Fiche technique LED SMD LTW-S225DSKS-PH - Double couleur latérale (Blanc/Jaune) - Dimensions du boîtier - Tension 2,5-3,7V/1,6-2,4V - Puissance 72/62,5mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes du LTW-S225DSKS-PH, une LED SMD (Dispositif à Montage en Surface) double couleur à émission latérale. Ce composant intègre deux puces lumineuses distinctes dans un seul boîtier compact conçu pour les processus d'assemblage automatisés. L'application principale vise les dispositifs électroniques à espace restreint nécessitant une indication d'état fiable ou une fonction de rétroéclairage.

1.1 Caractéristiques principales et marché cible

Le LTW-S225DSKS-PH est conçu avec plusieurs caractéristiques clés le rendant adapté à la fabrication électronique moderne. Il est conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), garantissant le respect des réglementations environnementales. Le dispositif utilise un cadre de plomb étamé pour une meilleure soudabilité. Il intègre des puces semi-conductrices ultra-lumineuses : une basée sur la technologie InGaN pour l'émission de lumière blanche et une autre basée sur la technologie AlInGaP pour l'émission de lumière jaune.

Le boîtier est fourni dans un format de bande standard de 8 mm sur des bobines de 7 pouces de diamètre, conformément aux normes EIA (Electronic Industries Alliance), ce qui facilite la compatibilité avec les équipements automatisés de prélèvement et de placement à grande vitesse couramment utilisés en production de masse. Le dispositif est également conçu pour être compatible avec les procédés de soudage par refusion infrarouge (IR), qui est la norme pour l'assemblage de cartes PCB sans plomb.

Ses applications cibles principales couvrent les équipements de télécommunication (tels que les téléphones cellulaires et sans fil), les dispositifs de bureautique (comme les ordinateurs portables), les systèmes réseau, divers appareils électroménagers et les applications de signalisation ou d'affichage intérieur. Les utilisations spécifiques incluent le rétroéclairage de clavier, les indicateurs d'état (alimentation, connectivité, état système), les micro-affichages et l'éclairage général de signaux ou de symboles.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

La performance du LTW-S225DSKS-PH est définie par un ensemble complet de paramètres électriques, optiques et thermiques mesurés dans des conditions standard (Ta=25°C sauf indication contraire). Comprendre ces paramètres est essentiel pour une conception de circuit correcte et un fonctionnement fiable.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Un fonctionnement à ou près de ces limites n'est pas garanti et doit être évité pour une performance fiable à long terme.

• Dissipation de puissance (Pd) :72 mW pour la puce blanche, 62,5 mW pour la puce jaune. C'est la quantité maximale de puissance que la LED peut dissiper sous forme de chaleur.
• Courant direct de crête (I_FP) :100 mA pour le blanc, 60 mA pour le jaune. C'est le courant instantané maximal autorisé en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms).
• Courant direct continu (I_F) :20 mA pour le blanc, 25 mA pour le jaune. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement normal.
• Plage de température de fonctionnement :-20°C à +80°C. La plage de température ambiante dans laquelle la LED est conçue pour fonctionner.
• Plage de température de stockage :-30°C à +85°C. La plage de température pour stocker le dispositif lorsqu'il n'est pas alimenté.
• Condition de soudage infrarouge :Résiste à 260°C pendant 10 secondes, ce qui correspond à un profil typique pour le soudage par refusion sans plomb.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés au courant de test standard de I_F= 20mA.

• Intensité lumineuse (I_V) :Pour la LED blanche, l'intensité varie d'un minimum de 112,0 mcd à un maximum de 450,0 mcd. Pour la LED jaune, la plage est de 45,0 mcd à 180,0 mcd. La valeur réelle pour une unité spécifique dépend de son rang de bac (voir Section 4). La mesure utilise un capteur filtré pour approximer la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Typiquement 130 degrés pour les deux couleurs. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse est la moitié de l'intensité mesurée sur l'axe central (0°). Un large angle de vision comme celui-ci est caractéristique des LED à émission latérale.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :S'applique uniquement à la LED jaune, allant de 584,0 nm à 596,0 nm. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :Typiquement 591,0 nm pour la LED jaune, représentant le pic dans sa distribution de puissance spectrale.
• Coordonnées de chromaticité (x, y) :Pour la LED blanche, les coordonnées typiques sont x=0,31, y=0,31, la plaçant dans la région du "blanc froid" du diagramme de chromaticité CIE 1931. La couleur de la LED jaune est définie par son bac de longueur d'onde dominante.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :Typiquement 15 nm pour la LED jaune, indiquant la pureté spectrale ou la largeur de bande de la lumière émise.
• Tension directe (V_F) :Pour la LED blanche : Min 2,5V, Max 3,7V. Pour la LED jaune : Min 1,6V, Max 2,4V. C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle est alimentée à 20mA. La différence de V_Fentre les deux couleurs est significative et doit être prise en compte dans la conception du circuit, surtout si elles doivent être alimentées par une source de courant commune.
• Courant inverse (I_R) :Maximum 10,0 μA pour les deux couleurs à une tension inverse (V_R) de 5V.Note importante :La fiche technique indique explicitement que la condition de tension inverse est appliquée uniquement pour les tests infrarouges (IR), et que le dispositif n'est pas conçu pour un fonctionnement en inverse. L'application d'une polarisation inverse dans un circuit d'application n'est pas recommandée.

2.3 Considérations thermiques

Les valeurs de dissipation de puissance (72mW/62,5mW) sont directement liées à la gestion thermique. Dépasser ces limites augmente la température de jonction, ce qui peut entraîner une dépréciation accélérée du flux lumineux (diminution de la lumière dans le temps), un décalage des coordonnées de chromaticité et, finalement, une défaillance du dispositif. La plage de température de fonctionnement de -20°C à +80°C définit les conditions ambiantes. Les concepteurs doivent s'assurer que les effets combinés de la température ambiante et de l'auto-échauffement dû à la dissipation de puissance maintiennent la température de jonction de la LED dans des limites sûres.

3. Explication du système de classement par bacs

Pour assurer la cohérence en production de masse, les LED sont triées en "bacs" en fonction de paramètres de performance clés. Le LTW-S225DSKS-PH utilise un système de classement multidimensionnel.

3.1 Classement par intensité lumineuse (I_V)

Les LED sont catégorisées en fonction de leur flux lumineux mesuré à 20mA.

Bacs pour LED blanche :

• Bac R :112,0 – 180,0 mcd
• Bac S :180,0 – 280,0 mcd
• Bac T :280,0 – 450,0 mcd

Tolérance au sein de chaque bac : +/- 15%.

Bacs pour LED jaune :

• Bac P :45,0 – 71,0 mcd
• Bac Q :71,0 – 112,0 mcd
• Bac R :112,0 – 180,0 mcd

Tolérance au sein de chaque bac : +/- 15%.

3.2 Classement par teinte / chromaticité

Pour la LED blanche, la cohérence des couleurs est gérée via des bacs de coordonnées de chromaticité (x, y) définis par des quadrilatères spécifiques sur le diagramme CIE 1931 (par ex., S1-1, S1-2, S2-1, etc.). La tolérance pour chaque bac de teinte est de +/- 0,01 sur les deux coordonnées x et y. Pour la LED jaune, un classement plus simple par longueur d'onde dominante est utilisé :

• Bac H :584,0 – 590,0 nm
• Bac J :590,0 – 596,0 nm

Tolérance pour chaque bac de longueur d'onde : +/- 1 nm.

Ce système de classement permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques de luminosité et de cohérence de couleur pour leur application, ce qui est crucial pour des applications comme le rétroéclairage multi-LED ou les matrices d'état où l'uniformité est importante.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas entièrement détaillés dans le texte fourni, les courbes typiques pour de telles LED incluraient les suivantes, toutes mesurées à une température ambiante de 25°C sauf indication contraire :

4.1 Courbe Courant vs. Tension (I-V)

Ce graphique montre la relation entre le courant direct (I_F) et la tension directe (V_F). Elle est non linéaire, caractéristique d'une diode. La courbe pour la puce AlInGaP (jaune) aurait typiquement une tension de seuil plus basse (~1,8V) par rapport à la puce InGaN (blanche) (~3,0V). Cette courbe est essentielle pour concevoir le circuit de limitation de courant, qu'il utilise une simple résistance ou un pilote à courant constant.

4.2 Intensité lumineuse relative vs. Courant direct

Ce tracé illustre comment le flux lumineux augmente avec le courant d'alimentation. Il est généralement linéaire sur une plage mais saturera à des courants plus élevés en raison de la baisse d'efficacité et des effets thermiques. Il n'est pas conseillé de fonctionner près ou au-dessus du courant continu maximal absolu (20/25mA), car cela réduit l'efficacité et la durée de vie.

4.3 Intensité lumineuse relative vs. Température ambiante

Le flux lumineux d'une LED diminue lorsque la température de jonction augmente. Cette courbe quantifie cette relation. Pour les LED AlInGaP (jaunes), la diminution est typiquement plus prononcée que pour les LED InGaN (blanches). C'est une considération critique pour les applications avec des températures ambiantes élevées ou une mauvaise gestion thermique sur le PCB.

4.4 Distribution spectrale

Pour la LED jaune AlInGaP, cela montrerait un pic relativement étroit centré autour de 591 nm. Pour la LED blanche InGaN, le spectre serait beaucoup plus large, consistant en une émission de puce InGaN bleue combinée à la lumière d'une couche de phosphore, résultant en un spectre continu sur les longueurs d'onde visibles.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et assignation des broches

Le LTW-S225DSKS-PH est un boîtier SMD à émission latérale. Notes dimensionnelles clés : toutes les dimensions sont en millimètres, avec une tolérance standard de ±0,1 mm sauf indication contraire. L'assignation des broches est cruciale pour une orientation correcte :

• Les broches 1 et 2 sont assignées à la puce AlInGaP Jaune.
• Les broches 3 et 4 sont assignées à la puce InGaN Blanche.

La disposition physique garantit que l'émission lumineuse principale se fait depuis le côté du boîtier, et non depuis le dessus.

5.2 Conception recommandée des pastilles PCB et polarité

La fiche technique inclut un diagramme pour l'empreinte recommandée des pastilles de soudure sur le circuit imprimé. Respecter cette conception favorise un soudage fiable, un bon alignement et une bonne résistance mécanique. Le motif de pastille fournit également le dégagement thermique nécessaire et le volume de soudure. La polarité est indiquée par la numérotation des broches ; connecter correctement l'anode et la cathode est essentiel. Appliquer une tension inverse peut endommager la LED.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Procédé de soudage par refusion infrarouge

Le dispositif est compatible avec le soudage par refusion infrarouge (IR), qui est la norme pour l'assemblage sans plomb. La condition maximale nominale est de 260°C pendant 10 secondes. En pratique, un profil de refusion sans plomb standard avec une température de crête entre 240°C et 260°C, et un temps au-dessus du liquidus (TAL) adapté à la pâte à souder, doit être utilisé. Le profil suggéré dans la fiche technique doit être suivi pour éviter un choc thermique ou des dommages au boîtier de la LED ou aux fils de liaison internes.

6.2 Nettoyage

Le nettoyage après soudure doit être effectué avec précaution. Seuls les produits chimiques spécifiés doivent être utilisés. La fiche technique recommande l'immersion dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température normale pendant moins d'une minute si un nettoyage est nécessaire. L'utilisation de liquides chimiques non spécifiés ou agressifs peut endommager la lentille en époxy de la LED ou les matériaux d'emballage, entraînant une réduction du flux lumineux ou une défaillance prématurée.

6.3 Stockage et manipulation

Attention aux Décharges Électrostatiques (ESD) :Les LED sont sensibles à l'électricité statique et aux surtensions. Il est recommandé d'utiliser un bracelet ou des gants antistatiques lors de leur manipulation. Tous les équipements et postes de travail doivent être correctement mis à la terre.

Sensibilité à l'humidité :Les LED sont emballées dans un sac barrière à l'humidité avec un dessiccant. Tant qu'elles sont scellées, elles doivent être stockées à 30°C ou moins et à 90% d'humidité relative (HR) ou moins, avec une durée de conservation recommandée d'un an. Une fois l'emballage d'origine ouvert, l'ambiance de stockage ne doit pas dépasser 30°C ou 60% HR. Les composants retirés de leur emballage sec doivent être soumis au soudage par refusion IR dans la 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. S'ils sont stockés à l'air libre pendant plus d'une semaine, un séchage à environ 60°C pendant au moins 20 heures est requis avant le soudage pour éviter l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Le LTW-S225DSKS-PH est fourni dans une bande porteuse gaufrée standard de l'industrie, de 8 mm de large, enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 4000 pièces. Les alvéoles de la bande sont scellées avec une bande de couverture supérieure pour protéger les composants pendant l'expédition et la manipulation. L'emballage est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481. Pour des quantités inférieures à une bobine complète, une quantité d'emballage minimale de 500 pièces est spécifiée pour les restes. La bande est conçue pour permettre un maximum de deux composants manquants consécutifs (alvéoles vides).

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Circuits d'application typiques

Chaque puce de couleur dans le LTW-S225DSKS-PH doit être pilotée indépendamment en raison de leurs différentes caractéristiques de tension directe. La méthode de pilotage la plus simple consiste à utiliser une résistance de limitation de courant en série pour chaque puce. La valeur de la résistance est calculée comme R = (V_alimentation- V_F) / I_F, où I_Fest le courant de pilotage souhaité (par ex., 20mA) et V_Fest la tension directe typique ou maximale de la fiche technique, selon la marge de conception. Pour une meilleure cohérence et stabilité, notamment face aux variations de température ou de tension d'alimentation, un circuit pilote à courant constant est recommandé.

8.2 Gestion thermique dans la conception

Bien que les LED SMD soient petites, une gestion thermique efficace est vitale pour la performance et la longévité. Le PCB agit comme le dissipateur thermique principal. Utiliser la conception de pastille recommandée avec une surface de cuivre adéquate connectée aux plots thermiques de la LED aide à dissiper la chaleur. Pour les applications haute puissance ou à température ambiante élevée, des vias thermiques supplémentaires sous le boîtier ou une zone de cuivre plus large peuvent être nécessaires pour évacuer la chaleur de la jonction de la LED.

8.3 Considérations de conception optique

En tant que LED à émission latérale, l'émission lumineuse principale est parallèle à la surface du PCB. C'est idéal pour l'éclairage latéral de guides de lumière, l'illumination d'indicateurs latéraux ou le rétroéclairage de touches depuis le côté. Les concepteurs doivent tenir compte de l'angle de vision de 130 degrés lors de la conception de guides de lumière, de lentilles ou de diffuseurs pour assurer un éclairage uniforme et l'effet visuel souhaité.

9. Comparaison et différenciation technique

Le facteur différenciant clé du LTW-S225DSKS-PH est sa configuration double couleur et latérale dans un seul boîtier SMD. Cela économise de l'espace sur le PCB par rapport à l'utilisation de deux LED latérales séparées. L'utilisation d'AlInGaP pour le jaune offre une haute efficacité et une bonne pureté de couleur, tandis que le blanc basé sur InGaN fournit une source moderne de blanc froid. La combinaison d'un large angle de vision de 130 degrés et de la compatibilité avec les processus d'assemblage et de refusion automatisés en fait un choix polyvalent pour une fabrication en volume rentable.

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

Q : Puis-je piloter les deux puces, blanche et jaune, avec la même résistance de limitation de courant ?
R : Non. En raison de la différence significative de tension directe (V_F~3,2V pour le blanc contre ~2,0V pour le jaune à 20mA), les connecter en parallèle avec une seule résistance entraînerait un déséquilibre sévère du courant, surchargeant potentiellement une puce et sous-alimentant l'autre. Chaque puce nécessite son propre contrôle de courant indépendant.

Q : Quelle est la signification du code de bac d'intensité lumineuse (par ex., R, S, T) ?
R : Le code de bac indique la plage garantie de flux lumineux pour cette LED spécifique lorsqu'elle est pilotée au courant de test standard (20mA). Par exemple, une LED blanche du bac T sera plus lumineuse (280-450 mcd) qu'une du bac R (112-180 mcd). Les concepteurs spécifient le bac requis pour assurer la cohérence de la luminosité de leur produit.

Q : Cette LED est-elle adaptée aux applications extérieures ?
R : La fiche technique spécifie une plage de température de fonctionnement de -20°C à +80°C et liste des applications intérieures typiques. Pour une utilisation extérieure, des facteurs comme des extrêmes de température plus larges, l'exposition aux UV dégradant l'époxy et l'infiltration d'humidité doivent être évalués. Le dispositif n'est pas spécifiquement conçu pour des environnements sévères.

Q : À quel point le délai d'une semaine pour la refusion après ouverture du sac barrière à l'humidité est-il critique ?
R : C'est très important pour la fiabilité. Si les composants MSL-3 absorbent trop d'humidité de l'air et sont ensuite soumis à la chaleur élevée du soudage par refusion, la vaporisation rapide de l'humidité peut provoquer un délaminage interne ou des fissures (effet "pop-corn"), entraînant des défaillances immédiates ou latentes. Respectez les directives de séchage si le délai est dépassé.

11. Exemples d'application pratique

Exemple 1 : Indicateur d'état pour dispositif mobile :Un seul LTW-S225DSKS-PH peut fournir plusieurs états. La LED blanche pourrait indiquer "sous tension" ou "chargement complet", tandis que la LED jaune pourrait indiquer "en charge" ou "batterie faible". L'émission latérale permet à la lumière d'être couplée dans un guide de lumière qui va jusqu'au bord du boîtier de l'appareil, créant un indicateur élégant.

Exemple 2 : Rétroéclairage de panneau de contrôle industriel :Un réseau de ces LED pourrait être placé le long du bord d'un panneau à touches membrane. Les LED blanches fournissent un rétroéclairage général pour toutes les touches en conditions de faible luminosité. Les LED jaunes pourraient être câblées à des touches de fonction spécifiques (par ex., arrêt d'urgence, avertissement) pour fournir une couleur distincte et attrayante lorsqu'elles sont activées, le tout en utilisant la même empreinte compacte de composant.

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 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.

• AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) :Ce système de matériau est utilisé pour la LED jaune. Il a une largeur de bande interdite correspondant à l'émission de lumière dans les régions rouge, orange, ambre et jaune du spectre. Il est connu pour sa haute efficacité dans ces couleurs.
• InGaN (Nitrures d'Indium Gallium) :Ce système de matériau est utilisé pour la LED blanche. Typiquement, une puce InGaN émettant du bleu est combinée à un revêtement de phosphore. La lumière bleue de la puce excite le phosphore, qui réémet ensuite de la lumière sur un spectre plus large, résultant en la perception de lumière blanche. Le mélange spécifique de phosphores détermine le point blanc (par ex., blanc froid, blanc chaud).

La structure du boîtier latéral utilise une cavité réfléchissante et une lentille en époxy moulée pour diriger l'émission lumineuse principale latéralement depuis le corps du composant.

13. Tendances technologiques

L'industrie de l'optoélectronique continue de progresser dans plusieurs domaines clés pertinents pour des composants comme le LTW-S225DSKS-PH. Il y a une constante recherche d'efficacité lumineuse accrue(plus de flux lumineux par watt d'entrée électrique), ce qui améliore l'efficacité énergétique et permet des courants de pilotage plus faibles ou des sorties plus lumineuses.Un rendu des couleurs amélioréet une gamme plus large de points blancs disponibles (CCT - Température de Couleur Corrélée) sont des tendances, surtout pour les LED blanches.La miniaturisationpersiste, permettant des tailles de boîtier encore plus petites avec des performances comparables ou meilleures. De plus,une fiabilité et une longévité amélioréesdans des conditions de température et d'humidité plus élevées sont des objectifs de développement continus, élargissant les environnements d'application potentiels pour les LED SMD. L'intégration de multiples fonctions (comme plusieurs couleurs ou même des pilotes intégrés) dans des boîtiers uniques représente également une tendance significative dans la conception des composants.