LTST-C195KGKFKT Scheda Tecnica LED SMD Bicolore - Dimensioni del Package - Verde 2.0V Arancione 2.0V - 75mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per un componente LED a montaggio superficiale (SMD) bicolore. Il dispositivo integra due chip emettitori distinti all'interno di un unico package conforme agli standard industriali. È progettato per applicazioni che richiedono l'indicazione in due colori diversi da un ingombro ridotto. I principali vantaggi di questo componente includono la compatibilità con i processi di assemblaggio automatizzato, l'elevata luminosità ottenuta grazie al materiale semiconduttore avanzato e la conformità alle normative ambientali. È adatto per un'ampia gamma di applicazioni nell'elettronica di consumo, nei pannelli strumentazione e nell'indicazione di stato, dove il risparmio di spazio e le prestazioni affidabili sono critici.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo ha dei limiti definiti per un funzionamento sicuro. Superare questi valori può causare danni permanenti. La massima dissipazione di potenza per ciascun chip (Verde e Arancione) è di 75 mW a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. La massima corrente diretta continua (DC) è di 30 mA per chip. Per il funzionamento in impulso, è ammessa una corrente diretta di picco di 80 mA con un ciclo di lavoro di 1/10 e una larghezza d'impulso di 0,1 ms. La massima tensione inversa applicabile è di 5 V. L'intervallo di temperatura di funzionamento è compreso tra -30°C e +85°C, mentre l'intervallo di temperatura di conservazione è più ampio, da -40°C a +85°C. Un fattore di derating di 0,4 mA/°C si applica alla corrente diretta al di sopra dei 25°C, il che significa che la corrente continua ammissibile diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente per gestire il carico termico.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

I parametri di prestazione chiave sono misurati a Ta=25°C e una corrente di prova (IF) di 20 mA. La tensione diretta tipica (VF) per entrambi i chip Verde e Arancione è di 2,0 V, con un massimo di 2,4 V. Questa bassa tensione diretta è caratteristica della tecnologia AlInGaP e contribuisce all'efficienza energetica.

Prestazioni Ottiche:

• Chip Verde:L'intensità luminosa tipica è di 35,0 mcd (millicandela), con un minimo di 18,0 mcd e un massimo definito dal sistema di binning. La sua lunghezza d'onda di picco di emissione tipica (λP) è di 574 nm e la lunghezza d'onda dominante tipica (λd) è di 571 nm.
• Chip Arancione:Fornisce un'intensità luminosa tipica più elevata, pari a 90,0 mcd (minimo 45,0 mcd). Emette a una lunghezza d'onda più lunga, con una λP tipica di 611 nm e una λd tipica di 605 nm.

Entrambi i chip condividono un angolo di visione (2θ1/2) molto ampio di 130 gradi, fornendo un pattern di luce diffuso e ampio, adatto per una visione ad ampio angolo. La semilarghezza della linea spettrale (Δλ) è di circa 15 nm per il Verde e 17 nm per l'Arancione, indicando un'emissione di colore relativamente pura. Altri parametri elettrici includono una corrente inversa massima (IR) di 10 µA a VR=5V e una capacità di giunzione tipica (C) di 40 pF.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella luminosità, i LED vengono suddivisi in bin in base all'intensità luminosa misurata a 20 mA. Ogni bin ha un intervallo di intensità minimo e massimo definito, con una tolleranza di +/-15% applicata all'interno di ciascun bin.

Bin di Intensità Luminosa Verde:

• Bin M: 18,0 - 28,0 mcd
• Bin N: 28,0 - 45,0 mcd
• Bin P: 45,0 - 71,0 mcd

Bin di Intensità Luminosa Arancione:

• Bin P: 45,0 - 71,0 mcd
• Bin Q: 71,0 - 112,0 mcd
• Bin R: 112,0 - 180,0 mcd
• Bin S: 180,0 - 280,0 mcd

Questo sistema consente ai progettisti di selezionare componenti con livelli di luminosità prevedibili per la loro applicazione, fondamentale per ottenere un aspetto uniforme in array multi-LED.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento a curve caratteristiche tipiche essenziali per la progettazione dettagliata. Sebbene i grafici specifici non siano riprodotti nel testo, tipicamente includono:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:Mostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, tipicamente con una relazione quasi lineare entro l'intervallo operativo.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:Illustra la caratteristica IV della giunzione del diodo.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra il derating termico dell'emissione luminosa, che generalmente diminuisce all'aumentare della temperatura.
• Distribuzione Spettrale:Grafici che mostrano la potenza radiante relativa in funzione della lunghezza d'onda per ciascun colore, evidenziando le lunghezze d'onda di picco e dominanti.

Queste curve sono fondamentali per progettare i circuiti di pilotaggio, gestire le prestazioni termiche e comprendere la stabilità del colore in diverse condizioni operative.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il dispositivo è conforme a un profilo di package standard EIA. Le note dimensionali chiave specificano che tutte le dimensioni sono in millimetri, con una tolleranza generale di ±0,10 mm salvo diversa indicazione. Il componente presenta una lente trasparente (water-clear), che consente di vedere direttamente il colore nativo del chip (verde o arancione). L'assegnazione dei pin per la funzione bicolore è chiaramente definita: i Pin 1 e 3 sono per il chip Verde, mentre i Pin 2 e 4 sono per il chip Arancione. Questa configurazione a 4 pin consente il controllo indipendente dei due colori. Il dispositivo è fornito confezionato in nastro da 8 mm su bobine da 7 pollici di diametro, compatibile con le attrezzature standard di pick-and-place automatizzato.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Profili di Rifusione (Reflow)

Vengono forniti due profili di rifusione a infrarossi (IR) suggeriti: uno per il processo di saldatura normale (stagno-piombo) e uno per il processo di saldatura senza piombo (SnAgCu). Il profilo senza piombo è obbligatorio quando si utilizza pasta saldante senza piombo. Il parametro chiave per la saldatura a infrarossi è una temperatura di picco di 260°C mantenuta per un massimo di 5 secondi. Le velocità di preriscaldamento e di rampa/raffreddamento dettagliate sono tipicamente illustrate nei grafici dei profili.

6.2 Conservazione e Manipolazione

I LED devono essere conservati in un ambiente che non superi i 30°C e il 70% di umidità relativa. I componenti rimossi dalla loro confezione originale a barriera di umidità devono essere sottoposti a saldatura a rifusione IR entro una settimana. Per una conservazione più lunga al di fuori della confezione originale, devono essere conservati in un contenitore sigillato con essiccante o in atmosfera di azoto. Se conservati non confezionati per più di una settimana, è necessario un trattamento di "baking" a circa 60°C per almeno 24 ore prima dell'assemblaggio per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire il fenomeno del "popcorning" durante la rifusione.

6.3 Pulizia

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, devono essere utilizzati solo solventi specificati. Prodotti chimici non specificati potrebbero danneggiare il package in plastica. I metodi accettabili includono l'immersione in alcol etilico o isopropilico a temperatura normale per meno di un minuto.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

L'imballaggio standard è una bobina da 7 pollici contenente 4000 pezzi. È disponibile una quantità d'ordine minima di 500 pezzi per quantità residue. Il sistema a nastro e bobina è conforme alle specifiche ANSI/EIA 481-1-A-1994. Le tasche vuote nel nastro portacomponenti sono sigillate con un nastro coprente superiore. Le specifiche di qualità consentono un massimo di due componenti mancanti consecutivi su una bobina. Il numero di parte LTST-C195KGKFKT segue il sistema di codifica interno del produttore, identificando la specifica variante bicolore.

8. Raccomandazioni Applicative e Considerazioni di Progetto

8.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando si pilotano più LED in parallelo, si raccomanda vivamente di utilizzare una resistenza limitatrice di corrente in serie con ciascun LED individuale (Modello di Circuito A). Non è consigliabile pilotare più LED in parallelo direttamente da una singola sorgente di corrente (Modello di Circuito B), poiché lievi variazioni nelle caratteristiche della tensione diretta (Vf) tra i singoli LED causeranno differenze significative nella ripartizione della corrente e, di conseguenza, nella luminosità.

8.2 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Il dispositivo è sensibile alle scariche elettrostatiche. I danni da ESD possono manifestarsi come elevata corrente di dispersione inversa, bassa tensione diretta o mancata accensione a correnti basse. Devono essere implementate misure preventive durante la manipolazione e l'assemblaggio:

• Utilizzare braccialetti conduttivi o guanti antistatici.
• Assicurarsi che tutte le attrezzature, le postazioni di lavoro e i supporti di stoccaggio siano correttamente messi a terra.
• Utilizzare un ionizzatore per neutralizzare la carica statica che potrebbe accumularsi sulla lente del LED a causa dell'attrito durante la manipolazione.

8.3 Ambito Applicativo e Precauzioni

Questo componente è destinato a equipaggiamenti elettronici di uso generale. Per applicazioni che richiedono un'affidabilità eccezionale in cui un guasto potrebbe mettere a rischio la vita o la salute (ad es., aviazione, dispositivi medici, sistemi di sicurezza), è necessaria una consultazione con il produttore del componente prima dell'integrazione nel progetto. I progettisti devono attenersi rigorosamente ai Valori Massimi Assoluti e alle condizioni operative raccomandate delineate in questa scheda tecnica.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Le caratteristiche distintive chiave di questo componente sono la sua capacità bicolore in un unico package SMD e l'utilizzo della tecnologia semiconduttore AlInGaP. L'AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) è noto per fornire un'elevata efficienza luminosa e un'ottima purezza del colore, in particolare nello spettro dall'ambra al rosso, rispetto alle tecnologie più datate. L'integrazione di due chip risparmia spazio sul circuito stampato e semplifica l'assemblaggio rispetto all'uso di due LED monocromatici separati. L'ampio angolo di visione di 130 gradi è un altro vantaggio per le applicazioni che richiedono un'ampia visibilità.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D: Posso pilotare contemporaneamente sia il chip Verde che quello Arancione alla loro massima corrente continua di 30mA ciascuno?

R: Sì, ma deve essere considerata la dissipazione di potenza totale. Il funzionamento simultaneo a 30mA ciascuno comporterebbe una dissipazione di potenza combinata che si avvicina ai limiti individuali. In un caso d'uso del genere, si consiglia un'attenta gestione termica del PCB.

D: Qual è la differenza tra lunghezza d'onda di picco (λP) e lunghezza d'onda dominante (λd)?

R: La lunghezza d'onda di picco è la lunghezza d'onda alla quale lo spettro di emissione ha la sua massima intensità. La lunghezza d'onda dominante è derivata dal diagramma di cromaticità CIE e rappresenta la singola lunghezza d'onda di una luce monocromatica pura che sarebbe percepita dall'occhio umano come avente lo stesso colore dell'emissione del LED. La λd è spesso più rilevante per la specifica del colore.

D: Come seleziono il bin corretto per la mia applicazione?

R: Scegli un bin in base alla luminosità minima richiesta dal tuo progetto nelle condizioni peggiori (ad es., massima temperatura operativa, fine vita). Utilizzare un bin con un'intensità minima più elevata fornisce un margine di sicurezza sulla luminosità. Per un aspetto coerente tra più unità, specificare un singolo codice di bin.

11. Esempi Pratici di Progetto e Utilizzo

Esempio 1: Indicatore di Stato a Due Stati:Un singolo LTST-C195KGKFKT può sostituire due LED separati per indicare due diversi stati del sistema (ad es., Verde per "Pronto/Normale" e Arancione per "Standby/Allarme"). Ciò risparmia area sul PCB e riduce il numero di componenti. Il circuito di pilotaggio consisterebbe in due reti indipendenti di resistenze limitatrici di corrente collegate ai pin appropriati (1/3 per il Verde, 2/4 per l'Arancione), controllate da pin GPIO del microcontrollore.

Esempio 2: Indicatore del Livello della Batteria in un Dispositivo Compatto:In un dispositivo portatile, più LED bicolore potrebbero essere utilizzati in stile grafico a barre. Colori diversi potrebbero indicare diverse soglie del livello della batteria (ad es., Verde per >50%, Arancione per 20-50%, e entrambi spenti per<20%). L'ampio angolo di visione garantisce che l'indicatore sia visibile da varie angolazioni.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a semiconduttore che emettono luce quando una corrente elettrica li attraversa. Questo fenomeno, chiamato elettroluminescenza, si verifica quando gli elettroni si ricombinano con le lacune elettroniche all'interno del dispositivo, rilasciando energia sotto forma di fotoni. Il materiale specifico del chip semiconduttore determina il colore (lunghezza d'onda) della luce emessa. Il sistema di materiali AlInGaP utilizzato in questo componente è particolarmente efficiente nel convertire l'energia elettrica in luce visibile nella porzione verde-rossa dello spettro. Il package bicolore contiene due chip semiconduttori elettricamente isolati, ciascuno realizzato con materiale sintonizzato per emettere un colore specifico, alloggiati sotto una comune lente epossidica trasparente.

13. Tendenze e Sviluppi Tecnologici

La tendenza generale nella tecnologia LED SMD continua verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), un miglioramento della resa cromatica e una maggiore densità di potenza in package più piccoli. C'è anche una forte spinta per una più ampia adozione di materiali e processi senza piombo e conformi alla RoHS in tutta l'industria elettronica, che questo componente supporta. L'integrazione di più funzioni (come bicolore o RGB) in package singoli risponde alla domanda di miniaturizzazione e semplicità progettuale nell'elettronica moderna. I progressi nella tecnologia dei fosfori e nel design dei chip continuano a spingere i limiti di luminosità e stabilità del colore in funzione della temperatura e della durata di vita.