Fiche technique LED SMD LTST-N682VSQEWT - Lentille blanche diffusante - Double puce AlInGaP Jaune/Rouge - 20mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-N682VSQEWT est une diode électroluminescente (LED) pour montage en surface (SMD) conçue pour l'assemblage automatisé sur circuit imprimé (PCB). Il se caractérise par sa taille compacte, le rendant adapté aux applications où l'espace est limité. Le dispositif comporte une lentille blanche diffusante qui abrite deux puces semi-conductrices indépendantes : une émettant une lumière jaune et l'autre une lumière rouge, toutes deux basées sur la technologie Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP). Cette configuration à double puce permet d'obtenir plusieurs états d'indication à partir d'un seul boîtier.

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.
• Boîtier conforme au standard EIA (Electronic Industries Alliance).
• Niveaux de commande compatibles avec les circuits intégrés (CI).
• Entièrement compatible avec les procédés de soudage par refusion infrarouge (IR).
• Préconditionné au Niveau de Sensibilité à l'Humidité 3 du JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council).

1.2 Applications cibles

Cette LED est destinée à une large gamme d'appareils électroniques grand public et industriels nécessitant une indication d'état fiable ou un rétroéclairage. Les domaines d'application typiques incluent :

• Équipements de télécommunication (ex. : téléphones sans fil, téléphones cellulaires).
• Appareils de bureautique (ex. : ordinateurs portables, systèmes réseau).
• Appareils électroménagers et enseignes intérieures.
• Indicateurs d'état généraux, signalisations lumineuses et rétroéclairage de panneaux avant.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Les limites suivantes ne doivent en aucun cas être dépassées en fonctionnement, car cela pourrait endommager définitivement le composant. Les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Dissipation de puissance (Pd) :75 mW par puce (Jaune et Rouge). Ce paramètre définit la puissance maximale que la LED peut dissiper sous forme de chaleur.
• Courant direct de crête (I_FP) :100 mA pour le Jaune, 80 mA pour le Rouge. C'est le courant pulsé maximal autorisé, typiquement défini avec un cycle de service de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms, utilisé pour des flashs brefs et intenses.
• Courant direct continu (I_F) :30 mA pour les deux couleurs. C'est le courant continu maximal recommandé pour un fonctionnement normal.
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +85°C. Le fonctionnement du dispositif est garanti dans cette plage de température ambiante.
• Plage de température de stockage :-40°C à +100°C. Le dispositif peut être stocké sans alimentation dans ces limites.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés à Ta=25°C et avec un courant direct (I_F) de 20 mA, qui est la condition de test standard.

• Intensité lumineuse (I_V) :Mesure de la puissance lumineuse perçue. Pour la puce Jaune, le minimum est de 710 mcd, le typique n'est pas spécifié et le maximum est de 1800 mcd. Pour la puce Rouge, le minimum est de 560 mcd, le typique n'est pas spécifié et le maximum est de 1400 mcd. Le large angle de vision (2θ_1/2= 120° typique) produit un éclairage diffus et large plutôt qu'un faisceau étroit.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :La longueur d'onde à laquelle la puissance optique de sortie est maximale. Les valeurs typiques sont 590 nm (Jaune) et 630 nm (Rouge).
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :La longueur d'onde unique qui définit la couleur perçue. La puce Jaune varie de 585 nm à 595 nm. La puce Rouge varie de 617 nm à 627 nm. La tolérance est de ±1 nm.
• Demi-largeur spectrale (Δλ) :La largeur de bande du spectre émis à la moitié de l'intensité maximale. La valeur typique est de 20 nm pour les deux couleurs, indiquant des couleurs spectrales relativement pures.
• Tension directe (V_F) :La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle est alimentée à 20 mA. Elle varie de 1,7 V (min) à 2,5 V (max) pour les deux puces. La tolérance est de ±0,1 V.
• Courant inverse (I_R) :Maximum 10 µA sous une tension inverse (V_R) de 5V. Ce paramètre est uniquement destiné aux tests infrarouges ; le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse.

3. Explication du système de classement par bacs

Pour garantir l'uniformité en production, les LED sont triées en bacs de performance. Le LTST-N682VSQEWT utilise un système de classement bidimensionnel basé sur l'intensité lumineuse et la longueur d'onde dominante.

3.1 Classement par Intensité Lumineuse (I_V)

Pour la puce Jaune :

Code de bac U : 710 mcd à 965 mcd

Code de bac V : 965 mcd à 1315 mcd

Code de bac W : 1315 mcd à 1800 mcd

Tolérance sur chaque bac : ±11%.

Pour la puce Rouge :

Code de bac T : 560 mcd à 760 mcd

Code de bac U : 760 mcd à 1030 mcd

Code de bac V : 1030 mcd à 1400 mcd

Tolérance sur chaque bac : ±11%.

3.2 Classement par Longueur d'Onde Dominante (W_d)

Pour la puce Jaune uniquement :

Code de bac J : 585 nm à 590 nm

Code de bac K : 590 nm à 595 nm

Tolérance sur chaque bac : ±1 nm.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes caractéristiques typiques qui illustrent la relation entre les paramètres clés. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas reproduits en texte, leurs implications sont analysées ci-dessous.

• Courbe I-V (Courant-Tension) :Cette courbe montrerait la relation exponentielle entre la tension directe (V_F) et le courant direct (I_F). La plage typique de V_F de 1,7-2,5V à 20mA indique l'exigence de tension d'alimentation pour la conception du circuit.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct :Cette courbe montre typiquement que la sortie lumineuse augmente approximativement de manière linéaire avec le courant jusqu'au courant nominal maximal. Un fonctionnement au-dessus de 20mA donnera une luminosité plus élevée mais augmentera également la dissipation de puissance et la température de jonction.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante :Pour les LED AlInGaP, l'intensité lumineuse diminue généralement lorsque la température ambiante augmente. Les concepteurs doivent tenir compte de cette dégradation dans les environnements à haute température pour garantir une luminosité suffisante.
• Distribution spectrale :Les graphiques montreraient la puissance optique relative en fonction des longueurs d'onde, centrée autour de la longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) avec une demi-largeur typique de 20 nm.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et assignation des broches

Le dispositif est conforme à un boîtier SMD standard. Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance générale de ±0,2 mm sauf indication contraire. L'assignation des broches est la suivante : les broches 1 et 2 sont pour la puce AlInGaP Jaune, et les broches 3 et 4 sont pour la puce AlInGaP Rouge. La lentille blanche diffusante assure une émission lumineuse uniforme et à grand angle.

5.2 Schéma recommandé des pastilles de soudure sur PCB

Un diagramme de motif de pastilles (empreinte) est fourni pour le soudage par refusion infrarouge ou en phase vapeur. Respecter cette géométrie de pastille recommandée est crucial pour obtenir une bonne formation du joint de soudure, un auto-alignement pendant la refusion et une fiabilité mécanique à long terme.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion IR

Un profil de refusion suggéré, conforme à la norme J-STD-020B pour les procédés sans plomb, est fourni. Les paramètres clés incluent :

• Température de préchauffage :150°C à 200°C.
• Durée de préchauffage :Maximum 120 secondes.
• Température de crête :Maximum 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus :Maximum 10 secondes (maximum deux cycles de refusion autorisés).

Note : Le profil réel doit être caractérisé pour le design de PCB spécifique, la pâte à souder et le four utilisés.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, utilisez un fer à souder dont la température ne dépasse pas 300°C, et limitez le temps de soudage à un maximum de 3 secondes par joint. Un seul cycle de soudage manuel est autorisé.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage après soudage est requis, utilisez uniquement les solvants spécifiés. L'immersion de la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température normale pendant moins d'une minute est acceptable. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager le matériau du boîtier.

6.4 Stockage et manipulation

• Emballage 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 sac étanche à l'humidité d'origine avec dessiccant.
• Emballage ouvert :Pour les composants retirés de leur emballage d'origine, l'ambiance de stockage ne doit pas dépasser 30°C et 60% HR. Il est recommandé de terminer la refusion IR dans les 168 heures (7 jours) suivant l'exposition. Pour un stockage plus long, utilisez un conteneur scellé avec dessiccant ou un dessiccateur à azote. Les composants exposés pendant plus de 168 heures doivent être cuits à environ 60°C pendant au moins 48 heures avant soudage pour éliminer l'humidité absorbée et éviter l'effet \"pop-corn\" pendant la refusion.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies en bande porteuse gaufrée d'une largeur de 8 mm, enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 2000 pièces. La bande utilise un couvercle supérieur pour sceller les poches vides. Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481. La quantité minimale de commande pour les lots restants est de 500 pièces.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Circuits d'application typiques

Chaque puce (Jaune et Rouge) est commandée indépendamment. Une simple résistance limitatrice de courant en série est le circuit de commande le plus courant. La valeur de la résistance (R_limit) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R_limit= (V_supply- V_F) / I_F. Utilisez la V_Fmaximale de la fiche technique (2,5V) pour une conception conservatrice afin de garantir que le courant ne dépasse pas le niveau souhaité (ex. : 20mA) même avec des variations d'un composant à l'autre. Par exemple, avec une alimentation de 5V : R_limit= (5V - 2,5V) / 0,020A = 125 Ω. Une résistance standard de 120 Ω ou 150 Ω conviendrait.

8.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible (75 mW max par puce), maintenir la température de jonction dans les limites est vital pour la longévité et une sortie lumineuse stable. Assurez une surface de cuivre PCB adéquate autour des pastilles de soudure pour servir de dissipateur thermique, surtout si le fonctionnement a lieu à des températures ambiantes élevées ou près du courant maximal.

8.3 Conception optique

La lentille blanche diffusante et l'angle de vision de 120° rendent cette LED idéale pour les applications nécessitant un éclairage large et uniforme sans points chauds, comme les indicateurs de panneau avant ou le rétroéclairage de symboles. Pour une lumière plus focalisée, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être nécessaires.

9. Comparaison et différenciation technique

Les principaux facteurs de différenciation de ce composant sont sonconception à double puce dans un seul boîtieret salentille blanche diffusante. Comparé à l'utilisation de deux LED monochromes séparées, cette conception économise de l'espace sur le PCB, simplifie l'assemblage (une opération de placement au lieu de deux) et peut fournir un indicateur plus compact. La technologie AlInGaP offre un rendement élevé et une bonne pureté de couleur pour les longueurs d'onde jaune et rouge. Le large angle de vision est un avantage clé par rapport aux LED à lentille claire pour les applications d'éclairage de zone.

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

Q : Puis-je alimenter simultanément les deux puces, jaune et rouge, à 20mA chacune ?

R : Oui, mais vous devez considérer la dissipation de puissance totale. Un fonctionnement simultané à 20mA (V_F~2,1V typique) donne environ 42 mW par puce, soit un total de 84 mW. Cela dépasse la valeur maximale absolue de dissipation de puissance de 75 mWpar puce. Il n'est pas recommandé d'alimenter les deux au courant maximal absolu en continu. Une réduction du courant ou l'utilisation d'un fonctionnement pulsé est conseillée pour un fonctionnement double simultané.

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

R : La longueur d'onde de crête (λ_P) est la longueur d'onde physique où le spectre d'émission est le plus fort. La longueur d'onde dominante (λ_d) est une valeur calculée à partir du diagramme de chromaticité CIE qui correspond à la couleur perçue (teinte) de la lumière. Pour les LED monochromes comme celles-ci, elles sont typiquement très proches.

Q : Comment interpréter les codes de bac lors de la commande ?

R : Les codes de bac spécifiques (ex. : W pour le jaune haute intensité, K pour une longueur d'onde jaune spécifique) peuvent faire partie du code de commande complet. Consultez le fabricant pour les combinaisons disponibles. Sélectionner un bac plus serré (ex. : un bac spécifique pour I_Vet W_d) garantit une plus grande uniformité de luminosité et de couleur sur toutes les unités de votre série de production.

11. Exemple pratique d'utilisation

Scénario : Indicateur d'état à double mode dans un routeur réseau.

Le LTST-N682VSQEWT peut être utilisé comme une seule LED pour indiquer deux états opérationnels distincts d'un routeur.

Conception :L'unité de microcontrôleur (MCU) a deux broches GPIO. Une broche alimente la puce Jaune via une résistance limitatrice pour indiquer le mode \"Sous tension / Veille\". L'autre broche alimente la puce Rouge via une autre résistance pour indiquer le mode \"Activité des données / Défaut\". La lentille blanche diffusante mélange la lumière, fournissant un indicateur uniforme et esthétique qui peut afficher du Jaune (veille), du Rouge (défaut), ou un mélange potentiel si les deux sont brièvement pulsés (ex. : pendant la séquence de démarrage). Cette conception réduit l'encombrement du panneau avant par rapport à l'utilisation de deux LED séparées.

12. Introduction au principe de fonctionnement

L'émission de lumière dans les puces AlInGaP est basée sur l'électroluminescence dans une 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 active où ils se recombinent. L'énergie libérée lors de cette recombinaison est émise sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur AlInGaP, qui est conçue pendant le processus de croissance cristalline pour produire de la lumière jaune (~590 nm) et rouge (~630 nm).

13. Tendances technologiques

La technologie AlInGaP est mature et offre un rendement élevé pour les longueurs d'onde ambre, jaune et rouge. Les tendances actuelles pour les LED d'indication se concentrent sur l'augmentation de l'efficacité lumineuse (plus de lumière par watt électrique), l'amélioration de la cohérence des couleurs grâce à un classement par bacs avancé, et le développement de boîtiers résistant aux profils de refusion à plus haute température requis pour le soudage sans plomb. Il y a également une tendance à la miniaturisation tout en maintenant ou en améliorant les performances optiques, et à l'intégration de plus de fonctionnalités (comme plusieurs couleurs ou des CI intégrés pour le contrôle) dans des boîtiers uniques.