Fiche technique de la LED CMS LTST-N683GBEW - Multicolore (Rouge/Vert/Bleu) - Courant direct 20mA/30mA - Puissance dissipée 80mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes de la LTST-N683GBEW, une LED à montage en surface (CMS). Ce composant est conçu pour l'assemblage automatisé sur circuit imprimé (PCB) et convient aux applications où l'espace est limité. Il s'agit d'un boîtier LED multicolore contenant des puces LED individuelles Rouge, Verte et Bleue dans un seul logement, permettant une indication de couleur polyvalente ou des applications de mélange de couleurs potentielles.

1.1 Caractéristiques

• Conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses).
• Conditionnée en bande de 8 mm sur bobines de 7 pouces de diamètre pour les machines de placement automatique.
• Empreinte de boîtier standard EIA (Electronic Industries Alliance).
• Niveaux logiques compatibles CI (Circuit Intégré).
• Entièrement compatible avec l'équipement de placement automatique standard utilisé en production de grande série.
• Conçue pour résister aux processus de soudage par refusion infrarouge (IR) courants sur les lignes d'assemblage SMT (Technologie de Montage en Surface).
• Préconditionnée pour accélérer jusqu'au Niveau de Sensibilité à l'Humidité 3 de JEDEC, indiquant une durée de vie en salle de 168 heures à ≤30°C/60% HR après ouverture de l'emballage sec.

1.2 Applications

La LTST-N683GBEW est conçue pour une large gamme d'équipements électroniques nécessitant une indication d'état multicolore fiable dans un format compact. Les secteurs d'application typiques incluent :

• Télécommunications :Indicateurs d'état dans les téléphones sans fil, téléphones cellulaires, routeurs et commutateurs réseau.
• Automatisation de bureau :Rétroéclairage de touches ou voyants d'état sur imprimantes, scanners et périphériques multifonctions.
• La fiche technique inclut un profil de refusion IR suggéré conforme à la norme J-STD-020B pour les processus de soudure sans plomb. Ce profil définit généralement les paramètres clés :Indicateurs d'alimentation, de mode ou de fonction dans les équipements audio/vidéo, les appareils de cuisine et les dispositifs domotiques.
• Équipement industriel :Voyants de panneaux pour machines, systèmes de contrôle et équipements de test.
• Signalétique & Affichage intérieur :Affichages d'information basse résolution, éclairage décoratif et rétroéclairage pour enseignes.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

Cette section fournit une analyse objective détaillée des principaux paramètres de performance de la LED tels que définis dans la fiche technique.

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 et doit être évité dans la conception du circuit.

• Puissance dissipée (Pd) :80 mW pour les puces Bleue et Verte ; 72 mW pour la puce Rouge. Ce paramètre est crucial pour la gestion thermique et influence directement le courant direct maximal admissible en régime continu.
• Courant direct de crête (I_F(CRÊTE)) :100 mA pour Bleu/Vert, 80 mA pour Rouge, avec un cycle de service de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms. Cette valeur est uniquement pour un fonctionnement en impulsions et est nettement supérieure à la valeur en régime continu.
• Courant direct continu (I_F) :Le courant de fonctionnement continu recommandé est de 20 mA pour les LED Bleue et Verte, et de 30 mA pour la LED Rouge. Dépasser cette valeur augmente la température de jonction et accélère la dépréciation du flux lumineux.
• Température de fonctionnement & de stockage :Le composant est conçu pour une température ambiante (T_a) comprise entre -40°C et +85°C. La plage de température de stockage est plus large, de -40°C à +100°C.

2.2 Caractéristiques électriques & optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à une température ambiante de 25°C et un courant direct de 20mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (I_V) :Mesurée en millicandelas (mcd). La LED Verte est la plus brillante (710-1400 mcd min-max), suivie de la Rouge (355-710 mcd), puis de la Bleue (180-355 mcd). L'intensité est mesurée avec un filtre approximant la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ_1/2) :L'angle de vision total typique est de 120 degrés. C'est l'angle auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur axiale. Un angle de 120 degrés indique un modèle d'émission large et diffus, adapté aux indicateurs d'état.
• Paramètres de longueur d'onde :
  • Longueur d'onde de crête (λ_P) :La longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est maximale. Les valeurs typiques sont 468 nm (Bleu), 518 nm (Vert) et 632 nm (Rouge).
  • Longueur d'onde dominante (λ_d) :La longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur. Les plages typiques sont 465-475 nm (Bleu), 520-530 nm (Vert) et 617-630 nm (Rouge).
  • Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :La largeur de bande de la lumière émise à la moitié de son intensité de crête. Les valeurs typiques sont 25 nm (Bleu), 35 nm (Vert) et 20 nm (Rouge), indiquant une émission relativement à bande étroite pour chaque couleur.
• Tension directe (V_F) :La chute de tension aux bornes de la LED au courant spécifié. Les plages sont de 2,8-3,8V pour Bleu/Vert et de 1,8-2,6V pour Rouge. La V_Fplus basse pour le Rouge est caractéristique des matériaux AlInGaP comparé à l'InGaN utilisé pour Bleu/Vert.
• Courant inverse (I_R) :Courant de fuite maximal de 10 μA lorsqu'une tension inverse (V_R) de 5V est appliquée.Note importante :La fiche technique indique explicitement que le composant n'est pas conçu pour un fonctionnement en inverse ; ce test est uniquement pour la qualification IR (Infrarouge).

3. Explication du système de classement

Pour assurer la cohérence de couleur et de luminosité en production, les LED sont triées en "classes" basées sur des paramètres mesurés. La LTST-N683GBEW utilise un système de classement bidimensionnel pour l'Intensité Lumineuse et la Longueur d'Onde Dominante.

3.1 Classement par Intensité Lumineuse (I_V)

Chaque couleur a des classes d'intensité spécifiques avec une tolérance de 11% sur chaque classe.

• Bleu :Classes S1 (180-224 mcd), S2 (224-280 mcd), T1 (280-355 mcd).
• Vert :Classes V1 (710-900 mcd), V2 (900-1120 mcd), W1 (1120-1400 mcd).
• Rouge :Classes T2 (355-450 mcd), U1 (450-560 mcd), U2 (560-710 mcd).

3.2 Classement par Longueur d'Onde Dominante (λ_d)

Chaque couleur a des classes de longueur d'onde spécifiques avec une tolérance de +/- 1nm.

• Bleu :Classes AC1 (465,0-467,5 nm), AC2 (467,5-470,0 nm), AD1 (470,0-472,5 nm), AD2 (472,5-475,0 nm).
• Vert :Classes AP1 (520,0-522,5 nm), AP2 (522,5-525,0 nm), AQ1 (525,0-527,5 nm), AQ2 (527,5-530,0 nm).
• Rouge :La longueur d'onde dominante de la LED Rouge est spécifiée comme une plage unique (617-630 nm) sans sous-classes dans le tableau des longueurs d'onde.

3.3 Code de classe combiné sur l'étiquette

La fiche technique fournit un tableau de correspondance qui combine les classes d'intensité et (pour Bleu/Vert) de longueur d'onde en un seul "Code de classe sur l'étiquette" alphanumérique. Ce code, imprimé sur la bobine ou l'emballage du produit, permet aux fabricants de sélectionner des LED aux caractéristiques de performance étroitement assorties pour leur application. Par exemple, le code "C4" correspond à une LED Bleue de la classe d'intensité T1, une LED Verte de la classe V2 et une LED Rouge de la classe T2.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des données graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (ex. Fig.1, Fig.6), les courbes typiques pour de telles LED incluraient :

• Courbe I-V (Courant-Tension) :Montre la relation non linéaire entre le courant direct et la tension directe. La courbe présente un "coude" de tension distinct (approximativement le V_Fmin) en dessous duquel très peu de courant circule. L'alimentation de la LED par une source de courant constant est la méthode recommandée pour assurer une sortie lumineuse stable indépendamment des variations de V_F variations.
• Intensité Lumineuse vs. Courant Direct (I_Vvs. I_F) :La sortie lumineuse augmente généralement de manière linéaire avec le courant dans la plage de fonctionnement normale, mais saturera à des courants très élevés en raison des effets thermiques et de la baisse d'efficacité.
• Intensité Lumineuse vs. Température Ambiante (I_Vvs. T_a) :La sortie lumineuse diminue généralement lorsque la température de jonction augmente. Le taux de diminution varie selon le matériau semi-conducteur (l'AlInGaP pour le Rouge est généralement plus sensible à la température que l'InGaN pour Bleu/Vert).
• Distribution spectrale :Un tracé de la puissance rayonnante relative en fonction de la longueur d'onde, montrant le pic caractéristique et la demi-largeur pour chaque puce de couleur.

5. Informations mécaniques & sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et assignation des broches

La LED utilise un boîtier CMS standard. Les tolérances dimensionnelles clés sont de ±0,2 mm sauf indication contraire. L'assignation des broches pour le boîtier multicolore est clairement définie :

• Broche 1 : Non spécifiée dans l'extrait fourni (souvent Cathode commune ou Non Connectée).
• Broche 2 : Anode pour la puce LED Rouge (AlInGaP).
• Broche 3 : Anode pour la puce LED Bleue (InGaN).
• Broche 4 : Anode pour la puce LED Verte (InGaN).

Note de conception critique :La configuration à cathode commune est typique pour de tels boîtiers, mais la fiche technique doit être consultée pour le schéma exact. Chaque anode doit être pilotée indépendamment avec sa propre résistance de limitation de courant ou son pilote à courant constant.

5.2 Pastille de soudure recommandée sur PCB

Un diagramme de pastille (empreinte) est fourni pour assurer une formation correcte du joint de soudure et une stabilité mécanique pendant et après le soudage par refusion. Le respect de ce modèle recommandé est essentiel pour un assemblage fiable.

6. Directives de soudage & d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion IR

The datasheet includes a suggested IR reflow profile compliant with J-STD-020B for lead-free (Pb-free) solder processes. This profile typically defines key parameters:

• Taux de préchauffage/Montée en température :Pour chauffer lentement la carte et les composants, minimisant le choc thermique.
• Zone de maintien :Un plateau de température pour activer la flux et assurer un chauffage uniforme sur le PCB.
• Zone de refusion :La température de pic, qui doit être suffisamment élevée pour faire fondre la pâte à souder mais ne pas dépasser la tolérance de température maximale de la LED (impliquée par son classement JEDEC Niveau 3 et sa température de stockage).
• Taux de refroidissement :Refroidissement contrôlé pour former des joints de soudure fiables.

6.2 Nettoyage

Si un nettoyage post-soudure est nécessaire, les seuls agents recommandés sont l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique. La LED doit être immergée à température ambiante normale pendant moins d'une minute. Des nettoyants chimiques non spécifiés peuvent endommager la lentille plastique ou le boîtier de la LED.

6.3 Conditions de stockage

Pour préserver la soudabilité et l'intégrité du composant, les LED doivent être stockées dans leurs sachets scellés anti-humidité à des conditions de 30°C ou moins et 70% d'humidité relative ou moins. Une fois le sachet ouvert, la "durée de vie en salle" basée sur le classement JEDEC MSL 3 s'applique.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Le produit est fourni dans une bande porteuse gaufrée standard pour la manipulation automatisée.

• Largeur de bande :8 mm.
• Diamètre de bobine :7 pouces.
• Quantité par bobine :2000 pièces.
• Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.
• Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481. La bande a une bande de couverture pour sceller les alvéoles des composants.

8. Suggestions d'application & Considérations de conception

8.1 Circuits d'application typiques

Chaque puce LED (Rouge, Verte, Bleue) nécessite un circuit de limitation de courant indépendant. La méthode la plus simple est une résistance en série pour chaque anode, calculée comme R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Pour une meilleure cohérence face aux variations de température et de V_Fd'une unité à l'autre, un pilote à courant constant (ex. un CI pilote de LED dédié ou un circuit à base de transistor) est recommandé, surtout pour la LED Rouge à courant plus élevé ou si un appariement précis de la luminosité est critique.

8.2 Gestion thermique

Bien que la puissance dissipée soit faible, une conception thermique appropriée prolonge la durée de vie de la LED et maintient une sortie lumineuse stable. Assurez-vous que la conception de la pastille PCB fournit un dégagement thermique adéquat selon la recommandation de la fiche technique. Évitez de faire fonctionner la LED aux valeurs maximales absolues pendant de longues périodes.

8.3 Conception optique

L'angle de vision de 120 degrés offre une large visibilité. Pour les applications nécessitant un faisceau plus focalisé, des optiques secondaires externes (lentilles) peuvent être utilisées. La lentille diffusante aide à obtenir un aspect uniforme lorsqu'elle est vue hors axe.

9. Comparaison technique & Différenciation

Le principal facteur de différenciation de la LTST-N683GBEW est son intégration de trois puces LED distinctes (Rouge, Verte, Bleue) dans un seul boîtier CMS compact. Cela offre des avantages significatifs par rapport à l'utilisation de trois LED monochromes séparées :

• Gain d'espace :Réduit l'empreinte sur PCB et le nombre de composants.
• Assemblage simplifié :Un seul composant doit être placé au lieu de trois, améliorant le débit de fabrication et la fiabilité.
• Émetteurs pré-alignés :Les puces sont fixées en position les unes par rapport aux autres, ce qui peut être bénéfique pour les applications nécessitant un mélange de couleurs ou des indicateurs multicolores rapprochés.
• Boîtier cohérent :Caractéristiques optiques uniformes (angle de vision, apparence de la lentille) pour les trois couleurs.

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

Q : Puis-je piloter les trois LED simultanément à leur courant continu maximum ?

A : Non. Les valeurs de puissance dissipée (80/72 mW) et la conception thermique du boîtier doivent être prises en compte. Piloter les trois au courant max (20mA Bleu/Vert + 30mA Rouge) simultanément peut dépasser la capacité thermique totale du boîtier si les tensions directes sont en haut de leur plage. Une déclassement ou un fonctionnement en impulsions est conseillé pour une utilisation en pleine couleur et pleine luminosité.

Q : Que signifie le Code de classe sur l'étiquette pour ma conception ?

A : Pour les applications où la cohérence de couleur ou de luminosité est critique (ex. panneaux multi-appareils, affichages), vous devez spécifier et utiliser des LED du même code de classe. Cela garantit une variation minimale d'une unité à l'autre. Pour les indicateurs d'état moins critiques, n'importe quelle classe standard peut être acceptable.

Q : Puis-je utiliser cette LED pour la protection contre les tensions inverses ou comme redresseur ?

A : Absolument pas. La fiche technique indique explicitement que le composant n'est pas conçu pour un fonctionnement en inverse. L'application d'une polarisation inverse dépassant 5V peut provoquer une défaillance immédiate.

Q : Comment obtenir de la lumière blanche ou d'autres couleurs avec cette LED ?

A : Il s'agit d'une LED RVB. En contrôlant indépendamment l'intensité des puces Rouge, Verte et Bleue à l'aide d'une MLI (Modulation de Largeur d'Impulsion) ou d'un gradation analogique, une large gamme de couleurs peut être créée par synthèse additive des couleurs. Par exemple, activer le Rouge et le Vert à des intensités similaires donne du jaune, tandis qu'activer les trois à pleine intensité produit une forme de lumière blanche (la qualité du blanc dépend de la sortie spectrale spécifique de chaque puce).

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un indicateur multi-états pour un commutateur réseau

Un concepteur a besoin de trois états : Alimentation (Vert), Activité (Vert clignotant) et Défaut (Rouge). Un quatrième état "Veille" (Bleu) est également souhaité. L'utilisation d'une seule LTST-N683GBEW simplifie la conception :

1. Implantation PCB :Une seule empreinte de composant est nécessaire, économisant de l'espace.
2. Interface Microcontrôleur :Trois broches GPIO du microcontrôleur du système sont connectées aux anodes Rouge, Verte et Bleue (chacune via une résistance de limitation de courant appropriée, ex. 150Ω pour Vert/Bleu @ 3,3V, 75Ω pour Rouge @ 3,3V). La cathode commune est connectée à la masse.
3. Contrôle du micrologiciel :Le micrologiciel du MCU peut facilement définir les états :
   • Alimentation ON : Broche LED Verte = HAUT.
   • Activité : Basculer la broche LED Verte avec un temporisateur.
   • Défaut : Broche LED Rouge = HAUT.
   • Veille : Broche LED Bleue = HAUT.
   • Des états combinés (ex. Défaut pendant l'activité) sont également possibles en pilotant plusieurs broches.
4. Fabrication :La machine de placement automatique gère une pièce au lieu de trois, augmentant la vitesse d'assemblage et réduisant les erreurs de placement potentielles.

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 utilisé :

• LED Rouge (Broche 2) :Utilise du Phosphure d'Aluminium Indium Gallium (AlInGaP), qui a une largeur de bande correspondant à la lumière rouge/orange.
• LED Bleue et Verte (Broches 3 & 4) :Utilisent du Nitrure d'Indium Gallium (InGaN). En variant le rapport indium/gallium, la largeur de bande peut être ajustée pour émettre de la lumière de l'ultraviolet au bleu jusqu'aux longueurs d'onde vertes.

La LTST-N683GBEW intègre trois de ces jonctions semi-conductrices dans un seul boîtier avec une connexion de cathode commune et une lentille plastique diffusante qui façonne la sortie lumineuse et assure une protection mécanique et environnementale.

13. Tendances de développement

L'évolution des LED CMS multi-puces comme la LTST-N683GBEW suit les tendances plus larges de l'optoélectronique :

• Intégration accrue :Aller au-delà du simple RVB pour inclure des puces blanches ou des couleurs supplémentaires (ex. RVBB - Rouge, Vert, Bleu, Blanc) dans un seul boîtier pour un meilleur rendu des couleurs et une meilleure efficacité.
• Efficacité plus élevée :Des améliorations continues de l'efficacité quantique interne (IQE) et des techniques d'extraction de la lumière conduisent à une intensité lumineuse (mcd) plus élevée pour le même courant d'entrée, réduisant la consommation d'énergie.
• Miniaturisation :Réduction continue de la taille du boîtier tout en maintenant ou en améliorant les performances optiques, permettant l'intégration de LED dans des appareils grand public de plus en plus petits.
• Amélioration du classement & de la cohérence :Les progrès dans le contrôle des processus de fabrication produisent des distributions de paramètres plus serrées, réduisant le besoin d'un classement étendu et fournissant des performances plus cohérentes directement depuis la production.
• Performances thermiques améliorées :Développement de matériaux et de structures de boîtiers avec une résistance thermique plus faible, permettant des courants de pilotage plus élevés et une plus grande sortie lumineuse sans compromettre la fiabilité.

Ces tendances visent à fournir aux concepteurs des solutions d'éclairage plus polyvalentes, efficaces et fiables pour une gamme d'applications en expansion.