Fiche technique LED SMD LTST-E143EGSW - Boîtier CMS - Rouge/Vert/Jaune - 20mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La LTST-E143EGSW est une LED à montage en surface (CMS) conçue pour l'assemblage automatisé sur circuit imprimé (PCB). Sa taille miniature la rend adaptée aux applications à espace restreint dans un large éventail d'équipements électroniques.

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 processus automatisés de pick-and-place.
• Empreinte de boîtier standard EIA (Electronic Industries Alliance).
• Niveaux de commande compatibles avec les circuits intégrés (CI).
• Conçue pour être compatible avec les équipements de placement automatique.
• Adaptée aux processus de soudage par refusion infrarouge (IR).
• Préconditionnée pour atteindre le niveau de sensibilité à l'humidité JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) de niveau 3.

1.2 Applications

Cette LED est destinée à être utilisée comme indicateur d'état, signal lumineux, éclairage de symboles et rétroéclairage de panneau avant dans divers secteurs, notamment :

• Équipements de télécommunication
• Appareils de bureautique
• Électroménager
• Équipements industriels

2. Dimensions et configuration du boîtier

Le dispositif présente un boîtier CMS standard. Toutes les dimensions sont fournies en millimètres, avec une tolérance générale de ±0,2 mm sauf indication contraire. La LED utilise une lentille diffusante.

L'affectation des broches et les couleurs de source lumineuse correspondantes sont les suivantes :

• Rouge (AlInGaP) :Broches 2 (Anode) et 1 (Cathode)
• Vert (InGaN) :Broches 2 (Anode) et 4 (Cathode)
• Jaune (AlInGaP) :Broches 2 (Anode) et 3 (Cathode)

La broche 2 est l'anode commune pour toutes les variantes de couleur.

3. Caractéristiques et limites

Toutes les spécifications sont définies à une température ambiante (Ta) de 25°C.

3.1 Limites absolues maximales

Des contraintes au-delà de ces limites peuvent causer des dommages permanents.

• Dissipation de puissance (Pd) :Rouge : 75 mW, Vert : 76 mW, Jaune : 72 mW
• Courant direct de crête (I_F(pic)) :80 mA (pour toutes les couleurs, à un cycle de service de 1/10, largeur d'impulsion de 0,1 ms)
• Courant direct continu (I_F) :Rouge : 30 mA, Vert : 20 mA, Jaune : 30 mA
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +100°C
• Plage de température de stockage :-40°C à +100°C

3.2 Caractéristiques thermiques

• Température de jonction maximale (T_j) :125°C
• Résistance thermique typique, jonction-ambiante (R_θJA) :100 °C/W (Note : Mesurée sur substrat FR4, 1,6 mm d'épaisseur, avec pastille de cuivre de 16 mm²).
• Résistance thermique typique, jonction-pastille de soudure (R_θJT) :60 °C/W

3.3 Profil de refusion IR recommandé

Un profil de soudage sans plomb conforme à la norme J-STD-020B est recommandé. Le profil comprend généralement des phases de préchauffage, de stabilisation, de refusion (avec température de pic) et de refroidissement pour assurer des joints de soudure fiables sans endommager le boîtier de la LED.

3.4 Caractéristiques électriques et optiques

Mesurées à I_F= 20 mA et Ta = 25°C.

• Intensité lumineuse (I_v) :
  • Rouge : 140-350 mcd (min-max)
  • Vert : 710-1540 mcd (min-max)
  • Jaune : 140-390 mcd (min-max)
• Angle de vision (2θ_1/2) :120 degrés (typique). Il s'agit de l'angle total pour lequel l'intensité est la moitié de la valeur sur l'axe.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :
  • Rouge : 615-630 nm
  • Vert : 518-528 nm
  • Jaune : 586-596 nm
• Tension directe (V_F) :
  • Rouge : 1,7-2,5 V
  • Vert : 2,8-3,8 V
  • Jaune : 1,7-2,5 V
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :Rouge/Jaune : 15 nm (typ), Vert : 25 nm (typ).
• Courant inverse (I_R) :10 μA (max) à V_R= 5 V.Note :Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre est uniquement à des fins de test.

4. Système de tri

Les LED sont triées (binned) en fonction de paramètres optiques clés pour garantir l'homogénéité au sein d'un lot de production.

4.1 Tri par intensité lumineuse (I_v)

L'intensité est mesurée en millicandelas (mcd) à 20 mA. La tolérance au sein de chaque classe est de ±11 %.

• Rouge :R1 (140-190 mcd), R2 (190-260 mcd), R3 (260-350 mcd)
• Vert :G1 (710-910 mcd), G2 (910-1185 mcd), G3 (1185-1540 mcd)
• Jaune :Y1 (140-180 mcd), Y2 (180-230 mcd), Y3 (230-300 mcd), Y4 (300-390 mcd)

4.2 Tri par longueur d'onde dominante (λ_d)

La longueur d'onde est mesurée en nanomètres (nm) à 20 mA. La tolérance au sein de chaque classe est de ±1 nm.

• Rouge :RA (615-630 nm)
• Vert :GA (518-523 nm), GB (523-528 nm)
• Jaune :YA (586-591 nm), YB (591-596 nm)

4.3 Code de tri combiné sur l'étiquette produit

Un code alphanumérique unique sur l'étiquette du produit combine les classes d'intensité et de longueur d'onde. Par exemple, le code "A1" correspond à Rouge=R1, Vert=G1, Jaune=Y1. Les codes D1-D4 représentent indépendamment les classes de longueur d'onde (Rang Wd). Ce système permet une identification précise des performances optiques de la LED.

5. Courbes de performance typiques

La fiche technique comprend des représentations graphiques des relations clés (à 25°C sauf indication contraire) :

• Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct :Montre comment le flux lumineux augmente avec le courant, généralement de manière non linéaire, soulignant l'importance d'une commande à courant constant.
• Tension directe en fonction du courant direct :Illustre la caractéristique I-V de la diode, cruciale pour concevoir le circuit de limitation de courant.
• Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante :Démontre l'effet d'extinction thermique, où le flux lumineux diminue lorsque la température de jonction augmente. Ceci est critique pour la gestion thermique dans les applications à haute puissance ou à température ambiante élevée.
• Distribution spectrale :Montre la puissance relative émise en fonction des longueurs d'onde, définissant la pureté de la couleur et aidant dans les applications nécessitant des caractéristiques spectrales spécifiques.

6. Guide utilisateur et informations d'assemblage

6.1 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après soudure ou pendant la retouche, immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute. Éviter d'utiliser des nettoyants chimiques non spécifiés car ils pourraient endommager la lentille en époxy ou le boîtier.

6.2 Configuration recommandée des pastilles PCB

Un motif de pastille (empreinte) recommandé est fourni pour assurer un soudage correct, une stabilité mécanique et des performances thermiques optimales. Respecter cette configuration aide à prévenir l'effet "tombstoning" et assure de bons filets de soudure.

6.3 Conditionnement en bande et bobine

Les LED sont fournies dans une bande porteuse en relief (largeur 8 mm) enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Les dimensions des alvéoles de la bande et les spécifications de la bobine (diamètre du moyeu, diamètre de la collerette, etc.) sont détaillées, conformes aux normes ANSI/EIA-481. Ce conditionnement est essentiel pour les lignes d'assemblage automatisées.

• La bobine standard contient 4000 pièces.
• La quantité minimale de commande pour les restes est de 500 pièces.
• Un maximum de deux composants manquants consécutifs (alvéoles vides) est autorisé par bobine.

7. Précautions d'application et considérations de conception

7.1 Utilisation prévue et fiabilité

Ces LED sont conçues pour des équipements électroniques à usage général. Pour les applications où une fiabilité exceptionnelle est primordiale, ou où une défaillance pourrait mettre en danger la sécurité (par exemple, aviation, dispositifs médicaux de maintien de la vie, contrôle des transports), une évaluation spécifique de la fiabilité et une consultation avec le fabricant sont fortement conseillées avant l'intégration.

7.2 Considérations de conception électrique

• Limitation de courant :Toujours utiliser une résistance série ou un pilote à courant constant pour limiter le courant direct à la valeur continue maximale spécifiée (20 mA pour le Vert, 30 mA pour le Rouge/Jaune). Le dépassement réduira la durée de vie et peut provoquer une défaillance catastrophique.
• Protection contre la tension inverse :La LED a une tension de claquage inverse très faible (condition de test 5 V). Les circuits doivent être conçus pour empêcher l'application de toute polarisation inverse, en utilisant potentiellement une diode de protection en parallèle si la LED est connectée à un signal bipolaire.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, la température de jonction doit être maintenue en dessous de 125°C. Assurer une surface de cuivre adéquate sur le PCB (selon la pastille recommandée) pour servir de dissipateur thermique, en particulier dans des environnements à température ambiante élevée ou lors d'une commande à des courants plus élevés.

7.3 Considérations de conception optique

• Angle de vision :L'angle de vision de 120 degrés fournit un motif d'éclairage large et diffus adapté aux indicateurs d'état. Pour une lumière plus focalisée, des optiques secondaires (lentilles) seraient nécessaires.
• Tri pour l'uniformité des couleurs :Pour les applications nécessitant une apparence de couleur uniforme sur plusieurs LED (par exemple, rétroéclairage d'un réseau), spécifier des classes de longueur d'onde serrées (par exemple, GA ou GB pour le vert) est nécessaire.
• Appariement de l'intensité :De même, spécifier une classe d'intensité étroite garantit une luminosité constante sur tous les indicateurs d'un produit.

8. Comparaison technique et guide de sélection

La LTST-E143EGSW offre une combinaison de caractéristiques courantes dans les LED CMS modernes : conformité RoHS, compatibilité refusion IR et conditionnement en bande et bobine. Ses principaux points de différenciation résident dans sa structure de tri spécifique pour le vert et le jaune, offrant une granularité plus fine dans la sélection de longueur d'onde et d'intensité par rapport à certaines pièces génériques. Les broches cathodes séparées pour chaque couleur dans un boîtier à 4 broches permettent un contrôle individuel dans un module multicolore, contrairement à certains boîtiers RVB à anode commune. Lors de la sélection d'une LED, les ingénieurs doivent recouper la tension directe (en particulier le V_Fplus élevé de la puce InGaN verte), l'angle de vision et l'intensité lumineuse avec le budget de puissance de l'application, la configuration optique et la luminosité requise.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Puis-je commander la LED Verte à 30 mA comme les LED Rouge et Jaune ?

R : Non. La limite absolue maximale pour le courant direct continu de la variante Verte est de 20 mA. Dépasser cette limite peut causer des dommages permanents et annuler les garanties.

Q : Que signifie le préconditionnement "JEDEC Niveau 3" ?

R : Cela signifie que les composants ont été cuits et/ou stockés dans des conditions contrôlées pour réduire l'absorption d'humidité dans le boîtier, les rendant aptes à une durée de vie en atelier de 168 heures (7 jours) dans des conditions d'usine (<30°C/60% HR) avant de nécessiter une recuisson pour le soudage par refusion.

Q : Pourquoi la plage de tension directe de la LED Verte (2,8-3,8 V) est-elle plus élevée que celle des LED Rouge/Jaune (1,7-2,5 V) ?

R : Cela est dû au matériau semi-conducteur fondamental. Les LED vertes utilisent généralement du Nitrure de Gallium-Indium (InGaN), qui a une bande interdite plus large que le Phosphure d'Aluminium-Indium-Gallium (AlInGaP) utilisé pour les LED rouges et jaunes. Une bande interdite plus large nécessite une tension plus élevée pour exciter les électrons à la traverser.

Q : Comment interpréter le code de tri "B5" sur l'étiquette ?

R : Selon la table de correspondance, "B5" indique : Classe d'intensité Rouge = R2 (190-260 mcd), Classe d'intensité Vert = G2 (910-1185 mcd), et Classe d'intensité Jaune = Y1 (140-180 mcd). La classe de longueur d'onde serait indiquée par un code "D" séparé (par exemple, D1, D2, etc.).

10. Exemple d'intégration : Panneau indicateur d'état

Scénario :Conception d'un panneau de contrôle avec trois LED d'état : Rouge (Défaut), Verte (Prêt), Jaune (Veille). Une luminosité élevée uniforme est requise.

Étapes de conception :

1. Sélection :Choisir la LTST-E143EGSW pour son boîtier commun et sa disponibilité dans les trois couleurs.
2. Tri :Spécifier la classe d'intensité R3 pour le Rouge, G3 pour le Vert et Y4 pour le Jaune pour obtenir la luminosité maximale de chacune. Spécifier la classe de longueur d'onde RA pour le Rouge, GB pour le Vert et YB pour le Jaune pour des couleurs saturées et homogènes.
3. Conception du circuit :
   • Tension d'alimentation (V_cc) : 5 V.
   • Calculer les résistances série pour I_F= 20 mA (utiliser 20 mA pour le Vert, peut utiliser 20-30 mA pour le Rouge/Jaune selon la luminosité souhaitée).
     • Résistance Rouge (en utilisant V_Ftypique = 2,1 V) : R = (5 V - 2,1 V) / 0,020 A = 145 Ω. Utiliser la valeur standard 150 Ω.
     • Résistance Verte (en utilisant V_Ftypique = 3,3 V) : R = (5 V - 3,3 V) / 0,020 A = 85 Ω. Utiliser la valeur standard 82 Ω ou 91 Ω.
     • Résistance Jaune (en utilisant V_Ftypique = 2,1 V) : Identique au Rouge, 150 Ω.
   • Puissance par LED : P = V_F* I_F. Pour le Vert : ~66 mW, ce qui est inférieur au maximum de 76 mW.
4. Implantation PCB :Utiliser la configuration de pastille recommandée. Connecter la broche 2 (anode commune) à V_ccvia les résistances. Connecter les broches 1, 4 et 3 (cathodes pour Rouge, Vert, Jaune respectivement) à la masse via des broches de microcontrôleur ou des interrupteurs pour un contrôle individuel.
5. Vérification thermique :Avec une dissipation de puissance inférieure à 75 mW par LED et une pastille de 16 mm², l'élévation de température de jonction sera minime dans un environnement intérieur typique, assurant une fiabilité à long terme.