Fiche technique LED SMD LTST-E682QETGWT - Bicolore (Rouge/Vert) - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications du LTST-E682QETGWT, une diode électroluminescente (LED) en boîtier pour montage en surface (SMD). Ce composant intègre deux puces LED distinctes dans un seul boîtier : l'une émettant une lumière rouge grâce à la technologie AlInGaP et l'autre une lumière verte grâce à la technologie InGaN. Il est conçu pour les processus d'assemblage automatisé sur carte de circuit imprimé (PCB), le rendant adapté à la production en grande série.

1.1 Caractéristiques

• Conforme aux directives RoHS (Restriction des substances dangereuses).
• Conditionné en bande de 8 mm sur bobines de 7 pouces de diamètre pour équipements de placement automatique.
• Empreinte de boîtier standard EIA (Electronic Industries Alliance).
• Fonctionnement à basse tension compatible avec les circuits intégrés.
• Entièrement compatible avec les processus de soudage par refusion infrarouge (IR).
• Préconditionné au niveau de sensibilité à l'humidité 3 (MSL 3) selon JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council).

1.2 Applications cibles

Cette LED bicolore est destinée à une large gamme d'équipements électroniques où une taille compacte et une indication fiable sont requises. Les domaines d'application typiques incluent :

• Appareils de télécommunication (ex. : routeurs, modems, stations de base).
• Équipements de bureautique (ex. : imprimantes, scanners, périphériques multifonctions).
• Appareils électroménagers et électronique grand public.
• Panneaux de contrôle et équipements industriels.
• Indicateurs d'état et d'alimentation.
• Rétroéclairage pour panneaux avant, symboles ou petites signalétiques.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Le fonctionnement sous ou à ces conditions n'est pas garanti et doit être évité dans la conception du circuit.

• Dissipation de puissance (Pd) :75 mW (Rouge), 76 mW (Vert). C'est la puissance maximale que la LED peut dissiper sous forme de chaleur à une température ambiante (Ta) de 25°C.
• Courant direct de crête (I_FP) :100 mA (Rouge), 80 mA (Vert). C'est le courant instantané maximal autorisé en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). Il est nettement supérieur au courant continu nominal.
• Courant direct continu (I_F) :30 mA (Rouge), 20 mA (Vert). C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Plage de température de fonctionnement et de stockage :-40°C à +85°C (Fonctionnement), -40°C à +100°C (Stockage). Le composant est conçu pour des environnements à température industrielle.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés dans des conditions de test standard de Ta=25°C et I_F=20mA, sauf indication contraire. Ils définissent la performance typique du composant.

• Intensité lumineuse (I_V) :Une mesure de la luminosité perçue. Pour la puce Rouge, la plage typique est de 450 à 1080 millicandelas (mcd). Pour la puce Verte, la plage est de 780 à 1875 mcd. La mesure suit la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Approximativement 120 degrés (typique). Cet angle de vision large, défini comme l'angle où l'intensité chute à la moitié de sa valeur sur l'axe, est caractéristique d'une lentille diffusante, fournissant un éclairage large et uniforme plutôt qu'un faisceau étroit.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :632 nm (Rouge, typique), 520 nm (Vert, typique). C'est la longueur d'onde à laquelle la sortie spectrale est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :616-628 nm (Rouge), 515-530 nm (Vert). C'est la longueur d'onde unique qui représente le mieux la couleur perçue de la LED, dérivée du diagramme de chromaticité CIE. La tolérance est de ±1 nm pour le Vert.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :20 nm (Rouge, typique), 30 nm (Vert, typique). Cela indique la pureté spectrale ; une valeur plus petite signifie une couleur plus monochromatique.
• Tension directe (V_F) :1,7-2,5V (Rouge), 2,8-3,8V (Vert) à 20mA. La puce Verte InGaN nécessite typiquement une tension d'alimentation plus élevée que la puce Rouge AlInGaP. La tolérance est de ±0,1V.
• Courant inverse (I_R) :Maximum 10 µA pour les deux couleurs à V_R=5V. Les LED ne sont pas conçues pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre est principalement destiné aux tests IR.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour assurer la cohérence de couleur et de luminosité en production, les LED sont triées en catégories (bins) basées sur des paramètres clés.

3.1 Classement par intensité lumineuse (I_V)

Les LED sont catégorisées par leur luminosité mesurée à 20mA.

Rouge (AlInGaP) :

- R1 : 450 - 600 mcd

- R2 : 600 - 805 mcd

- R3 : 805 - 1080 mcd

Vert (InGaN) :

- G1 : 780 - 1045 mcd

- G2 : 1045 - 1400 mcd

- G3 : 1400 - 1875 mcd

La tolérance au sein de chaque bin d'intensité est de ±11%.

3.2 Classement par longueur d'onde (WD) pour le Vert

Les LED Vertes sont en outre triées par leur longueur d'onde dominante pour contrôler la variation de teinte.

- AP : 515 - 520 nm

- AQ : 520 - 525 nm

- AK : 525 - 530 nm

La tolérance pour chaque bin de longueur d'onde est de ±1 nm.

4. Informations mécaniques et sur le boîtier

4.1 Dimensions du boîtier et assignation des broches

Le composant utilise une empreinte SMD standard. Les dimensions critiques incluent la taille du corps et la disposition des pastilles. Toutes les tolérances dimensionnelles sont de ±0,2 mm sauf indication contraire. L'assignation des broches est la suivante : les broches 1 et 2 sont pour l'anode/cathode de la LED Verte, et les broches 3 et 4 sont pour l'anode/cathode de la LED Rouge. L'assignation spécifique anode/cathode par paire doit être vérifiée sur le dessin détaillé du boîtier.

4.2 Disposition recommandée des pastilles de fixation sur PCB

Un modèle de pastilles (land pattern) est fourni pour assurer une formation correcte des joints de soudure pendant le soudage par refusion. Respecter cette géométrie de pastille recommandée est crucial pour obtenir une bonne fixation mécanique, une connexion électrique et une dissipation thermique optimales.

5. Directives de soudage et d'assemblage

5.1 Profil de soudage par refusion IR

Le composant est compatible avec les processus de soudage sans plomb (Pb-free). Un profil de refusion suggéré conforme à la norme J-STD-020B est fourni, incluant typiquement :

• Préchauffage :150-200°C pendant un maximum de 120 secondes pour chauffer progressivement la carte et activer le flux.
• Température de crête :Maximum de 260°C. Le temps au-dessus du liquidus (ex. : 217°C) doit être contrôlé.
• Temps de soudage à la crête :Maximum 10 secondes. La refusion doit être effectuée un maximum de deux fois.

Note :Le profil optimal dépend de la conception spécifique du PCB, de la pâte à souder et du four. Le profil fourni est une ligne directrice basée sur les normes JEDEC.

5.2 Soudage manuel (si nécessaire)

Si un soudage manuel est requis, utilisez un fer à souder à température contrôlée réglé sur un maximum de 300°C. Le temps de contact avec la borne de la LED ne doit pas dépasser 3 secondes, et cela ne doit être fait qu'une seule fois pour éviter les dommages thermiques au boîtier plastique et à la puce semi-conductrice.

5.3 Nettoyage

N'utilisez pas de nettoyants chimiques non spécifiés ou agressifs. Si un nettoyage après soudage est nécessaire, utilisez des solvants à base d'alcool tels que l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique (IPA). Immergez la LED pendant moins d'une minute à température ambiante normale. Assurez-vous que l'agent de nettoyage est complètement évaporé avant d'appliquer l'alimentation.

6. Précautions de stockage et de manipulation

6.1 Conditions de stockage

• Emballage scellé (sac barrière à l'humidité) :Stocker à ≤30°C et ≤70% d'humidité relative (HR). La durée de conservation est d'un an à partir de la date de scellement du sac.
• Emballage ouvert :L'ambiance ne doit pas dépasser 30°C et 60% HR. Les composants exposés à l'air ambiant doivent être soudés par refusion dans les 168 heures (7 jours).
• Stockage prolongé hors du sac :Pour des périodes supérieures à 168 heures, stocker dans un conteneur scellé avec dessiccant ou dans un dessiccateur à azote. Si l'exposition dépasse cette limite, un séchage (bake-out) à environ 60°C pendant au moins 48 heures est recommandé avant l'assemblage pour éliminer l'humidité absorbée et éviter l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

6.2 Précautions d'application

Cette LED est destinée aux équipements électroniques à usage général. Elle n'est pas conçue ou qualifiée pour des applications où une défaillance pourrait directement mettre en danger la vie, la santé ou la sécurité (ex. : aviation, dispositifs médicaux de maintien des fonctions vitales, commandes de transport critiques). Pour de telles applications à haute fiabilité, consultez le fabricant pour des composants spécifiquement qualifiés.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Le conditionnement standard est une bande porteuse gaufrée (largeur 8 mm) enroulée sur une bobine de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Les spécifications clés incluent :

• 2000 pièces par bobine complète.
• La quantité minimale de commande pour les restes est de 500 pièces.
• Les emplacements vides dans la bande sont scellés avec une bande de couverture.
• Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Limitation de courant

Faites toujours fonctionner la LED avec une résistance de limitation de courant en série ou un pilote à courant constant. Ne la connectez jamais directement à une source de tension. La valeur de la résistance (R) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Utilisez la V_Fmaximale de la fiche technique pour garantir un courant suffisant dans toutes les conditions. Pour la LED Rouge à 20mA avec une alimentation de 5V : R = (5V - 2,5V) / 0,02A = 125Ω. Une résistance standard de 120Ω ou 150Ω serait appropriée.

8.2 Gestion thermique

Bien que les LED SMD soient efficaces, elles génèrent toujours de la chaleur. Dépasser la température de jonction maximale dégrade la sortie lumineuse et la durée de vie. Assurez-vous que le PCB dispose d'un dégagement thermique adéquat, surtout si le fonctionnement est proche du courant continu maximal ou dans des températures ambiantes élevées. Évitez de placer des composants générateurs de chaleur à proximité.

8.3 Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)

Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques. Manipulez-les dans un environnement protégé contre l'ESD en utilisant des bracelets de mise à la terre et des surfaces de travail conductrices.

9. Analyse des courbes de performance typiques

La fiche technique comprend des représentations graphiques des relations clés, essentielles pour la conception.

• Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct :Montre comment la luminosité augmente avec le courant, typiquement de manière sous-linéaire. Fonctionner au-dessus du courant recommandé donne des rendements décroissants et augmente la chaleur.
• Tension directe en fonction du courant direct :Démontre la caractéristique exponentielle I-V de la diode. La tension augmente avec le courant et diminue avec l'augmentation de la température (coefficient de température négatif).
• Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante :Illustre l'effet d'extinction thermique. La sortie lumineuse diminue lorsque la température ambiante (et donc de jonction) augmente. Cela est plus prononcé dans les LED AlInGaP (Rouge) que dans les LED InGaN (Vert/Bleu).
• Distribution spectrale :Représente la puissance de sortie relative en fonction des longueurs d'onde, montrant le pic et la demi-largeur.

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

Q1 : Puis-je alimenter les LED Rouge et Verte simultanément à leur courant continu maximal ?

A1 : Non. Les valeurs maximales absolues sont par puce. Alimenter les deux simultanément à 20mA (Rouge) et 20mA (Vert) signifie que la dissipation de puissance totale dans le boîtier serait significative. Vous devez considérer la charge thermique combinée et vous assurer que la température locale ne dépasse pas les spécifications. Il est souvent conseillé de les alimenter à des courants plus faibles ou d'utiliser un multiplexage.

Q2 : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?

A2 : La longueur d'onde de crête (λ_P) est la longueur d'onde physique où la sortie spectrale est la plus élevée. La longueur d'onde dominante (λ_d) est une valeur calculée qui correspond à la couleur perçue sur le diagramme CIE. Pour une source monochromatique, elles sont similaires. Pour les LED avec une certaine largeur spectrale, λ_dest le paramètre le plus pertinent pour l'appariement des couleurs.

Q3 : Pourquoi l'exigence d'humidité de stockage est-elle plus stricte après l'ouverture du sac ?

A3 : Le sac barrière à l'humidité (MBB) et le dessiccant protègent les composants de l'humidité ambiante. Une fois ouvert, le boîtier plastique de la LED peut absorber l'humidité. Pendant le processus de refusion à haute température, cette humidité piégée peut se vaporiser rapidement, provoquant un délaminage interne ou des fissures (effet "pop-corn"), entraînant une défaillance.

11. Introduction au principe de fonctionnement

Une LED est une diode à jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région de jonction. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, ils libèrent de l'énergie. Dans les diodes au silicium standard, cette énergie est libérée sous forme de chaleur. Dans les LED fabriquées à partir de matériaux semi-conducteurs à bande interdite directe comme l'AlInGaP (pour le Rouge/Ambre) et l'InGaN (pour le Vert/Bleu/Blanc), une partie significative de cette énergie est libérée sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur utilisé dans la région active.