dépassé, la procédure de dégazage obligatoire doit être suivie.

11. Exemple pratique d'utilisation

Scénario : Indicateur double état pour un routeur réseau.

Un concepteur crée un routeur compact avec des LED d'état sur un panneau frontal vertical. Une seule LED LTW-327ZDSKS-5A est montée sur un petit circuit imprimé perpendiculaire à la carte principale, directement derrière une petite fenêtre diffusante sur le panneau. Le microcontrôleur sur la carte principale a deux broches GPIO disponibles. La broche 1, connectée à l'anode de la LED blanche via une résistance de 150Ω (calculée pour une alimentation ~3,3V et une cible ~5mA), indique "Connexion Internet Active". La broche 2, connectée à l'anode de la LED jaune via une résistance de 68Ω (pour la même alimentation 3,3V), indique "Activité de Transfert de Données" en clignotant. Cette solution n'utilise qu'une seule empreinte de composant sur la carte verticale, simplifie l'assemblage et fournit une indication d'état bicolore claire dans un espace très limité.

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 LTW-327ZDSKS-5A :

• LaLED blancheutilise une puce InGaN (Indium Gallium Nitride). Typiquement, une puce InGaN émettant du bleu est combinée avec un revêtement de phosphore jaune à l'intérieur du boîtier. La lumière bleue de la puce excite le phosphore, qui émet alors de la lumière jaune. La combinaison de la lumière bleue restante et de la lumière jaune générée apparaît blanche à l'œil humain.
• LaLED jauneutilise une puce AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium). Ce système de matériau émet directement de la lumière dans la partie jaune/orange/rouge du spectre. Pour ce composant, la structure de la couche épitaxiée est conçue pour émettre des photons avec une longueur d'onde de crête d'environ 592 nm, perçue comme jaune.

Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la diode est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active du semi-conducteur, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde (couleur) de la lumière est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur.

13. Tendances technologiques

Le développement de LED comme le LTW-327ZDSKS-5A suit plusieurs tendances clés de l'industrie :

• Miniaturisation et intégration :Combiner plusieurs fonctions (deux couleurs) dans un seul boîtier de plus en plus petit pour économiser de l'espace sur le circuit imprimé.
• Efficacité accrue :Les améliorations continues des matériaux InGaN et AlInGaP conduisent à une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumière par watt électrique), réduisant la consommation d'énergie et la charge thermique.
• Amélioration de la constance des couleurs :Les systèmes de binning avancés, comme on le voit dans cette fiche technique, permettent un contrôle plus strict de la couleur et de la luminosité, ce qui est crucial pour les applications nécessitant un aspect uniforme.
• Fiabilité et robustesse améliorées :Les conceptions qui résistent à des profils de refusion à plus haute température (comme 260°C) et qui ont une meilleure protection ESD sont essentielles pour la compatibilité avec les processus d'assemblage automatisés modernes.
• Facteurs de forme spécialisés :La croissance des LED à vue latérale et à angle droit répond aux besoins de conception de l'électronique grand public moderne et fine, où la lumière doit être dirigée latéralement plutôt que vers le haut.