Scheda Tecnica LED SMD Bicolore LTST-S326TGKSKT-5A - Verde/Giallo - Tensione Inversa 5V - Corrente Diretta 20/30mA - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche tecniche per un LED a Montaggio Superficiale (SMD) bicolore con emissione laterale. Questo componente è progettato specificamente per applicazioni che richiedono una sorgente luminosa compatta ad angolo retto, con il suo mercato target principale rappresentato dai moduli di retroilluminazione per LCD. I suoi vantaggi principali includono la conformità alle normative ambientali, l'elevata luminosità ottenuta da materiali semiconduttori avanzati e la compatibilità con i moderni processi di assemblaggio e saldatura automatizzati.

2. Approfondimento sui Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

I limiti operativi del dispositivo sono definiti a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. Per il LED verde (chip InGaN), la massima corrente diretta continua è di 20 mA, con una corrente diretta di picco di 100 mA ammissibile in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0,1ms). La sua dissipazione di potenza è nominalmente di 76 mW. Il LED giallo (chip AlInGaP) ha una corrente diretta continua nominale più alta di 30 mA, un picco di 80 mA e una dissipazione di potenza di 75 mW. Entrambi i colori condividono una tensione inversa massima di 5V. L'intervallo di temperatura di funzionamento è compreso tra -20°C e +80°C, con un intervallo di conservazione più ampio da -30°C a +100°C. Il dispositivo può resistere alla saldatura a rifusione a infrarossi a 260°C per 5 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Misurati a Ta=25°C e una corrente di prova (IF) di 5 mA, i parametri prestazionali chiave sono i seguenti. L'intensità luminosa (Iv) per il LED verde ha un minimo di 28,0 mcd, tipico non specificato, e un massimo di 280,0 mcd. L'intensità luminosa del LED giallo varia da un minimo di 7,1 mcd a un massimo di 71,0 mcd. Entrambi i LED presentano un ampio angolo di visione (2θ1/2) tipico di 130 gradi. La lunghezza d'onda di picco di emissione tipica (λP) del LED verde è 530 nm, con una lunghezza d'onda dominante tipica (λd) di 528 nm e una semilarghezza spettrale (Δλ) di 35 nm. I valori corrispondenti per il LED giallo sono rispettivamente 591 nm, 588 nm e 15 nm. La tensione diretta (VF) è tipicamente di 2,80V (max 3,20V) per il verde e 1,90V (max 2,30V) per il giallo a 5 mA. La corrente inversa (IR) per entrambi è un massimo di 10 μA a VR=5V.

2.3 Caratteristiche Termiche

Il fattore di derating per la corrente diretta è specificato linearmente a partire da 25°C. Per il LED verde, il derating è di 0,25 mA/°C, il che significa che la corrente diretta continua ammissibile diminuisce di 0,25 mA per ogni grado Celsius sopra i 25°C. Per il LED giallo, il fattore di derating è di 0,4 mA/°C. Questo è un parametro critico per garantire l'affidabilità a lungo termine e prevenire la fuga termica nell'applicazione.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto viene suddiviso in bin in base all'intensità luminosa per garantire uniformità di brillantezza nell'applicazione. Per il LED verde, i codici bin vanno da N a S, con intensità minime da 28,0 mcd (N) fino a 180,0 mcd (S) e massime da 45,0 mcd (N) fino a 280,0 mcd (S). Il LED giallo utilizza codici bin da K a P, con minime da 7,1 mcd (K) a 45,0 mcd (P) e massime da 11,2 mcd (K) a 71,0 mcd (P). A ciascun bin di intensità viene applicata una tolleranza di +/-15%. Questo sistema consente ai progettisti di selezionare LED con livelli di luminosità prevedibili per le proprie esigenze specifiche.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene curve grafiche specifiche non siano dettagliate nel testo fornito, i parametri indicati consentono di dedurre le tendenze prestazionali chiave. I valori della tensione diretta (VF) indicano la curva caratteristica I-V per ciascun colore. La differenza in VF (2,80V per il verde contro 1,90V per il giallo a 5mA) è significativa per il design del circuito, specialmente quando si pilotano entrambi i colori da una sorgente di tensione comune. I dati della semilarghezza spettrale (35nm per il verde, 15nm per il giallo) suggeriscono che il LED giallo ha uno spettro di emissione più monocromatico e stretto rispetto all'emissione verde più ampia. I fattori di derating descrivono direttamente la dipendenza negativa dalla temperatura della massima corrente diretta ammissibile.

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

Il dispositivo è conforme a un profilo standard EIA. Si tratta di un package con emissione laterale (ad angolo retto), il che significa che l'emissione luminosa principale è parallela al piano di montaggio, ideale per applicazioni di illuminazione laterale come le retroilluminazioni LCD. Il materiale della lente è specificato come trasparente. L'assegnazione dei pin è chiaramente definita: il Catodo 1 (C1) è per il chip giallo AlInGaP e il Catodo 2 (C2) è per il chip verde InGaN. Il componente è fornito confezionato in nastro da 8mm su bobine da 7 pollici di diametro, compatibile con apparecchiature automatiche pick-and-place. I disegni dimensionali dettagliati del package e il layout consigliato per le piazzole di saldatura sono inclusi nella scheda tecnica completa per guidare la progettazione del PCB.

6. Guida alla Saldatura e al Montaggio

6.1 Profili di Saldatura a Rifusione

Vengono forniti due profili di rifusione a infrarossi (IR) suggeriti: uno per il processo di saldatura normale (stagno-piombo) e uno per il processo senza piombo (Pb-free). I parametri chiave per il processo senza piombo, che utilizza pasta saldante SnAgCu, includono una fase di preriscaldamento e una condizione di temperatura di picco. Il dispositivo è confermato essere compatibile sia con i processi di saldatura a rifusione a infrarossi che a fase di vapore.

6.2 Pulizia

La pulizia deve essere eseguita con cura. Non devono essere utilizzati liquidi chimici non specificati poiché potrebbero danneggiare il package del LED. Se la pulizia è necessaria, si raccomanda di immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente per meno di un minuto.

6.3 Condizioni di Conservazione

Per una durata di conservazione e una saldabilità ottimali, i LED rimossi dalla loro confezione originale protettiva dall'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, si raccomanda una cottura (bake-out) 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.

7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

Il confezionamento standard è di 3000 pezzi per bobina da 7 pollici. Le specifiche del nastro e della bobina seguono lo standard ANSI/EIA 481-1-A-1994. Le tasche vuote per componenti sul nastro portante sono sigillate con un nastro coprente superiore. È consentito un massimo di due componenti mancanti consecutivi nel nastro. Per quantità d'ordine che non sono multipli di una bobina intera, è specificata una quantità minima di imballaggio di 500 pezzi per le quantità residue. Il numero di parte LTST-S326TGKSKT-5A segue il sistema di codifica interno del produttore, che tipicamente codifica il tipo di package, il colore e le informazioni di binning.

8. Raccomandazioni Applicative

8.1 Scenari Applicativi Tipici

L'applicazione principale ed esplicitamente dichiarata per questo LED laterale è la retroilluminazione di pannelli LCD, dove la sua emissione ad angolo retto accoppia efficientemente la luce nella guida luminosa del pannello. La sua capacità bicolore (verde/giallo) può essere utilizzata per indicatori di stato, effetti di retroilluminazione multicolore o in applicazioni che richiedono punti di cromaticità specifici ottenibili miscelando questi due colori primari.

8.2 Considerazioni di Progettazione

Metodo di Pilotaggio:I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire una brillantezza 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). Sconsigliato pilotare più LED in parallelo direttamente da una sorgente di tensione senza resistenze individuali (Modello di Circuito B), poiché lievi variazioni nelle caratteristiche della tensione diretta (VF) tra i LED possono portare a differenze significative nella corrente e, di conseguenza, nella brillantezza.

Scarica Elettrostatica (ESD):Il LED è sensibile alle scariche elettrostatiche. È necessario prendere precauzioni durante la manipolazione e l'assemblaggio: utilizzare braccialetti o guanti antistatici collegati a terra, assicurarsi che tutte le apparecchiature e le superfici di lavoro siano correttamente messe a terra e considerare l'uso di ionizzatori per neutralizzare le cariche statiche nell'ambiente di lavoro.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Questo dispositivo si differenzia grazie alla combinazione delle sue caratteristiche: un chip bicolore in un unico package laterale. Ciò consente di risparmiare spazio sul PCB rispetto all'uso di due LED separati. L'uso di chip Ultra Bright InGaN (per il verde) e AlInGaP (per il giallo) indica un focus su alta efficienza e resa luminosa. La sua compatibilità con i processi di posizionamento automatico e di rifusione standard (inclusi quelli senza piombo) lo rende adatto alla produzione elettronica moderna ad alto volume. L'ampio angolo di visione di 130 gradi è ottimizzato per applicazioni di retroilluminazione dove è richiesta un'illuminazione uniforme.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare i LED verde e giallo simultaneamente alla loro massima corrente continua?

R: No. I Valori Massimi Assoluti sono per ciascun chip indipendentemente. Pilotare entrambi a 20mA (verde) e 30mA (giallo) simultaneamente supererebbe i limiti termici complessivi di progetto del package. La dissipazione di potenza totale deve essere considerata in base alle tensioni e correnti dirette effettivamente utilizzate.

D: Perché la tensione diretta è diversa per i due colori?

R: La tensione diretta è una proprietà fondamentale del bandgap del materiale semiconduttore. L'InGaN (verde) ha un bandgap più ampio dell'AlInGaP (giallo), risultando in una tensione diretta più alta richiesta per ottenere la stessa corrente.

D: Come interpreto i codici bin dell'intensità luminosa?

R: Seleziona il codice bin che garantisce la tua brillantezza minima richiesta. Ad esempio, se il tuo design necessita di almeno 100 mcd dal LED verde, devi specificare il bin R (112,0-180,0 mcd) o superiore. Il valore tipico non è garantito, solo l'intervallo min/max per il bin selezionato.

D: È necessario un dissipatore di calore?

R: Per un funzionamento alla corrente nominale massima o vicino ad essa, specialmente a temperature ambiente elevate, una gestione termica accurata del PCB è essenziale. La curva di derating deve essere seguita. Per un funzionamento a bassa corrente (es. 5-10 mA), un layout PCB standard è di solito sufficiente.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un indicatore di stato doppio per un dispositivo portatile.Il LTST-S326TGKSKT-5A può essere utilizzato per mostrare lo stato di carica: giallo per in carica, verde per carica completa. Il progettista posizionerà il LED sul bordo del PCB, con il lato di emissione rivolto verso una guida luminosa o una finestra nel contenitore. Verrebbero progettati due circuiti limitatori di corrente indipendenti—uno per l'anodo giallo (con una resistenza calcolata per V_alimentazione, VF_giallo~1,9V e I_F desiderata) e uno per l'anodo verde (calcolato per VF_verde~2,8V). Il catodo comune sarebbe collegato a massa. L'ampio angolo di visione garantisce che l'indicatore sia visibile da varie angolazioni. Il progettista deve assicurarsi che il layout delle piazzole sul PCB corrisponda allo schema consigliato per ottenere un giunto di saldatura affidabile e un corretto allineamento.

12. Introduzione al Principio Tecnico

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a giunzione p-n semiconduttori che emettono luce attraverso l'elettroluminescenza. Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva, rilasciando energia sotto forma di fotoni. Il colore della luce emessa è determinato dall'energia del bandgap del materiale semiconduttore. Questo dispositivo incorpora due chip semiconduttori diversi in un unico package: un chip di Nitruro di Indio e Gallio (InGaN) per l'emissione verde e un chip di Fosfuro di Alluminio, Indio e Gallio (AlInGaP) per l'emissione gialla. Il package laterale è ottenuto attraverso un design meccanico specifico che orienta la superficie di emissione primaria del chip perpendicolarmente ai terminali del package, dirigendo la luce lateralmente dal componente.

13. Tendenze e Contesto del Settore

Lo sviluppo di questo componente si allinea con diverse tendenze chiave nel settore dell'optoelettronica. Il passaggio alla conformità RoHS e ai prodotti ecologici riflette le normative ambientali globali. L'uso di materiali ad alta efficienza come InGaN e AlInGaP è guidato dalla continua domanda di maggiore luminosità e minore consumo energetico nei dispositivi portatili e di visualizzazione. Le innovazioni nel packaging, come i formati laterali, sono cruciali per consentire prodotti finali più sottili e compatti, in particolare nell'elettronica di consumo come smartphone, tablet e laptop. Inoltre, la compatibilità con linee di assemblaggio SMT completamente automatizzate e ad alta velocità è un requisito fondamentale per una produzione di massa economicamente vantaggiosa. L'inclusione di profili di saldatura dettagliati, specialmente per i processi senza piombo, evidenzia la transizione del settore verso una produzione più rispettosa dell'ambiente.