Fiche technique de la LED CMS LTST-008GEBW - Lentille diffusante blanche - Puce RVB - Boîtier EIA - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

La LTST-008GEBW est une LED à montage en surface (CMS) conçue pour l'assemblage automatisé sur circuit imprimé (CI). Elle comporte une lentille diffusante blanche et intègre trois puces semi-conductrices distinctes dans un seul boîtier : Verte (InGaN), Rouge (AlInGaP) et Bleue (InGaN). Cette configuration permet des applications polyvalentes d'indication et de rétroéclairage. Le composant est logé dans un boîtier standard de l'industrie EIA, garantissant une compatibilité avec une large gamme d'équipements automatisés de placement et de soudage par refusion.

1.1 Caractéristiques

• Conforme aux directives environnementales RoHS.
• Conditionnée en bande de 12 mm sur bobines de 7 pouces de diamètre pour l'assemblage en grande série.
• Empreinte standard de boîtier EIA pour la compatibilité de conception.
• Entrée/sortie compatible avec les circuits intégrés (compatible C.I.).
• Conçue pour la compatibilité avec les équipements de placement automatisés.
• Adaptée aux procédés de soudage par refusion infrarouge (IR).
• Préconditionnée au niveau de sensibilité à l'humidité JEDEC 3.

1.2 Applications

Cette LED convient à un large éventail d'équipements électroniques nécessitant un gain de place, une indication fiable ou un rétroéclairage subtil. Les principaux domaines d'application incluent :

• Équipements de télécommunication (ex. : routeurs, commutateurs, téléphones).
• Appareils de bureautique (ex. : imprimantes, scanners, périphériques multifonctions).
• Appareils électroménagers et électronique grand public.
• Panneaux de contrôle et équipements industriels.
• Indicateurs d'état et d'alimentation.
• Éclairage de signaux et de symboles.
• Rétroéclairage de panneaux avant et de claviers.

2. Dimensions du boîtier et assignation des broches

Le contour mécanique de la LTST-008GEBW est conforme aux dimensions standard du boîtier EIA. Toutes les dimensions spécifiées sont en millimètres, avec une tolérance générale de ±0,1 mm sauf indication contraire. L'assignation des broches pour les puces RVB intégrées est la suivante :

• Puce Verte : Anode sur broche (0,1), Cathode sur broche 2.
• Puce Rouge : Anode sur broche 3, Cathode sur broche 4.
• Puce Bleue : Anode sur broche 5, Cathode sur broche (6,7).

Ce brochage est essentiel pour une conception de circuit correcte et doit être respecté pour un contrôle individuel approprié des couleurs.

3. Caractéristiques et valeurs limites

3.1 Valeurs maximales absolues

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

• Dissipation de puissance :102 mW (Vert, Bleu), 72 mW (Rouge).
• Courant direct de crête :100 mA pour toutes les couleurs (à un cycle de service de 1/10, largeur d'impulsion de 0,1 ms).
• Courant direct continu :30 mA pour toutes les couleurs.
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +85°C.
• Plage de température de stockage :-40°C à +100°C.

Un fonctionnement en dehors de ces plages n'est pas recommandé et peut affecter la fiabilité et la durée de vie.

3.2 Profil de refusion IR recommandé

Pour les procédés de soudage sans plomb, le profil de refusion infrarouge recommandé doit être conforme à la norme J-STD-020B. Le profil comprend généralement une zone de préchauffage, une zone de maintien, une zone de refusion avec une température de pic et une zone de refroidissement. Le respect de ce profil est essentiel pour éviter les chocs thermiques et assurer des soudures fiables sans endommager le boîtier de la LED ou la puce interne.

3.3 Caractéristiques électriques et optiques

Ces caractéristiques sont mesurées à Ta=25°C dans des conditions de test spécifiées et représentent la performance typique du composant.

• Flux lumineux (Φv) :Mesuré avec un capteur/filtre approchant la réponse photopique de l'œil CIE.
  • Vert (IF=25mA) : Min 2,81 lm, Max 7,12 lm.
  • Rouge (IF=20mA) : Min 1,07 lm, Max 2,71 lm.
  • Bleu (IF=15mA) : Min 0,32 lm, Max 0,82 lm.
• Angle de vision (θ1/2) :Typiquement 130 degrés. C'est l'angle hors axe où l'intensité lumineuse est la moitié de la valeur à 0 degrés (sur l'axe).
• Longueur d'onde dominante (λd) :La longueur d'onde unique perçue comme la couleur.
  • Vert : 518 nm à 533 nm.
  • Rouge : 618 nm à 628 nm.
  • Bleu : 455 nm à 464 nm.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :Les valeurs typiques sont de 33 nm (Vert), 20 nm (Rouge) et 22 nm (Bleu).
• Tension directe (VF) :La tolérance est de +/-0,1V.
  • Vert : 2,9V à 3,4V à 25mA.
  • Rouge : 1,8V à 2,4V à 20mA.
  • Bleu : 2,6V à 3,4V à 15mA.
• Courant inverse (IR) :Maximum 10 μA à VR=5V.Note :Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre est uniquement pour la qualification des tests IR.

4. Système de codage par bacs

La LTST-008GEBW est classée à l'aide d'un système de codage par bacs pour garantir la cohérence du flux lumineux et des coordonnées chromatiques pour les applications nécessitant une uniformité.

4.1 Classe de flux lumineux (IV)

Les LED sont triées en bacs en fonction de leur flux lumineux mesuré à des courants de commande spécifiés. Les codes de bac (H2, J1, J2, K1) définissent des plages allant des valeurs minimales aux valeurs maximales de flux lumineux. La tolérance sur chaque bac d'intensité lumineuse est de +/- 11%.

4.2 Classe de coordonnées chromatiques (CIE)

La cohérence des couleurs est gérée par un système détaillé de bacs de coordonnées chromatiques CIE 1931. La fiche technique fournit un tableau complet et un diagramme de chromaticité traçant divers codes de bac (ex. : H2-H7, J2-J7, K2-K7, etc.). Chaque bac est défini par une zone quadrilatère sur le diagramme CIE spécifiée par quatre points de coordonnées (x, y). La tolérance pour chaque bac de teinte (x, y) est de +/- 0,01. Ce tri précis permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec des points de couleur presque identiques pour les réseaux multi-LED ou les indicateurs d'état où l'accord des couleurs est critique.

5. Courbes de performance typiques

La fiche technique comprend une section pour les courbes de performance typiques, qui représentent graphiquement la relation entre divers paramètres dans différentes conditions. Ces courbes sont essentielles pour une analyse de conception approfondie. Bien que les courbes spécifiques ne soient pas détaillées dans le texte fourni, elles incluent généralement :

• Intensité lumineuse relative vs. Courant direct :Montre comment la sortie lumineuse change avec le courant de commande pour chaque couleur.
• Tension directe vs. Courant direct :Illustre la caractéristique IV de chaque diode.
• Intensité lumineuse relative vs. Température ambiante :Démontre la dégradation thermique de la sortie lumineuse.
• Distribution spectrale de puissance :Trace l'intensité relative de la lumière émise en fonction des longueurs d'onde pour chaque puce de couleur.

Consulter ces courbes aide à optimiser le circuit de commande, à gérer les performances thermiques et à prédire le comportement dans des conditions de fonctionnement non standard.

6. Guide d'utilisation et informations d'assemblage

6.1 Instructions de nettoyage

Le nettoyage post-assemblage doit être effectué avec soin. Utilisez uniquement de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante normale. La LED doit être immergée pendant moins d'une minute. L'utilisation de nettoyants chimiques non spécifiés peut endommager le matériau du boîtier de la LED, la lentille en époxy ou les connexions internes.

6.2 Empreinte recommandée sur le CI

Une empreinte recommandée (land pattern) pour le CI est fournie pour assurer une formation correcte des soudures, une stabilité mécanique et une gestion thermique pendant la refusion. Suivre ce modèle est crucial pour obtenir une fixation CMS fiable.

6.3 Dimensions de l'emballage en bande et bobine

Le composant est fourni dans une bande porteuse gaufrée standard de 12 mm de large enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. La fiche technique inclut les dimensions détaillées des alvéoles de la bande, de la bande de couverture et du moyeu de la bobine pour faciliter la compatibilité avec les alimenteurs des équipements d'assemblage automatisés.

7. Considérations de conception et notes d'application

7.1 Limitation du courant

Comme pour toutes les LED, le courant direct doit être limité à l'aide d'une résistance en série ou d'un pilote à courant constant. La valeur doit être calculée en fonction de la tension d'alimentation, de la tension directe (VF) de la puce de couleur spécifique au courant souhaité, et du courant direct continu maximal admissible (30mA). Un fonctionnement à ou en dessous des courants de test typiques (25mA Vert, 20mA Rouge, 15mA Bleu) est recommandé pour une fiabilité à long terme.

7.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit relativement faible, une conception thermique appropriée sur le CI est importante, en particulier dans des environnements à température ambiante élevée ou lors de la commande de plusieurs LED. La surface de cuivre du CI agit comme un dissipateur thermique. Assurer un bon chemin thermique des pastilles de soudure de la LED vers un plan de cuivre plus large peut aider à maintenir des températures de jonction plus basses, préservant ainsi le flux lumineux et la durée de vie opérationnelle.

7.3 Conception optique avec lentille diffusante

La lentille diffusante blanche offre un large angle de vision uniforme (130° typique) en diffusant la lumière provenant des petites sources de puces lumineuses. Cela rend la LED idéale pour les indicateurs d'état qui doivent être visibles sous une large gamme d'angles. Elle réduit l'éblouissement et les points chauds, créant un éclairage doux et uniforme adapté au rétroéclairage de panneaux. Les concepteurs doivent tenir compte de cette diffusion lors de la modélisation de la sortie lumineuse pour leur application spécifique.

7.4 Contrôle indépendant des couleurs

Avec des paires anode/cathode séparées pour chaque puce de couleur, la LTST-008GEBW offre un contrôle totalement indépendant. Cela permet l'indication statique de trois états différents (Vert, Rouge, Bleu) ou, en utilisant une modulation de largeur d'impulsion (PWM) sur les canaux individuels, la création d'une multitude de couleurs mélangées. Une conception de circuit minutieuse est nécessaire pour gérer trois chemins de limitation de courant séparés.

8. Guide de comparaison et de sélection

La LTST-008GEBW occupe une niche spécifique. Les principaux points de différenciation incluent sa capacité RVB intégrée dans un seul boîtier CMS standard et sa lentille diffusante pour une vision grand angle. Lors de la sélection d'une LED, les ingénieurs doivent comparer :

• Monochrome vs. Multi-puces :Ce dispositif regroupe trois indicateurs en une seule empreinte, économisant de l'espace sur la carte.
• Lentille transparente vs. diffusante :Les lentilles diffusantes échangent l'intensité axiale de pic contre une vision plus large et plus uniforme.
• Tri par flux lumineux :Pour les applications nécessitant une luminosité constante sur plusieurs unités, il est conseillé de spécifier un bac de flux plus serré (ex. : K1).
• Tri par couleur :Pour les applications critiques en termes de couleur, spécifier un code de bac CIE spécifique garantit la cohérence visuelle entre différents lots de production ou LED adjacentes.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Puis-je commander les trois couleurs simultanément à leur courant continu maximum ?

A : Non. La dissipation de puissance maximale absolue du boîtier ne doit pas être dépassée. Commander simultanément le Vert (102mW), le Rouge (72mW) et le Bleu (102mW) à leurs valeurs maximales dépasserait largement la capacité thermique du boîtier. Réduisez les courants ou utilisez du multiplexage/PWM pour gérer la puissance totale.

Q : Quel est l'objectif du préconditionnement JEDEC Niveau 3 ?

A : Il indique la sensibilité à l'humidité du composant. Le niveau 3 signifie que le boîtier peut être exposé aux conditions d'atelier (≤30°C/60% HR) jusqu'à 168 heures avant qu'il ne doive être cuit avant le soudage par refusion pour éviter l'effet "pop-corn" (fissuration du boîtier due à l'humidité vaporisée).

Q : Comment interpréter le tableau des codes de bac CIE ?

A : Chaque code de bac (ex. : H2) définit une petite région quadrilatère sur le diagramme de chromaticité CIE 1931. Les quatre paires de coordonnées (x,y) dans le tableau sont les coins de cette région. Une LED dont les coordonnées de couleur mesurées se situent dans cette région se voit attribuer ce code de bac.

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

A : Bien que le composant puisse supporter une tension inverse de 5V à des fins de test, il n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse. Dans les circuits où des transitoires de tension inverse sont possibles (ex. : charges inductives, branchement à chaud), une protection externe telle qu'une diode en série ou une diode TVS en parallèle avec la LED est fortement recommandée pour éviter les dommages.

10. Principes techniques et tendances

10.1 Principe de fonctionnement

L'émission de lumière dans les LED est basée sur l'électroluminescence dans les matériaux semi-conducteurs. Lorsqu'une tension directe est appliquée à la jonction p-n, les électrons et les trous se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons. Les composés semi-conducteurs spécifiques (InGaN pour le vert/bleu, AlInGaP pour le rouge) déterminent l'énergie de la bande interdite et donc la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. La lentille diffusante blanche est généralement en époxy ou en silicone avec des particules de diffusion (ex. : dioxyde de titane) ajoutées pour diffuser la lumière ponctuelle de la puce.

10.2 Tendances de l'industrie

Le marché des LED CMS continue d'évoluer vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), un rendu des couleurs amélioré et une plus grande miniaturisation. Les boîtiers multi-puces comme la LTST-008GEBW représentent une tendance vers l'intégration fonctionnelle, réduisant le nombre de composants et la complexité de l'assemblage. De plus, l'accent est de plus en plus mis sur des tolérances de tri plus serrées pour le flux et la couleur afin de répondre aux exigences d'applications telles que les affichages couleur complets et l'éclairage architectural où la cohérence est primordiale. La recherche d'une fiabilité accrue dans les applications automobiles et industrielles pousse également aux avancées dans les matériaux des boîtiers et les performances thermiques.