Fiche technique de la LED SMD LTST-008UGVEWT - Lentille blanche diffusante - Bicolore (Vert/Rouge) - 20mA - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-008UGVEWT est une LED pour montage en surface (SMD) conçue pour l'assemblage automatisé sur carte de circuit imprimé (PCB). Il présente un facteur de forme compact adapté aux applications où l'espace est limité. Ce composant intègre deux puces électroluminescentes distinctes dans un seul boîtier : l'une produisant une lumière verte grâce à la technologie InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium) et l'autre produisant une lumière rouge grâce à la technologie AlInGaP (Phosphures d'Aluminium, d'Indium et de Gallium). La lentille externe est blanche et diffusante, ce qui permet d'obtenir un angle de vision plus large et plus uniforme par rapport aux lentilles transparentes. Cette LED est conçue pour être compatible avec les processus standards de brasage par refusion infrarouge (IR), ce qui la rend idéale pour la fabrication en grande série.

1.1 Caractéristiques

• Conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses).
• Conditionnée sur bande de 12 mm enroulée sur bobine de 7 pouces de diamètre pour équipement automatique de pick-and-place.
• Boîtier standard conforme à la norme EIA (Electronic Industries Alliance).
• Entrée compatible avec les niveaux logiques standards des circuits intégrés (IC).
• Conçu pour être utilisé avec des systèmes automatiques de placement de composants.
• Résiste aux profils de brasage par refusion infrarouge.
• Préconditionné pour accélérer jusqu'au niveau de sensibilité à l'humidité JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) de niveau 3.

1.2 Applications cibles

Cette LED est polyvalente et trouve son utilité dans un large éventail d'équipements électroniques nécessitant une indication d'état, un rétroéclairage ou un éclairage décoratif. Les principaux domaines d'application incluent :

• Équipements de télécommunication :Indicateurs d'état sur routeurs, modems et combinés.
• Automatisation de bureau :Rétroéclairage des touches de claviers ou indicateurs sur imprimantes et scanners.
• Appareils électroménagers :Indicateurs de puissance, de mode ou de fonction sur les appareils électroniques grand public.
• Équipements industriels :Indicateurs de panneau pour machines et systèmes de contrôle.
• Signalétique & Affichage intérieur :Éclairage de faible intensité pour les enseignes ou comme éléments dans les panneaux d'affichage intérieur à basse résolution.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

Les performances de la LED LTST-008UGVEWT sont définies par un ensemble de caractéristiques électriques et optiques mesurées dans des conditions standards (Ta=25°C). La compréhension de ces paramètres est cruciale pour une conception de circuit appropriée et pour atteindre les performances attendues.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir sur le composant. Le fonctionnement à ou sous ces limites n'est pas garanti.

• Dissipation de puissance (Pd) :Vert : 102 mW, Rouge : 78 mW. C'est la puissance maximale que la LED peut dissiper sous forme de chaleur.
• Courant direct de crête (I_FP) :100 mA pour les deux couleurs. C'est le courant instantané maximal, autorisé uniquement en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms).
• Courant direct continu (I_F) :30 mA pour les deux couleurs. C'est le courant continu maximal pour un fonctionnement fiable.
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +85°C. La plage de température ambiante pour un fonctionnement normal.
• Plage de température de stockage :-40°C à +100°C. La plage de température pour le stockage hors fonctionnement.

2.2 Caractéristiques électriques & optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques lorsque le composant est utilisé dans ses conditions recommandées (I_F= 20mA).

• Intensité lumineuse (Φ_v) :Une mesure de la puissance lumineuse perçue. Vert : Min 5,00 lm, Max 11,00 lm. Rouge : Min 2,00 lm, Max 4,75 lm. Mesurée avec un capteur filtré pour correspondre à la réponse de l'œil humain (courbe CIE).
• Angle de vision (2θ_1/2) :Typiquement 130 degrés. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur au centre (0 degré). La lentille diffusante contribue à cet angle large.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :La longueur d'onde à laquelle la sortie spectrale est la plus forte. Vert : ~524 nm. Rouge : ~631 nm.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :La longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur. Vert : 520-530 nm. Rouge : 617-630 nm.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :La largeur de bande de la lumière émise. Vert : ~33 nm. Rouge : ~20 nm. Indique la pureté de la couleur.
• Tension directe (V_F) :La chute de tension aux bornes de la LED à 20mA. Vert : 2,4V à 3,4V. Rouge : 1,8V à 2,6V. La tolérance est de ±0,1V.
• Courant inverse (I_R) :Maximum 10 µA à une tension inverse (V_R) de 5V. Ce composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre est uniquement à des fins de test.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour assurer la cohérence de la production, les LED sont triées en bacs de performance. Le LTST-008UGVEWT utilise deux critères principaux de classement.

3.1 Classe d'intensité lumineuse (IV)

Les LED sont regroupées en fonction de leur puissance lumineuse mesurée à 20mA. Chaque bac a une tolérance de 11%.

Puce verte :

G1 : 5,00 - 6,50 lm

G2 : 6,50 - 8,45 lm

G3 : 8,45 - 11,00 lm

Puce rouge :

R1 : 2,00 - 2,70 lm

R2 : 2,70 - 3,65 lm

R3 : 3,65 - 4,75 lm

3.2 Classe de longueur d'onde dominante (WD)

Pour la puce verte uniquement, les LED sont classées par leur longueur d'onde dominante pour contrôler la cohérence des couleurs. La tolérance est de ±1 nm.

AP : 520 - 525 nm

AQ : 525 - 530 nm

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique inclut des courbes caractéristiques typiques essentielles pour comprendre le comportement du composant dans différentes conditions.

4.1 Courbe Courant vs. Tension (I-V)

Cette courbe montre la relation entre la tension directe (V_F) et le courant direct (I_F). Elle est non linéaire, typique d'une diode. La courbe pour la puce verte (InGaN) aura une tension de seuil plus élevée (~2,8V) comparée à la puce rouge (AlInGaP, ~2,0V). Les concepteurs l'utilisent pour calculer la valeur de la résistance de limitation de courant nécessaire pour une tension d'alimentation donnée.

4.2 Intensité lumineuse relative vs. Courant direct

Ce graphique illustre comment la puissance lumineuse augmente avec le courant. Elle est généralement linéaire dans la plage de fonctionnement recommandée (jusqu'à 30mA). Faire fonctionner la LED au-delà de ce point donne des rendements lumineux décroissants tout en augmentant significativement la chaleur et en réduisant la durée de vie.

4.3 Distribution spectrale

Ces tracés montrent l'intensité de la lumière émise à chaque longueur d'onde. Le spectre de la puce verte est centré autour de 524 nm avec une demi-largeur plus large, tandis que le spectre de la puce rouge est plus étroit et centré autour de 631 nm. La lentille diffusante n'altère pas le spectre mais diffuse la lumière.

5. Informations mécaniques & sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est conforme à un empreinte SMD standard. Toutes les dimensions critiques (longueur, largeur, hauteur, espacement des plots) sont fournies en millimètres avec une tolérance standard de ±0,1 mm sauf indication contraire. L'affectation des broches est clairement définie : Les broches (0,1) et 2 sont pour la puce verte, les broches 3 et 4 sont pour la puce rouge, et les broches 5,6,7 sont nulles (pas de connexion).

5.2 Identification de la polarité

Le boîtier inclut un marquage ou une caractéristique physique (comme un coin chanfreiné ou un point) pour identifier la broche 1 ou la cathode. Une orientation correcte lors de l'assemblage est cruciale pour s'assurer que la puce souhaitée est alimentée.

5.3 Configuration recommandée des plots de fixation sur PCB

Un modèle de pastille (land pattern) est suggéré pour assurer un brasage fiable. Cela inclut la taille et la forme des plots de cuivre sur le PCB, qui doivent correspondre aux bornes de la LED pour former un bon cordon de soudure et assurer une stabilité mécanique.

6. Directives de brasage & d'assemblage

6.1 Profil de brasage par refusion IR

Un profil de température recommandé pour les processus de brasage sans plomb (Pb-free) est fourni, conforme à la norme J-STD-020B. Les paramètres clés incluent :

- Préchauffage :150-200°C pendant un maximum de 120 secondes pour chauffer progressivement la carte et activer la flux.

- Température de crête :Maximum de 260°C. Le temps au-dessus du liquidus (typiquement 217°C pour la soudure SnAgCu) doit être contrôlé.

- Temps total de brasage :Maximum 10 secondes à la température de crête, avec un maximum de deux cycles de refusion autorisés.

6.2 Brasage manuel (Fer à souder)

Si une retouche manuelle est nécessaire, la température de la pointe du fer ne doit pas dépasser 300°C, et le temps de contact doit être limité à un maximum de 3 secondes par joint de soudure. Un seul cycle de retouche est recommandé pour éviter les dommages thermiques au boîtier plastique et aux fils de liaison internes.

6.3 Conditions de stockage

La sensibilité à l'humidité est un facteur critique pour les composants SMD.

- Emballage scellé :Stocker à ≤30°C et ≤70% d'Humidité Relative (HR). Utiliser dans l'année.

- Emballage ouvert :Stocker à ≤30°C et ≤60% HR. Si exposé à l'air ambiant pendant plus de 168 heures (1 semaine), les LED doivent être cuites à environ 60°C pendant au moins 48 heures avant le brasage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet \"pop-corn\" pendant la refusion.

6.4 Nettoyage

Si un nettoyage post-soudure est requis, seuls des solvants à base d'alcool comme l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique doivent être utilisés. L'immersion doit se faire à température normale pendant moins d'une minute. Des produits chimiques agressifs ou non spécifiés peuvent endommager la lentille plastique et le boîtier.

7. Conditionnement & Informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies sur bande porteuse gaufrée avec une bande de protection. Les dimensions clés des alvéoles de la bande, du moyeu et de la bride de la bobine sont spécifiées. La bobine standard a un diamètre de 7 pouces et contient 4000 pièces. Une quantité minimale de commande de 500 pièces peut s'appliquer pour les restes.

7.2 Détails du conditionnement en bobine

Le conditionnement suit les spécifications ANSI/EIA-481. Les alvéoles vides de composants sont scellées. Le nombre maximum de composants manquants consécutifs (\"lampes manquantes\") sur une bobine est de deux, assurant une fiabilité d'alimentation dans les machines d'assemblage automatique.

8. Suggestions d'application

8.1 Circuits d'application typiques

La LED est un dispositif piloté en courant. Une résistance de limitation de courant en série est obligatoire. La valeur de la résistance (R_s) est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R_s= (V_alimentation- V_F) / I_F. Pour une alimentation de 5V et la LED verte (V_F~3,0V) à 20mA, R_s= (5 - 3) / 0,02 = 100 Ω. Une valeur légèrement plus élevée (par exemple, 120 Ω) est souvent utilisée pour la marge et pour réduire la consommation d'énergie.

8.2 Considérations de conception

• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, s'assurer d'une surface de cuivre adéquate sur le PCB autour des plots aide à dissiper la chaleur, en particulier dans des environnements à température ambiante élevée ou lorsque le courant est proche du maximum.
• Contrôle du courant :Pour un contrôle précis de la luminosité ou pour maximiser la longévité, envisagez d'utiliser un pilote à courant constant au lieu d'une simple résistance, en particulier dans les applications avec une tension d'alimentation variable.
• Conception optique :La lentille blanche diffusante fournit un motif lumineux large et doux. Pour les applications nécessitant un faisceau plus directionnel, des optiques secondaires (comme un guide de lumière ou une lentille externe) peuvent être nécessaires.
• Protection ESD :Bien que non explicitement déclaré comme sensible, la mise en œuvre de précautions ESD de base lors de la manipulation et de la conception (par exemple, des résistances en série sur les lignes d'E/S) est une bonne pratique pour tous les dispositifs à semi-conducteurs.

9. Comparaison & Différenciation technique

Les principaux facteurs de différenciation du LTST-008UGVEWT sont sacapacité bicolore dans un seul boîtieret salentille diffusante à large angle de vision. Comparé à l'utilisation de deux LED monochromes séparées, cette conception économise de l'espace sur le PCB, simplifie l'assemblage (un composant au lieu de deux), et peut créer un effet de couleur mélangée si les deux puces sont alimentées simultanément. La lentille diffusante offre un aspect plus uniforme sous différents angles de vision par rapport à une LED à lentille transparente, qui a souvent un \"point chaud\" plus focalisé. Le préconditionnement JEDEC niveau 3 indique un niveau modéré de résistance à l'humidité, adapté à la plupart des environnements standards de salle d'assemblage.

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

10.1 Puis-je alimenter les puces verte et rouge en même temps ?

Oui, électriquement elles sont indépendantes. Vous auriez besoin de deux circuits de limitation de courant séparés (résistances ou pilotes), un pour la paire anode/cathode de la puce verte et un autre pour la paire de la puce rouge. Les alimenter simultanément à plein courant (20mA chacune) nécessiterait de s'assurer que la dissipation de puissance totale (Pd_Vert + Pd_Rouge) et les conditions thermiques locales sur le PCB restent dans des limites acceptables.

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 (λ_P)est la longueur d'onde physique à laquelle la LED émet le plus de puissance optique.La Longueur d'onde dominante (λ_d)est une valeur calculée basée sur le diagramme de chromaticité CIE qui correspond à la couleur perçue par l'œil humain. Pour les LED monochromatiques comme celles-ci, elles sont généralement proches, mais λ_dest le paramètre le plus pertinent pour la spécification de la couleur dans les applications.

10.3 Pourquoi le courant continu maximal (30mA) est-il inférieur au courant pulsé de crête (100mA) ?

Cela est dû auxlimitations thermiques. Un courant continu génère une chaleur continue. Le courant nominal de 30mA en continu assure que la température de jonction reste dans des limites sûres pour une fiabilité à long terme. Le courant nominal pulsé de 100mA permet de courtes impulsions de haute intensité (comme dans les affichages multiplexés ou la communication) où la puissance moyenne et la génération de chaleur sont beaucoup plus faibles car le cycle de service n'est que de 10%.

10.4 Comment interpréter les codes de bac lors de la commande ?

Pour une performance visuelle cohérente dans une série de production, spécifiez les codes de bac d'Intensité (IV) et de Longueur d'onde (WD) souhaités. Par exemple, commander \"LTST-008UGVEWT, G2, AP\" demanderait des LED avec une intensité lumineuse de la puce verte entre 6,50-8,45 lm et une longueur d'onde dominante entre 520-525 nm. Si non spécifié, vous recevrez des composants des bacs de production standard.

11. Exemple pratique d'utilisation

Scénario : Indicateur d'état double pour un équipement réseau.

Un concepteur de routeur réseau a besoin de deux LED d'état (Alimentation et Connexion Internet) mais a un espace limité sur le panneau avant. En utilisant le LTST-008UGVEWT, il peut concevoir un seul emplacement de LED qui affiche :

- Vert fixe :Alimentation activée, Internet connecté (puce verte uniquement).

- Rouge fixe :Alimentation activée, Pas d'Internet (puce rouge uniquement).

- Vert clignotant :Démarrage/Activité système.

- Rouge clignotant :Condition d'erreur.

Ceci est réalisé en connectant les anodes verte et rouge à des broches GPIO séparées d'un microcontrôleur, chacune avec sa propre résistance en série. Le firmware du microcontrôleur contrôle l'état et la couleur. Le large angle de vision de 130 degrés assure que l'état est visible de presque n'importe quel angle dans la pièce.

12. Principe de fonctionnement

L'émission de lumière dans les LED est basée sur l'électroluminescencedans un matériau semi-conducteur. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, les électrons de la région de type n se recombinent avec les trous de la région de type p. Cette recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière est déterminée par la largeur de bande interdite du matériau semi-conducteur.L'InGaNa une bande interdite plus large, produisant des photons de plus haute énergie perçus comme de la lumière verte/bleue.L'AlInGaPa une bande interdite plus étroite, produisant des photons de plus faible énergie perçus comme de la lumière rouge/orange. La lentille blanche diffusante est faite d'un matériau époxy ou silicone contenant des particules de diffusion qui randomisent la direction de la lumière émise, créant un motif d'émission de type Lambertien.

13. Tendances technologiques

Le marché des LED SMD continue d'évoluer vers :

1. Une efficacité plus élevée (lm/W) :Des améliorations continues dans la croissance épitaxiale et la conception des puces produisent plus de lumière pour la même entrée électrique, réduisant la consommation d'énergie et la charge thermique.

2. Une meilleure cohérence des couleurs & classement :Des contrôles de fabrication plus stricts et des stratégies de classement plus sophistiquées (par exemple, des bacs multi-paramètres couvrant l'intensité, la longueur d'onde, et parfois la tension directe) permettent un meilleur appariement des couleurs dans les applications nécessitant plusieurs LED.

3. Miniaturisation :Les boîtiers continuent de rétrécir (par exemple, tailles métriques 0402, 0201) pour permettre des conceptions à plus haute densité, en particulier dans l'électronique grand public portable.

4. Fiabilité améliorée :Les développements dans les matériaux de boîtier (composés de moulage, porteurs de puce) et les technologies de fixation des puces améliorent la résistance aux cycles thermiques, à l'humidité et à d'autres contraintes environnementales.

5. Solutions intégrées :Croissance des LED avec pilotes intégrés (circuits intégrés à courant constant), composants de protection (ESD, surtension) ou même des microcontrôleurs pour les applications de \"LED intelligentes\", réduisant le nombre de composants externes.