Fiche technique LTST-S326KGJRKT - LED SMD bicolore vue latérale - AlInGaP vert et rouge - 30mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes du LTST-S326KGJRKT, une lampe LED de type composant monté en surface (CMS). Cet élément est une LED bicolore à émission latérale, intégrant des puces AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) distinctes pour l'émission de lumière verte et rouge au sein d'un boîtier unique et compact. Conçu pour l'assemblage automatisé sur carte de circuit imprimé (PCB), il est idéal pour les applications à encombrement réduit dans un large éventail d'appareils électroniques grand public et industriels.

1.1 Caractéristiques et avantages principaux

Le LTST-S326KGJRKT offre plusieurs avantages clés pour la conception électronique moderne :

• Source bicolore :Intègre des puces AlInGaP ultra-lumineuses indépendantes pour l'émission de lumière verte et rouge, contrôlées via des broches séparées (C1 pour le Rouge, C2 pour le Vert).
• Boîtier à émission latérale :L'émission lumineuse principale se fait par le côté du composant, le rendant adapté à l'éclairage de bord, à l'indication d'état dans des espaces restreints et aux applications de rétroéclairage où un montage vertical n'est pas réalisable.
• Compatibilité de fabrication :Le boîtier est conforme aux normes EIA et est fourni sur bande de 8 mm enroulée sur bobine de 7 pouces, le rendant entièrement compatible avec les équipements automatiques de prélèvement et de placement à grande vitesse.
• Processus d'assemblage robuste :Conçu pour résister aux processus standards de soudure par refusion infrarouge (IR), facilitant un assemblage CMS fiable.
• Conformité environnementale :Le composant est conforme à la directive RoHS (Restriction des substances dangereuses).
• Compatibilité électrique :Le composant est compatible avec les circuits intégrés, permettant dans de nombreux cas un pilotage direct par des sorties de microcontrôleur ou de logique.

1.2 Applications cibles et marchés

Cette LED est conçue pour la polyvalence dans les équipements électroniques nécessitant des indicateurs fiables et compacts. Les principaux domaines d'application incluent :

• Équipements de télécommunications :Indicateurs d'état dans les téléphones sans fil, téléphones cellulaires et matériels de systèmes réseau.
• Informatique et automatisation de bureau :Rétroéclairage pour claviers et pavés numériques d'ordinateurs portables et autres appareils mobiles ; voyants d'état sur les périphériques.
• Appareils grand public et électroménagers :Indicateurs de puissance, de mode ou de fonction dans une large gamme d'appareils domestiques.
• Équipements industriels :Indicateurs de panneau, voyants d'état de machine et retour d'information des systèmes de contrôle.
• Affichages spécialisés :Adapté aux micro-affichages et comme source lumineuse pour l'illumination de petits signaux et symboles.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Les sections suivantes fournissent une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres électriques, optiques et de fiabilité définis dans la fiche technique.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Un fonctionnement à ou près de ces limites n'est pas recommandé pour une utilisation normale. Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Dissipation de puissance (Pd) :75 mW par puce. C'est la quantité maximale de puissance pouvant être dissipée sous forme de chaleur par chaque puce LED. La dépasser peut entraîner une température de jonction excessive et une dégradation accélérée ou une défaillance.
• Courant direct de crête (I_FP) :80 mA, permis uniquement en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). Cela permet de brèves périodes de clignotement haute intensité sans surchauffe.
• Courant direct continu (I_F) :30 mA DC. C'est le courant maximum recommandé pour un fonctionnement continu, équilibrant luminosité et fiabilité à long terme.
• Tension inverse (V_R) :5 V. L'application d'une tension de polarisation inverse supérieure à cette valeur peut provoquer un claquage et endommager la jonction semi-conductrice.
• Température de fonctionnement et de stockage :Le composant peut fonctionner de -30°C à +85°C et être stocké de -40°C à +85°C. Ces plages assurent la fonctionnalité dans la plupart des environnements commerciaux et industriels.
• Limite thermique de soudure :Le boîtier peut supporter une température de crête de 260°C pendant jusqu'à 10 secondes lors de la refusion IR, ce qui est standard pour les processus d'assemblage sans plomb.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés dans des conditions de test standard (Ta=25°C, I_F=20mA sauf indication contraire). Ils définissent le comportement attendu du composant dans un circuit.

• Intensité lumineuse (I_V) :Une mesure clé de la luminosité perçue. Pour la puce Verte, la valeur typique est de 35,0 mcd (millicandelas), avec une plage de 18,0 mcd (Min) à 112,0 mcd (Max). Pour la puce Rouge, la valeur typique est plus élevée à 45,0 mcd, avec la même plage min/max. La large plage nécessite le système de binning décrit plus loin.
• Angle de vision (2θ_1/2) :130 degrés (typique). C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur de crête (sur l'axe). Le large angle de 130° est caractéristique d'une LED vue latérale avec une lentille diffusante, fournissant un motif d'émission large adapté à l'éclairage de zone ou à une visibilité grand angle.
• Tension directe (V_F) :Typiquement 2,0 V pour les deux couleurs à 20mA, avec un maximum de 2,4 V. C'est relativement bas par rapport à certaines LED bleues ou blanches, simplifiant la conception du circuit de pilotage. La V_Fcohérente entre les couleurs permet d'utiliser des valeurs de résistance de limitation de courant similaires si elles sont pilotées séparément.
• Longueur d'onde de crête (λ_P) & Longueur d'onde dominante (λ_d) :
  • Vert :Crête à 574 nm (Typ), Dominante à 571 nm (Typ). Cela la place dans la région du vert pur du spectre.
  • Rouge :Crête à 639 nm (Typ), Dominante à 631 nm (Typ). C'est un rouge standard, distinct du rouge profond ou orange-rouge.
  La longueur d'onde dominante est la perception de la couleur en une seule longueur d'onde, dérivée du diagramme de chromaticité CIE.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :Approximativement 15 nm pour le Vert et 20 nm pour le Rouge. Cela indique la pureté spectrale ; une valeur plus petite signifie une sortie plus monochromatique (couleur pure).
• Courant inverse (I_R) :Maximum de 10 µA sous une polarisation inverse de 5V, indiquant une jonction de haute qualité avec une faible fuite.

3. Explication du système de binning

Pour assurer la cohérence en production de masse, les LED sont triées (binning) en fonction de paramètres optiques clés. Le LTST-S326KGJRKT utilise un système de binning bidimensionnel.

3.1 Binning d'intensité lumineuse (luminosité)

Les puces Verte et Rouge sont binnées de manière identique pour l'intensité lumineuse à 20mA. Le code de bin définit une plage de luminosité minimale et maximale. La tolérance dans chaque bin est de +/-15%.

• Code de bin M :18,0 – 28,0 mcd
• Code de bin N :28,0 – 45,0 mcd (Couvre les valeurs typiques)
• Code de bin P :45,0 – 71,0 mcd
• Code de bin Q :71,0 – 112,0 mcd

Les concepteurs doivent sélectionner le bin approprié en fonction de la luminosité requise pour leur application. L'utilisation d'un bin supérieur (par ex., P ou Q) garantit une luminosité minimale plus élevée mais peut entraîner un surcoût.

3.2 Binning de teinte (longueur d'onde dominante) pour le Vert

Seule la puce Verte a un binning de teinte (longueur d'onde) spécifié pour contrôler la cohérence des couleurs. La tolérance pour chaque bin est de +/- 1 nm.

• Code de bin C :567,5 – 570,5 nm
• Code de bin D :570,5 – 573,5 nm (Contient la valeur typique de 571 nm)
• Code de bin E :573,5 – 576,5 nm

La longueur d'onde dominante de la puce Rouge est spécifiée comme une valeur typique (631 nm) sans tableau de binning formel dans cette fiche technique, ce qui implique un contrôle de processus plus serré ou une sensibilité moindre au décalage de couleur dans l'application.

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 implications générales sont critiques pour la conception.

4.1 Caractéristique Courant vs. Tension (I-V)

La tension directe (V_F) a un coefficient de température positif et augmente également légèrement avec le courant. La V_Ftypique de 2,0V à 20mA est un paramètre crucial pour concevoir le circuit de limitation de courant. Une simple résistance en série est souvent suffisante : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Les concepteurs doivent utiliser la V_Fmaximale (2,4V) pour le calcul du courant dans le pire des cas afin d'éviter de suralimenter la LED.

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

La sortie lumineuse (I_V) est approximativement proportionnelle au courant direct (I_F) dans la plage de fonctionnement normale. Piloter la LED à moins de 20mA réduira la luminosité proportionnellement. Fonctionner au-dessus de 20mA jusqu'au maximum de 30mA augmentera la luminosité mais augmentera également la dissipation de puissance et la température de jonction, ce qui peut affecter la longévité et provoquer un léger décalage de longueur d'onde.

4.3 Dépendance à la température

Comme toutes les LED, la performance des puces AlInGaP est sensible à la température. Lorsque la température de jonction augmente :

• L'intensité lumineuse diminue :La sortie lumineuse baisse. La fiche technique montre probablement une courbe de déclassement.
• La tension directe diminue :Légèrement, en raison des changements dans la bande interdite du semi-conducteur.
• Décalage de longueur d'onde :Typiquement, la longueur d'onde dominante augmente (se décale vers des longueurs d'onde plus longues) avec la température. Ceci est plus prononcé dans les LED AlInGaP que dans certains autres types. Une gestion thermique appropriée sur le PCB est essentielle pour la stabilité des couleurs dans les applications critiques.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et polarité

Le composant utilise un empreinte CMS standard. L'affectation des broches est clairement définie : la Cathode 1 (C1) est pour la puce Rouge, et la Cathode 2 (C2) est pour la puce Verte. Les anodes sont probablement communes ou connectées en interne selon le dessin du boîtier, qu'il faut consulter pour la disposition exacte. Toutes les dimensions critiques sont fournies en millimètres avec une tolérance standard de ±0,1 mm, assurant un placement et une soudure fiables.

5.2 Conception recommandée des pastilles PCB

La fiche technique inclut un motif de pastilles (layout des plots de soudure) suggéré pour le PCB. Respecter cette conception est crucial pour obtenir une soudure fiable, un bon alignement et gérer la dissipation thermique pendant la refusion. La conception des pastilles tient compte de la formation du filet de soudure et empêche l'effet "tombstoning" (soulèvement d'une extrémité pendant la refusion).

6. Guide de soudure, assemblage et manipulation

6.1 Paramètres de soudure par refusion IR

Pour l'assemblage sans plomb, le profil de refusion suivant est recommandé :

• Préchauffage :150–200°C
• Durée de préchauffage :Maximum 120 secondes.
• Température de crête :Maximum 260°C au niveau des broches du composant.
• Temps au-dessus du liquidus :Le composant doit être exposé à la température de crête pendant un maximum de 10 secondes. La refusion ne doit être effectuée que deux fois maximum.

Ce profil est conforme aux normes JEDEC et assure le maintien de l'intégrité du boîtier tout en formant des soudures fiables.

6.2 Soudure manuelle (si nécessaire)

Si une retouche manuelle est nécessaire, utilisez un fer à souder dont la température ne dépasse pas 300°C. Le temps de contact avec la pastille de soudure doit être limité à un maximum de 3 secondes pour une seule opération uniquement. Une chaleur ou un temps excessif peut endommager le boîtier plastique ou les liaisons internes par fil.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage post-soudure est requis, utilisez uniquement les solvants spécifiés. Immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute est acceptable. Des produits chimiques non spécifiés ou agressifs peuvent endommager le matériau de la lentille ou l'époxy du boîtier.

6.4 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les LED sont conditionnées dans un sac étanche à l'humidité avec un dessiccant. Dans cet état scellé, elles doivent être stockées à ≤30°C et ≤90% HR et utilisées dans l'année. Une fois le sac d'origine ouvert, les composants sont classés au Niveau de Sensibilité à l'Humidité 3 (MSL3). Cela signifie qu'ils doivent être soumis à la soudure par refusion IR dans la semaine suivant l'exposition aux conditions ambiantes d'usine (≤30°C/60% HR). Pour un stockage plus long après ouverture, ils doivent être stockés dans un conteneur scellé avec dessiccant ou dans un environnement à l'azote. Les composants exposés pendant plus d'une semaine nécessitent un séchage à 60°C pendant au moins 20 heures avant soudure pour éliminer l'humidité absorbée et éviter l'effet "popcorn" (fissuration du boîtier due à la pression de vapeur pendant la refusion).

6.5 Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)

Les LED AlInGaP sont sensibles aux décharges électrostatiques. Des contrôles ESD appropriés doivent être en place pendant la manipulation et l'assemblage. Cela inclut l'utilisation de bracelets de mise à la terre, de tapis antistatiques et la vérification que tout l'équipement est correctement mis à la terre. L'ESD peut provoquer une défaillance immédiate ou des dommages latents qui réduisent la durée de vie du composant.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les composants sont fournis pour l'assemblage automatisé dans une bande porteuse gaufrée enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre.

• Largeur de bande :8 mm.
• Quantité par bobine :3000 pièces.
• Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.
• Couvercle des alvéoles :Les alvéoles vides sont scellées avec une bande de couverture.
• Composants manquants :Un maximum de deux LED manquantes consécutives est autorisé selon la norme de conditionnement.

Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481, assurant la compatibilité avec les chargeurs de bande standard sur les machines de placement.

8. Considérations de conception d'application

8.1 Conception du circuit de pilotage

Puisque les deux couleurs ont des cathodes indépendantes, elles peuvent être pilotées séparément. Une source de courant constant simple ou une résistance de limitation de courant est suffisante pour chaque canal. Étant donné la V_Fsimilaire, la même valeur de résistance peut souvent être utilisée pour les deux couleurs si elles sont pilotées depuis la même tension d'alimentation, bien que des calculs séparés soient recommandés pour la précision. Pour le multiplexage ou la gradation PWM, assurez-vous que le courant de pilotage et les vitesses de commutation sont dans les limites nominales du composant.

8.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible (75 mW max par puce), une gestion thermique efficace sur le PCB reste importante pour maintenir une sortie optique stable et une fiabilité à long terme, en particulier à haute température ambiante ou lors d'un pilotage au courant continu maximum. Assurez-vous que les pastilles PCB ont une liaison thermique adéquate ou une connexion à un plan de cuivre pour dissiper la chaleur.

8.3 Intégration optique

La nature à émission latérale de cette LED nécessite une conception mécanique minutieuse. Des guides de lumière, des réflecteurs ou des diffuseurs peuvent être nécessaires pour diriger la lumière vers la zone de vision souhaitée ou pour créer un rétroéclairage uniforme. Le large angle de vision de 130 degrés aide à illuminer de plus grandes zones sans points chauds.

9. Comparaison et différenciation technique

Le LTST-S326KGJRKT se différencie sur le marché par sa combinaison spécifique de caractéristiques :

• vs. LED vue latérale monochrome :Il offre une double fonctionnalité dans la même empreinte, économisant de l'espace sur le PCB et du temps d'assemblage par rapport au montage de deux LED monochromes séparées.
• vs. LED bicolore à émission frontale :La caractéristique d'émission latérale est son principal différentiateur, permettant des conceptions mécaniques uniques où la lumière doit être émise parallèlement à la surface du PCB.
• vs. Autres technologies bicolores :L'utilisation de la technologie AlInGaP pour les deux couleurs offre une haute efficacité et une bonne saturation des couleurs pour le rouge et le vert, par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaP.
• vs. LED RVB :Il s'agit d'un dispositif à deux primaires (rouge/vert). Il ne peut pas produire de lumière bleue ou blanche. Il est choisi pour les applications nécessitant spécifiquement uniquement des indicateurs rouges et verts (par ex., alimentation/état, signaux marche/avertissement).

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

Q1 : Puis-je piloter les LED rouge et verte simultanément pour créer du jaune/orange ?

R : Oui, en allumant les deux puces en même temps, la sortie lumineuse combinée sera perçue comme une couleur jaune ou jaune-orange, selon l'intensité relative de chaque puce. La teinte exacte peut être ajustée en modifiant le rapport de courant entre les deux canaux.

Q2 : 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 la longueur d'onde à laquelle la distribution de puissance spectrale est la plus élevée. La Longueur d'onde dominante (λ_d) est dérivée des coordonnées de couleur CIE et représente la longueur d'onde unique d'une lumière monochromatique qui semblerait avoir la même couleur. λ_dest plus pertinente pour la spécification des couleurs dans les applications.

Q3 : Pourquoi existe-t-il un système de binning, et comment spécifier le bin dont j'ai besoin ?

R : Le système de binning tient compte des variations naturelles de la fabrication des semi-conducteurs. Il permet aux clients de sélectionner des LED répondant à des exigences spécifiques de luminosité et de cohérence des couleurs pour leur produit. Vous devez spécifier le Code de bin d'intensité souhaité (par ex., "N") et, pour le vert, le Code de bin de teinte (par ex., "D") lors de la commande pour vous assurer de recevoir des pièces dans ces fenêtres de performance.

Q4 : Un dissipateur thermique est-il requis pour cette LED ?

R : Dans des conditions de fonctionnement normales (I_F≤ 30mA, Ta ≤ 85°C), un dissipateur thermique dédié n'est généralement pas requis. Cependant, une bonne conception thermique du PCB—comme l'utilisation de pastilles et de pistes de cuivre adéquates—est recommandée pour maintenir la température de jonction aussi basse que possible, ce qui maximise la sortie lumineuse et la durée de vie.

11. Exemples d'applications pratiques

Exemple 1 : Indicateur d'état d'appareil portable :Dans un dispositif médical portable, la LED peut être montée sur le bord de la carte principale. Le vert peut indiquer "Prêt/Marche", le rouge peut indiquer "Erreur/Batterie faible", et les deux allumés simultanément peuvent indiquer "Veille/Charge". L'émission latérale permet à la lumière d'être visible à travers une fine fente dans le boîtier de l'appareil.

Exemple 2 : Rétroéclairage de panneau de contrôle industriel :Un réseau de ces LED peut être placé le long du côté d'un panneau de commutateur à membrane translucide. La lumière latérale se couple au matériau du panneau, fournissant un rétroéclairage uniforme et sans éblouissement pour les étiquettes ou symboles. Les deux couleurs peuvent différencier les modes opératoires (par ex., vert pour auto, rouge pour manuel).

12. Introduction au principe technologique

Le LTST-S326KGJRKT utilise du matériau semi-conducteur Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP) pour ses puces électroluminescentes. L'AlInGaP est un semi-conducteur composé III-V à bande interdite directe. En contrôlant précisément les rapports d'aluminium, d'indium et de gallium, l'énergie de la bande interdite du matériau peut être ajustée. Lorsqu'elle est polarisée en direct, les électrons et les trous se recombinent dans la région active de la puce, libérant de l'énergie sous forme de photons. La longueur d'onde (couleur) de ces photons est déterminée par l'énergie de la bande interdite : une bande interdite plus grande produit des longueurs d'onde plus courtes (vert), et une bande interdite légèrement plus petite produit des longueurs d'onde plus longues (rouge). Le dispositif contient deux de ces puces, fabriquées avec des compositions de matériaux différentes, logées dans un boîtier plastique réfléchissant avec une lentille diffusante qui façonne la sortie lumineuse en un motif large d'émission latérale.

13. Tendances et contexte de l'industrie

Le développement de LED CMS à vue latérale comme celle-ci est motivé par la miniaturisation continue des appareils électroniques et la demande d'interfaces utilisateur plus sophistiquées dans des facteurs de forme plus petits. Les tendances influençant ce segment de produit incluent :

• Intégration accrue :Passage de multiples indicateurs discrets à des boîtiers multi-puces, multi-couleurs pour économiser de l'espace et simplifier l'assemblage.
• Efficacité plus élevée :L'amélioration continue des techniques d'épitaxie AlInGaP et InGaN (pour bleu/vert) conduit à une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumière par watt électrique).
• Demande de cohérence des couleurs :Des spécifications de binning plus strictes et des tests avancés au niveau de la plaquette deviennent plus courants pour répondre aux besoins des applications où l'accord des couleurs est critique, comme dans les réseaux multi-LED ou la signalétique.
• Robustesse pour environnements sévères :Les améliorations des matériaux de boîtier et des techniques d'étanchéité améliorent la fiabilité contre l'humidité, les cycles thermiques et l'exposition chimique, élargissant l'utilisation aux applications automobiles et extérieures.

Le LTST-S326KGJRKT représente une solution mature et bien caractérisée dans ce paysage en évolution, offrant une combinaison fiable de fonctionnalité bicolore, d'émission latérale et de fabricabilité.