Fiche technique LTST-S326TBKFKT-5A - LED CMS bicolore (Bleu/Orange) à émission latérale - Boîtier EIA - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-S326TBKFKT-5A est une lampe LED CMS (Composant Monté en Surface) bicolore, compacte et à émission latérale. Il est conçu pour l'assemblage automatisé sur circuit imprimé (PCB) et est idéal pour les applications où l'espace est une contrainte critique. Le dispositif intègre deux puces semi-conductrices distinctes dans un seul boîtier : une puce InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium) pour l'émission bleue et une puce AlInGaP (Phosphures d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) pour l'émission orange. Cette configuration permet d'obtenir deux indicateurs d'état ou deux couleurs de rétroéclairage indépendants à partir d'une seule empreinte composant.

Le marché principal de cette LED comprend une large gamme d'appareils électroniques grand public et industriels. Sa taille miniature et sa compatibilité avec les processus d'assemblage à grand volume la rendent adaptée aux appareils portables, aux équipements de communication, au matériel informatique et à diverses applications d'indication.

1.1 Caractéristiques et avantages principaux

• Deux couleurs dans un seul boîtier :Intègre des sources de lumière bleue et orange, économisant l'espace sur le PCB et simplifiant la conception pour l'indication multi-états.
• Haute luminosité :Utilise la technologie de puces Ultra Brillantes InGaN et AlInGaP pour une bonne intensité lumineuse.
• Boîtier standard de l'industrie :Conforme aux normes EIA (Electronic Industries Alliance), garantissant la compatibilité avec les machines de placement automatique.
• Conforme RoHS :Fabriqué pour répondre aux directives sur la restriction des substances dangereuses.
• Compatible soudage par refusion :Conçu pour résister aux processus de soudage par refusion infrarouge (IR), essentiels pour l'assemblage moderne de PCB.
• Broches étamées :Améliore la soudabilité et la fiabilité à long terme de la connexion électrique.

1.2 Applications cibles

• Rétroéclairage de claviers, pavés numériques et micro-écrans.
• Indicateurs d'état et d'alimentation dans les équipements de télécommunication et réseau.
• Éclairage de signaux et symboles dans les appareils électroménagers et de bureautique.
• Panneaux d'état d'équipements industriels.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

2.1 Caractéristiques maximales absolues

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

• Puissance dissipée (Pd) :Bleu : 76 mW, Orange : 62,5 mW. C'est la puissance maximale que la LED peut dissiper sous forme de chaleur à une température ambiante (Ta) de 25°C. La dépasser peut entraîner une surchauffe et réduire la durée de vie.
• Courant continu direct (IF) :Bleu : 20 mA, Orange : 25 mA. Le courant continu maximal pouvant être appliqué. Une résistance de limitation de courant est obligatoire en série avec la LED dans tout circuit pratique.
• Courant direct de crête :Bleu : 100 mA, Orange : 60 mA (à un cycle de service de 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). Cette valeur est pertinente pour un fonctionnement en impulsions, comme dans les affichages multiplexés.
• Plage de température :Fonctionnement : -20°C à +80°C ; Stockage : -30°C à +100°C. Les performances du dispositif sont caractérisées dans la plage de fonctionnement.
• Condition de soudage :Résiste à 260°C pendant 10 secondes, ce qui correspond aux profils de refusion sans plomb (Pb-free) courants.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Mesurées à Ta=25°C et un courant de test standard (IF) de 5 mA, ces paramètres définissent les performances typiques.

• Intensité lumineuse (Iv) :Une mesure clé de la luminosité perçue. Pour la puce Bleue, elle varie de 11,2 mcd (min) à 45,0 mcd (max). Pour la puce Orange, elle varie de 18,0 mcd à 112,0 mcd. La puce orange présente typiquement une efficacité lumineuse plus élevée.
• Angle de vision (2θ1/2) :130 degrés (typique pour les deux couleurs). Cet angle de vision large est caractéristique des LED latérales, fournissant un diagramme d'émission étendu adapté aux applications à éclairage latéral ou d'indication.
• Tension directe (VF) :Bleu : 2,6V à 3,4V ; Orange : 1,6V à 2,4V (à IF=5mA). La tension directe est un paramètre critique pour la conception du circuit, car elle détermine la chute de tension aux bornes de la LED et la valeur de la résistance série requise. La LED bleue nécessite une tension d'alimentation plus élevée en raison de son matériau semi-conducteur à plus large bande interdite.
• Longueur d'onde de crête (λP) & Longueur d'onde dominante (λd) :Bleu : λP ~468 nm, λd 463-477 nm. Orange : λP ~611 nm, λd 598-612 nm. La longueur d'onde dominante définit la couleur perçue. La demi-largeur spectrale (Δλ) est de 25 nm pour le bleu et 17 nm pour l'orange, indiquant la pureté de la couleur.
• Courant inverse (IR) :Max 10 μA à VR=5V. Les LED ne sont pas conçues pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre est uniquement à des fins de test. Appliquer une tension inverse peut endommager le dispositif.

3. Explication du système de classement

Pour garantir l'uniformité de la production, les LED sont triées (classées) en fonction de paramètres optiques clés. Le LTST-S326TBKFKT-5A utilise un système de classement pour l'Intensité Lumineuse.

3.1 Classement par Intensité Lumineuse

Le flux lumineux est catégorisé en classes avec une tolérance de +/-15% au sein de chaque classe.

• Classes pour la puce Bleue :L (11,2-18,0 mcd), M (18,0-28,0 mcd), N (28,0-45,0 mcd).
• Classes pour la puce Orange :M (18,0-28,0 mcd), N (28,0-45,0 mcd), P (45,0-71,0 mcd), Q (71,0-112,0 mcd).

Ce classement permet aux concepteurs de sélectionner des composants avec une luminosité minimale garantie pour leur application, assurant une uniformité visuelle dans les produits finis. La classe spécifique pour un lot de production donné est généralement indiquée dans le code de commande ou sur les étiquettes d'emballage.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que le PDF fasse référence à des courbes typiques, elles ne sont pas fournies dans l'extrait. Sur la base du comportement standard d'une LED, les analyses suivantes sont déduites des paramètres donnés.

4.1 Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V)

La relation I-V est exponentielle. Pour la LED bleue, la tension de seuil est plus élevée (~2,6V) par rapport à la LED orange (~1,6V). La courbe montrera une augmentation rapide du courant une fois que la tension directe dépasse ce seuil. Une régulation de courant appropriée (via une résistance série ou un pilote à courant constant) est essentielle pour éviter l'emballement thermique, car la tension directe diminue avec l'augmentation de la température, ce qui peut entraîner une augmentation destructrice du courant si elle est pilotée par une source de tension.

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

L'intensité lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct jusqu'à un certain point. Fonctionner au-dessus du courant continu recommandé (20/25 mA) augmentera la luminosité mais au prix d'une dissipation de puissance plus élevée, d'une efficacité réduite et d'une dépréciation accélérée du flux lumineux (baisse de l'émission lumineuse dans le temps).

4.3 Dépendance à la température

Les performances des LED sont sensibles à la température. Lorsque la température de jonction augmente : L'intensité lumineuse diminue généralement, la tension directe (VF) diminue légèrement et la longueur d'onde dominante peut se décaler (typiquement vers le rouge pour l'InGaN). La plage de température de fonctionnement spécifiée de -20°C à +80°C définit les conditions ambiantes sous lesquelles les caractéristiques publiées sont valides. Une gestion thermique adéquate sur le PCB est importante pour maintenir les performances et la longévité.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et assignation des broches

Le dispositif est conforme à un contour de boîtier CMS standard EIA. Les dimensions clés incluent la taille du corps et l'espacement des broches. Toutes les dimensions ont une tolérance de ±0,1 mm sauf indication contraire. L'assignation des broches est critique pour une orientation correcte : La broche C1 est assignée à l'anode de la puce Orange (AlInGaP), et la broche C2 est assignée à l'anode de la puce Bleue (InGaN). La cathode est commune. Le boîtier est "transparent", ce qui signifie que la lentille est transparente, permettant de voir la vraie couleur saturée de la puce.

5.2 Conception recommandée des pastilles PCB et polarité

Un motif de pastilles (empreinte) recommandé est fourni pour assurer un soudage fiable et un bon alignement. La conception inclut typiquement des dégagements thermiques et des définitions de masque de soudure. La polarité doit être strictement respectée lors du placement. Le marquage sur le corps du dispositif (souvent un point ou un coin coupé) indique le côté cathode (commun). Une polarité incorrecte empêchera la LED de s'allumer et l'application d'une tension inverse peut l'endommager.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudage par refusion IR

Pour les processus de soudure sans plomb (Pb-free), un profil de refusion suggéré est fourni. Les paramètres clés incluent : Zone de préchauffage (150-200°C), temps de préchauffage (max 120 secondes), température de crête (max 260°C) et temps au-dessus du liquidus (à la température de crête, max 10 secondes). Le dispositif peut supporter un maximum de deux cycles de refusion dans ces conditions. Le respect de ce profil est crucial pour éviter un choc thermique, un délaminage ou des dommages à la puce LED et à la lentille en époxy.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, il doit être effectué avec précaution. La température de la pointe du fer à souder ne doit pas dépasser 300°C, et le temps de soudage par broche doit être limité à un maximum de 3 secondes. Un seul cycle de soudage est recommandé pour le soudage manuel afin de minimiser le stress thermique.

6.3 Conditions de stockage et de manipulation

Stockage (Emballage scellé) :Stocker à ≤30°C et ≤90% d'Humidité Relative (HR). La durée de conservation est d'un an lorsqu'il est stocké dans le sac étanche à l'humidité d'origine avec dessiccant.
Stockage (Emballage ouvert) :Pour les composants retirés de leur emballage scellé, l'ambiance ne doit pas dépasser 30°C / 60% HR. Les composants doivent être utilisés dans la semaine (Niveau MSL 3). Pour un stockage plus long hors du sac d'origine, ils doivent être stockés dans un conteneur scellé avec dessiccant ou dans une atmosphère d'azote. S'ils sont stockés plus d'une semaine, un séchage à 60°C pendant au moins 20 heures est requis avant soudage pour éliminer l'humidité absorbée et éviter l'effet "pop-corn" pendant la refusion.
Précautions ESD :Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). La manipulation doit être effectuée sur des postes de travail mis à la terre en utilisant des bracelets ou des gants antistatiques pour éviter des défaillances latentes ou catastrophiques.

6.4 Nettoyage

Si un nettoyage après soudage est requis, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. Immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'isopropanol à température ambiante pendant moins d'une minute est acceptable. Des produits chimiques agressifs ou non spécifiés peuvent endommager le matériau du boîtier plastique, entraînant une décoloration ou une fissuration.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies emballées dans une bande porteuse gaufrée de 8 mm de large sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. C'est l'emballage standard pour les équipements d'assemblage automatisé. Chaque bobine contient 3000 pièces. La bande a une bande de couverture pour protéger les composants pendant l'expédition et la manipulation. L'emballage est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481.

7.2 Quantité minimale de commande et détails de la bobine

La quantité standard d'une bobine complète est de 3000 pièces. Pour des quantités inférieures à une bobine complète, une quantité d'emballage minimale de 500 pièces s'applique pour les restes. La spécification d'emballage permet un maximum de deux composants manquants consécutifs dans la bande.

8. Suggestions de conception d'application

8.1 Considérations de conception de circuit

• Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance série pour limiter le courant direct à la valeur souhaitée (par ex., 5 mA pour les tests, jusqu'au courant continu maximal pour la luminosité maximale). Calculez la valeur de la résistance en utilisant la loi d'Ohm : R = (Vcc - VF) / IF, où Vcc est la tension d'alimentation, VF est la tension directe de la LED (utilisez la valeur max pour une conception sûre) et IF est le courant souhaité.
• Alimentation :Assurez une alimentation DC stable. L'ondulation ou les pics de tension peuvent affecter la luminosité et la longévité.
• Connexion en parallèle :Évitez de connecter des LED directement en parallèle sans résistances de limitation de courant individuelles, car de légères variations de VF peuvent provoquer une inégalité de répartition du courant, où une LED absorbe la majeure partie du courant.

8.2 Gestion thermique

Bien que les LED CMS soient petites, la dissipation de puissance (jusqu'à 76 mW) génère de la chaleur. Assurez-vous que le PCB a une surface de cuivre adéquate (pastilles thermiques) connectée aux pastilles cathode/anode de la LED pour servir de dissipateur thermique. Évitez de placer la LED près d'autres composants générateurs de chaleur.

8.3 Intégration optique

La nature latérale de cette LED la rend idéale pour les applications où la lumière doit être dirigée parallèlement à la surface du PCB, comme dans un guide de lumière pour des panneaux à éclairage latéral ou pour éclairer des symboles sur un panneau avant. Prenez en compte l'angle de vision de 130 degrés lors de la conception de guides de lumière ou de diffuseurs pour assurer un éclairage uniforme.

9. Comparaison et différenciation technique

La différenciation principale du LTST-S326TBKFKT-5A réside dans sa configuration bicolore et latérale au sein d'un boîtier CMS standard. Par rapport à l'utilisation de deux LED monochromes séparées, il offre une réduction de 50% de l'empreinte PCB requise. L'utilisation d'InGaN pour le bleu et d'AlInGaP pour l'orange fournit une bonne combinaison de luminosité et de saturation des couleurs. Le large angle de vision est un avantage spécifique par rapport aux LED à vue de dessus pour les tâches d'éclairage latéral. Sa compatibilité avec la refusion IR standard et l'emballage en bande et bobine l'aligne avec les processus de fabrication à grand volume et rentables.

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

10.1 Puis-je piloter les deux couleurs simultanément ?

Non, les deux puces partagent une cathode commune mais ont des anodes indépendantes (C1 pour Orange, C2 pour Bleu). Elles doivent être pilotées par des sources de courant séparées (par ex., deux broches GPIO d'un microcontrôleur, chacune avec sa propre résistance série). Les piloter simultanément avec une seule source connectée aux deux anodes n'est pas possible avec cette configuration de broches.

10.2 Pourquoi la tension directe est-elle différente pour les deux couleurs ?

La tension directe est une propriété fondamentale de l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur. La lumière bleue a une énergie de photon plus élevée, ce qui nécessite un semi-conducteur avec une bande interdite plus large (InGaN). Une bande interdite plus large correspond à une tension directe plus élevée. La lumière orange de l'AlInGaP a une énergie de photon plus faible et donc une tension directe plus basse.

10.3 Que signifie une lentille "Transparente" ?

Une lentille "Transparente" ou claire ne diffuse pas la lumière. Elle permet de voir la vraie couleur saturée de la puce LED. Cela contraste avec une lentille "diffusante" ou "laitée", qui disperse la lumière, créant un diagramme d'émission plus large et plus doux mais souvent avec une légère réduction de la saturation de couleur perçue et de l'intensité axiale.

10.4 Comment interpréter le code de classe pour ma commande ?

Le code de classe (par ex., "N" pour le bleu, "Q" pour l'orange) spécifie la plage garantie d'intensité lumineuse pour ce lot de production. Vous devez spécifier la ou les classes requises lors de la commande pour garantir l'uniformité de luminosité sur toutes les unités de votre produit. Si non spécifié, vous pouvez recevoir des pièces de n'importe quelle classe disponible dans la plage du produit.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Indicateur double état pour un routeur réseau.Un concepteur a besoin de deux indicateurs d'état (Alimentation et Activité réseau) mais a un espace limité sur le panneau avant. Il utilise un LTST-S326TBKFKT-5A. La puce Orange (C1) est connectée à une source de courant constant de 5mA pour indiquer "Alimentation ON" (fixe). La puce Bleue (C2) est connectée à une broche GPIO d'un microcontrôleur programmée pour clignoter à 1Hz pour indiquer "Activité réseau". Une seule empreinte de composant fournit deux signaux visuels distincts. L'émission latérale est couplée dans un petit guide de lumière moulé sur mesure qui dirige la lumière vers les étiquettes du panneau avant.

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 du matériau de type n se recombinent avec les trous du matériau de type p. Cette recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La couleur (longueur d'onde) de la lumière émise est déterminée par la bande interdite du matériau semi-conducteur. Les matériaux InGaN sont utilisés pour les longueurs d'onde plus courtes (bleu, vert, blanc), tandis que les matériaux AlInGaP sont utilisés pour les longueurs d'onde plus longues (rouge, orange, jaune). Le boîtier latéral intègre une cavité réfléchissante et une lentille en époxy moulée pour façonner et diriger la sortie lumineuse latéralement depuis la puce.

13. Tendances technologiques

La tendance pour les LED CMS d'indication et de rétroéclairage continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), des tailles de boîtier plus petites et une intégration accrue. Les boîtiers bi- et multi-couleurs dans des empreintes ultra-miniatures (par ex., 0402, 0201 métrique) deviennent plus courants. Il y a également un accent sur l'amélioration de l'uniformité des couleurs et le resserrement des tolérances de classement. De plus, la recherche d'une fiabilité et de performances plus élevées dans des environnements sévères pousse aux avancées dans les matériaux de boîtier et la technologie des puces. Les principes de pilotage efficace du courant, de gestion thermique et de protection ESD restent fondamentaux pour toutes les applications LED.