Fiche technique de la LED SMD LTST-008EGSW - Lentille diffusante blanche - Multi-puces (Rouge, Vert, Jaune) - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTST-008EGSW est une LED à montage en surface (SMD) dotée d'une lentille diffusante blanche et intégrant trois puces LED distinctes dans un boîtier standard EIA. Ce composant est conçu pour les processus d'assemblage automatisé sur carte de circuit imprimé (PCB), le rendant adapté à la production en grande série. Son format compact répond aux besoins des applications à espace limité dans divers secteurs électroniques.

1.1 Avantages principaux

• Source multicolore :Intègre des puces rouge (AlInGaP), verte (InGaN) et jaune (AlInGaP), permettant une indication de couleur flexible ou un mélange de couleurs dans une seule empreinte de composant.
• Compatibilité de processus :Conçu pour être compatible avec les équipements de placement automatique et les processus de soudure par refusion infrarouge (IR), supportant un assemblage PCB efficace.
• Conformité environnementale :Le produit est conforme aux directives RoHS (Restriction des substances dangereuses).
• Conditionnement standardisé :Fourni en format bande et bobine (bande de 12 mm sur bobines de 7 pouces), facilitant la manutention automatisée.

1.2 Marchés cibles et applications

Cette LED cible un large éventail d'applications électroniques grand public, industrielles et de communication. Les principaux domaines d'application incluent les indicateurs d'état, l'éclairage de signaux et symboles, et le rétroéclairage de panneaux avant dans des équipements tels que les équipements de télécommunication, les systèmes de bureautique, les appareils électroménagers et diverses unités de contrôle industriel.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

La section suivante fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques spécifiés pour le LTST-008EGSW.

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Elles sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Dissipation de puissance (Pd) :Rouge/Jaune : 78 mW ; Vert : 64 mW. Ce paramètre indique la puissance maximale que la LED peut dissiper sous forme de chaleur. Dépasser cette valeur risque une dégradation thermique.
• Courant direct :Courant direct continu : Rouge/Jaune : 30 mA ; Vert : 20 mA. Le Courant direct de crête (cycle de service 1/10) est de 80 mA pour toutes les couleurs. Les concepteurs doivent s'assurer que les courants de fonctionnement restent à ou en dessous de la valeur nominale continue pour une opération fiable à long terme.
• Plage de température :Fonctionnement : -40°C à +85°C ; Stockage : -40°C à +100°C. Ces plages définissent les conditions environnementales que le composant peut supporter pendant l'utilisation et les périodes non opérationnelles.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés dans des conditions de test spécifiques (Ta=25°C).

• Intensité lumineuse (Iv) & Flux lumineux (Φv) :Mesurés à différents courants directs (Rouge/Jaune : 20mA, Vert : 5mA). Les valeurs sont classées par bacs (voir Section 3). Par exemple, l'intensité lumineuse minimale pour le Rouge et le Vert est de 280 mcd, et pour le Jaune de 112 mcd. L'angle de vision (2θ1/2) est large de 120 degrés, typique d'une lentille diffusante, fournissant un motif d'émission large.
• Caractéristiques spectrales :
  • Longueur d'onde de crête (λP) : Rouge : 632 nm, Vert : 518 nm, Jaune : 591 nm.
  • Longueur d'onde dominante (λd) : La longueur d'onde unique définissant la couleur perçue. Des plages sont spécifiées et classées par bacs (ex. Rouge : 617-630 nm).
  • Demi-largeur spectrale (Δλ) : Le Vert a la largeur spectrale la plus large à 30 nm, contre 15 nm pour le Rouge et le Jaune, ce qui est caractéristique du système de matériau InGaN.
• Tension directe (Vf) :La chute de tension aux bornes de la LED au courant de test spécifié. Les plages sont : Rouge : 1.7-2.6V, Vert : 2.4-3.2V, Jaune : 1.8-2.6V. C'est un paramètre critique pour la conception du circuit de pilotage.
• Courant inverse (Ir) :Maximum 10 μA à VR=5V. La fiche technique note explicitement que le composant n'est pas conçu pour un fonctionnement en inverse ; ce test est uniquement pour l'assurance qualité.

3. Explication du système de classement par bacs

Le LTST-008EGSW utilise un système de classement par bacs pour catégoriser les unités en fonction de paramètres optiques clés, garantissant une cohérence dans les performances d'application.

3.1 Classement par Intensité Lumineuse (IV)

Les LED sont triées en bacs en fonction de leur flux lumineux et de leur intensité de sortie. Chaque bac a une valeur minimale et maximale avec une tolérance de +/-11% à l'intérieur du bac.

• Rouge & Vert :Utilisent les bacs F, G, H (ex. Bac F : 280-450 mcd, Bac H : 710-1120 mcd).
• Jaune :Utilise les bacs D, E, F (ex. Bac D : 112-180 mcd, Bac F : 280-450 mcd).

Cela permet aux concepteurs de sélectionner un grade de luminosité adapté aux exigences de leur application.

3.2 Classement par Longueur d'Onde Dominante (WD)

Les LED sont également classées par bacs selon la teinte précise de leur couleur (longueur d'onde dominante), avec une tolérance de +/-1 nm par bac.

• Rouge :Bac unique K (617.0 - 630.0 nm).
• Vert :Bacs P (520.0-530.0 nm) et Q (530.0-540.0 nm).
• Jaune :Bacs H (584.5-589.5 nm) et J (589.5-594.5 nm).

Cela garantit une cohérence de couleur, essentielle pour les applications nécessitant un appariement de couleurs précis, comme dans les affichages multi-LED ou les indicateurs d'état.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des données graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (ex. Fig.1, Fig.5), les courbes typiques pour de telles LED incluraient :

• Courbe I-V (Courant-Tension) :Montre la relation non linéaire entre le courant direct et la tension directe pour chaque couleur de puce. La courbe a typiquement une tension de seuil (où le courant commence à augmenter significativement) spécifique au matériau semi-conducteur (plus basse pour l'AlInGaP Rouge/Jaune, plus élevée pour l'InGaN Vert).
• Intensité lumineuse vs. Courant direct (Courbe I-Iv) :Démontre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, généralement dans une relation quasi-linéaire dans la plage de fonctionnement recommandée avant que l'efficacité ne baisse à des courants très élevés en raison des effets thermiques.
• Dépendance à la température :L'intensité lumineuse diminue généralement lorsque la température de jonction augmente. Le coefficient exact varie selon le matériau, l'InGaN (Vert) montrant souvent un comportement thermique différent par rapport à l'AlInGaP (Rouge/Jaune).

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et assignation des broches

Le composant est conforme à un contour de boîtier SMD standard EIA. Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance typique de ±0.1 mm. L'assignation des broches pour la configuration multi-puces est clairement définie : Broches (1,2) et 3 pour la puce Rouge, broches 4 et 5 pour la puce Verte, et broches 6 et (7,8) pour la puce Jaune. Cette information est cruciale pour un câblage PCB et une connexion électrique corrects.

5.2 Patte de soudure PCB recommandée

Un modèle de pastille de soudure est fourni pour assurer une soudure correcte et une stabilité mécanique. Respecter cette empreinte recommandée est essentiel pour obtenir des joints de soudure fiables pendant la refusion et pour gérer la dissipation thermique de la LED.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion IR

Un profil de refusion suggéré pour les processus de soudure sans plomb est fourni, en référence à la norme J-STD-020B. Les paramètres clés incluent une zone de préchauffage (typiquement 150-200°C), un temps défini au-dessus du liquidus, et une température de crête ne dépassant pas 260°C. Suivre ce profil est crucial pour éviter un choc thermique et des dommages au boîtier LED ou aux liaisons internes des puces.

6.2 Stockage et manutention

Les LED sont sensibles à l'humidité. Lorsque le sac étanche à l'humidité scellé (avec dessiccant) n'est pas ouvert, elles doivent être stockées à ≤30°C et ≤70% HR et utilisées dans l'année. Une fois le sac ouvert, le temps d'exposition dans des conditions d'usine (≤30°C / ≤60% HR) ne doit pas dépasser 168 heures avant la soudure par refusion. Si l'exposition dépasse cette limite, une procédure de séchage (ex. 60°C pendant 48 heures) est recommandée pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage après soudure est nécessaire, seuls des solvants spécifiés comme l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique doivent être utilisés à température normale pendant moins d'une minute. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager la lentille plastique ou le boîtier.

7. Conditionnement et informations de commande

Le conditionnement standard est une bande porteuse gaufrée de 12 mm de large sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 4000 pièces. La bande est scellée avec une bande de couverture. Le conditionnement suit les spécifications EIA-481-1-B. Une quantité minimale de commande de 500 pièces est spécifiée pour les quantités restantes.

8. Recommandations d'application et considérations de conception

8.1 Circuits d'application typiques

Chaque puce de couleur doit être pilotée indépendamment avec une résistance limitant le courant en série. La valeur de la résistance (R) est calculée à l'aide de la formule : R = (Valim - Vf_LED) / If, où Vf_LED est la tension directe de la puce spécifique au courant de fonctionnement souhaité (If). Utiliser la Vf maximale de la fiche technique dans ce calcul garantit que le courant ne dépasse pas la limite même avec des variations d'une pièce à l'autre.

8.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible, une conception thermique appropriée sur le PCB est importante pour maintenir les performances et la longévité de la LED, surtout lors d'un fonctionnement proche des caractéristiques maximales. La conception recommandée de la pastille PCB aide au transfert de chaleur. Assurer une surface de cuivre adéquate autour des pastilles et éventuellement des vias thermiques vers d'autres couches peut aider à gérer la température de jonction.

8.3 Conception optique

La lentille diffusante blanche fournit un motif d'émission large, de type Lambertien (angle de vision de 120 degrés). C'est idéal pour les applications nécessitant une visibilité grand angle. Pour une lumière plus focalisée, des optiques secondaires seraient nécessaires. Les concepteurs doivent considérer les différentes intensités lumineuses des trois couleurs lorsqu'ils visent une luminosité apparente uniforme ou des ratios de mélange de couleurs spécifiques.

9. Comparaison et différenciation technique

La différenciation principale du LTST-008EGSW réside dans l'intégration de trois puces LED distinctes (Rouge, Vert, Jaune) dans un seul boîtier SMD standard avec une lentille diffusante blanche. Cela contraste avec :

• LED SMD monochromes :Offrent une seule couleur par composant.
• LED RVB :Intègrent des puces Rouge, Vert et Bleu pour un mélange de couleurs complet. La combinaison RVJ ici est adaptée à des besoins spécifiques d'indication de couleur (ex. simulations de feux de signalisation, codes d'état spécifiques) et peut offrir une efficacité plus élevée dans la région jaune par rapport à une LED RVB créant du jaune à partir de rouge+vert.
• Lentille claire vs. Lentille diffusante :La lentille diffusante sacrifie une partie de l'intensité frontale pour un angle de vision beaucoup plus large et uniforme, ce qui est souvent préférable pour les indicateurs de panneau avant.

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

Q : Puis-je piloter les trois puces simultanément à leur courant continu maximum ?

R : Non. Les Caractéristiques Maximales Absolues pour la dissipation de puissance (78 mW pour Rouge/Jaune, 64 mW pour Vert) doivent être respectées. Piloter simultanément toutes les puces au courant maximum pourrait dépasser la limite de dissipation de puissance totale du boîtier, entraînant une surchauffe. Une analyse thermique détaillée est requise pour une telle opération.

Q : Pourquoi le courant de test est-il différent pour la puce Verte (5mA) par rapport au Rouge/Jaune (20mA) ?

R : C'est une pratique courante car les LED vertes à base d'InGaN ont généralement une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumière par unité de courant) à des courants plus bas par rapport aux LED à base d'AlInGaP. Spécifier à 5mA fournit probablement un niveau de luminosité comparable pour le classement par bacs et reflète un point de fonctionnement courant.

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 (λP) est la longueur d'onde au point le plus haut de la courbe de distribution de puissance spectrale de la LED. La Longueur d'Onde Dominante (λd) est dérivée des coordonnées de couleur sur le diagramme de chromaticité CIE et représente la longueur d'onde unique d'une lumière monochromatique pure qui correspondrait à la couleur perçue de la LED. λd est plus pertinente pour la spécification de couleur.

11. Exemple d'application pratique

Scénario : Indicateur d'état système multi-états

Un routeur réseau utilise un seul LTST-008EGSW pour indiquer plusieurs états opérationnels :

- Rouge (Fixe) :État de démarrage/erreur (piloté à 15mA).

- Vert (Clignotant) :Activité de données (piloté à 5mA, pulsé).

- Jaune (Fixe) :Mode veille/inactif (piloté à 15mA).

- Rouge+Vert (apparaissant Orange) :État d'avertissement (les deux pilotés à des courants plus bas pour mélanger la couleur).

Cette conception consolide ce qui nécessiterait trois placements de LED séparés en un seul, économisant de l'espace PCB et simplifiant la conception du panneau avant, tandis que le large angle de vision assure la visibilité sous divers angles.

12. Principe de fonctionnement

L'émission de lumière dans les LED est basée sur l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent, libérant de l'énergie 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 utilisé :

- AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) :Utilisé pour les puces Rouge et Jaune, capable de produire une lumière à haute efficacité dans le spectre rouge à jaune-orange.

- InGaN (Nitrures d'Indium Gallium) :Utilisé pour la puce Verte, ce système de matériau est capable de produire de la lumière à travers le spectre bleu au vert. La lentille diffusante blanche diffuse la lumière des puces individuelles, créant une apparence uniforme et mélangée de l'extérieur.

13. Tendances technologiques

Le développement de LED SMD multi-puces comme le LTST-008EGSW s'aligne sur plusieurs tendances en cours en optoélectronique :

- Miniaturisation et Intégration :Combiner plusieurs fonctions (couleurs) dans un seul boîtier économise de l'espace sur la carte, réduit le nombre de composants et simplifie l'assemblage.

- Efficacité améliorée :Les améliorations continues des matériaux comme l'InGaN et l'AlInGaP conduisent à une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumens par watt), permettant une sortie plus lumineuse à des courants plus bas ou une consommation d'énergie réduite.

- Boîtiers avancés :Les améliorations dans la conception et les matériaux des boîtiers améliorent les performances thermiques, permettant des densités de puissance plus élevées et un fonctionnement plus fiable dans des environnements difficiles. L'utilisation de matériaux résistants à la refusion à haute température est standard.

- Solutions spécifiques à l'application :La tendance vers des composants comme cette LED RVJ indique une évolution vers la fourniture de solutions optimisées pour des besoins d'application spécifiques plutôt que de simples dispositifs monochromes génériques.