Fiche technique FR - LTL-M12YB1H310U - Indicateur LED Bicolore SMT CBI - Jaune/Bleu - 10mA - 72/78mW

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTL-M12YB1H310U est un indicateur pour carte de circuit imprimé (CBI) utilisant la technologie de montage en surface (SMT). Il se compose d'un boîtier plastique noir à angle droit conçu pour accueillir des lampes LED spécifiques. Ce composant est conçu pour un assemblage aisé sur les cartes de circuits imprimés (PCB), offrant un design empilable pour créer des barrettes horizontales ou verticales. Sa fonction principale est de fournir une indication visuelle de statut claire et à fort contraste dans les équipements électroniques.

1.1 Caractéristiques et avantages principaux

• Conception pour montage en surface :Entièrement compatible avec les processus d'assemblage SMT automatisés, permettant un peuplement de PCB efficace et à grand volume.
• Visibilité améliorée :Le matériau du boîtier noir offre un rapport de contraste élevé avec la LED allumée, améliorant la lisibilité dans diverses conditions d'éclairage.
• Source de lumière bicolore :Intègre de l'AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) pour l'émission jaune et de l'InGaN (Nitrures d'Indium Gallium) pour l'émission bleue, combinés avec une lentille diffusante blanche pour un aspect lumineux uniforme.
• Efficacité énergétique :Caractérisé par une faible consommation d'énergie et une haute efficacité lumineuse, adapté aux applications sensibles à la puissance.
• Conformité environnementale :Il s'agit d'un produit sans plomb et conforme à la directive RoHS (Restriction des substances dangereuses).
• Tests de fiabilité :Les dispositifs subissent un préconditionnement accéléré selon les standards JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) Niveau 3, indiquant un niveau de sensibilité à l'humidité robuste adapté aux processus standard de refusion SMT.

1.2 Applications cibles et marchés

Cet indicateur est conçu pour être utilisé dans des équipements électroniques ordinaires à travers plusieurs industries clés :

• Systèmes informatiques :Voyants de statut sur cartes mères, serveurs, périphériques de stockage et périphériques.
• Équipements de communication :Indicateurs pour commutateurs réseau, routeurs, modems et appareils de télécommunication.
• Électronique grand public :Indicateurs d'alimentation, de mode ou de fonction dans les équipements audio/vidéo, les appareils électroménagers et les dispositifs personnels.
• Contrôles industriels :Indicateurs de panneau pour machines, instrumentation et systèmes de contrôle nécessitant un retour visuel fiable.

2. Spécifications techniques et interprétation objective

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti.

• Dissipation de puissance (P_d) :Jaune : 72 mW, Bleu : 78 mW. Ce paramètre limite la puissance électrique totale pouvant être convertie en chaleur dans le boîtier de la LED.
• Courant direct de crête (I_FP) :80 mA pour les deux couleurs. C'est le courant instantané maximal autorisé, typiquement pour un fonctionnement en impulsions avec un rapport cyclique ≤ 1/10 et une largeur d'impulsion ≤ 0,1 ms. Le dépasser peut entraîner une défaillance catastrophique.
• Courant direct continu (I_F) :Jaune : 30 mA, Bleu : 20 mA. C'est le courant continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme. La valeur inférieure pour la LED bleue reflète les caractéristiques typiques du matériau InGaN.
• Plages de température :Fonctionnement : -40°C à +85°C ; Stockage : -40°C à +100°C. Ces larges plages assurent la fonctionnalité dans des environnements sévères et des conditions de stockage sûres.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont des paramètres de performance typiques mesurés à une température ambiante (T_A) de 25°C dans des conditions de test spécifiées.

• Intensité lumineuse (I_V) :Jaune : 18 mcd (min), Bleu : 12,6 mcd (min) à I_F= 10mA. Cela mesure la luminosité perçue par l'œil humain. Le code de classification pour I_Vest marqué sur le sachet d'emballage pour le tri.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :Jaune : 592 nm (typ), Bleu : 468 nm (typ). C'est la longueur d'onde à laquelle la puissance spectrale de sortie est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :Jaune : 582-595 nm, Bleu : 464-476 nm à I_F= 10mA. Dérivée du diagramme de chromaticité CIE, cette longueur d'onde unique représente le mieux la couleur perçue de la LED et définit son tri de couleur.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :Jaune : 15 nm (typ), Bleu : 25 nm (typ). Cela indique la pureté spectrale ; une valeur plus petite signifie une lumière plus monochromatique. Les LED jaunes AlInGaP ont généralement des spectres plus étroits que les LED bleues InGaN.
• Tension directe (V_F) :Jaune : 1,7-2,4V, Bleu : 2,7-3,8V à I_F= 10mA. La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit du courant. Le V_Fplus élevé pour le bleu est caractéristique de la technologie InGaN.
• Courant inverse (I_R) :10 µA (max) pour les deux couleurs à V_R= 5V. Les LED ne sont pas conçues pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre est uniquement destiné aux tests de fuite.

3. Explication du système de tri

La fiche technique implique un système de tri basé sur des paramètres optiques clés pour assurer la cohérence de couleur et de luminosité en production.

• Tri par longueur d'onde/couleur :Les plages de longueur d'onde dominante (λ_d) (Jaune : 582-595nm, Bleu : 464-476nm) définissent la variation de couleur acceptable. Les produits sont triés dans des catégories à l'intérieur de ces plages.
• Tri par intensité lumineuse :L'intensité lumineuse (I_V) a une valeur minimale spécifiée. Les dispositifs sont probablement testés et classés dans des catégories d'intensité, le code de catégorie spécifique étant marqué sur l'emballage (comme indiqué dans la fiche technique).
• Tri par tension directe :Bien que non explicitement indiqué comme paramètre trié, la plage V_Fspécifiée indique la variation permise. Une V_Fcohérente est importante pour l'égalisation du courant dans les circuits parallèles.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes caractéristiques typiques essentielles pour la conception.

• Courbe I-V (Courant-Tension) :Montre la relation entre le courant direct (I_F) et la tension directe (V_F). Elle est non linéaire, avec une tension de seuil (environ 1,5V pour le jaune, 2,5V pour le bleu) après laquelle le courant augmente rapidement avec de petites augmentations de tension. Cela nécessite une limitation de courant dans les circuits de commande.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct :Montre typiquement que I_Vaugmente linéairement avec I_Fà faibles courants, pouvant saturer à des courants plus élevés en raison de l'affaiblissement thermique et d'efficacité.
• Dépendance à la température :L'intensité lumineuse diminue généralement avec l'augmentation de la température de jonction. La tension directe diminue également avec la température (coefficient de température négatif).
• Distribution spectrale :Le graphique montrerait la puissance rayonnante relative en fonction de la longueur d'onde, avec un pic à λ_Pet une largeur définie par Δλ. La longueur d'onde dominante λ_dest calculée à partir de ce spectre.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Cotes de contour

Le composant présente un profil de montage à angle droit (90 degrés). Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Toutes les cotes sont en millimètres, avec une tolérance par défaut de ±0,25 mm sauf indication contraire.
• Le matériau du boîtier est du plastique noir.
• La LED intégrée est de type bicolore jaune/bleu avec une lentille diffusante blanche pour le mélange de lumière et un angle de vision plus large.

5.2 Identification de polarité et montage

Bien que la disposition exacte des pastilles ne soit pas détaillée dans le texte fourni, les LED SMT nécessitent une orientation de polarité correcte. Le dessin de l'empreinte PCB doit correspondre à la configuration des broches du composant. Le boîtier noir et le design à angle droit facilitent l'alignement mécanique lors du placement.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

6.1 Stockage et manipulation

• Emballage scellé :Stocker à ≤30°C et ≤70% HR. Utiliser dans l'année suivant la date de scellage du sachet.
• Emballage ouvert :Pour les composants retirés des sachets barrière à l'humidité, stocker à ≤30°C et ≤60% HR. Il est recommandé de terminer la soudure par refusion IR dans les 168 heures (1 semaine) suivant l'exposition.
• Exposition prolongée :Si l'exposition dépasse 168 heures, un séchage à environ 60°C pendant au moins 48 heures est requis avant la soudure pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir les dommages de type \"pop-corn\" pendant la refusion.

6.2 Paramètres du processus de soudure

• Soudure manuelle (fer) :Température maximale 350°C, temps maximal 3 secondes par joint. Appliquer une seule fois.
• Soudure à la vague :Préchauffage : 150-200°C jusqu'à 120 secondes. Vague de soudure : Maximum 260°C jusqu'à 5 secondes. Le processus maximum est de deux fois.
• Soudure par refusion :Le composant est qualifié pour le niveau JEDEC 3. Un profil de refusion type est fourni, soulignant la nécessité de suivre les limites JEDEC et les recommandations du fabricant de pâte à souder. Le processus de refusion ne doit pas dépasser deux cycles. Le profil comprend typiquement les étapes de préchauffage, stabilisation thermique, pic de refusion (recommandé ~245-260°C) et refroidissement.

6.3 Nettoyage et contraintes mécaniques

• Utiliser des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique pour le nettoyage si nécessaire.
• Éviter d'appliquer des contraintes mécaniques sur les broches ou le boîtier pendant l'assemblage. Ne pas utiliser la base du cadre de broches comme point d'appui pour la flexion.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécification d'emballage

• Bande porteuse :Conception standard avec pas de 10 trous d'entraînement. Matériau : Alliage de polystyrène conducteur noir. Épaisseur : 0,40 ±0,06 mm.
• Bobine :Bobine standard de diamètre 13 pouces (330 mm). Quantité : 1 400 pièces par bobine.
• Carton :Une bobine est emballée avec un dessiccant et une carte indicateur d'humidité dans un sachet barrière à l'humidité (MBB). Trois MBB sont emballés dans un carton intérieur (4 200 pièces au total). Dix cartons intérieurs sont emballés dans un carton extérieur (42 000 pièces au total).

7.2 Numéro de pièce et révision

Le numéro de pièce de base est LTL-M12YB1H310U. L'historique des révisions du document est suivi, la date d'effet de la spécification actuelle étant le 01/04/2021.

8. Recommandations de conception d'application

8.1 Conception du circuit de commande

Considération critique :Les LED sont des dispositifs commandés en courant. Pour assurer une luminosité uniforme, surtout lorsque plusieurs LED sont connectées en parallèle, une résistance de limitation de courant en série doit être utilisée pour chaque LED (Modèle de circuit A). Commander plusieurs LED en parallèle directement depuis une source de tension (Modèle de circuit B) n'est pas recommandé, car de petites variations de la tension directe individuelle (V_F) entraîneront des différences significatives de courant et, par conséquent, de luminosité.

La valeur de la résistance série (R_s) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R_s= (V_alimentation- V_F) / I_F, où I_Fest le courant de fonctionnement souhaité (par ex. 10mA) et V_Fest la tension directe typique de la fiche technique.

8.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible, maintenir la température de jonction de la LED dans la plage de fonctionnement spécifiée est crucial pour la fiabilité à long terme et la stabilité de la lumière émise. Assurer une surface de cuivre PCB adéquate ou un dégagement thermique autour des pastilles de soudure pour dissiper la chaleur, surtout si le fonctionnement est proche du courant continu maximal.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparé aux puces LED discrètes ou aux LED SMT plus simples, ce CBI (Circuit Board Indicator) offre des avantages distincts :

• Solution intégrée :Combine la puce LED, la lentille et un boîtier structurel à angle droit dans un seul boîtier SMT, simplifiant la conception mécanique et l'assemblage.
• Lisibilité améliorée :Le boîtier noir et la lentille diffusante offrent un contraste et un angle de vision supérieurs par rapport à de nombreuses LED à lentille claire et sans boîtier.
• Fonctionnalité bicolore :L'intégration de deux matériaux semi-conducteurs distincts (AlInGaP et InGaN) dans un seul boîtier permet une indication double statut (par ex., alimentation activée/veille, mode A/mode B) sans utiliser d'espace PCB supplémentaire.
• Design empilable :Facilite la création de barrettes ou de réseaux multi-indicateurs avec un espacement et un alignement cohérents.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q1 : Puis-je commander cette LED directement depuis une sortie logique 5V ou 3,3V ?

R1 : Non. Vous devez utiliser une résistance de limitation de courant en série. Par exemple, avec une alimentation 5V et la LED bleue (V_F~3,2V typ) à 10mA : R_s= (5V - 3,2V) / 0,01A = 180 Ω. Un transistor de commande ou un circuit intégré dédié pour LED peut être nécessaire pour des courants plus élevés ou du multiplexage.

Q2 : Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de crête (λ_P) et la Longueur d'onde dominante (λ_d) ?

R2 : λ_Pest le pic physique du spectre lumineux. λ_dest une valeur calculée qui représente la couleur perçue par l'œil humain, dérivée du spectre complet et des fonctions de correspondance des couleurs CIE. λ_dest plus pertinent pour la spécification de couleur et le tri.

Q3 : Comment interpréter le préconditionnement JEDEC Niveau 3 ?

R3 : JEDEC Niveau 3 signifie que le composant peut être exposé aux conditions ambiantes de l'usine (≤30°C/60% HR) jusqu'à 168 heures (1 semaine) après l'ouverture du sachet barrière à l'humidité sans nécessiter de séchage avant la soudure par refusion. Cela offre une flexibilité dans la planification de la fabrication.

Q4 : Pourquoi les courants maximaux sont-ils différents pour le jaune et le bleu ?

R4 : Les différents matériaux semi-conducteurs (AlInGaP vs. InGaN) ont des propriétés électriques et thermiques différentes, conduisant à des densités de courant de fonctionnement maximal sûres différentes, telles que définies par les tests de fiabilité du fabricant.

11. Exemple d'application pratique

Scénario : Conception d'un panneau de statut pour un commutateur réseau.Le panneau a besoin d'une lumière verte pour \"Lien Actif\", d'une lumière jaune pour \"Activité\" et d'une lumière bleue pour \"PoE (Power over Ethernet) Actif\". Bien que cette pièce spécifique soit jaune/bleue, des composants CBI similaires en vert pourraient être utilisés. Le concepteur devrait :

1. Placer trois empreintes CBI (pour vert, jaune, bleu) en réseau vertical sur la zone du panneau avant du PCB.
2. Pour chaque LED, calculer la résistance série appropriée en fonction de la tension d'E/S numérique 3,3V du système et du courant de commande souhaité de 8mA pour une luminosité adéquate.
3. Acheminer les signaux de contrôle du microcontrôleur principal du commutateur vers les résistances de limitation de courant, puis vers les anodes des LED. Connecter toutes les cathodes à la masse.
4. Dans les instructions d'assemblage, spécifier que la ligne SMT doit suivre le profil de refusion JEDEC Niveau 3 et que toute carte avec des CBI exposés pendant plus de 168 heures avant soudure doit être séchée.

Cette approche produit un panneau indicateur d'aspect professionnel et cohérent, facile à assembler automatiquement.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs à 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 de jonction (la couche active). Là, ils se recombinent, libérant de l'énergie. Dans ces matériaux (AlInGaP et InGaN), cette énergie est libérée principalement sous forme de photons (lumière) – un processus appelé électroluminescence. La couleur spécifique (longueur d'onde) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur utilisé dans la couche active. L'AlInGaP a une bande interdite correspondant à la lumière rouge, orange et jaune, tandis que l'InGaN peut produire de la lumière du vert jusqu'à l'ultraviolet, le bleu étant une sortie courante. La lentille diffusante blanche diffuse la lumière, créant un angle de vision plus uniforme et plus large.

13. Tendances technologiques

Le développement d'indicateurs SMT comme le CBI suit les tendances plus larges de l'électronique :

• Miniaturisation et intégration :Réduction continue de la taille des boîtiers et intégration de plus de fonctionnalités (par ex., multicolore RVB, circuits intégrés de commande intégrés) dans des boîtiers SMT uniques.
• Efficacité plus élevée :Améliorations continues de l'efficacité quantique interne (IQE) et des techniques d'extraction de lumière conduisant à une intensité lumineuse plus élevée par unité de puissance électrique d'entrée.
• Fiabilité et robustesse améliorées :Les progrès dans les matériaux de boîtier et les technologies de fixation des puces améliorent les performances sur des plages de température plus larges et des durées de vie plus longues.
• Standardisation :Adoption plus large d'empreintes standardisées et de caractéristiques optiques pour simplifier la conception et l'approvisionnement pour les ingénieurs.