Fiche technique LED SMD LTST-008TGVFWT - Lentille diffusante blanche - Sources verte/orange - 20-30mA - 68-84mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED à montage en surface (SMD) dotée d'une lentille diffusante blanche et de deux sources lumineuses distinctes dans un seul boîtier. Le composant est conçu pour les processus d'assemblage automatisé sur carte de circuit imprimé (PCB) et convient aux applications où l'espace est une contrainte critique. Son facteur de forme compact et sa compatibilité avec les processus industriels standards en font un composant polyvalent pour l'électronique moderne.

1.1 Caractéristiques

• Conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses).
• Conditionné sur bande de 12 mm enroulée sur bobine de 7 pouces de diamètre pour manutention automatisée.
• Conforme aux contours de boîtier standard EIA (Electronic Industries Alliance).
• Entrée compatible avec les niveaux logiques des circuits intégrés (IC).
• Conçu pour la compatibilité avec les équipements d'assemblage automatisé pick-and-place.
• Résiste aux processus de soudage par refusion infrarouge (IR) couramment utilisés en technologie de montage en surface.
• Préconditionné pour accélérer au Niveau de Sensibilité à l'Humidité 3 de JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council), indiquant une durée de vie hors sac de 168 heures à <30°C/60% HR après ouverture du sachet scellé.

1.2 Applications

La capacité bicolore et la lentille diffusante rendent cette LED adaptée à diverses fins d'indication et de rétroéclairage. Les principaux domaines d'application incluent :

• Équipements de télécommunication :Indicateurs d'état sur routeurs, modems et combinés.
• Automatisation de bureau :Voyants d'alimentation, de connectivité ou de fonction sur imprimantes, scanners et moniteurs.
• Électroménager :Indicateurs de panneau de commande pour micro-ondes, lave-linge et systèmes audio.
• Équipements industriels :Indication d'état ou de défaut de machine sur les panneaux de contrôle.
• Signalétique & Affichage intérieur :Éclairage de faible intensité ou indicateurs codés par couleur dans les affichages d'information.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des caractéristiques électriques, optiques et thermiques du composant. La compréhension de ces paramètres est cruciale pour une conception de circuit fiable et l'obtention des performances souhaitées.

2.1 Valeurs maximales absolues

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

• Dissipation de puissance (P_D) :68 mW pour la puce verte, 84 mW pour la puce orange. C'est la puissance maximale que la LED peut dissiper sous forme de chaleur à une température ambiante (T_a) de 25°C.
• Courant direct de crête (I_FP) :80 mA pour les deux couleurs. C'est le courant maximal autorisé en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). Il est nettement supérieur au courant continu nominal, utile pour des flashs brefs et de haute intensité.
• Courant direct continu (I_F) :20 mA pour le vert, 30 mA pour l'orange. C'est le courant continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +85°C. Le composant est garanti pour fonctionner dans cette plage de température ambiante.
• Plage de température de stockage :-40°C à +100°C. Le composant peut être stocké sans alimentation dans cette plage.

2.2 Caractéristiques électriques & optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à T_a=25°C dans des conditions de test spécifiées. Ils sont utilisés pour les calculs de conception et les attentes de performance.

• Flux lumineux (Φ_v) :La quantité totale de lumière visible émise, mesurée en lumens (lm).
  • Vert (I_F=5mA) : Min 0,95 lm, Max 2,30 lm.
  • Orange (I_F=20mA) : Min 1,25 lm, Max 3,75 lm.
• Intensité lumineuse (I_v) :La puissance lumineuse dans une direction spécifique, mesurée en millicandelas (mcd). Cette valeur est fournie à titre indicatif, mesurée avec un filtre de réponse oculaire CIE.
  • Vert (I_F=5mA) : Min 330 mcd, Max 775 mcd.
  • Orange (I_F=20mA) : Min 450 mcd, Max 1350 mcd.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Approximativement 130 degrés (typique). C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse est la moitié de l'intensité mesurée sur l'axe (0 degré). La lentille diffusante blanche crée un diagramme de vision large et uniforme.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :La longueur d'onde à laquelle la sortie spectrale est la plus forte.
  • Vert : 518 nm (typique).
  • Orange : 611 nm (typique).
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :La longueur d'onde unique qui représente le mieux la couleur perçue.
  • Vert : S'étend de 527 nm à 537 nm, triée (voir Section 3).
  • Orange : 605 nm (typique).
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :La largeur de bande du spectre émis à la moitié de son intensité maximale.
  • Vert : 35 nm (typique).
  • Orange : 20 nm (typique). La source orange a une sortie spectrale plus étroite et plus pure.
• Tension directe (V_F) :La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle fonctionne au courant spécifié.
  • Vert (I_F=5mA) : Min 2,4V, Max 3,4V.
  • Orange (I_F=20mA) : Min 1,8V, Max 2,8V.
  • La tolérance est de +/- 0,1V par note.
• Courant inverse (I_R) :Max 10 μA à V_R=5V. Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre est uniquement pour référence de test IR.

3. Explication du système de tri (Binning)

Pour assurer la cohérence de couleur et de luminosité en production, les LED sont triées en catégories (bins) basées sur des paramètres clés. Ce composant utilise un système de tri combiné.

3.1 Catégories d'intensité lumineuse (I_V)

Les LED sont regroupées en fonction de leur puissance lumineuse au courant de test standard.

Vert (@ 5mA) :

G1 : 0,95-1,26 lm (330-440 mcd)

G2 : 1,26-1,70 lm (440-585 mcd)

G3 : 1,70-2,30 lm (585-775 mcd)

Orange (@ 20mA) :

O1 : 1,25-1,80 lm (450-650 mcd)

O2 : 1,80-2,60 lm (650-930 mcd)

O3 : 2,60-3,75 lm (930-1350 mcd)

La tolérance sur chaque catégorie de luminosité est de +/- 11%.

3.2 Catégories de longueur d'onde dominante (WD) pour le vert

Seule la source verte est triée par longueur d'onde pour contrôler la variation de teinte.

AQ : 527 - 532 nm

AR : 532 - 537 nm

La tolérance est de +/- 1 nm par catégorie.

3.3 Code de tri combiné

Un code alphanumérique unique sur l'étiquette du produit combine les deux catégories d'intensité. Par exemple, le code "A1" correspond à une catégorie verte G1 et une catégorie orange O1. Cette table de correspondance (A1-A9) permet une sélection précise des combinaisons de luminosité pour les deux couleurs dans le même boîtier.

4. Informations mécaniques & de boîtier

4.1 Dimensions du composant & Brochage

Le boîtier SMD a des dimensions d'empreinte spécifiques cruciales pour la conception du PCB. Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance standard de ±0,2 mm sauf indication contraire. L'affectation des broches pour le LTST-008TGVFWT est la suivante : Les broches (0,1) et 2 sont affectées à la source verte (InGaN). Les broches 3 et 4 sont affectées à la source orange (AlInGaP). Les broches 5, 6 et 7 sont nulles (pas de connexion). Les concepteurs doivent se référer au dessin dimensionnel détaillé dans la fiche technique originale pour l'espacement exact des pastilles, la hauteur du composant et la taille de la lentille afin d'assurer un ajustement et un soudage corrects.

4.2 Pastille de soudure recommandée sur PCB

Un motif de pastille (empreinte) recommandé est fourni pour assurer la formation fiable du joint de soudure pendant la refusion. L'utilisation de ce motif aide à obtenir des ménisques de soudure corrects, une stabilité mécanique et une dissipation thermique adéquate. La conception de la pastille tient compte de l'application du masque de soudure et de la pâte à braser.

4.3 Conditionnement en bande et bobine

Les composants sont fournis dans une bande porteuse gaufrée pour l'assemblage automatisé. Les principales spécifications de conditionnement incluent :

- Largeur de bande : 12 mm.

- Diamètre de bobine : 7 pouces.

- Quantité par bobine : 4000 pièces.

- Quantité minimale de commande pour les restes : 500 pièces.

- Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481.

- La bande a un film de couverture pour protéger les composants, et un maximum de deux poches vides consécutives est autorisé.

5. Guide de soudage & 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 IR suggéré est fourni, conforme à la norme J-STD-020B. Les paramètres clés incluent :

- Température de préchauffage :150-200°C.

- Durée de préchauffage :Maximum 120 secondes.

- Température de corps maximale :Maximum 260°C.

- Temps au-dessus du liquidus :Doit être contrôlé selon le graphique de profil pour assurer une formation correcte du joint de soudure sans dommage thermique à la LED.

5.2 Soudage manuel (si nécessaire)

Si une retouche manuelle est requise :

- Température du fer à souder : Maximum 300°C.

- Temps de soudage par pastille : Maximum 3 secondes.

- Important : Le soudage manuel doit être limité à une seule fois pour éviter un stress thermique excessif.

5.3 Stockage & Manutention

Sachet scellé :Stocker à ≤30°C et ≤70% d'Humidité Relative (HR). La durée de conservation est d'un an lorsqu'il est stocké dans le sachet barrière à l'humidité d'origine avec dessiccant.

Sachet ouvert :Pour les composants retirés du sachet scellé, l'ambiance de stockage ne doit pas dépasser 30°C et 60% HR. Il est fortement recommandé de terminer le processus de refusion IR dans les 168 heures (1 semaine) suivant l'exposition. Pour un stockage au-delà de 168 heures, les composants doivent être rebakés à environ 60°C pendant au moins 48 heures avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et éviter l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

5.4 Nettoyage

Si un nettoyage post-soudure est nécessaire, utiliser uniquement des solvants approuvés. L'immersion de la LED dans de l'alcool éthylique ou isopropylique à température normale pendant moins d'une minute est acceptable. Ne pas utiliser de nettoyants chimiques non spécifiés car ils pourraient endommager la lentille en époxy ou le boîtier.

6. Notes d'application & Considérations de conception

6.1 Limitation de courant

Une résistance de limitation de courant externe est obligatoire pour piloter une LED. La valeur de la résistance (R) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Toujours utiliser la V_Fmaximale de la fiche technique pour une conception conservatrice afin de s'assurer que le courant ne dépasse pas le I_F souhaité. Pour la LED verte (V_{F_max}=3,4V @5mA) avec une alimentation de 5V : R = (5V - 3,4V) / 0,005A = 320Ω. Une résistance standard de 330Ω serait appropriée. Pour un fonctionnement pulsé au courant de crête (80mA), s'assurer que le circuit de pilotage peut fournir en toute sécurité l'impulsion requise.

6.2 Gestion thermique

Bien que les LED SMD soient efficaces, elles génèrent toujours de la chaleur. Dépasser la température de jonction maximale dégrade la puissance lumineuse et la durée de vie. Considérations :

- Ne pas dépasser la dissipation de puissance maximale absolue (68/84 mW).

- S'assurer que la conception des pastilles sur le PCB fournit un dégagement thermique adéquat, surtout si le fonctionnement se fait à haute température ambiante ou près du courant maximal.

- Éviter de placer d'autres composants générateurs de chaleur à proximité immédiate.

6.3 Conception optique

La lentille diffusante blanche fournit un diagramme d'émission large, de type lambertien (angle de vision de 130°). C'est idéal pour les applications nécessitant une visibilité grand angle sans optique secondaire. Pour une lumière dirigée, des lentilles externes ou des guides de lumière seraient nécessaires. La lentille diffusante aide également à mélanger la lumière des deux puces de couleur discrètes en une apparence plus uniforme lorsque les deux sont allumées.

7. Comparaison technique & Différenciation

Ce composant offre des avantages spécifiques dans des contextes d'application particuliers :

vs. LED SMD monochromes :L'avantage principal est l'intégration de deux couleurs distinctes (verte et orange) dans un seul boîtier. Cela économise de l'espace sur le PCB, réduit le nombre de pièces et simplifie l'assemblage par rapport à l'utilisation de deux LED séparées. Il permet une indication double état (par exemple, vert pour "allumé/OK", orange pour "veille/avertissement") à partir d'un seul point.

vs. LED RVB :Ce n'est pas une LED RVB. Elle n'offre que deux couleurs spécifiques et saturées (verte et orange) avec une efficacité potentiellement plus élevée et un circuit de pilotage à 2 canaux plus simple comparé à un pilote RVB à 3 canaux. C'est une solution pour les applications qui nécessitent spécifiquement seulement ces deux couleurs d'indicateur.

Différenciateur clé :La combinaison d'unelentille diffusante blancheavec dessources de puces coloréesest notable. La lentille diffusante adoucit l'apparence des puces émettrices discrètes, créant une zone éclairée plus uniforme et esthétiquement agréable par rapport à une lentille claire qui pourrait montrer des images distinctes des puces.

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

Q1 : Puis-je piloter simultanément les LED verte et orange à leur courant continu maximal ?

R : La fiche technique fournit les valeurs nominales par source de couleur. Les valeurs de dissipation de puissance (68mW pour le vert, 84mW pour l'orange) sont indépendantes. Par conséquent, vous pouvez piloter les deux simultanément à leur I_Fmax respectif (20mA vert, 30mA orange), à condition que la chaleur totale générée puisse être dissipée par le boîtier et le PCB. Il est généralement recommandé de déclasser et de fonctionner en dessous des valeurs maximales absolues pour une fiabilité accrue.

Q2 : Pourquoi le courant de test est-il différent pour les sources verte (5mA) et orange (20mA) ?

R : Cela reflète les points de fonctionnement typiques choisis pour atteindre les niveaux de luminosité cible et l'efficacité pour chaque matériau semi-conducteur (InGaN pour le vert, AlInGaP pour l'orange). Les valeurs d'intensité lumineuse spécifiées ne sont valables qu'à ces courants de test. L'interpolation ou l'extrapolation des performances à d'autres courants nécessite de consulter les courbes caractéristiques typiques.

Q3 : Que signifie le "binning" pour ma conception ?

R : Le binning assure la cohérence. Si votre conception nécessite une teinte spécifique de vert ou une luminosité minimale, vous devez spécifier les codes de tri correspondants (par exemple, AR pour la longueur d'onde verte, G3/O3 pour la luminosité la plus élevée). Pour les applications moins critiques, une catégorie plus large ou "n'importe quelle" catégorie peut être acceptable, réduisant potentiellement le coût.

Q4 : Une diode de protection contre l'inverse est-elle nécessaire ?

R : La fiche technique indique que le composant n'est pas conçu pour un fonctionnement en inverse et spécifie un courant inverse (I_R) uniquement pour référence de test. Dans les circuits où des transitoires de tension inverse sont possibles (par exemple, charges inductives, branchement à chaud), une protection externe telle qu'une diode en série ou une diode TVS en parallèle avec la LED est recommandée pour éviter les dommages.

9. Étude de cas pratique de conception

Scénario :Conception d'un indicateur d'état pour un commutateur réseau. Exigences : Un seul indicateur pouvant afficher trois états : Éteint (pas de lien), Vert fixe (lien 1 Gbps), Orange clignotant (activité de lien 100 Mbps).

Mise en œuvre avec LTST-008TGVFWT :

1. Empreinte PCB :Utiliser le motif de pastille recommandé. Router les pistes vers les broches pour le vert (par exemple, broches 0,1) et l'orange (broches 3,4).

2. Circuit de pilotage :Utiliser deux broches GPIO d'un microcontrôleur. Chaque broche pilote un transistor ou un canal de pilote LED dédié. Calculer des résistances de limitation de courant séparées pour le vert (cible ~5-10mA) et l'orange (cible ~15-20mA).

3. Firmware :Contrôler les états : GPIO_Vert=HIGH pour le vert fixe ; GPIO_Orange basculé avec un timer pour l'orange clignotant.

4. Avantages :Économise de l'espace par rapport à deux LED séparées. La lentille diffusante crée un point indicateur propre et uniforme. Les couleurs verte et orange distinctes sont facilement discernables.

10. Principe de fonctionnement

Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière par électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à la jonction p-n, les électrons du matériau de type n se recombinent avec les trous du matériau de type p. Cette recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière émise est déterminée par la largeur de bande interdite du matériau semi-conducteur utilisé.

- La lumièreverteest produite par un semi-conducteur Nitrure de Gallium Indium (InGaN). Sa bande interdite correspond à des photons dans la région de longueur d'onde verte (~518-537 nm).

- La lumièreorangeest produite par un semi-conducteur Phosphure d'Aluminium Indium Gallium (AlInGaP), qui a une bande interdite plus petite adaptée aux longueurs d'onde orange/rouge (~605-611 nm).

Lalentille diffusante blancheest faite d'un matériau époxy ou silicone imprégné de particules de diffusion. Elle ne change pas la couleur mais diffuse spatialement la lumière provenant des petites puces semi-conductrices brillantes, créant un diagramme d'émission plus large, plus uniforme et moins éblouissant.

11. Tendances technologiques

Le domaine des LED SMD continue d'évoluer. Les tendances générales observables dans l'industrie, qui fournissent un contexte pour des composants comme celui-ci, incluent :

Efficacité accrue :Les améliorations continues en science des matériaux et en conception de puces conduisent à un plus grand nombre de lumens par watt (lm/W), permettant une sortie plus lumineuse à des courants plus faibles ou une consommation d'énergie réduite.

Miniaturisation :La recherche de produits finaux plus petits pousse les boîtiers de LED vers des empreintes toujours plus petites (par exemple, des tailles métriques 0603 à 0402 puis 0201), tout en maintenant ou en améliorant les performances optiques.

Mélange de couleurs & Contrôle améliorés :Les boîtiers multi-puces (comme cette LED bicolore) deviennent plus sophistiqués, avec un tri plus serré pour la cohérence des couleurs et des pilotes intégrés pour un meilleur mélange des couleurs dans les applications RVB ou blanc réglable.

Fiabilité & Performance thermique améliorées :Les progrès dans les matériaux de boîtier, tels que les silicones haute température et les substrats céramiques, améliorent la capacité à résister à des températures de refusion plus élevées et améliorent le maintien du flux lumineux à long terme, en particulier pour les applications haute puissance.

Intégration intelligente :Une tendance croissante est l'intégration de circuits de contrôle (comme des pilotes à courant constant ou une logique simple) dans le boîtier LED lui-même, simplifiant la conception du système pour l'utilisateur final.