Fiche technique LED SMD LTST-S43FBEGW - Dimensions 4.0x3.0x0.4mm - Tension 1.7-3.1V - Puissance 30-35mW - RVB Couleur Complète - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-S43FBEGW est une LED SMD (Dispositif à Montage en Surface) latérale compacte, conçue pour des applications à espace restreint nécessitant une indication couleur complète ou un rétroéclairage. Ce composant intègre trois puces semi-conductrices distinctes dans un boîtier unique au profil ultra-fin de 0,4 mm : une puce InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium) pour l'émission bleue, une puce AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) pour l'émission rouge, et une seconde puce InGaN pour l'émission verte. La combinaison de ces couleurs primaires (RVB) permet de créer une large gamme de couleurs via un contrôle individuel ou combiné. La lentille diffusante blanche assure une distribution lumineuse uniforme, la rendant adaptée aux indicateurs d'état et au rétroéclairage où une lueur homogène à grand angle est souhaitée.

Ses principaux avantages incluent la conformité RoHS, la compatibilité avec les systèmes d'assemblage automatisés pick-and-place, et l'aptitude aux processus standards de soudage par refusion infrarouge (IR). Les marchés cibles principaux sont l'électronique grand public, les équipements de télécommunications, les appareils de bureautique, l'électroménager et les panneaux de contrôle industriel où une indication multicolore fiable dans un encombrement minimal est cruciale.

1.1 Caractéristiques

• Conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses).
• Conception à profil extrêmement bas avec une épaisseur de seulement 0,4 mm.
• Facteur de forme latéral avec une lentille diffusante blanche.
• Intègre des puces semi-conductrices à haute efficacité InGaN (Bleu/Vert) et AlInGaP (Rouge).
• Les terminaisons sont étamées pour une meilleure soudabilité.
• Conditionné en bande de 8 mm sur bobines de 7 pouces de diamètre pour l'assemblage automatisé.
• Compatible avec les contours de boîtier standards EIA (Electronic Industries Alliance).
• Conçu pour être utilisé avec des équipements de placement automatique.
• Adapté aux processus de soudage par refusion infrarouge.

1.2 Applications

• Rétroéclairage pour claviers et pavés numériques dans les appareils mobiles et ordinateurs.
• Indicateurs d'état et d'alimentation multicolores dans les équipements réseau et l'électroménager.
• Éclairage pour micro-écrans et luminaires symboliques.
• Voyants indicateurs à usage général dans les équipements de télécommunications et industriels.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

Cette section fournit une analyse objective détaillée des principales caractéristiques de performance de la LED telles que définies dans la fiche technique. Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C sauf indication contraire.

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs maximales absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Ce ne sont pas des conditions de fonctionnement normal.

• Dissipation de puissance (Pd) :35 mW pour les puces Bleue et Verte ; 30 mW pour la puce Rouge. Ce paramètre limite la puissance électrique totale pouvant être convertie en chaleur dans le boîtier de la LED.
• Courant direct de crête (I_F(PEAK)) :50 mA pour Bleu/Vert, 40 mA pour Rouge. C'est le courant instantané maximal autorisé en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). Le dépasser peut provoquer une défaillance catastrophique.
• Courant direct continu (I_F) :10 mA pour Bleu/Vert, 20 mA pour Rouge. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Température de fonctionnement et de stockage :Le dispositif est conçu pour une plage de température ambiante de fonctionnement de -20°C à +80°C. La plage de température de stockage est plus large, de -30°C à +100°C.
• Condition de soudage infrarouge :Le boîtier peut supporter une température de crête de 260°C pendant un maximum de 10 secondes lors du soudage par refusion.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ces paramètres définissent la performance typique de la LED dans des conditions de fonctionnement normales (I_F= 5mA).

• Intensité lumineuse (I_V) :Mesurée en millicandelas (mcd). Les valeurs minimales et maximales varient selon la couleur : Bleu (11,2-45,0 mcd), Rouge (11,2-45,0 mcd), Vert (45,0-180,0 mcd). La puce verte présente une sortie significativement plus élevée pour le même courant d'alimentation.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Une valeur typique de 130 degrés, indiquant un diagramme d'émission très large caractéristique des LED latérales avec lentilles diffusantes.
• Longueur d'onde de crête (λ_P) :La longueur d'onde à laquelle la puissance spectrale de sortie est la plus élevée. Les valeurs typiques sont 468 nm (Bleu), 631 nm (Rouge) et 518 nm (Vert).
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :La longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur. Les plages sont : Bleu (465-475 nm), Rouge (619-629 nm), Vert (525-540 nm).
• Demi-largeur spectrale (Δλ) :La largeur de bande de la lumière émise à la moitié de son intensité maximale. Les valeurs typiques sont 25 nm (Bleu), 17 nm (Rouge) et 35 nm (Vert). Une demi-largeur plus étroite indique une couleur spectralement plus pure.
• Tension directe (V_F) :La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle est alimentée à 5mA. Les plages sont : Bleu (2,60-3,10V), Rouge (1,70-2,30V), Vert (2,60-3,10V). La puce rouge a généralement une tension directe plus faible en raison de son matériau semi-conducteur différent (AlInGaP vs. InGaN).
• Courant inverse (I_R) :Maximum de 10 µA pour toutes les couleurs lorsqu'une polarisation inverse de 5V est appliquée. La fiche technique met explicitement en garde que le dispositif n'est pas conçu pour un fonctionnement en inverse ; ce test est uniquement à des fins d'information/qualité.

3. Explication du système de classement

L'intensité lumineuse de la LED est triée en classes pour assurer l'uniformité au sein d'un lot de production. Le code de classe définit une plage d'intensité minimale et maximale.

3.1 Classement de l'intensité lumineuse

Chaque couleur possède son propre ensemble de codes de classe avec une tolérance de +/-15% au sein de chaque classe.

• Classes d'intensité Bleue et Rouge :
  • Code de classe L : 11,2 mcd (Min) à 18,0 mcd (Max)
  • Code de classe M : 18,0 mcd à 28,0 mcd
  • Code de classe N : 28,0 mcd à 45,0 mcd
• Classes d'intensité Verte :
  • Code de classe P : 45,0 mcd à 71,0 mcd
  • Code de classe Q : 71,0 mcd à 112,0 mcd
  • Code de classe R : 112,0 mcd à 180,0 mcd

Ce classement permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec des niveaux de luminosité prévisibles pour des applications nécessitant un mélange de couleurs ou des exigences de luminance spécifiques.

4. Informations mécaniques et de conditionnement

4.1 Dimensions du boîtier

Le LTST-S43FBEGW se conforme à un empreinte SMD standard. Les dimensions clés incluent une longueur de corps d'environ 4,0 mm, une largeur de 3,0 mm et la hauteur ultra-fine caractéristique de 0,4 mm. Toutes les tolérances dimensionnelles sont de ±0,1 mm sauf indication contraire. L'affectation des broches est clairement définie : Broche 1 pour l'anode de la puce Verte, Broche 3 pour l'anode de la puce Rouge et Broche 4 pour l'anode de la puce Bleue. Un dessin coté détaillé est essentiel pour une conception précise du motif de pastilles sur le PCB.

4.2 Conception recommandée des pastilles PCB et polarité

La fiche technique inclut une disposition suggérée des pastilles d'attache sur le circuit imprimé (PCB). Suivre cette recommandation est crucial pour obtenir des cordons de soudure corrects, assurer la stabilité mécanique et faciliter une connexion électrique fiable pendant le processus de refusion. La conception des pastilles tient compte de la masse thermique du composant et aide à prévenir le phénomène de "tombstoning" (composant dressé sur la tranche). Le marquage de polarité sur le boîtier de la LED doit être aligné avec le marquage de polarité correspondant sur la sérigraphie du PCB.

4.3 Conditionnement en bande et bobine

Les composants sont fournis dans une bande porteuse gaufrée standard de 8 mm de large, enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 4000 pièces. La bande est scellée avec un couvercle supérieur pour protéger les composants de la contamination et de l'humidité. Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481, garantissant la compatibilité avec les chargeurs automatiques. Pour des quantités inférieures à une bobine complète, une quantité d'emballage minimale de 500 pièces est disponible.

5. Guide de soudage et d'assemblage

5.1 Profil de soudage par refusion IR

La fiche technique fournit un profil de refusion suggéré conforme à la norme IPC J-STD-020D.1 pour les procédés sans plomb. Les paramètres clés incluent :

• Température de préchauffage :150°C à 200°C.
• Durée de préchauffage :Maximum de 120 secondes pour augmenter progressivement la température et activer la flux.
• Température de crête :Maximum de 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus (TAL) :Le composant doit être exposé à la température de crête pendant un maximum de 10 secondes. La refusion ne doit être effectuée que deux fois maximum.

Il est souligné que le profil optimal dépend de la conception spécifique du PCB, de la pâte à souder et des caractéristiques du four. Une caractérisation au niveau de la carte est recommandée.

5.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, une extrême prudence est de mise. La température maximale recommandée de la panne du fer à souder est de 300°C, avec un temps de contact maximum de 3 secondes par joint de soudure. Le soudage manuel doit être limité à un seul cycle de réparation pour éviter un stress thermique excessif sur le boîtier plastique et les liaisons internes par fil.

5.3 Nettoyage

Si un nettoyage post-soudure est requis, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. La méthode recommandée est d'immerger la carte assemblée dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute. L'utilisation de nettoyants chimiques non spécifiés ou agressifs peut endommager la lentille plastique et le matériau du boîtier de la LED.

6. Précautions de stockage et de manipulation

6.1 Sensibilité aux décharges électrostatiques (ESD)

Comme la plupart des dispositifs semi-conducteurs, ces LED sont sensibles aux décharges électrostatiques. Des contrôles ESD appropriés doivent être mis en place pendant la manipulation et l'assemblage. Cela inclut l'utilisation de bracelets antistatiques mis à la terre, de tapis antistatiques et la vérification que tout l'équipement est correctement mis à la terre. L'ESD peut provoquer une défaillance immédiate ou des dommages latents qui réduisent la fiabilité à long terme.

6.2 Sensibilité à l'humidité et stockage

Les LED sont conditionnées dans un sac barrière à l'humidité avec un dessiccant. Dans cet état scellé, elles doivent être stockées à 30°C ou moins et à une humidité relative (HR) de 90% ou moins, avec une durée de conservation recommandée d'un an à partir du code date.

Une fois l'emballage d'origine ouvert, les composants sont classés au Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) 3. Cela signifie qu'ils doivent être soumis au soudage par refusion IR dans les 168 heures (7 jours) suivant l'exposition à un environnement ne dépassant pas 30°C / 60% HR. Pour un stockage au-delà de cette période en dehors du sac d'origine, ils doivent être placés dans un conteneur scellé avec un dessiccant. Les composants exposés pendant plus de 168 heures nécessitent un processus de cuisson (environ 60°C pendant au moins 20 heures) pour éliminer l'humidité absorbée avant le soudage, afin de prévenir l'effet "pop-corn" ou la fissuration du boîtier pendant la refusion.

7. Suggestions d'application et considérations de conception

7.1 Limitation de courant

Une exigence fondamentale pour l'alimentation des LED est l'utilisation d'une résistance limitant le courant ou d'un pilote à courant constant. La tension directe (V_F) d'une LED a une tolérance et varie avec la température. Connecter une LED directement à une source de tension entraînera un courant non contrôlé, dépassant probablement la valeur maximale absolue et détruisant le dispositif. La valeur de la résistance 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 une limitation de courant suffisante dans toutes les conditions.

7.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible (30-35 mW), une gestion thermique efficace sur le PCB reste importante pour la longévité et la stabilité des performances. Une température de jonction excessive entraîne une réduction du flux lumineux (dépréciation des lumens), un décalage de la longueur d'onde dominante (décalage de couleur) et un vieillissement accéléré. Assurez-vous que les pastilles PCB ont un relief thermique adéquat et, si possible, connectez-les à des zones de cuivre massif pour servir de dissipateur thermique.

7.3 Mélange et contrôle des couleurs

Pour obtenir des couleurs spécifiques (par exemple, blanc, jaune, cyan, magenta) ou des effets de couleur dynamiques, les trois puces doivent être pilotées indépendamment. Cela nécessite généralement trois canaux de contrôle séparés, souvent implémentés via une modulation de largeur d'impulsion (PWM) depuis un microcontrôleur. Les différentes intensités lumineuses et tensions directes de chaque couleur doivent être prises en compte dans la conception du circuit et le logiciel de contrôle pour obtenir une sortie de couleur équilibrée.

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

8.1 Puis-je alimenter la LED à son courant de crête (50mA) en continu ?

No.Le courant direct de crête (50mA pour Bleu/Vert) est uniquement pour un fonctionnement pulsé (cycle de service 1/10, impulsions de 0,1 ms). Le courant continu maximal recommandé (courant direct continu) est de 10mA pour ces couleurs. Dépasser la valeur nominale en continu provoquera un échauffement excessif, entraînant une dégradation rapide et une défaillance.

8.2 Pourquoi la tension directe est-elle différente pour la puce rouge ?

La tension directe est une propriété fondamentale liée à l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur. La puce rouge utilise de l'AlInGaP, qui a une énergie de bande interdite plus faible (~1,9-2,0 eV) par rapport à l'InGaN utilisé pour le bleu et le vert (~2,5-3,4 eV). Une bande interdite plus faible nécessite moins d'énergie pour que les électrons la traversent, ce qui se traduit par une chute de tension directe plus faible.

8.3 Que signifie "Longueur d'onde dominante" par rapport à "Longueur d'onde de crête" ?

Longueur d'onde de crête (λ_P) :La longueur d'onde physique où la LED émet le plus de puissance optique. Elle est mesurée directement par un spectromètre.
Longueur d'onde dominante (λ_d) :La longueur d'onde perceptuelle. Elle est dérivée du diagramme de chromaticité CIE et représente la longueur d'onde unique de la lumière spectrale pure que l'œil humain percevrait comme correspondant le plus à la couleur de la LED. Pour les LED à spectre large, λ_det λ_Ppeuvent différer.

8.4 Comment interpréter le code de classement lors de la commande ?

Lors de la spécification de ce composant pour la production, vous devez demander le code de classe d'intensité lumineuse souhaité pour chaque couleur (par exemple, Bleu : N, Rouge : M, Vert : Q). Cela garantit de recevoir des LED avec des niveaux de luminosité dans une plage prévisible et étroite, ce qui est critique pour les applications nécessitant un aspect uniforme ou un mélange de couleurs précis. Si aucune classe n'est spécifiée, vous pouvez recevoir des composants de n'importe quelle classe de production.