Fiche technique LTST-FS63HBGED - LED SMD latérale RVB - 0,30 mm d'épaisseur - Bleu/Vert/Rouge - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-FS63HBGED est une lampe LED à montage en surface (SMD) hautement intégrée, conçue pour les applications électroniques modernes à encombrement limité. Il représente une configuration spécialisée au sein de la famille des LED miniatures, spécifiquement conçue pour les processus d'assemblage automatisé sur circuit imprimé (PCB). Ce dispositif combine trois sources lumineuses semi-conductrices distinctes dans un boîtier unique et exceptionnellement mince, permettant une capacité de couleur complète avec une empreinte minimale.

1.1 Avantages principaux et positionnement produit

L'avantage concurrentiel principal de cette LED réside dans son profil ultra-mince de 0,30 mm, ce qui en fait un composant à émission latérale. Ce facteur de forme est crucial pour les applications où l'espace vertical est sévèrement limité, comme dans les appareils mobiles ultra-fins, les technologies portables et les panneaux à rétroéclairage latéral. L'intégration des puces Bleu (InGaN), Vert (InGaN) et Rouge (AlInGaP) permet de générer un large spectre de couleurs par contrôle individuel ou combiné, éliminant le besoin de plusieurs LED discrètes monochromes. Le boîtier utilise une lentille diffusante blanche, qui aide à mélanger la lumière des trois puces et offre un aspect plus uniforme lorsqu'elle est vue hors axe.

1.2 Marché cible et applications

Le dispositif est destiné à un large éventail de fabricants d'équipements électroniques. Ses principaux segments d'application incluent :

• Électronique grand public :Rétroéclairage pour claviers, touches et indicateurs d'état dans les téléphones sans fil/mobiles, ordinateurs portables, tablettes et télécommandes.
• Automatisation de bureau et systèmes réseau :Indicateurs d'état et d'activité dans les routeurs, commutateurs, modems, imprimantes et périphériques de stockage externes.
• Électroménager et équipement industriel :Éclairage d'interface utilisateur, voyants d'état opérationnel et indicateurs symboliques sur les panneaux de commande.
• Technologie d'affichage :Adapté aux micro-écrans et comme source lumineuse compacte pour l'éclairage de petits signaux et symboles.

Le dispositif est entièrement compatible avec les équipements de placement automatisé à haut volume et les processus de soudure par refusion infrarouge (IR), s'alignant sur les lignes de production modernes conformes à la directive RoHS.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Une compréhension approfondie des caractéristiques électriques et optiques est essentielle pour une conception de circuit fiable et l'obtention des performances souhaitées.

2.1 Valeurs maximales absolues

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

• Dissipation de puissance (Pd) :Varie selon la couleur : Bleu : 97,5 mW, Vert : 100,5 mW, Rouge : 81,0 mW. Ce paramètre, combiné à la résistance thermique (impliquée par les courbes de déclassement), dicte le courant direct maximal soutenable à des températures ambiantes élevées.
• Courant direct :Le courant continu direct est nominalement de 30 mA pour les trois couleurs. Un courant de crête plus élevé de 100 mA est autorisé, mais uniquement en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms) pour gérer la température de jonction.
• Seuil de décharge électrostatique (ESD) :Évalué à 2000 V (modèle du corps humain). C'est un niveau standard pour les composants de qualité grand public, nécessitant des précautions de manipulation ESD standard pendant l'assemblage.
• Plages de température :Fonctionnement : -40°C à +85°C ; Stockage : -40°C à +100°C. La large plage de fonctionnement le rend adapté à la fois aux environnements grand public et à certains environnements industriels.
• Condition de soudure :Résiste à la refusion IR à une température de crête de 260°C pendant 10 secondes, compatible avec les processus de soudure sans plomb.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques (Typiques à Ta=25°C)

Ce sont les conditions de test standard et les valeurs de performance typiques utilisées pour la conception et le tri.

• Intensité lumineuse (Iv) :Mesurée à des courants de test spécifiques (Bleu : 12 mA, Vert : 30 mA, Rouge : 30 mA). La valeur typique est de 2750 mcd (millicandela), avec un minimum de 1735 mcd et un maximum de 4265 mcd. La variation est traitée par le système de tri.
• Angle de vision (2θ1/2) :Un angle très large de 130 degrés (typique). C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur sur l'axe, caractéristique d'une LED à émission latérale avec une lentille diffusante, fournissant un éclairage large et uniforme.
• Paramètres de longueur d'onde :
  • Longueur d'onde d'émission de crête (λP) : Bleu : 466 nm, Vert : 516 nm, Rouge : 632 nm (typique).
  • Longueur d'onde dominante (λd) : La plage définit la couleur perçue. Bleu : 467-477 nm, Vert : 516-526 nm, Rouge : 618-628 nm.
  • Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) : Bleu : 25 nm, Vert : 35 nm, Rouge : 20 nm (typique). Cela indique la pureté spectrale ; un Δλ plus petit signifie une lumière plus monochromatique.
• Tension directe (Vf) :La chute de tension aux bornes de la LED au courant de test. Les plages sont : Bleu : 2,45-3,25 V, Vert : 2,55-3,35 V, Rouge : 1,90-2,70 V. Cette plage doit être prise en compte pour la conception du pilote, en particulier pour les alimentations à tension constante.
• Courant inverse (Ir) :Maximum de 10 μA à une tension inverse (Vr) de 5 V. Ce test est pour l'assurance qualité ; le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse.

3. Explication du système de tri

Pour garantir la cohérence de la couleur et de la luminosité en production, les LED sont triées en lots. Le LTST-FS63HBGED utilise deux critères de tri principaux.

3.1 Classe d'intensité lumineuse (Iv)

Les LED sont triées en fonction de leur intensité lumineuse mesurée aux courants de test standard. Les lots sont définis comme suit :

- Lot BB :1735 mcd (Min) à 2340 mcd (Max).

- Lot CC :2340 mcd (Min) à 3160 mcd (Max).

- Lot DD :3160 mcd (Min) à 4265 mcd (Max).

Une tolérance de +/-15 % est appliquée au sein de chaque lot. Les concepteurs doivent spécifier le lot requis pour garantir un niveau de luminosité minimum pour leur application.

3.2 Classe de teinte (Chromaticité de couleur)

Il s'agit d'un tri bidimensionnel plus complexe basé sur les coordonnées de chromaticité CIE 1931 (x, y). La fiche technique fournit une matrice de lots (par exemple, B0, B1, B2, B3, C0, C1... D3). Chaque lot est défini par une zone quadrilatère sur le diagramme de chromaticité. Par exemple, le lot B0 couvre les coordonnées comprises dans les limites définies par (x : 0,2685-0,2885, y : 0,2730-0,3010). Une tolérance de +/- 0,01 est autorisée sur chaque coordonnée (x, y) au sein d'un lot. Ce système garantit que toutes les LED d'un lot de teinte spécifique apparaîtront visuellement identiques en couleur dans des conditions standard, ce qui est crucial pour les applications nécessitant un aspect de couleur uniforme sur plusieurs indicateurs.

4. Analyse des courbes de performance

Les courbes caractéristiques fournies offrent un aperçu plus approfondi du comportement du dispositif dans différentes conditions.

4.1 Intensité relative vs. Longueur d'onde (Fig.1)

Cette courbe de distribution spectrale montre la puissance lumineuse relative à chaque longueur d'onde. Elle confirme visuellement les longueurs d'onde de crête (λP) et les demi-largeurs spectrales (Δλ) pour chaque puce de couleur. Les courbes pour l'InGaN (Bleu et Vert) montrent généralement un pic plus marqué par rapport à l'AlInGaP (Rouge), qui peut avoir un spectre légèrement plus large.

4.2 Courant direct vs. Tension directe (Fig.2)

Cette courbe IV est non linéaire et de nature exponentielle, typique d'une diode. La courbe montre différentes tensions de seuil pour le Rouge (AlInGaP, ~1,9 V) par rapport au Bleu/Vert (InGaN, ~2,5-3,0 V). La pente de la courbe dans la région de fonctionnement représente la résistance dynamique de la LED. Ce graphique est crucial pour concevoir des pilotes à courant constant afin d'assurer un fonctionnement stable sur toute la plage de tension directe.

4.3 Courbe de déclassement du courant direct (Fig.3)

C'est l'un des graphiques les plus critiques pour la fiabilité. Il montre le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température ambiante (Ta). Lorsque Ta augmente, le courant maximal doit être réduit pour empêcher la température de jonction de la LED de dépasser sa limite, ce qui accélérerait la dépréciation du flux lumineux et réduirait la durée de vie. La courbe montre généralement un déclassement linéaire depuis un courant spécifié à 25°C jusqu'à zéro à la température de jonction maximale (impliquée par la température de fonctionnement maximale).

4.4 Intensité lumineuse relative vs. Courant direct (Fig.4)

Cette courbe montre que la sortie lumineuse (intensité lumineuse) augmente avec le courant direct, mais la relation n'est pas parfaitement linéaire, en particulier aux courants plus élevés où l'efficacité peut chuter en raison de l'augmentation de la chaleur. Elle aide les concepteurs à choisir un courant de fonctionnement qui équilibre la luminosité avec l'efficacité et la longévité.

4.5 Diagramme de rayonnement (Fig.5 & Fig.6)

Ces diagrammes polaires illustrent la distribution spatiale de l'intensité lumineuse. Une LED latérale avec une lentille diffusante montre généralement un diagramme d'émission large, de type lambertien. La Fig.5 (Horizontal) et la Fig.6 (Vertical) montreraient l'intensité en fonction de l'angle par rapport à l'axe central, confirmant l'angle de vision de 130 degrés. Le diagramme doit être symétrique pour un aspect hors axe cohérent.

5. Informations mécaniques, d'emballage et d'assemblage

5.1 Dimensions du boîtier et assignation des broches

Le dispositif est conforme à un contour de boîtier standard EIA. Les dimensions critiques incluent la longueur totale, la largeur et l'épaisseur ultra-critique de 0,30 mm. L'assignation des broches est clairement définie : la broche 3 est la cathode commune (ou l'anode, selon la construction interne ; la fiche technique la spécifie comme la broche commune pour les trois couleurs). L'anode pour la puce Rouge est la broche 1, pour le Vert la broche 2, et pour le Bleu la broche 4. Cette information est vitale pour une disposition correcte du PCB et une orientation adéquate pendant l'assemblage.

5.2 Conception recommandée des pastilles PCB et direction de soudure

La fiche technique inclut une recommandation de motif de pastilles. Cela montre la taille et la forme optimales des pastilles de cuivre sur le PCB pour assurer une soudure fiable tout en minimisant l'effet "tombstoning" (composant qui se dresse sur une extrémité pendant la refusion). Elle indique également l'orientation correcte de la LED sur la bande par rapport au PCB pour les machines de placement automatique pick-and-place.

5.3 Spécifications d'emballage en bande et bobine

Les LED sont fournies sur une bande porteuse gaufrée de 8 mm de large enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Les spécifications clés incluent :

- Dimensions des alvéoles :Taille de cavité précise pour maintenir la LED en sécurité.

- Pas :La distance entre les alvéoles des composants (par exemple, 4 mm).

- Dimensions de la bobine :Diamètre du moyeu, diamètre de la collerette et largeur totale.

- Quantité :4000 pièces par bobine complète.

- Bande de couverture :Utilisée pour sceller les alvéoles ; elle doit avoir la force de pelage correcte pour la machine de placement.

- Normes d'emballage :Conforme à la norme ANSI/EIA-481.

- Règles de qualité :Maximum de deux composants manquants consécutifs autorisés ; quantité minimale d'emballage pour les restes est de 500 pièces.

6. Directives d'assemblage, de manipulation et d'application

6.1 Processus de soudure

Le dispositif est qualifié pour la soudure par refusion infrarouge (IR) avec un profil sans plomb. Le paramètre critique est une température de crête de 260°C pendant une durée de 10 secondes, comme défini dans les valeurs maximales absolues. Les concepteurs doivent s'assurer que le profil de leur four de refusion reste dans ces limites pour éviter d'endommager le boîtier plastique ou les fils de liaison internes.

6.2 Nettoyage

Le nettoyage post-soudure doit être effectué avec soin. Seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. La fiche technique recommande l'immersion dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante normale pendant moins d'une minute. Des produits chimiques plus agressifs ou une exposition prolongée peuvent endommager la lentille en époxy ou les marquages du boîtier.

6.3 Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)

Bien que classé à 2000 V HBM, le dispositif est sensible aux dommages ESD. Des procédures de manipulation appropriées sont obligatoires : utiliser des bracelets antistatiques reliés à la terre, des tapis antistatiques et s'assurer que tout l'équipement est correctement mis à la terre. La LED ne doit pas être manipulée directement avec les mains nues.

6.4 Conditions de stockage

Pour préserver la durée de conservation, les LED doivent être stockées dans leur sac barrière à l'humidité d'origine dans des conditions de 30°C ou moins et de 90 % d'humidité relative ou moins. La période d'utilisation recommandée est d'un an à partir de la date d'expédition si elles sont stockées dans ces conditions. Si le sac a été ouvert ou si la carte indicateur d'humidité montre une exposition excessive à l'humidité, un séchage peut être nécessaire avant la refusion pour éviter l'effet "pop-corn" (fissuration du boîtier due à l'expansion rapide de la vapeur).

6.5 Mises en garde d'application

La fiche technique indique explicitement que l'utilisation prévue est pour "l'équipement électronique ordinaire". Pour les applications nécessitant une fiabilité exceptionnelle où une défaillance pourrait mettre en danger la vie ou la santé (aviation, médical, systèmes de sécurité des transports), une consultation préalable et une qualification auprès du fabricant sont requises. Cela souligne la classification du composant pour un usage commercial/industriel, et non nécessairement pour des applications critiques en matière de sécurité sans vérification supplémentaire.

7. Considérations de conception et circuits d'application typiques

7.1 Pilotage de la LED

En raison de la caractéristique IV exponentielle, les LED doivent être pilotées par une source de courant, et non une source de tension, pour une sortie lumineuse stable. La méthode la plus simple est d'utiliser une résistance limitatrice de courant en série avec une alimentation en tension. La valeur de la résistance (R) est calculée comme R = (V_alimentation - Vf_LED) / If, où Vf_LED est la tension directe de la puce de couleur spécifique au courant désiré (If). Étant donné que Vf a une plage, la résistance doit être choisie pour garantir que If ne dépasse pas la valeur nominale maximale même avec la Vf minimale. Pour des applications de précision ou alimentées par batterie, un circuit intégré pilote LED à courant constant dédié est recommandé. Chaque puce de couleur doit être pilotée indépendamment pour permettre un mélange complet des couleurs.

7.2 Gestion thermique

Malgré sa petite taille, la gestion de la température de jonction est essentielle pour la longévité. Le chemin principal de dissipation de la chaleur passe par les pastilles de soudure vers le cuivre du PCB. Par conséquent, il est important d'utiliser la disposition de pastilles recommandée et de maximiser la surface de cuivre connectée aux pastilles (dégagement thermique). Évitez de fonctionner au courant maximal absolu, en particulier à des températures ambiantes élevées, et référez-vous à la courbe de déclassement.

7.3 Intégration optique

La lentille diffusante blanche fournit une sortie lumineuse mélangée. Pour les applications nécessitant des diagrammes de faisceau spécifiques, des optiques secondaires (guides de lumière, réflecteurs) peuvent être conçues autour de la LED. Le large angle de vision la rend adaptée à l'éclairage latéral de guides de lumière fins couramment utilisés dans le rétroéclairage de boutons.

8. Comparaison et différenciation techniques

Les principaux points de différenciation du LTST-FS63HBGED sur le marché sont :

1. Facteur de forme :L'épaisseur de 0,30 mm est un facteur clé pour les conceptions ultra-minces, le distinguant des LED SMD standard à émission supérieure qui sont généralement plus hautes.

2. Intégration :La combinaison de trois puces de couleur primaire dans un seul boîtier économise de l'espace sur le PCB et simplifie l'assemblage par rapport à l'utilisation de trois LED séparées.

3. Performance :L'utilisation de l'InGaN pour le bleu/vert et de l'AlInGaP pour le rouge offre une haute efficacité et une bonne saturation des couleurs.

4. Fabricabilité :La compatibilité totale avec les lignes d'assemblage SMT automatisées à haute vitesse le rend rentable pour la production de masse.

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

Q : Puis-je piloter les trois couleurs simultanément à leur courant continu maximal de 30 mA chacune ?

R : Non. La dissipation de puissance totale doit être prise en compte. Un fonctionnement simultané à 30 mA chacune dépasserait probablement la capacité de dissipation de puissance totale du boîtier, entraînant une surchauffe. La courbe de déclassement et les valeurs nominales Pd individuelles doivent être utilisées pour déterminer les courants de fonctionnement simultanés sûrs en fonction de la température ambiante.

Q : Pourquoi les courants de test sont-ils différents pour les puces Bleu (12 mA) par rapport aux puces Vert/Rouge (30 mA) ?

R : Cela est lié à l'efficacité inhérente et aux caractéristiques de fonctionnement des différents matériaux semi-conducteurs (InGaN vs. AlInGaP). Le fabricant a choisi des courants de test qui représentent un point de fonctionnement typique et efficace pour chaque puce afin d'atteindre l'intensité lumineuse cible tout en gérant la chaleur et la longévité.

Q : Comment obtenir de la lumière blanche avec cette LED RVB ?

R : La lumière blanche est créée en mélangeant les trois couleurs primaires selon des rapports d'intensité spécifiques. Cela nécessite une modulation de largeur d'impulsion (PWM) indépendante ou un contrôle de courant analogique de chaque puce. Les rapports exacts dépendent des lots de chromaticité des LED spécifiques utilisées et du point blanc cible (par exemple, blanc froid, blanc chaud).

Q : Une protection contre la tension inverse est-elle requise ?

R : Bien que le dispositif puisse résister à un test de polarisation inverse de 5 V, il n'est pas conçu pour fonctionner en inverse. S'il existe une possibilité qu'une tension inverse soit appliquée dans le circuit (par exemple, dans une charge inductive ou avec un signal couplé en AC), une diode de protection externe en série ou en parallèle (selon la configuration) doit être utilisée.