Fiche technique LED SMD LTW-S225DSKF-F - Bicolore latérale (Blanc/Orange) - 20mA - 74mW/48mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTW-S225DSKF-F est une lampe LED SMD bicolore latérale compacte. Elle est conçue pour l'assemblage automatisé sur circuit imprimé (PCB), ce qui la rend idéale pour les applications à espace restreint dans les appareils électroniques modernes. Le boîtier présente un verre jaune et abrite deux puces LED distinctes : une émettant de la lumière blanche (à base d'InGaN) et l'autre de la lumière orange (à base d'AlInGaP). Cette configuration permet des fonctions d'indication et de rétroéclairage polyvalentes dans un seul et même encombrement miniature.

1.1 Avantages principaux

• Fonctionnalité bicolore :Intègre des sources de lumière blanche et orange dans un seul boîtier, économisant de l'espace sur la carte et simplifiant la conception.
• Haute luminosité :Utilise la technologie des semi-conducteurs ultra-lumineux AlInGaP et InGaN pour une excellente intensité lumineuse.
• Compatibilité de fabrication :Conçue pour être compatible avec les équipements de placement automatique et les processus de soudage par refusion infrarouge (IR), facilitant la production en grande série.
• Conditionnement standardisé :Fournie sur bande de 8mm enroulée sur bobine de 7 pouces, conforme aux normes EIA pour une manutention efficace.
• Conformité environnementale :Le produit est conforme à la directive RoHS (Restriction des substances dangereuses).

1.2 Marchés cibles et applications

Ce composant convient à un large éventail d'équipements électroniques nécessitant des indicateurs fiables et compacts. Les principaux domaines d'application incluent :

• Appareils de télécommunication :Indicateurs d'état dans les téléphones sans fil, les téléphones portables et les équipements réseau.
• Informatique portable :Rétroéclairage de clavier ou de pavé numérique dans les ordinateurs portables et autres appareils mobiles.
• Électronique grand public et industrielle :Voyants lumineux dans les appareils électroménagers, les équipements de bureau et les panneaux de contrôle industriel.
• Technologie d'affichage :Adapté aux micro-affichages et aux luminaires symboliques nécessitant une indication colorée nette.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

Cette section fournit une analyse détaillée des limites opérationnelles et des caractéristiques de performance de la LED dans des conditions de test standard (Ta=25°C).

2.1 Valeurs maximales absolues

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

Paramètre	Puce blanche	Puce orange	Unité
Puissance dissipée (Pd)	74	48	mW
Courant direct de crête (1/10 cycle, impulsion 0.1ms)	100	40	mA
Courant direct continu (IF)	20	20	mA
Tension inverse (VR)	5	5	V
Plage de température de fonctionnement	-20°C à +80°C		°C
Plage de température de stockage	-30°C à +85°C		°C

Interprétation :La puce blanche a une puissance dissipée admissible plus élevée (74mW contre 48mW), indiquant potentiellement des caractéristiques thermiques ou une efficacité de puce différentes. Les deux puces partagent le même courant continu maximal de 20mA, qui est le courant de commande standard pour les tests et le fonctionnement typique. La tension inverse nominale de 5V est relativement faible, soulignant la nécessité d'une conception de circuit appropriée pour éviter une polarisation inverse accidentelle, qui est uniquement destinée aux tests infrarouges.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Mesurées dans les conditions de test standard IF = 20mA et Ta = 25°C.

Paramètre	Symbole	Blanc (Min/Typ/Max)	Orange (Min/Typ/Max)	Unité	Condition/Note
Intensité lumineuse	Iv	112 / - / 450	45 / - / 180	mcd	Note 1,2,5
Angle de vision (2θ1/2)	-	130 (Typique)		deg	Fig.5
Longueur d'onde de crête	λP	-	611 (Typique)	nm	-
Longueur d'onde dominante	λd	-	605 (Typique)	nm	Note 3,5
Tension directe	VF	2.5 / - / 3.7	1.7 / - / 2.4	V	IF=20mA

Interprétation :

• Luminosité et tri :La large plage d'Iv (par ex., 112-450 mcd pour le blanc) nécessite un système de tri pour garantir l'uniformité des lots de production. La longueur d'onde dominante typique de la puce orange à 605nm et son pic à 611nm confirment sa couleur dans le spectre orange/ambre.
• Angle de vision :Un angle de vision de 130 degrés classe cette LED comme une LED grand angle, adaptée aux applications où la visibilité depuis des positions hors axe est importante.
• Tension directe :La puce orange AlInGaP présente une tension directe typique plus faible (VF ~1.7-2.4V) que la puce blanche InGaN (VF ~2.5-3.7V). C'est un paramètre critique pour la conception du circuit de commande, car les exigences d'alimentation diffèrent entre les deux couleurs.

2.3 Caractéristiques thermiques et soudage

Le composant est conçu pour le soudage par refusion infrarouge avec une température de pointe de 260°C pendant un maximum de 10 secondes. Ceci est compatible avec les profils de processus de soudage standard sans plomb. Les plages de température de fonctionnement et de stockage sont standard pour les LED SMD de qualité commerciale.

3. Explication du système de tri

Pour gérer les variations naturelles de la fabrication des semi-conducteurs, les LED sont triées en catégories de performance. Le LTW-S225DSKF-F utilise deux critères de tri principaux.

3.1 Tri par intensité lumineuse (Iv)

Les LED sont triées en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à 20mA.

Catégories de puce blanche :

• Catégorie R :112.0 mcd (Min) à 180.0 mcd (Max)
• Catégorie S :180.0 mcd à 280.0 mcd
• Catégorie T :280.0 mcd à 450.0 mcd

La tolérance au sein de chaque catégorie est de ±15%.

Catégories de puce orange :

• Catégorie P :45.0 mcd à 71.0 mcd
• Catégorie Q :71.0 mcd à 112.0 mcd
• Catégorie R :112.0 mcd à 180.0 mcd

La tolérance au sein de chaque catégorie est de ±15%.

3.2 Tri par teinte (coordonnées de couleur)

Pour la LED blanche, l'uniformité de couleur est assurée par un tri basé sur les coordonnées chromatiques CIE 1931 (x, y). La fiche technique définit plusieurs catégories (par ex., S1-1, S1-2, S2-1, etc.), chacune spécifiant une petite zone quadrilatérale sur le diagramme de couleur. La tolérance pour les coordonnées (x, y) au sein d'une catégorie de teinte donnée est de ±0.01. Ce contrôle strict est essentiel pour les applications nécessitant une apparence de couleur blanche uniforme sur plusieurs LED.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (par ex., Fig.5 pour l'angle de vision), les relations typiques peuvent être décrites sur la base de la physique des LED :

• Courant vs Intensité lumineuse (Courbe I-Iv) :L'intensité lumineuse augmente généralement avec le courant direct de manière sous-linéaire. Commander la LED au-dessus de 20mA peut donner un flux lumineux plus élevé mais augmentera la dissipation de puissance et la température de jonction, affectant potentiellement la longévité et le décalage de couleur.
• Tension directe vs Courant (Courbe V-I) :La caractéristique V-I est exponentielle, typique d'une diode. La tension directe (VF) augmente avec le courant et diminue avec l'augmentation de la température de jonction.
• Dépendance à la température :L'intensité lumineuse des LED diminue généralement lorsque la température de jonction augmente. La puce AlInGaP (orange) peut présenter moins de dégradation thermique que la puce InGaN (blanche) à des températures plus élevées, mais les deux verront leur flux réduit. La tension directe a également un coefficient de température négatif.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et assignation des broches

Le boîtier SMD a un encombrement spécifique. Les dimensions critiques incluent la longueur, la largeur et la hauteur, toutes avec une tolérance standard de ±0.1mm sauf indication contraire. L'assignation des broches est cruciale pour une connexion de circuit correcte :

• Broches 1 & 2 :Anode et cathode pour lapuce LED orangeAlInGaP.
• Broches 3 & 4 :Anode et cathode pour lapuce LED blancheInGaN.

La polarité correcte doit être respectée lors de l'assemblage.

5.2 Conception recommandée des pastilles PCB et orientation de soudage

La fiche technique inclut un motif de pastilles recommandé (disposition des plots de cuivre) pour le PCB. Suivre cette recommandation assure la formation de joints de soudure fiables, une stabilité mécanique appropriée et un alignement correct pendant la refusion. Le diagramme indique également l'orientation recommandée de la LED sur la bande par rapport à la direction de soudage pour minimiser l'effet "tombstoning" ou le mauvais alignement.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudage par refusion IR

Pour les processus de soudage sans plomb, la condition suivante est suggérée :

• Température de pointe :260°C maximum.
• Temps à la pointe :10 secondes maximum.
• Préchauffage :150°C à 200°C.
• Temps de préchauffage :120 secondes maximum.

La LED peut supporter ce profil de refusion un maximum de deux fois.

6.2 Soudage manuel (si nécessaire)

Si un soudage manuel est nécessaire :

• Température du fer :300°C maximum.
• Temps de soudage :3 secondes maximum par broche.
• Important :Le soudage manuel ne doit être effectué qu'une seule fois.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage après soudage est nécessaire, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. Les agents recommandés sont l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique à température ambiante. La LED doit être immergée pendant moins d'une minute. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager le boîtier plastique ou le verre.

6.4 Stockage et manipulation

• Précautions ESD :Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). Des contrôles ESD appropriés (bracelets, équipements mis à la terre) doivent être utilisés pendant la manipulation.
• Sensibilité à l'humidité :Conformément aux précautions standard MSL (Niveau de Sensibilité à l'Humidité) pour les boîtiers SMD :
• Sac scellé :Les LED dans leur sac étanche d'origine avec dessiccant doivent être stockées à ≤30°C et ≤90% HR. La "durée de vie hors sac" après ouverture est d'une semaine pour la refusion IR.
• Composants exposés :S'ils sont stockés hors de l'emballage d'origine pendant plus d'une semaine, un séchage à 60°C pendant au moins 20 heures est recommandé avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et éviter l'effet "popcorn" pendant la refusion.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies en bande porteuse emboutie pour l'assemblage automatisé :

• Largeur de bande :8 mm.
• Diamètre de la bobine :7 pouces (178 mm).
• Quantité par bobine :4000 pièces.
• Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.
• Standard de conditionnement :Conforme aux spécifications ANSI/EIA-481.

La bande est scellée avec une bande de couverture pour protéger les composants. 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 LED (blanche et orange) nécessite sa propre résistance de limitation de courant lorsqu'elle est commandée par une source de tension (par ex., une ligne de 3.3V ou 5V). La valeur de la résistance (R) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alim - VF_LED) / I_LED.Exemple :Pour la LED blanche avec VF = 3.2V (typique), commandée à 20mA depuis une alimentation 5V : R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 Ohms. Une résistance standard de 91 ohms serait appropriée. Ce calcul doit être effectué séparément pour chaque couleur en raison de leurs différentes valeurs de VF.

8.2 Considérations de conception

• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurer une surface de cuivre PCB adéquate autour des pastilles aide à dissiper la chaleur, maintenant les performances et la longévité de la LED, surtout dans des environnements à température ambiante élevée.
• Commande de courant :Une commande en courant constant est préférable à une commande en tension constante pour maintenir une luminosité et une couleur constantes, car VF varie avec la température et entre les unités individuelles.
• Conception optique :Le profil d'émission latéral est idéal pour l'éclairage latéral de guides de lumière ou pour l'indication où la LED est montée perpendiculairement à la surface de vision. Considérez l'angle de vision de 130 degrés lors de la conception de guides de lumière ou d'ouvertures.

9. Comparaison et différenciation technique

Les principaux facteurs de différenciation du LTW-S225DSKF-F sont :

1. Configuration à deux puces, latérale :Il s'agit d'un boîtier spécialisé que l'on ne trouve pas dans les LED standard à émission supérieure. Il permet deux couleurs d'indication indépendantes à partir d'un seul composant monté sur le bord d'un PCB.
2. Combinaison de technologies de puces :L'utilisation d'AlInGaP pour l'orange et d'InGaN pour le blanc représente un choix optimisé pour l'efficacité et la qualité de couleur dans leurs spectres respectifs.
3. Préparation à la fabrication :Une compatibilité totale avec les processus SMT automatisés (placement, refusion IR) et le conditionnement standard en bande et bobine en font un composant adapté à la production.

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

Q1 : Puis-je commander les LED blanche et orange simultanément à 20mA chacune ?

R1 : Électriquement, oui, car elles ont des anodes et cathodes indépendantes. Cependant, vous devez considérer la dissipation de puissance totale sur le petit boîtier. Un fonctionnement simultané à plein courant génère plus de chaleur, ce qui pourrait affecter les performances et la fiabilité. Une déclassification du courant ou la mise en œuvre d'une gestion thermique est conseillée pour un fonctionnement double continu.

Q2 : Pourquoi la tension inverse nominale est-elle seulement de 5V ?

R2 : Les LED ne sont pas conçues pour fonctionner en polarisation inverse. La valeur nominale de 5V est une tension de tenue pour les tests et la protection contre une connexion inverse accidentelle. Dans la conception du circuit, assurez-vous que la LED n'est jamais exposée à une tension inverse dépassant cette limite, généralement en la plaçant en série avec une diode qui ne permet que le courant direct.

Q3 : Que signifient les codes de catégorie (R, S, T, P, Q) lors de la commande ?

R3 : Ces codes spécifient l'intensité lumineuse minimale garantie des LED dans un lot. Par exemple, commander "Blanc, catégorie T" garantit que chaque LED aura une intensité comprise entre 280 et 450 mcd à 20mA. Spécifier la catégorie assure une uniformité de luminosité sur toute votre production. La catégorie de teinte (par ex., S2-1) doit également être spécifiée pour les LED blanches si l'uniformité de couleur est critique.

11. Exemple pratique d'utilisation

Scénario : Indicateur d'état pour un routeur réseau

Un concepteur a besoin d'une double indication d'état (par ex., "Sous tension" et "Activité réseau") sur le panneau avant d'un routeur compact. L'espace est limité.

Mise en œuvre :Une seule LED LTW-S225DSKF-F est montée verticalement sur le PCB principal, positionnée au bord face à un guide de lumière qui canalise la lumière vers le panneau avant. Lapuce orangeest connectée au circuit "Alimentation" et brille de manière stable lorsqu'elle est sous tension. Lapuce blancheest connectée au processeur réseau et est programmée pour clignoter lors de la détection d'activité de données. Cette solution économise de l'espace sur le PCB, réduit le nombre de pièces et utilise un seul guide de lumière pour deux signaux visuels distincts.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière par électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, les électrons et les trous se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons. La couleur de la lumière est déterminée par la largeur de bande interdite du matériau semi-conducteur.

• InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium) :Ce système de matériaux est utilisé pour la LED blanche. Typiquement, une puce InGaN émettant du bleu est recouverte d'une couche de phosphore. La lumière bleue excite le phosphore, qui réémet ensuite un large spectre de lumière, se combinant avec la lumière bleue restante pour produire du blanc.
• AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) :Ce matériau est utilisé pour la LED orange. C'est un semi-conducteur à bande interdite directe bien adapté pour produire une lumière à haute efficacité dans les longueurs d'onde rouge, orange, ambre et jaune.

Le boîtier latéral intègre ces deux puces semi-conductrices distinctes dans un seul boîtier plastique moulé avec un verre teinté jaune partagé.

13. Tendances technologiques

Le développement des LED SMD comme le LTW-S225DSKF-F suit plusieurs tendances clés de l'industrie :

1. Miniaturisation et intégration :La tendance vers des composants plus petits et plus intégrés se poursuit. Les boîtiers multi-puces (comme cette LED bicolore) économisent de l'espace et simplifient l'assemblage par rapport à l'utilisation de deux LED discrètes séparées.
2. Efficacité et luminosité accrues :Les améliorations continues dans la croissance épitaxiale et la conception des puces donnent une efficacité lumineuse plus élevée (plus de flux lumineux par watt électrique) pour les technologies InGaN et AlInGaP.
3. Fiabilité et robustesse améliorées :Les progrès dans les matériaux de boîtier, la technologie des phosphores et la gestion thermique contribuent à des durées de vie opérationnelles plus longues et à de meilleures performances dans des conditions difficiles.
4. Standardisation pour l'automatisation :Les composants sont de plus en plus conçus dès le départ pour être compatibles avec les lignes d'assemblage SMT haute vitesse et de précision, y compris le conditionnement standardisé (bande et bobine) et les profils de refusion.

Ces tendances garantissent que les LED SMD restent des composants fondamentaux et performants pour l'indication et l'éclairage dans toute l'industrie électronique.