Scheda Tecnica LED SMD Bicolore LTST-S326TGKRKT - Laterale - Verde/Rosso - 20mA/30mA - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per un LED SMD (Surface Mount Device) bicolore a emissione laterale. Il componente integra due chip semiconduttori distinti in un unico package: un chip InGaN (Indio Gallio Nitruro) per l'emissione verde e un chip AlInGaP (Alluminio Indio Gallio Fosfuro) per l'emissione rossa. Questo design consente di generare due colori da un unico dispositivo compatto, rendendolo adatto per applicazioni che richiedono indicazione di stato, retroilluminazione o illuminazione decorativa in ambienti con spazio limitato. La configurazione della lente a emissione laterale dirige la luce parallelamente al piano di montaggio, ideale per pannelli illuminati lateralmente o indicatori visibili di lato.

Il LED è progettato per processi di assemblaggio automatizzato ad alto volume. Viene fornito su nastro standard da 8mm montato su bobine da 7 pollici di diametro, compatibile con attrezzature pick-and-place. Il dispositivo è inoltre conforme ai processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR), aderendo ai profili standard del settore per l'assemblaggio senza piombo (Pb-free). Il package presenta una lente trasparente, che non diffonde la luce, risultando in un'uscita ad alta intensità e focalizzata dal lato del componente.

2. Valori Massimi Assoluti

I valori massimi assoluti definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Questi valori sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C e non devono essere superati in nessuna condizione operativa.

• Dissipazione di Potenza (Pd):76 mW per il chip Verde, 75 mW per il chip Rosso. Questa è la massima quantità di potenza che il LED può dissipare come calore.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):100 mA per il Verde, 80 mA per il Rosso. Questa è la massima corrente ammissibile in condizioni pulsate, specificata con un ciclo di lavoro di 1/10 e una larghezza di impulso di 0.1ms. Superare questo valore può causare un degrado immediato del chip.
• Corrente Diretta Continua (I_F):20 mA per il Verde, 30 mA per il Rosso. Questa è la massima corrente diretta continua raccomandata per un funzionamento affidabile a lungo termine.
• Intervallo di Temperatura Operativa:-20°C a +80°C. Il dispositivo è garantito per funzionare entro questo intervallo di temperatura ambiente.
• Intervallo di Temperatura di Stoccaggio:-30°C a +100°C. Il dispositivo può essere stoccato senza alimentazione applicata entro questi limiti.
• Condizione di Saldatura a Infrarossi:Il package può resistere a una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi durante la saldatura a rifusione.

3. Caratteristiche Elettriche e Ottiche

I seguenti parametri sono misurati a Ta=25°C nelle condizioni di test specificate e rappresentano le prestazioni tipiche del dispositivo.

3.1 Intensità Luminosa e Angolo di Visione

• Intensità Luminosa (I_V):Misurata a I_F= 20 mA.
  • Verde (InGaN):Minimo 45.0 mcd, Tipico 150.0 mcd.
  • Rosso (AlInGaP):Minimo 18.0 mcd, Tipico 100.0 mcd.
  L'intensità luminosa è misurata utilizzando una combinazione di sensore e filtro che approssima la curva di risposta fotopica (occhio umano) (CIE).
• Angolo di Visione (2θ_1/2):Tipicamente 130 gradi per entrambi i colori. Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore misurato direttamente sull'asse (0 gradi). Un ampio angolo di visione di 130° indica un pattern di emissione ampio e diffuso, adatto per l'illuminazione laterale.

3.2 Caratteristiche Spettrali

• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):La lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica in uscita è massima.
  • Verde:Tipicamente 520 nm.
  • Rosso:Tipicamente 639 nm.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):La singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano che definisce il colore. È derivata dalle coordinate di cromaticità CIE.
  • Verde:Tipicamente 525 nm.
  • Rosso:Tipicamente 631 nm.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):La larghezza di banda della luce emessa misurata a metà dell'intensità massima (Full Width at Half Maximum - FWHM).
  • Verde:Tipicamente 15 nm.
  • Rosso:Tipicamente 20 nm.
  Una mezza larghezza più stretta indica un colore spettralmente più puro.

3.3 Parametri Elettrici

• Tensione Diretta (V_F):Misurata a I_F= 20 mA.
  • Verde:Tipico 3.5 V, Massimo 3.8 V.
  • Rosso:Tipico 2.0 V, Massimo 2.4 V.
  La differenza significativa in V_Ftra i due chip è dovuta ai loro diversi bandgap del materiale semiconduttore (l'InGaN ha un bandgap più ampio dell'AlInGaP). Questo deve essere considerato nella progettazione del circuito, specialmente quando si pilotano entrambi i colori da una sorgente di tensione comune.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 10 μA per entrambi i colori a una Tensione Inversa (V_R) di 5V.Nota Importante:Questo parametro è solo per scopi di test. Il LED non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa. Applicare una tensione inversa in un circuito può danneggiare il dispositivo.

4. Spiegazione del Sistema di Binning

L'intensità luminosa dei LED può variare da lotto a lotto. Un sistema di binning viene utilizzato per suddividere i dispositivi in gruppi (bin) in base alle loro prestazioni misurate, garantendo coerenza per l'utente finale. La tolleranza per ogni bin di intensità è +/-15%.

4.1 Bin di Intensità per Chip Verde

Intensità Luminosa misurata a 20 mA, unità: millicandela (mcd).

• Bin P:45.0 mcd (Min) a 71.0 mcd (Max)
• Bin Q:71.0 mcd a 112.0 mcd
• Bin R:112.0 mcd a 180.0 mcd
• Bin S:180.0 mcd a 280.0 mcd
• Bin T:280.0 mcd a 450.0 mcd

4.2 Bin di Intensità per Chip Rosso

Intensità Luminosa misurata a 20 mA, unità: millicandela (mcd).

• Bin M:18.0 mcd (Min) a 28.0 mcd (Max)
• Bin N:28.0 mcd a 45.0 mcd
• Bin P:45.0 mcd a 71.0 mcd
• Bin Q:71.0 mcd a 112.0 mcd
• Bin R:112.0 mcd a 180.0 mcd

Quando si specifica o si ordina questo componente, i codici bin specifici per l'intensità (e potenzialmente per la lunghezza d'onda/colore) possono far parte del numero di parte completo per garantire un certo livello di prestazioni.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il dispositivo è conforme alle dimensioni standard del package EIA (Electronic Industries Alliance) per componenti SMD. I disegni meccanici dettagliati sono forniti nella scheda tecnica, inclusi:

• Disegno del Contorno del Package:Mostra le viste dall'alto, laterale e inferiore con tutte le dimensioni critiche in millimetri. Le tolleranze sono tipicamente ±0.10 mm salvo diversa indicazione.
• Assegnazione dei Pin:
  • Catodo 1 (C1):Collegato al chip Rosso AlInGaP.
  • Catodo 2 (C2):Collegato al chip Verde InGaN.
  • Il dispositivo ha probabilmente una configurazione ad anodo comune, sebbene l'esatto pinout debba essere verificato dal diagramma del package.
• Layout Consigliato per le Piazzole di Saldatura:Viene fornita un'impronta consigliata per il circuito stampato (PCB) per garantire una corretta formazione del giunto di saldatura e stabilità meccanica.
• Identificazione della Polarità:Le marcature sul corpo del package (come una tacca, un punto o un bordo smussato) indicano l'orientamento del pin 1 o del catodo. Il posizionamento corretto è cruciale per il corretto funzionamento.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Viene fornito un profilo di rifusione a infrarossi (IR) suggerito per processi di saldatura senza piombo (Pb-free). I parametri chiave includono:

• Zona di Pre-riscaldamento:Intervallo di temperatura di 150–200°C.
• Tempo di Pre-riscaldamento:Massimo 120 secondi per riscaldare gradualmente la scheda e i componenti, attivando il flussante e minimizzando lo shock termico.
• Temperatura di Picco:Massimo 260°C. Il corpo del componente non deve superare questa temperatura.
• Tempo Sopra il Liquido:Il tempo durante il quale la saldatura è fusa deve essere controllato; un obiettivo tipico è un massimo di 10 secondi alla temperatura di picco.
• Cicli di Rifusione Massimi:Il dispositivo può resistere a un massimo di due cicli di rifusione in queste condizioni.

Il profilo si basa sugli standard JEDEC per garantire l'affidabilità. Tuttavia, il profilo ottimale dipende dal design specifico del PCB, dalla pasta saldante e dal forno, quindi si raccomanda una caratterizzazione.

6.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale:

• Temperatura del Saldatore:Massimo 300°C.
• Tempo di Saldatura:Massimo 3 secondi per giunto.
• Limite:La saldatura manuale dovrebbe essere eseguita una sola volta per evitare danni termici al package plastico e ai fili di collegamento interni.

6.3 Pulizia

Se è richiesta la pulizia dopo la saldatura:

• Solventi Raccomandati:Utilizzare solo detergenti a base alcolica come alcol etilico o alcol isopropilico (IPA).
• Processo:Immergere il LED a temperatura ambiente normale per meno di un minuto. L'agitazione deve essere delicata.
• Avvertenza:Non utilizzare liquidi chimici non specificati, poiché potrebbero danneggiare la lente plastica o il materiale del package, causando crepe o opacizzazione.

7. Stoccaggio e Manipolazione

7.1 Condizioni di Stoccaggio

• Busta Barriera all'Umidità Sigillata (Confezione Originale):Stoccare a ≤30°C e ≤90% di Umidità Relativa (UR). La durata di conservazione è di un anno quando stoccata nella busta originale con essiccante.
• Dopo l'Apertura della Busta:I componenti sono sensibili all'umidità (MSL). Stoccare a ≤30°C e ≤60% UR. Si raccomanda di completare la saldatura a rifusione IR entro una settimana dall'apertura della busta.
• Stoccaggio Prolungato (Fuori dalla Busta):Per stoccaggi superiori a una settimana al di fuori della confezione originale, stoccare in un contenitore sigillato con essiccante o in un essiccatore a azoto.
• Essiccazione:Se i componenti sono stati esposti all'umidità ambientale per più di una settimana, devono essere essiccati a circa 60°C per almeno 20 ore prima della saldatura per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire il \"popcorning\" (crepe del package) durante la rifusione.

7.2 Precauzioni contro le Scariche Elettrostatiche (ESD)

I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche e ai sovratensioni, che possono degradare o distruggere la giunzione semiconduttrice.

• Maneggiare sempre i componenti in un'area protetta da ESD.
• Utilizzare un braccialetto a terra o guanti antistatici.
• Assicurarsi che tutte le attrezzature, gli strumenti e le superfici di lavoro siano correttamente messi a terra.

8. Specifiche di Imballaggio e Bobina

Il componente è fornito in formato nastro e bobina adatto per macchine di assemblaggio automatizzato.

• Larghezza del Nastro:8 mm.
• Diametro della Bobina:7 pollici (178 mm).
• Quantità per Bobina:3000 pezzi.
• Quantità Minima d'Ordine (MOQ):500 pezzi per quantità residue.
• Nastro di Copertura:Le tasche vuote dei componenti sono sigillate con un nastro di copertura superiore.
• Lampade Mancanti:Il numero massimo di componenti mancanti consecutivi nel nastro è due, secondo le specifiche di qualità standard.
• L'imballaggio è conforme alle specifiche ANSI/EIA-481.

9. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione

9.1 Scenari Applicativi Tipici

• Indicatori di Stato:La capacità bicolore consente più stati (es. Verde=OK/Acceso, Rosso=Errore/Allarme) da un'unica impronta del componente.
• Illuminazione Laterale/Bordo:L'emissione laterale è perfetta per illuminare il bordo di pannelli, guide luminose o display dove i LED frontali non sono adatti.
• Elettronica di Consumo:Utilizzato in elettrodomestici, apparecchi audio e dispositivi per indicatori di alimentazione, modalità o connettività.
• Illuminazione Interna Automobilistica:Per retroilluminazione di cruscotto o console (soggetto a qualifica per specifici gradi automobilistici).
• Illuminazione Decorativa:In apparecchi compatti dove è desiderata un'uscita colore mista o selezionabile.

9.2 Considerazioni di Progettazione del Circuito

• Limitazione di Corrente:I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Utilizzare sempre una resistenza di limitazione di corrente in serie o un driver a corrente costante per ogni canale colore. Calcolare il valore della resistenza usando la Legge di Ohm: R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Ricordare che V_Fè diversa per il Verde (~3.5V) e il Rosso (~2.0V).
• Controllo Indipendente:Per controllare i due colori in modo indipendente, devono essere pilotati da circuiti separati (es. due pin GPIO di microcontrollore con le proprie resistenze di limitazione di corrente).
• Dissipazione di Potenza:Assicurarsi che la potenza calcolata (P = V_F* I_F) per ogni chip non superi il valore massimo assoluto, considerando la temperatura ambiente. Potrebbe essere necessaria un'adeguata area di rame sul PCB per la dissipazione del calore se si opera vicino ai valori massimi.
• Protezione dalla Tensione Inversa:Poiché il dispositivo non è progettato per la polarizzazione inversa, assicurarsi che il circuito impedisca l'applicazione di qualsiasi tensione inversa ai capi del LED, specialmente in ambienti AC o DC scarsamente regolati. Un diodo in parallelo (polarità inversa) può fornire protezione.

10. Affidabilità e Avvertenze

• Ambito di Applicazione:Questo LED è destinato a equipaggiamenti elettronici commerciali e industriali standard. Non è specificamente qualificato per applicazioni in cui un guasto potrebbe mettere direttamente in pericolo la vita o la salute (es. controllo aeronautico, supporto vitale medico, sistemi di sicurezza critici) senza preventiva consultazione e qualifica aggiuntiva.
• Gestione Termica:Operare ad alte temperature ambiente o ad alte correnti dirette ridurrà l'output luminoso e accorcerà la durata del dispositivo. Per operazioni ad alta temperatura, dovrebbero essere consultate le curve di derating (non fornite in questo estratto).
• Manutenzione del Lumen a Lungo Termine:Come tutti i LED, l'output luminoso diminuirà gradualmente nel corso di migliaia di ore di funzionamento. La velocità di degrado dipende dalla corrente operativa e dalla temperatura di giunzione.

11. Confronto Tecnico e Tendenze

11.1 Tecnologia dei Materiali

L'uso di InGaN per il verde e AlInGaP per il rosso rappresenta tecnologie semiconduttrici standard e mature per questi colori. I LED basati su InGaN generalmente offrono maggiore efficienza e migliori prestazioni a correnti e temperature più elevate rispetto alle tecnologie più vecchie. Lo stile del package laterale è un fattore di forma consolidato per specifici compiti di illuminazione dove lo spazio sul PCB sulla superficie superiore è limitato.

11.2 Tendenze del Settore

La spinta verso la miniaturizzazione continua a guidare la domanda per package SMD multi-chip come questo. Inoltre, c'è una costante tendenza verso una maggiore efficienza luminosa (più luce in uscita per watt di input elettrico) in tutti i colori dei LED. Sebbene questa scheda tecnica rappresenti un prodotto specifico, le nuove generazioni potrebbero offrire intensità tipiche più elevate o una migliore coerenza del colore all'interno dei bin. La compatibilità con i processi di assemblaggio automatizzati e senza piombo rimane un requisito critico per la produzione elettronica globale.