Fiche technique LED SMD LTST-N682TWQEET - Dimensions du boîtier - Blanc/Rouge - 30mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques d'une diode électroluminescente (LED) pour montage en surface (SMD). Le composant est conçu pour les processus d'assemblage automatisé sur carte de circuit imprimé (PCB), le rendant adapté à la production en grande série. Sa taille miniature répond aux applications à espace limité, courantes dans les appareils électroniques portables et compacts modernes.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les principaux avantages de cette LED incluent sa conformité aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), sa compatibilité avec les processus de soudage par refusion infrarouge (IR), et son conditionnement sur bande standard de 8 mm et bobines de 7 pouces pour les équipements de placement automatique. Elle est conçue pour être compatible avec les circuits intégrés (CI). Les applications cibles couvrent un large éventail d'électronique grand public et industrielle, y compris, sans s'y limiter, les équipements de télécommunication (ex. : téléphones sans fil et cellulaires), les appareils de bureautique (ex. : ordinateurs portables), les systèmes réseau, les appareils électroménagers et la signalétique intérieure. Ses fonctions principales sont l'indication d'état, l'éclairage de signaux et symboles, et le rétroéclairage de panneaux avant.

2. Dimensions du boîtier et assignation des broches

La LED présente un boîtier SMD spécifique. La couleur de la lentille est jaune. Le dispositif contient deux puces LED distinctes dans le même boîtier : une émettant une lumière blanche et l'autre une lumière rouge. L'assignation des broches est la suivante : les broches 1 et 2 sont assignées à la LED rouge, et les broches 3 et 4 à la LED blanche. Toutes les tolérances dimensionnelles sont typiquement de ±0,2 mm, sauf indication contraire dans les dessins mécaniques détaillés.

3. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

3.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Elles sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Dissipation de puissance :102 mW pour la LED blanche ; 78 mW pour la LED rouge. C'est la puissance maximale que le dispositif peut dissiper.
• Courant direct de crête :100 mA pour le blanc, 80 mA pour le rouge. C'est le courant pulsé maximal autorisé (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms).
• Courant direct continu :30 mA pour les deux couleurs. C'est le courant direct continu maximal.
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +85°C.
• Plage de température de stockage :-40°C à +100°C.

3.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à Ta=25°C et un courant direct (IF) de 20mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (Iv) :Blanc : 1500-3000 mcd (min-max). Rouge : 650-1300 mcd (min-max). Mesurée avec un filtre approximant la réponse photopique de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ½) :Typiquement 120 degrés. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur axiale.
• Longueur d'onde dominante (λd) :Pour la LED rouge : 617-626 nm (min-max). Ce paramètre définit la couleur perçue.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λP) :Pour la LED rouge : typiquement 624 nm.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :Typiquement 30 nm pour le blanc, 20 nm pour le rouge. Cela indique la pureté spectrale.
• Tension directe (VF) :Blanc : 2,6-3,4 V. Rouge : 1,7-2,6 V. La tolérance est de ±0,1V.
• Courant inverse (IR) :Maximum 10 µA à une tension inverse (VR) de 5V. Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse.

4. Explication du système de tri (Binning)

Les LED sont triées en catégories (bins) basées sur des paramètres de performance clés pour assurer l'homogénéité des séries de production.

4.1 Catégorie d'intensité lumineuse (Iv)

Pour la LED blanche, les catégories sont définies comme W1 (1500-2120 mcd) et W2 (2120-3000 mcd). Pour la LED rouge, les catégories sont R1 (650-920 mcd) et R2 (920-1300 mcd). La tolérance au sein de chaque catégorie d'intensité est de ±11%.

4.2 Catégorie de chromaticité CIE

Les coordonnées de couleur de la LED blanche (x, y sur le diagramme de chromaticité CIE 1931) sont triées en plusieurs catégories (ex. : A1, A2, A3, B1, B2, B3), chacune définie par une zone quadrilatère sur le diagramme. La tolérance pour les coordonnées de chromaticité au sein de chaque catégorie est de ±0,01. Cela garantit une uniformité de couleur pour les applications où une correspondance précise du point blanc est critique.

5. Analyse des courbes de performance

La fiche technique inclut des courbes caractéristiques typiques essentielles pour la conception de circuits. Ces courbes représentent graphiquement la relation entre divers paramètres, offrant un aperçu au-delà des valeurs typiques tabulées. Les concepteurs doivent consulter ces courbes pour comprendre le comportement dans des conditions non standard (ex. : différents courants directs ou températures ambiantes). Les courbes clés incluent typiquement la relation entre le courant direct et l'intensité lumineuse, le courant direct et la tension directe, et l'effet de la température ambiante sur l'intensité lumineuse. L'analyse de ces courbes aide à sélectionner les résistances de limitation de courant appropriées et à prédire la performance dans l'environnement de fonctionnement cible.

6. Informations mécaniques et de conditionnement

6.1 Patte de soudure PCB recommandée

Un dessin de pastille de soudure (land pattern) est fourni pour assurer un soudage correct et une stabilité mécanique. Respecter cette empreinte recommandée est crucial pour obtenir des joints de soudure fiables et gérer la dissipation thermique pendant le processus de refusion.

6.2 Dimensions du conditionnement en bande et bobine

Les composants sont fournis sur bande porteuse gaufrée de 8 mm de large enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Les dimensions détaillées de la poche de la bande, du moyeu de la bobine et de la bobine complète sont spécifiées. Les quantités standard par bobine sont de 2000 pièces, avec une quantité minimale d'emballage de 500 pièces pour les restes. Le conditionnement est conforme aux spécifications EIA-481-1-B.

7. Directives de soudage et d'assemblage

7.1 Profil de soudage par refusion IR

Un profil de refusion infrarouge (IR) suggéré est fourni pour les processus de soudage sans plomb, aligné sur la norme J-STD-020B. Les paramètres clés incluent une température de préchauffage de 150-200°C, une température de crête maximale de 260°C, et un temps au-dessus du liquidus ne dépassant pas les limites spécifiées. Il est essentiel de noter que le profil optimal dépend de la conception spécifique du PCB, de la pâte à souder et des caractéristiques du four ; par conséquent, une caractérisation au niveau de la carte est recommandée.

7.2 Conditions de stockage

Pour les sachets scellés étanches à l'humidité contenant un dessiccant, les LED doivent être stockées à ≤ 30°C et ≤ 70% d'Humidité Relative (HR) et utilisées dans l'année. Une fois l'emballage d'origine ouvert, l'environnement de stockage ne doit pas dépasser 30°C et 60% HR. Les composants exposés au-delà de 168 heures doivent être séchés (baked) à environ 60°C pendant au moins 48 heures avant soudage pour prévenir l'effet "pop-corn" ou le délaminage pendant la refusion.

7.3 Nettoyage

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

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED bi-couleur est idéale pour les applications nécessitant une indication multi-états à partir d'une seule empreinte de composant. Exemples : état d'alimentation/charge (rouge pour charge, blanc pour pleine), indicateurs d'activité réseau, ou retour d'information de sélection de mode dans l'électronique grand public et les panneaux de contrôle industriel.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Toujours utiliser une résistance en série pour limiter le courant direct à la valeur continue recommandée (30 mA max) ou inférieure pour garantir la longévité et contrôler la luminosité.
• Gestion thermique :S'assurer que la conception du PCB prévoit un dégagement thermique adéquat, surtout si le fonctionnement est proche des valeurs maximales, pour éviter la surchauffe et une dépréciation accélérée du flux lumineux.
• Protection ESD :Bien que non explicitement indiqué, manipuler les LED SMD avec les précautions ESD appropriées est une pratique standard de l'industrie.
• Conception optique :Prendre en compte l'angle de vision de 120 degrés lors de la conception de guides de lumière, lentilles ou diffuseurs pour obtenir le motif d'éclairage souhaité.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux LED SMD mono-couleur, ce dispositif à deux puces offre un gain de place sur le PCB en combinant deux fonctions d'indicateur dans un seul boîtier. Les puces blanche et rouge séparées permettent un contrôle indépendant. Les catégories d'intensité lumineuse et de couleur CIE spécifiées fournissent un niveau de cohérence de performance important pour les applications nécessitant une apparence uniforme sur plusieurs unités. La compatibilité avec les processus de refusion IR standard la différencie des LED pouvant nécessiter un soudage manuel ou à la vague.

10. Questions fréquemment posées basées sur les paramètres techniques

Q : Puis-je alimenter les LED blanche et rouge simultanément à leur courant continu maximum ?

R : Non. Les Valeurs Maximales Absolues pour la dissipation de puissance (102mW blanc, 78mW rouge) et les considérations thermiques doivent être respectées. Un fonctionnement simultané à 30mA chacune dépasserait probablement la capacité thermique du boîtier, sauf si un dissipateur thermique exceptionnel est prévu. Une déclassement (derating) est conseillé.

Q : Quelle est la différence entre la Longueur d'onde Dominante et la Longueur d'onde de Crête ?

R : La Longueur d'onde de Crête (λP) est la longueur d'onde au point le plus haut du spectre d'émission de la LED. La Longueur d'onde Dominante (λd) est dérivée des coordonnées de couleur et représente la longueur d'onde unique d'une lumière monochromatique qui correspondrait à la couleur perçue de la LED. λd est plus pertinente pour la spécification de couleur.

Q : Pourquoi la condition de stockage après ouverture du sachet est-elle si stricte (168 heures) ?

R : Les boîtiers SMD peuvent absorber l'humidité de l'atmosphère. Pendant le processus de soudage par refusion à haute température, cette humidité piégée peut s'évaporer rapidement, créant une pression interne qui peut fissurer le boîtier ou délaminer les liaisons internes (effet "pop-corn"). La durée de vie en atmosphère libre de 168 heures et la procédure de séchage atténuent ce risque.

11. Cas d'utilisation pratique

Scénario : Conception d'un indicateur d'état pour un appareil portable

Un concepteur crée une enceinte Bluetooth compacte. Une seule LED LTST-N682TWQEET est placée sur le panneau avant. Le microcontrôleur pilote la LED rouge (broches 1-2) pour indiquer "alimentation allumée/en charge" et la LED blanche (broches 3-4) pour indiquer "mode d'appairage Bluetooth/pleinement chargée". En utilisant une valeur de résistance de limitation de courant commune calculée pour ~20mA (ex. : basée sur VF=3,0V pour le blanc et une alimentation 5V), les deux LED atteignent une bonne luminosité. L'angle de vision de 120 degrés assure que l'état est visible depuis un large éventail d'angles. Le composant est placé en utilisant l'assemblage automatisé à partir de la bande et de la bobine.

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, appelé électroluminescence, se produit lorsque les électrons se recombinent avec les trous d'électrons au sein du dispositif, libérant de l'énergie sous forme de photons. La couleur de la lumière émise est déterminée par la largeur de bande interdite du matériau semi-conducteur. La LED blanche dans ce boîtier utilise probablement une puce LED bleue ou ultraviolette recouverte d'un matériau phosphor qui convertit une partie de la lumière émise en longueurs d'onde plus longues, résultant en un spectre large perçu comme blanc. La LED rouge utilise un matériau semi-conducteur AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium), efficace pour produire de la lumière rouge, orange et jaune.

13. Tendances de développement

La tendance générale des LED SMD pour les applications d'indication continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), permettant la même luminosité à des courants plus faibles, ce qui réduit la consommation d'énergie et la charge thermique. Les tailles de boîtier se miniaturisent également davantage. L'accent est de plus en plus mis sur un tri (binning) plus serré de la couleur et de l'intensité pour répondre aux exigences des applications nécessitant une grande cohérence visuelle, comme les murs vidéo et les intérieurs automobiles. De plus, l'intégration d'électronique de contrôle (ex. : pilotes à courant constant) au sein du boîtier LED devient plus courante pour une conception simplifiée et une stabilité de performance améliorée.