Fiche technique LED SMD LTST-S33GBEGK-SN - 3.2x1.6x0.6mm - Bleu/Rouge/Vert - 20mA - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes du LTST-S33GBEGK-SN, une LED SMD latérale tricolore. Ce composant est conçu pour l'assemblage automatisé sur circuit imprimé et convient aux applications à espace restreint dans une large gamme d'équipements électroniques grand public et industriels.

1.1 Caractéristiques

• Conforme aux normes environnementales RoHS.
• Boîtier latéral ultra-fin de 0.6mm avec placage à l'étain pour une meilleure soudabilité.
• Utilise des puces semi-conductrices haute luminosité InGaN (Bleu/Vert) et AlInGaP (Rouge).
• Conditionné sur bande de 8mm enroulée sur bobine de 7 pouces de diamètre pour placement automatique.
• Conforme aux contours de boîtier standard EIA.
• Logique de commande compatible avec les circuits intégrés.
• Entièrement compatible avec les équipements de placement automatique standard.
• Conçu pour résister aux procédés de soudage par refusion infrarouge (IR).

1.2 Applications

Cette LED est destinée à être utilisée dans divers équipements électroniques où la taille compacte et la performance fiable sont critiques. Les domaines d'application typiques incluent :

• Appareils de télécommunication et équipements de bureautique.
• Appareils électroménagers et panneaux de contrôle industriel.
• Rétroéclairage de claviers et de pavés numériques.
• Indicateurs d'état et d'alimentation.
• Micro-affichages et éclairage de symboles.
• Signalisation lumineuse.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

Les sections suivantes fournissent une analyse détaillée des caractéristiques de performance de la LED dans des conditions de test standard (Ta=25°C).

2.1 Valeurs maximales absolues

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

• Dissipation de puissance (Pd) :Bleu/Vert : 76 mW max ; Rouge : 50 mW max. Ce paramètre est crucial pour la conception de la gestion thermique.
• Courant direct de crête (I_FP) :Bleu/Vert : 100 mA (cycle de service 1/10, impulsion 0.1ms) ; Rouge : 80 mA. Pour fonctionnement en impulsion uniquement.
• Courant direct continu (I_F) :20 mA pour toutes les couleurs. C'est le courant de fonctionnement continu recommandé.
• Plage de température de fonctionnement (T_opr) :-20°C à +80°C.
• Plage de température de stockage (T_stg) :-30°C à +100°C.
• Condition de soudage infrarouge :Résiste à une température de crête de 260°C pendant 10 secondes, adapté aux procédés de refusion sans plomb.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Mesuré à I_F= 20 mA, Ta = 25°C, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (I_V) :
  • Bleu : 224 - 450 mcd (min - max).
  • Rouge : 400 - 750 mcd.
  • Vert : 1120 - 1900 mcd.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Typique 130 degrés. Ce large angle de vision est caractéristique des boîtiers à émission latérale.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :Valeurs typiques : Bleu : 468 nm, Rouge : 632 nm, Vert : 518 nm.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :
  • Bleu : 465 - 475 nm.
  • Rouge : 618 - 628 nm.
  • Vert : 520 - 530 nm.
• Demi-largeur spectrale (Δλ) :Valeurs typiques : Bleu : 25 nm, Rouge : 17 nm, Vert : 35 nm. Ceci indique la pureté spectrale de la lumière émise.
• Tension directe (V_F) :
  • Bleu/Vert : 2.55 - 3.30 V.
  • Rouge : 1.90 - 2.50 V.
• Courant inverse (I_R) :Maximum 10 μA à V_R= 5V. Note : Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre est uniquement pour les tests IR.

3. Explication du système de tri

Les LED sont triées en lots basés sur des paramètres électriques et optiques clés pour assurer la cohérence en production de masse. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des pièces répondant à des exigences spécifiques d'application pour l'uniformité de couleur et de luminosité.

3.1 Tri par tension directe (V_F)

À I_F= 20 mA. Tolérance sur chaque lot de ±0.1V.

• Bleu & Vert :Lot 1 : 2.55-3.05V ; Lot 2 : 3.05-3.30V.
• Rouge :Lot 1 : 1.90-2.20V ; Lot 2 : 2.20-2.50V.

3.2 Tri par intensité lumineuse (I_V)

À I_F= 20 mA. Tolérance sur chaque lot de ±15%.

• Bleu :S2 (224-280 mcd), T1 (280-355 mcd), T2 (355-450 mcd).
• Rouge :U1 (400-500 mcd), U2 (500-600 mcd), U3 (600-750 mcd).
• Vert :W1 (1120-1380 mcd), W2 (1380-1640 mcd), W3 (1640-1900 mcd).

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des données graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique, les relations typiques sont décrites ci-dessous, basées sur la physique standard des LED.

4.1 Caractéristique Courant vs Tension (I-V)

La tension directe (V_F) présente une relation logarithmique avec le courant direct (I_F). Elle augmente avec le courant mais dépend aussi de la température, diminuant généralement lorsque la température de jonction augmente.

4.2 Intensité lumineuse vs Courant (I_V-I_F)

L'intensité lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement normale. Cependant, l'efficacité peut chuter à des courants très élevés en raison d'effets thermiques accrus et du phénomène de "droop" dans le matériau semi-conducteur.

4.3 Dépendance à la température

La performance des LED est significativement affectée par la température de jonction (T_j). Typiquement, l'intensité lumineuse diminue lorsque T_jaugmente. La tension directe (V_F) pour les LED basées sur InGaN (Bleu/Vert) diminue généralement avec l'augmentation de la température, tandis que pour les LED basées sur AlInGaP (Rouge), la diminution est moins prononcée. Une dissipation thermique et une gestion du courant appropriées sont essentielles pour maintenir une sortie optique stable et une fiabilité à long terme.

4.4 Distribution spectrale

Le spectre de la lumière émise est caractérisé par la longueur d'onde de crête (λ_P) et la demi-largeur spectrale (Δλ). La longueur d'onde dominante (λ_d) est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain. Le spectre peut légèrement se déplacer avec les changements de courant de commande et de température de jonction.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le LTST-S33GBEGK-SN est logé dans un boîtier SOP (Small Outline Package) latéral. Les dimensions clés (en millimètres) sont les suivantes, avec une tolérance générale de ±0.1mm : Le corps du boîtier mesure environ 3.2mm de longueur, 1.6mm de largeur et a une hauteur de 0.6mm, ce qui en fait un composant extra-fin. L'affectation des broches est : Broche 1 : Cathode Vert, Broche 3 : Anode Rouge, Broche 4 : Anode Bleu (les fonctions spécifiques des broches doivent être vérifiées sur le diagramme du boîtier).

5.2 Configuration recommandée des pastilles PCB et polarité

Un motif de pastilles recommandé pour le PCB est fourni pour assurer une formation correcte des joints de soudure et une stabilité mécanique pendant la refusion. La conception prend en compte la formation du filet de soudure et la prévention du phénomène de "tombstoning". Un marquage de polarité clair sur la sérigraphie du PCB correspondant à l'indicateur de la broche 1 de la LED est essentiel pour éviter une installation incorrecte.

6. Guide de soudage et d'assemblage

6.1 Conditions de soudage par refusion IR (Procédé sans plomb)

Le composant est qualifié pour le soudage par refusion infrarouge sans plomb. Un profil suggéré comprend une phase de préchauffage, une zone de maintien, une zone de refusion avec une température de crête ne dépassant pas 260°C pendant une durée de 10 secondes, et une phase de refroidissement contrôlé. Le respect de ce profil est critique pour éviter les dommages thermiques au boîtier de la LED et aux fils de liaison internes.

6.2 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après le soudage, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. L'immersion de la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute est acceptable. L'utilisation de nettoyants chimiques non spécifiés ou agressifs peut endommager la lentille en époxy et le matériau du boîtier, entraînant une réduction du flux lumineux ou une défaillance prématurée.

6.3 Stockage et manipulation

• Précautions ESD :Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). La manipulation doit être effectuée en utilisant des bracelets de mise à la terre, des tapis anti-statiques et des conteneurs adaptés. Tout l'équipement doit être correctement mis à la terre.
• Sensibilité à l'humidité :Le boîtier est classé MSL 3. Lorsque le sac barrière d'humidité d'origine est scellé avec du dessiccant, le stockage doit être à ≤30°C et ≤90% HR, avec une durée de conservation d'un an. Une fois ouvert, les composants doivent être stockés à ≤30°C et ≤60% HR et doivent être refondus par IR dans la semaine. Pour un stockage au-delà d'une semaine hors du sac d'origine, un séchage à 60°C pendant au moins 20 heures est requis avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir le phénomène de "popcorning" pendant la refusion.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies sur bande porteuse gaufrée d'une largeur de 8mm. La bande est enroulée sur une bobine standard de 7 pouces (178mm) de diamètre. Chaque bobine contient 3000 pièces. Les alvéoles de la bande sont scellées avec une bande de couverture protectrice. L'emballage est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481. Pour des quantités inférieures à une bobine complète, une quantité minimale d'emballage de 500 pièces s'applique pour les restes.

8. Suggestions d'application

8.1 Considérations de conception

• Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance série limitant le courant ou un pilote à courant constant pour régler le I_Fau niveau souhaité (typiquement 20mA max DC). La valeur de la résistance est calculée comme R = (Tension d'alimentation - V_F) / I_F.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurez une surface de cuivre PCB ou des vias thermiques adéquats, en particulier pour la LED Rouge qui a une puissance dissipée nominale inférieure, pour évacuer la chaleur de la jonction de la LED et maintenir les performances et la longévité.
• Conception optique :La nature à émission latérale de ce boîtier est idéale pour l'éclairage latéral de guides de lumière, l'illumination de symboles depuis le côté, ou la fourniture d'indication d'état sur le bord d'un PCB. Prenez en compte l'angle de vision de 130 degrés lors de la conception de guides de lumière ou de lentilles.

8.2 Circuits d'application typiques

Pour une utilisation simple comme indicateur, chaque canal de couleur (Rouge, Vert, Bleu) peut être commandé indépendamment via une broche GPIO d'un microcontrôleur à travers une résistance limitant le courant appropriée. Pour la génération de lumière multicolore ou blanche (en mélangeant RVB), une commande PWM (Modulation de Largeur d'Impulsion) plus sophistiquée est recommandée pour réaliser le mélange de couleurs et l'atténuation sans décalage de chromaticité.

9. Comparaison et différenciation technique

Les principaux facteurs de différenciation de ce composant sont sonprofil ultra-fin de 0.6mmet sonémission latérale. Comparé aux LED à émission par le dessus, ce boîtier permet des conceptions industrielles innovantes où l'espace vertical est extrêmement limité, comme dans les appareils mobiles ultra-fins, la technologie portable ou derrière les panneaux. L'intégration de trois puces haute luminosité distinctes (InGaN Bleu/Vert, AlInGaP Rouge) dans un seul boîtier compact à émission latérale offre une solution tricolore dans un facteur de forme typiquement réservé aux LED latérales monochromes.

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

10.1 Puis-je alimenter la LED au-dessus de 20mA pour plus de luminosité ?

Il n'est pas recommandé de fonctionner en continu au-dessus du courant direct continu maximal absolu de 20mA car cela dépassera la puissance dissipée nominale, conduisant à une température de jonction excessive, une dépréciation accélérée du flux lumineux et une défaillance potentiellement catastrophique. Pour une luminosité plus élevée, sélectionnez une LED d'un lot d'intensité lumineuse supérieur ou envisagez un fonctionnement en impulsion dans les limites des courants de crête.

10.2 Pourquoi la tension directe est-elle différente pour chaque couleur ?

La tension directe est une propriété fondamentale liée à la largeur de bande interdite du matériau semi-conducteur. Les LED Bleues et Vertes utilisent des matériaux InGaN avec une largeur de bande interdite plus large, résultant en un V_Fplus élevé (typiquement ~3.0V). Les LED Rouges utilisent du matériau AlInGaP avec une largeur de bande interdite plus étroite, résultant en un V_Fplus bas (typiquement ~2.0V). Ceci doit être pris en compte dans la conception du circuit, en particulier lors de l'alimentation de plusieurs couleurs à partir de la même tension d'alimentation.

10.3 Comment interpréter les codes de tri ?

Les codes de lot (par exemple, T1 pour l'intensité Bleue, U2 pour l'intensité Rouge, Lot 1 pour la tension) sont utilisés lors de la fabrication pour trier les LED en fonction de leurs performances mesurées. Pour les applications nécessitant une cohérence de couleur ou de luminosité (par exemple, réseaux multi-LED, rétroéclairage), spécifier et utiliser des LED du même code de lot est critique. Consultez les tableaux de codes de lot dans les sections 3.1 et 3.2 pour sélectionner la plage de performance appropriée à votre conception.

11. Exemple pratique d'utilisation

Scénario : Indicateur d'état sur une carte mère d'appareil grand public fin.Un concepteur développe une montre connectée avec une contrainte d'épaisseur de carte mère de 1.0mm. Un indicateur d'état multicolore (par exemple, charge=Rouge, chargé=Vert, Bluetooth connecté=Bleu) est requis sur le bord de la carte. Le LTST-S33GBEGK-SN est un choix idéal. Sa hauteur de 0.6mm s'inscrit dans l'enveloppe mécanique. L'émission latérale permet à la lumière d'être directement couplée dans un petit guide de lumière qui va jusqu'au cadran de l'appareil, illuminant une petite fenêtre. Le concepteur placera trois circuits de commande indépendants (broche microcontrôleur + résistance) pour chaque canal de couleur sur le PCB, en suivant la configuration recommandée des pastilles. Il spécifiera des LED des mêmes lots V_Fet I_Vpour assurer une luminosité et une apparence de couleur uniformes sur toutes les unités en production.

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 travers la jonction p-n, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. L'énergie libérée lors de cette recombination est émise sous forme de photons (lumière). La couleur (longueur d'onde) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur utilisé dans la région active. Le LTST-S33GBEGK-SN intègre trois de ces jonctions p-n fabriquées à partir de matériaux semi-conducteurs différents (InGaN pour bleu/vert, AlInGaP pour rouge) dans un seul boîtier moulé en époxy, chacune avec des connexions électriques séparées.

13. Tendances technologiques

Le développement des LED SMD continue de se concentrer sur plusieurs domaines clés :Augmentation de l'Efficacité (lm/W) :Les améliorations continues dans la croissance épitaxiale et la conception des puces produisent plus de lumière par unité de puissance électrique d'entrée.Miniaturisation :Les boîtiers deviennent plus petits et plus fins pour permettre une intégration plus dense et de nouveaux facteurs de forme dans l'électronique grand public.Amélioration de la Rendu des Couleurs et de la Cohérence :Les progrès dans la technologie des phosphores (pour les LED blanches) et des processus de tri plus stricts permettent une production de couleur plus précise et uniforme.Fiabilité et Durée de Vie Accrues :Les matériaux de boîtier améliorés et les conceptions de gestion thermique prolongent les durées de vie opérationnelles, rendant les LED adaptées à des applications plus exigeantes. Le boîtier latéral multi-puces représenté par cette fiche technique répond à la demande de solutions d'éclairage compactes et intégrées dans les appareils à espace restreint.