Fiche technique LED CMS LTST-E142KRKFKT - Bicolore Rouge/Orange - 30mA - 75mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED (Diode Électroluminescente) bicolore à montage en surface, conçue pour l'assemblage automatisé sur cartes de circuits imprimés (CI). Le composant est conçu pour les applications à espace restreint et offre une émission combinée de lumière rouge et orange dans un seul boîtier. Sa taille miniature et sa compatibilité avec les processus d'assemblage standards le rendent adapté à l'intégration dans une large gamme d'équipements électroniques modernes.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les avantages principaux de ce composant incluent sa conformité aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), son conditionnement en bande porteuse gaufrée de 8 mm sur bobines de 7 pouces pour machines de placement automatique, et sa pleine compatibilité avec les processus de soudage par refusion infrarouge (IR). Il est préconditionné selon les standards de sensibilité à l'humidité JEDEC Niveau 3, garantissant une fiabilité lors de l'assemblage.

Les applications cibles couvrent plusieurs secteurs, notamment les télécommunications (ex. : indicateurs d'état dans routeurs, modems), l'automatisation de bureau (ex. : rétroéclairage pour panneaux de contrôle sur imprimantes, scanners), l'électroménager et divers équipements industriels. Il est couramment utilisé pour l'indication d'état, l'éclairage symbolique et le rétroéclairage de façade où un retour visuel clair et fiable est requis.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

Cette section fournit une analyse objective détaillée des principales caractéristiques de performance du dispositif, telles que définies par ses valeurs maximales absolues et ses paramètres de fonctionnement typiques.

2.1 Valeurs maximales absolues et caractéristiques thermiques

Le composant est spécifié pour un courant direct continu (DC) maximal de 30mA pour les deux puces, rouge et orange. En conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0.1ms), il peut supporter un courant direct de crête de 80mA. La dissipation de puissance maximale est de 75mW. La plage de température de fonctionnement et de stockage est spécifiée de -40°C à +100°C, indiquant une aptitude aux environnements sévères.

La gestion thermique est cruciale pour la longévité de la LED. La résistance thermique typique de la jonction à l'ambiant (Rθja) est de 155°C/W pour les deux couleurs. Avec une température de jonction maximale (Tj) de 115°C, cette valeur de résistance thermique dicte la dissipation de puissance maximale admissible dans des conditions ambiantes données pour éviter la surchauffe et une défaillance prématurée.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Les performances électriques et optiques sont mesurées dans des conditions de test standard : courant direct de 20mA et température ambiante de 25°C.

• Intensité lumineuse (Iv) :Pour la LED rouge, l'intensité lumineuse varie d'un minimum de 90 mcd à un maximum de 280 mcd. La LED orange offre une sortie plus élevée, allant de 140 mcd à 450 mcd. L'angle de vision typique (2θ1/2), où l'intensité est la moitié de la valeur axiale, est de 120 degrés pour les deux, fournissant un faisceau large.
• Caractéristiques spectrales :La LED rouge a une longueur d'onde d'émission de crête typique (λp) de 639 nm et une plage de longueur d'onde dominante (λd) de 623-638 nm. La LED orange a une λp de 609 nm et une plage λd de 598-610 nm. La demi-largeur de raie spectrale (Δλ) est typiquement de 15 nm pour les deux, définissant la pureté de la couleur.
• Paramètres électriques :La tension directe (Vf) pour les deux couleurs varie de 1.7V (min) à 2.5V (max) à 20mA. Le courant inverse maximal (Ir) est de 10 μA à une tension inverse (Vr) de 5V. Il est crucial de noter que le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre est uniquement une référence pour les tests infrarouges.

3. Explication du système de binning

Pour garantir la cohérence de couleur et de luminosité en production, les LED sont triées en "bins" basés sur des paramètres clés.

3.1 Binning de l'intensité lumineuse (Iv)

La sortie lumineuse est catégorisée en bins spécifiques avec des valeurs minimales et maximales définies. Chaque bin a une tolérance de ±11%.

• Bins LED Rouge :Les codes incluent Q2 (90.0-112.0 mcd), R1 (112.0-140.0 mcd), R2 (140.0-180.0 mcd), S1 (180.0-224.0 mcd), et S2 (224.0-280.0 mcd).
• Bins LED Orange :Les codes incluent T2 (140-180 mcd), U1 (180-224 mcd), U2 (224-280 mcd), V1 (280-355 mcd), et V2 (355-450 mcd).

3.2 Binning de la longueur d'onde dominante (Wd)

Spécifiquement pour la LED orange, les bins de longueur d'onde dominante assurent un contrôle précis de la couleur. Les bins sont F1 (598-602 nm), F2 (602-606 nm), et F3 (606-610 nm), chacun avec une tolérance serrée de ±1 nm. Ce binning précis est essentiel pour les applications nécessitant des points de couleur spécifiques, comme les signaux de circulation ou un rétroéclairage de panneau uniforme.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que le PDF fasse référence à des courbes de performance typiques, leurs données graphiques spécifiques ne sont pas fournies dans le texte. Basé sur le comportement standard d'une LED, ces courbes illustreraient typiquement la relation entre le courant direct et l'intensité lumineuse (courbe I-V), l'effet de la température ambiante sur la sortie lumineuse, et la distribution spectrale de puissance. Les concepteurs utilisent ces courbes pour comprendre la performance dans des conditions non standard (ex. : courants d'attaque ou températures différents) et pour optimiser la conception du circuit pour la luminosité et l'efficacité désirées.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et assignation des broches

Le dispositif est conforme à un contour de boîtier standard EIA. Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance générale de ±0.2 mm sauf indication contraire. Le composant présente une lentille diffusante. L'assignation des broches est spécifique : les broches 2 et 3 sont assignées à la puce LED rouge, tandis que les broches 1 et 4 sont assignées à la puce LED orange. L'identification correcte de la polarité lors de la conception du CI et de l'assemblage est critique pour un fonctionnement correct.

5.2 Patte de soudure recommandée sur CI

Un motif de pastille (empreinte) recommandé pour le CI est fourni pour assurer une soudure fiable et un alignement mécanique correct. Respecter ce motif recommandé aide à obtenir de bons cordons de soudure, un dégagement thermique adéquat et prévient le phénomène de "tombstoning" ou le mauvais alignement pendant la refusion.

6. Guide de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion IR

Le dispositif est compatible avec les processus de soudage sans plomb (Pb-free). Un profil de refusion IR suggéré est référencé, conforme à la norme J-STD-020B. Les paramètres clés incluent une température de pic maximale de 260°C et une phase de préchauffage jusqu'à 200°C pour un maximum de 120 secondes. Le profil est conçu pour minimiser la contrainte thermique sur le boîtier de la LED tout en assurant une soudure fiable.

6.2 Stockage et manipulation

Un stockage approprié est essentiel pour maintenir la soudabilité. Lorsque le sac anti-humidité est scellé, les LED doivent être stockées à ≤30°C et ≤70% HR, avec une durée de conservation recommandée d'un an. Une fois le sac ouvert, l'environnement de stockage ne doit pas dépasser 30°C et 60% HR. Les composants exposés au-delà de 168 heures (Niveau 3) doivent être cuits à environ 60°C pendant au moins 48 heures avant soudage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage après soudage est nécessaire, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. Il est recommandé d'immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température normale pendant moins d'une minute. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager le boîtier ou la lentille de la LED.

7. Conditionnement et informations de commande

Le conditionnement standard est une bande porteuse gaufrée de 8 mm de large enroulée sur des bobines de diamètre 7 pouces (178mm). Chaque bobine contient 4000 pièces. Pour des quantités inférieures à une bobine complète, une quantité d'emballage minimale de 500 pièces est disponible. Le conditionnement suit les spécifications ANSI/EIA 481. La bande est scellée avec une bande de couverture pour protéger les composants, et le nombre maximal de composants manquants consécutifs ("lampes manquantes") dans une bobine est de deux.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED bicolore est idéale pour les applications nécessitant une indication à plusieurs états. Par exemple, dans un commutateur réseau, la LED rouge pourrait indiquer un défaut ou un état d'erreur, tandis que la LED orange pourrait indiquer une activité ou un état d'avertissement. Dans l'électronique grand public, elle peut être utilisée pour le rétroéclairage bicolore de boutons ou pour créer des symboles d'état ambre/rouge. Son large angle de vision la rend adaptée aux indicateurs qui doivent être visibles sous différents angles.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance de limitation de courant en série (ou un pilote à courant constant) pour chaque couleur de LED. La valeur de la résistance doit être calculée sur la base de la tension d'alimentation, de la tension directe de la LED (utilisez Vf max pour une conception conservatrice) et du courant de fonctionnement désiré (≤30mA DC).
• Gestion thermique :Prenez en compte la dissipation de puissance (P = Vf * If) et la résistance thermique. Dans des ambiances à haute température ou lors d'un fonctionnement à fort courant, assurez-vous qu'une surface de cuivre suffisante sur le CI ou d'autres méthodes de dissipation thermique sont utilisées pour maintenir la température de jonction en dessous de 115°C.
• Protection ESD :Bien que non explicitement indiqué, il est toujours recommandé de manipuler les LED avec les précautions ESD (Décharge Électrostatique) appropriées pendant l'assemblage.

9. Comparaison et différenciation technique

Le principal facteur de différenciation de ce composant est sa capacité bicolore dans un seul boîtier CMS compact. Comparé à l'utilisation de deux LED monochromes séparées, cela économise de l'espace sur le CI, réduit le nombre de composants et simplifie l'assemblage. Le large angle de vision de 120 degrés est un autre avantage par rapport aux LED à faisceau étroit pour l'indication sur panneau. Le binning précis à la fois pour l'intensité et la longueur d'onde offre aux concepteurs une performance prévisible et une cohérence de couleur en production de volume.

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

Q : Puis-je alimenter les LED rouge et orange simultanément à 20mA chacune ?

R : Non. La dissipation de puissance maximale absolue est de 75mW. Si les deux LED sont allumées avec Vf=2.5V et If=20mA, la puissance totale serait de 100mW (2.5V*20mA*2), dépassant la spécification. Un fonctionnement simultané nécessite de déclasser le courant pour chaque LED ou de s'assurer qu'une seule est allumée à la fois.

Q : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?

R : La longueur d'onde de crête (λp) est la longueur d'onde à laquelle la puissance optique émise est maximale. La longueur d'onde dominante (λd) est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui correspond à la couleur de la lumière. La λd est plus pertinente pour la spécification de couleur dans les applications visuelles.

Q : Le courant inverse est de 10μA à 5V. Puis-je utiliser cette LED dans un circuit AC ?

R : Non. La fiche technique indique explicitement que le dispositif n'est pas conçu pour un fonctionnement en inverse. Appliquer une tension inverse, surtout dans un circuit AC, peut endommager la LED. Un circuit externe (comme un redresseur) doit être utilisé pour protéger la LED si elle est utilisée avec du courant alternatif.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Indicateur double état pour une alimentation électrique

Un concepteur crée un CI pour une alimentation de bureau. Il a besoin d'un indicateur pour montrer quand l'alimentation AC est présente (veille) et d'un autre pour montrer quand la sortie DC est active. L'utilisation de cette LED bicolore simplifie la conception : la LED orange (broches 1 & 4) est connectée au rail de tension de veille via une résistance de limitation de courant. La LED rouge (broches 2 & 3) est connectée au rail de sortie DC principal via une autre résistance. L'empreinte sur le CI ne nécessite qu'un seul emplacement de composant. Le large angle de vision assure que l'état est visible depuis l'avant du châssis. Le concepteur sélectionne les bins R2 pour le rouge et U1 pour l'orange pour garantir une luminosité suffisante. Il suit le profil de refusion recommandé et les directives de stockage pendant l'assemblage pour assurer la fiabilité.

12. Introduction au principe

Les Diodes Électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière lorsqu'un courant électrique les traverse. Ce phénomène est appelé électroluminescence. Dans ce dispositif spécifique, la lumière rouge est produite par un matériau semi-conducteur à base de Phosphure d'Aluminium Indium Gallium (AlInGaP), efficace pour produire des longueurs d'onde rouges et oranges. La lentille diffusante sur la puce disperse la lumière, créant le large angle de vision de 120 degrés au lieu d'un faisceau étroit. La fonction bicolore est obtenue en logeant deux puces semi-conductrices séparées (une rouge, une orange) dans le même boîtier, avec des connexions électriques indépendantes (anodes et cathodes) pour chacune.

13. Tendances d'évolution

La tendance générale de la technologie LED CMS continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), permettant une sortie plus lumineuse à des courants plus faibles et une consommation d'énergie réduite. Il y a également une poussée vers une miniaturisation accrue tout en maintenant ou en améliorant les performances optiques. La cohérence des couleurs et des tolérances de binning plus serrées deviennent la norme à mesure que l'inspection optique automatisée dans la fabrication s'améliore. De plus, l'intégration de l'électronique de contrôle (comme des pilotes à courant constant ou des contrôleurs PWM) directement dans le boîtier de la LED est une tendance émergente, simplifiant la conception du circuit pour l'utilisateur final. Les principes de conformité RoHS et de compatibilité avec les processus de refusion sans plomb et à haute température sont désormais des exigences fondamentales dans l'industrie.