Fiche technique LTST-S225KRTGKT-Q - LED CMS bicolore (Rouge/Vert) à émission latérale - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED CMS (Dispositif à Montage en Surface) bicolore compacte à émission latérale. Ce composant est conçu pour l'assemblage automatisé sur carte de circuit imprimé (PCB), ce qui le rend idéal pour les applications où l'espace est limité. Le dispositif intègre deux puces semi-conductrices distinctes dans un seul boîtier : une puce AlInGaP pour l'émission rouge et une puce InGaN pour l'émission verte. Cette configuration permet une indication bicolore à partir d'un seul et même emplacement miniature.

1.1 Caractéristiques

• Conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses).
• Conception bicolore (Rouge et Vert) à émission latérale.
• Les bornes sont étamées pour une meilleure soudabilité.
• Utilise la technologie de puce à haute efficacité AlInGaP (pour le rouge) et InGaN (pour le vert).
• Conditionné en bande de 8 mm sur bobines de 7 pouces de diamètre pour l'assemblage automatisé par pick-and-place.
• Boîtier conforme au standard EIA (Electronic Industries Alliance).
• Logique d'entrée compatible.
• Conçu pour la compatibilité avec les équipements de placement automatisés.
• Adapté aux procédés de soudage par refusion infrarouge (IR).

1.2 Applications

Le composant convient à une large gamme d'équipements électroniques nécessitant une indication d'état ou un rétroéclairage compact et fiable. Les domaines d'application typiques incluent :

• Dispositifs de télécommunication (ex. : téléphones portables, équipements réseau).
• Équipements de bureautique et électroménagers.
• Panneaux et équipements de contrôle industriel.
• Rétroéclairage de clavier.
• Indicateurs d'état et d'alimentation.
• Micro-affichages et éclairage d'icônes.
• Signalisation et éclairage symbolique.

2. Dimensions du boîtier et brochage

La LED est logée dans un boîtier pour montage en surface. Les dessins mécaniques spécifiques définissant la longueur, la largeur, la hauteur et les positions des pastilles sont fournis dans la fiche technique. Toutes les dimensions sont spécifiées en millimètres (mm) avec une tolérance standard de ±0,1 mm sauf indication contraire.

Assignation des broches :

• Broches 1 et 2 : Anode et Cathode pour la puce LED verte (InGaN).
• Broches 3 et 4 : Anode et Cathode pour la puce LED rouge (AlInGaP).

3. Caractéristiques et limites d'utilisation

Toutes les spécifications sont définies à une température ambiante (Ta) de 25°C sauf indication contraire.

3.1 Limites absolues maximales

Des contraintes au-delà de ces limites peuvent causer des dommages permanents au dispositif.

• Dissipation de puissance (Pd) :Rouge : 50 mW, Vert : 38 mW.
• Courant direct de crête (I_F(crête)) :40 mA pour les deux couleurs (impulsion à 1/10 de cycle de service, largeur d'impulsion 0,1 ms).
• Courant direct continu (I_F) :Rouge : 20 mA, Vert : 10 mA.
• Plage de température de fonctionnement (T_opr) :-20°C à +80°C.
• Plage de température de stockage (T_stg) :-30°C à +85°C.
• Température de soudage :Résiste à 260°C pendant 10 secondes (procédé sans plomb).

3.2 Caractéristiques électro-optiques (à I_F= 5mA)

Ce sont les paramètres de performance typiques dans des conditions de test standard.

• Intensité lumineuse (I_V) :
  • Rouge : Minimum 11,2 mcd, Typique -, Maximum 28,0 mcd.
  • Vert : Minimum 56,0 mcd, Typique -, Maximum 140,0 mcd.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Typiquement 130 degrés (l'angle où l'intensité est la moitié de la valeur sur l'axe).
• Longueur d'onde de crête (λ_P) :Rouge : 639,0 nm, Vert : 525,0 nm.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :
  • Rouge : Min 617,0 nm, Max 633,0 nm.
  • Vert : Min 520,0 nm, Max 535,0 nm.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :Rouge : 20,0 nm, Vert : 35,0 nm.
• Tension directe (V_F) :
  • Rouge : Min 1,6V, Max 2,3V.
  • Vert : Min 2,6V, Max 3,5V.
• Courant inverse (I_R) :Maximum 10 µA pour les deux à V_R= 5V (pour test uniquement ; le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en inverse).

4. Système de classement (Binning)

Pour garantir la cohérence de la couleur et de la luminosité, les LED sont triées en classes (bins) en fonction de leurs performances mesurées.

4.1 Classement par intensité lumineuse (Luminosité)

• Rouge :Classes L (11,2-18,0 mcd) et M (18,0-28,0 mcd). Tolérance par classe : ±15%.
• Vert :Classes P2 (56,0-71,0 mcd), Q1 (71,0-90,0 mcd), Q2 (90,0-112,0 mcd), R1 (112,0-140,0 mcd). Tolérance par classe : ±15%.

4.2 Classement par teinte (Longueur d'onde dominante)

• Vert uniquement :Classes AP (520-525 nm), AQ (525-530 nm), AR (530-535 nm). Tolérance par classe : ±1 nm.

5. Courbes de performance et données graphiques

La fiche technique inclut des courbes caractéristiques typiques pour faciliter l'analyse de conception. Ces représentations graphiques aident les ingénieurs à comprendre le comportement du dispositif dans différentes conditions. Bien que les points de données spécifiques des courbes ne soient pas listés dans le texte, les concepteurs doivent se référer aux figures fournies pour les détails sur :

• La relation entre le courant direct (I_F) et la tension directe (V_F) pour les puces rouge et verte.
• La relation entre le courant direct (I_F) et l'intensité lumineuse relative pour les deux couleurs.
• L'effet de la température ambiante sur l'intensité lumineuse relative.
• Les courbes de distribution spectrale de puissance (SPD) montrant le profil d'émission des puces rouge et verte.

6. Guide d'assemblage et de manipulation

6.1 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après soudage ou manipulation, n'utiliser que les solvants spécifiés. Immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute. Ne pas utiliser de nettoyants chimiques non spécifiés car ils pourraient endommager le matériau du boîtier.

6.2 Conception des pastilles PCB et soudage

Les dimensions recommandées du motif de pastilles (empreinte) sur le PCB sont fournies pour assurer une bonne formation du joint de soudure et une stabilité mécanique. La fiche technique inclut un diagramme montrant l'orientation optimale pour le soudage et la géométrie de pastille recommandée pour faciliter une bonne mouillabilité de la soudure et éviter l'effet "tombstoning".

6.3 Conditionnement : Bande et bobine

Les composants sont fournis dans une bande porteuse gaufrée de 8 mm de large enroulée sur une bobine standard de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Ce conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481. Les détails clés incluent :

• Le pas et les dimensions des alvéoles pour le logement du composant.
• Le diamètre du moyeu de la bobine, le diamètre de la collerette et la largeur.
• Quantité standard : 4000 pièces par bobine complète.
• Quantité minimale de commande pour les restes : 500 pièces.
• Un maximum de deux alvéoles vides consécutives est autorisé.

7. Précautions importantes et notes d'utilisation

7.1 Champ d'application

Cette LED est conçue pour les équipements électroniques commerciaux et industriels standards. Elle n'est pas destinée à être utilisée dans des applications critiques pour la sécurité ou à haute fiabilité où une défaillance pourrait directement menacer la vie ou la santé (ex. : aviation, dispositifs médicaux de maintien des fonctions vitales, contrôle des transports). Pour de telles applications, une consultation avec le fabricant est requise.

7.2 Conditions de stockage

Un stockage approprié est essentiel pour maintenir la soudabilité et les performances.

• Emballage scellé :Stocker à ≤ 30°C et ≤ 90% d'Humidité Relative (HR). Utiliser dans un délai d'un an à partir du code date.
• Emballage ouvert :Les composants sont sensibles à l'humidité (MSL 3). Stocker à ≤ 30°C et ≤ 60% HR. Il est recommandé de terminer le soudage par refusion IR dans la semaine suivant l'ouverture du sac barrière à l'humidité. Pour un stockage au-delà d'une semaine, cuire à 60°C pendant au moins 20 heures avant soudage, ou stocker dans un conteneur scellé avec dessiccant ou dans une atmosphère d'azote.

7.3 Recommandations de soudage

Respecter les conditions suivantes pour éviter les dommages thermiques :

• Soudage par refusion (Recommandé) :
  • Préchauffage : 150-200°C pendant un maximum de 120 secondes.
  • Température de crête : Maximum 260°C.
  • Temps au-dessus de 260°C : Maximum 10 secondes. La refusion doit être effectuée au maximum deux fois.
• Soudage manuel (Fer) :
  • Température de la pointe du fer : Maximum 300°C.
  • Temps de soudage : Maximum 3 secondes par joint. Limiter à un cycle de soudage.

Note sur les profils de refusion :Le profil de température optimal dépend de la conception spécifique du PCB, des composants, de la pâte à souder et du four. Le profil doit être caractérisé pour l'assemblage spécifique. La fiche technique fait référence à un profil exemple basé sur les normes JEDEC.

7.4 Sensibilité aux Décharges Électrostatiques (ESD)

Les LED sont sensibles aux dommages causés par les décharges électrostatiques (ESD) et les surtensions électriques. Toujours suivre les procédures de contrôle ESD appropriées pendant la manipulation et l'assemblage :

• Utiliser un bracelet antistatique relié à la terre ou des gants antistatiques.
• S'assurer que tous les postes de travail, équipements et outils sont correctement mis à la terre.
• Manipuler les dispositifs dans une zone protégée contre les ESD.

8. Considérations de conception et notes d'application

8.1 Limitation de courant

Faire fonctionner la LED avec une résistance de limitation de courant en série ou un pilote à courant constant. La valeur de la résistance (R) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alim- V_F) / I_F. Utiliser la V_Fmaximale de la fiche technique pour une conception conservatrice afin de s'assurer que le courant ne dépasse pas le I_Fsouhaité. Ne pas dépasser les Limites Absolues Maximales pour le courant continu ou pulsé.

8.2 Gestion thermique

Bien que le boîtier soit petit, la dissipation de puissance (jusqu'à 50 mW pour le rouge, 38 mW pour le vert) génère de la chaleur. Pour un fonctionnement continu à ou près du courant maximum, assurer une surface de cuivre PCB adéquate autour des pastilles de soudure pour servir de dissipateur thermique. Cela aide à maintenir une température de jonction plus basse, ce qui préserve le flux lumineux et la fiabilité à long terme.

8.3 Conception optique

La conception à émission latérale (angle de vision typique de 120 degrés) émet de la lumière parallèlement au plan du PCB. Ceci est idéal pour l'éclairage latéral de guides de lumière, l'illumination d'icônes sur le côté, ou les indicateurs d'état vus depuis le côté d'un appareil. Prendre en compte la distribution angulaire de l'intensité lors de la conception de guides de lumière ou de lentilles pour obtenir le motif d'éclairage souhaité.

8.4 Pilotage bicolore

Les puces rouge et verte sont électriquement indépendantes. Elles peuvent être pilotées séparément pour afficher du rouge, du vert, ou, par commutation rapide, une couleur ambre/jaune apparente. Pour les applications à couleur mixte, un microcontrôleur avec des sorties PWM (Modulation de Largeur d'Impulsion) est couramment utilisé pour contrôler l'intensité et le mélange des couleurs.

9. Comparaison technique et différenciation

Cette LED CMS bicolore à émission latérale offre des avantages spécifiques dans les conceptions à espace contraint :

• Efficacité spatiale :Un seul composant fournit deux couleurs distinctes, réduisant le nombre de pièces et l'empreinte sur le PCB par rapport à l'utilisation de deux LED monochromes séparées.
• Adapté à l'automatisation :Le conditionnement en bande et bobine et l'empreinte SMD standard sont optimisés pour les lignes d'assemblage automatisées à haute vitesse, réduisant les coûts de fabrication.
• Technologie des matériaux :L'utilisation d'AlInGaP pour le rouge offre une haute efficacité et une bonne stabilité thermique, tandis que l'InGaN pour le vert fournit une sortie lumineuse dans le spectre visible.
• Émission latérale :Contrairement aux LED à émission frontale, ce boîtier dirige la lumière latéralement, ce qui est une caractéristique essentielle pour des applications spécifiques de rétroéclairage et d'indicateurs où un espace vertical ou un angle de vision spécifique est requis.

10. Questions Fréquemment Posées (FAQ)

Q1 : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?
R1 : La longueur d'onde de crête (λ_P) est la longueur d'onde unique à laquelle le spectre d'émission a son intensité maximale. La longueur d'onde dominante (λ_d) est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui, lorsqu'elle est combinée avec une référence blanche spécifiée, correspond à la couleur perçue de la LED. La λ_dest plus étroitement liée à la perception humaine de la couleur.

Q2 : Puis-je piloter les puces rouge et verte simultanément à leur courant continu maximum ?
R2 : Non. Les Limites Absolues Maximales spécifient les limites de dissipation de puissance pour chaque puce individuellement (Rouge : 50 mW, Vert : 38 mW). Piloter les deux au courant max (Rouge 20mA @ ~2,3V = 46 mW, Vert 10mA @ ~3,5V = 35 mW) dépasserait probablement la capacité de dissipation thermique totale du boîtier si cela est soutenu, pouvant entraîner une surchauffe et une réduction de la durée de vie. Diminuer les courants ou mettre en œuvre une gestion thermique pour un fonctionnement double à haute puissance.

Q3 : Pourquoi l'exigence d'humidité de stockage est-elle plus stricte après l'ouverture du sac ?
R3 : Le sac scellé contient un dessiccant et constitue une barrière à l'humidité. Une fois ouvert, le boîtier CMS peut absorber l'humidité de l'air. Pendant le soudage par refusion, cette humidité piégée peut se dilater rapidement ("effet pop-corn"), provoquant un délaminage interne ou une fissuration du boîtier. La classification MSL 3 dicte la "durée de vie hors sac" et les exigences de cuisson pour éviter cela.

Q4 : Comment interpréter les codes de classement lors de la commande ?
R4 : Le numéro de pièce inclut typiquement des codes de classe pour l'intensité lumineuse et parfois la longueur d'onde. Vous devez spécifier la luminosité requise (ex. : Vert en classe R1 pour la sortie la plus élevée) et la couleur (ex. : Vert en classe AP pour une teinte verte spécifique) pour vous assurer de recevoir des composants qui répondent aux exigences de cohérence de luminosité et d'apparence de couleur de votre application.