Fiche technique LED SMD LTST-G683GEBW - Boîtier 3.2x2.8x1.9mm - Tension directe 2.8V/3.8V - Courant 20mA/30mA - Couleurs RVB - Documentation technique française

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-G683GEBW est une LED à montage en surface (SMD) 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. Le dispositif intègre trois puces LED distinctes dans un seul boîtier : une puce verte InGaN, une puce rouge AlInGaP et une puce bleue InGaN, chacune avec des connexions électriques indépendantes. Cette configuration permet un contrôle individuel de chaque couleur, autorisant les fonctions d'indication d'état, d'éclairage de symboles et de rétroéclairage de façade.

1.1 Caractéristiques principales

• Conforme aux directives environnementales RoHS.
• Conditionné en bande de 8mm sur bobines de 7 pouces de diamètre pour l'assemblage automatisé pick-and-place.
• Empreinte de boîtier standard EIA garantissant la compatibilité avec les équipements de placement standards de l'industrie.
• Caractéristiques de pilotage compatibles avec les circuits intégrés (I.C.).
• Conçu pour résister aux processus de soudage par refusion infrarouge (IR).
• Préconditionné au niveau de sensibilité à l'humidité JEDEC 3 (MSL 3).

1.2 Applications cibles

• Équipements de télécommunication (téléphones sans fil/cellulaires).
• Appareils de bureautique et ordinateurs portables.
• Systèmes réseau et électroménager.
• Panneaux de signalisation intérieurs et indicateurs d'état.
• Luminaires de signalisation et de symboles.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C. Les dépasser peut causer des dommages permanents.

• Dissipation de puissance :Mesuré à Ta=25°C avec un courant direct (IF) de 20mA, sauf indication contraire.
• Courant direct de crête (Cycle de service 1/10, Impulsion 0.1ms) :100 mA (Vert/Bleu), 80 mA (Rouge).
• Courant direct continu :20 mA (Vert/Bleu), 30 mA (Rouge).
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +85°C.
• Plage de température de stockage :-40°C à +100°C.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Measured at Ta=25°C with a forward current (IF) of 20mA, unless otherwise noted.

• Intensité lumineuse (Iv) :
  • Vert : Min 900 mcd, Typ 2240 mcd (Max).
  • Rouge : Min 355 mcd, Typ 900 mcd (Max).
  • Bleu : Min 180 mcd, Typ 355 mcd (Max).
• Flux lumineux (Φv) :Valeurs typiques : 3.5 lm (Vert), 2.1 lm (Rouge), 0.9 lm (Bleu).
• Angle de vision (2θ1/2) :Typiquement 120 degrés.
• Longueur d'onde de crête (λP) :Valeurs typiques : 518 nm (Vert), 630 nm (Rouge), 465 nm (Bleu).
• Longueur d'onde dominante (λd) :
  • Vert : 520-530 nm.
  • Rouge : 617-629 nm.
  • Bleu : 465-475 nm.
• Demi-largeur spectrale (Δλ) :Valeurs typiques : 35 nm (Vert), 20 nm (Rouge), 25 nm (Bleu).
• Tension directe (VF) :
  • Vert/Bleu : Min 2.8V, Max 3.8V.
  • Rouge : Min 1.8V, Max 2.4V.
• Courant inverse (IR) :Maximum 10 μA à VR=5V. Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse.

3. Explication du système de binning

Le produit est classé en bins selon l'intensité lumineuse et la longueur d'onde dominante pour garantir la cohérence des couleurs et de la luminosité en production.

3.1 Binning de l'intensité lumineuse

L'intensité est classée à l'aide d'un code à deux caractères (ex. : A1, B4, D12). La première lettre (A-D) définit la plage d'intensité du vert, tandis que le chiffre (1-12) définit les plages d'intensité correspondantes pour le rouge et le bleu. Chaque bin a une tolérance de ±11%.

• Groupes d'intensité verte :A (900-1120 mcd), B (1120-1400 mcd), C (1400-1800 mcd), D (1800-2240 mcd).
• Sous-groupes d'intensité rouge/bleue :Les chiffres 1-12 correspondent à des valeurs minimales et maximales spécifiques pour les LED rouges et bleues, comme détaillé dans le tableau croisé.

3.2 Binning de la longueur d'onde dominante

La longueur d'onde est classée à l'aide des codes E1 à E4, avec une tolérance de ±1 nm par bin.

• E1 :Vert 520-525 nm, Rouge 617-629 nm, Bleu 465-470 nm.
• E2 :Ce graphique illustre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant de pilotage. Elle est généralement linéaire dans la plage de fonctionnement recommandée mais peut saturer à des courants plus élevés. Cela aide à déterminer le courant de pilotage requis pour atteindre un niveau de luminosité souhaité.
• E3 :Vert 525-530 nm, Rouge 617-629 nm, Bleu 465-470 nm.
• E4 :Vert 525-530 nm, Rouge 617-629 nm, Bleu 470-475 nm.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique inclut des courbes caractéristiques typiques essentielles pour la conception de circuits.

4.1 Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V)

Cette courbe montre la relation non linéaire entre la tension directe appliquée et le courant résultant pour chaque puce de couleur. Les concepteurs l'utilisent pour sélectionner les résistances de limitation de courant appropriées. La LED rouge a généralement une tension directe plus faible (~2.0V) comparée aux LED verte et bleue (~3.2V).

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

This graph illustrates how light output increases with drive current. It is generally linear within the recommended operating range but may saturate at higher currents. This helps in determining the required drive current to achieve a desired brightness level.

4.3 Distribution spectrale

Bien que non explicitement graphiée, la longueur d'onde de crête et la demi-largeur spectrale spécifiées définissent le spectre d'émission pour chaque couleur. Les LED vertes et bleues, basées sur l'InGaN, ont des largeurs spectrales plus larges (~25-35 nm) comparées à la LED rouge AlInGaP (~20 nm).

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le dispositif est conforme à une empreinte SMD standard. Les dimensions clés (en millimètres) sont : Longueur : 3.2 mm, Largeur : 2.8 mm, Hauteur : 1.9 mm. Les tolérances sont typiquement de ±0.2 mm.

5.2 Assignation des broches et polarité

Le boîtier à 6 pastilles a les connexions anode/cathode indépendantes suivantes :

• Broches 1 & 6 : LED bleue.
• Broches 2 & 5 : LED rouge.
• Broches 3 & 4 : LED verte.

La polarité correcte doit être respectée lors de la conception du PCB.

5.3 Conception recommandée des pastilles PCB

Un diagramme de motif de pastilles est fourni pour assurer un soudage fiable. La conception des pastilles tient compte du dégagement thermique et de la formation correcte du cordon de soudure pendant la refusion.

6. Guide de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion IR

Un profil de soudage sans plomb est recommandé, conforme à la norme J-STD-020B.

• Préchauffage :150-200°C pendant un maximum de 120 secondes.
• Température de pic :Maximum 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus :Conformément à la courbe du profil.
• Limite de soudage :Maximum deux cycles de refusion, 10 secondes de temps de pic chacun.

6.2 Conditions de stockage

• Sac scellé (MSL 3) :Stocker à ≤30°C et ≤70% HR. Utiliser dans l'année suivant l'ouverture du sac.
• Après ouverture du sac :Stocker à ≤30°C et ≤60% HR. Compléter la refusion IR dans les 168 heures (1 semaine).
• Stockage prolongé (ouvert) :Utiliser des conteneurs scellés avec dessiccant. Si stocké >168 heures, cuire à 60°C pendant 48+ heures avant soudage.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire, utiliser des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique ou l'éthanol. Immerger la LED à température normale pendant moins d'une minute. Éviter les nettoyants chimiques non spécifiés.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies en bande porteuse embossée.

• Largeur de bande :8 mm.
• Diamètre de la bobine :7 pouces.
• Quantité par bobine :2000 pièces.
• Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les restes.
• L'emballage est conforme aux spécifications EIA-481-1-B.

8. Suggestions d'application

8.1 Circuits d'application typiques

Chaque canal de couleur nécessite une résistance de limitation de courant en série. La valeur de la résistance (R) peut être calculée avec la loi d'Ohm : R = (Vcc - VF) / IF, où Vcc est la tension d'alimentation, VF est la tension directe de la LED, et IF est le courant direct souhaité (ex. : 20mA). Des résistances séparées pour chaque couleur sont obligatoires en raison de leurs caractéristiques VF différentes.

8.2 Considérations de conception

• Gestion thermique :S'assurer que la conception du PCB offre une dissipation thermique adéquate, surtout lors du pilotage de plusieurs LED ou à des températures ambiantes élevées.
• Protection ESD :Bien que non explicitement déclarée comme sensible, les précautions de manipulation ESD standard pour les semi-conducteurs sont recommandées pendant l'assemblage.
• Conception optique :La lentille diffusée offre un large angle de vision (120°). Pour une lumière dirigée, des optiques secondaires peuvent être nécessaires.

9. Comparaison et différenciation techniques

Le LTST-G683GEBW offre une solution RVB intégrée et compacte. Les principaux points de différenciation incluent :

• Tri-couleur intégrée :Combine trois couleurs discrètes dans une empreinte unique de 3.2x2.8mm, économisant de l'espace sur la carte par rapport à trois LED séparées.
• Contrôle indépendant :Des anodes/cathodes séparées permettent un gradation et un mélange de couleurs individuels, contrairement aux LED RVB à anode ou cathode commune.
• Haute luminosité :Offre des bins de haute intensité lumineuse, particulièrement pour le vert, adaptés aux applications nécessitant une grande visibilité.
• Compatibilité de processus :Entièrement compatible avec l'assemblage SMT automatisé à grand volume et les processus de refusion sans plomb.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Puis-je piloter la LED rouge à 30mA et les vertes/bleues à 20mA simultanément ?

Oui, les Valeurs Maximales Absolues spécifient un courant direct continu de 30mA pour la LED rouge et de 20mA pour les LED vertes/bleues. Vous devez concevoir votre circuit de pilotage pour fournir ces courants spécifiques à chaque canal. Dépasser le courant nominal réduira la durée de vie et peut causer une défaillance.

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

La Longueur d'onde de crête (λP)est la longueur d'onde à laquelle la puissance optique de sortie est maximale.La Longueur d'onde dominante (λd)est dérivée du diagramme de chromaticité CIE et représente la longueur d'onde unique d'une lumière monochromatique qui semblerait avoir la même couleur pour l'œil humain. λd est plus pertinente pour la perception des couleurs dans les applications.

10.3 Comment interpréter le code de bin A7 ou D12 ?

Le code de bin assure l'appariement des couleurs et de la luminosité. Par exemple, le code "A7" signifie que l'intensité de la LED verte est dans le bin "A" (900-1120 mcd), et que les intensités des LED rouges et bleues correspondent au sous-groupe "7" (voir le tableau croisé pour les valeurs min/max exactes pour le rouge et le bleu). Spécifiez toujours les codes de bin requis pour des séries de production cohérentes.

11. Étude de cas pratique de conception

Scénario :Conception d'un indicateur multi-états pour un équipement réseau. L'indicateur doit afficher Alimentation (Vert), Activité (Bleu clignotant) et Défaut (Rouge).Mise en œuvre :Utiliser le LTST-G683GEBW. Connecter chaque canal de couleur à une broche GPIO d'un microcontrôleur via une résistance de limitation de courant. Calculer les résistances : Pour une alimentation 5V, R_Vert/Bleu ≈ (5V - 3.2V) / 0.02A = 90Ω (utiliser 91Ω standard). R_Rouge ≈ (5V - 2.0V) / 0.02A = 150Ω. Le micrologiciel peut ensuite contrôler indépendamment chaque LED pour des états fixes, clignotants ou de couleur mixte, le tout dans une empreinte unique et minuscule.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Les Diodes Électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière lorsqu'un courant électrique les traverse. Ce phénomène est appelé électroluminescence. Dans le LTST-G683GEBW :

• Lespuce verte et bleueutilisent le matériau semi-conducteur Nitrure de Gallium-Indium (InGaN). L'énergie de la bande interdite de la couche active InGaN détermine la couleur émise (verte ou bleue).
• Lapuce rougeutilise le matériau Phosphure d'Aluminium-Indium-Gallium (AlInGaP), optimisé pour une émission rouge et ambre à haut rendement.
• Lorsqu'elle est polarisée en direct, les électrons et les trous se recombinent dans la région active, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La lentille en époxy diffusée encapsule la puce, fournit une protection mécanique et façonne le faisceau lumineux de sortie.

13. Tendances technologiques

Le marché des LED SMD continue d'évoluer vers :

• Une efficacité plus élevée :Augmentation des lumens par watt (lm/W) pour fournir plus de lumière pour la même entrée électrique, réduisant la consommation d'énergie et la charge thermique.
• Miniaturisation :Développement de tailles de boîtier encore plus petites (ex. : 2.0x1.6mm, 1.6x0.8mm) pour l'électronique grand public ultra-compacte.
• Amélioration de la restitution des couleurs et de la cohérence :Tolérances de binning plus serrées et nouvelles technologies de phosphore pour des points de couleur plus précis et stables, essentiels pour le rétroéclairage d'affichage et l'éclairage architectural.
• Fonctions intelligentes intégrées :Tendance vers les LED avec pilotes, contrôleurs ou interfaces de communication intégrés (comme I2C) pour simplifier la conception du système.

Les dispositifs comme le LTST-G683GEBW représentent la technologie grand public établie, offrant une solution multicolore fiable et économique pour les applications d'indication générales.