LTST-S115KETBKT SMD LED Scheda Tecnica - Doppio Colore (Rosso/Blu) - Emissione Laterale - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per un LED SMD (Surface Mount Device) a doppio colore con emissione laterale. Questo componente è progettato per il montaggio automatizzato su circuito stampato (PCB) ed è adatto per applicazioni in cui lo spazio è un vincolo critico. Il LED integra due chip semiconduttori distinti in un unico package: uno che emette nello spettro rosso e l'altro nello spettro blu.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I principali vantaggi di questo LED includono il suo fattore di forma miniaturizzato, la compatibilità con le attrezzature automatiche pick-and-place e l'idoneità ai processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR). È realizzato con materiali privi di piombo (conforme ROHS) e presenta terminali stagnati per una migliore saldabilità. Il dispositivo utilizza materiali semiconduttori avanzati: AlInGaP per l'emettitore rosso e InGaN per quello blu, noti per la loro elevata efficienza e luminosità.

Le applicazioni target spaziano su un'ampia gamma di elettronica di consumo e industriale. È particolarmente adatto per l'indicazione di stato, l'illuminazione retrostante di tastiere o tastierini, l'illuminazione di simboli e l'integrazione in micro-display all'interno di dispositivi come telefoni cellulari, notebook, apparecchiature di rete, elettrodomestici e vari sistemi di automazione d'ufficio.

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

2.1 Valori Massimi Assoluti (Absolute Maximum Ratings)

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non è consigliabile far funzionare il LED in condizioni che superano questi valori.

• Dissipazione di Potenza (Pd):La potenza massima ammissibile che può essere dissipata come calore. Il chip rosso è valutato per 62,5 mW, mentre quello blu per 76 mW. Superare questo limite rischia il degrado termico.
• Corrente Diretta (Forward Current):Sono specificati due limiti di corrente. LaCorrente Diretta Continua (IF)è la corrente continua massima: 25 mA per il chip rosso e 20 mA per quello blu. LaCorrente Diretta di Piccoè una corrente pulsata più elevata (60 mA per il rosso, 100 mA per il blu) consentita solo in condizioni specifiche (ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0,1 ms) per brevi periodi.
• Intervalli di Temperatura:Il dispositivo è progettato per funzionare in un intervallo di temperatura ambiente (Ta) compreso tra -20°C e +80°C. Lo stoccaggio deve avvenire tra -30°C e +100°C.
• Condizioni di Saldatura:Il componente può resistere a una temperatura di picco di saldatura a rifusione IR di 260°C per un massimo di 10 secondi, che è lo standard per i processi di assemblaggio senza piombo.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi parametri sono misurati in una condizione di test standard di Ta=25°C e una corrente diretta (IF) di 20 mA, salvo diversa indicazione. Definiscono le prestazioni tipiche del dispositivo.

• Intensità Luminosa (Iv):È una misura della luminosità percepita della luce emessa. Per il chip rosso, l'intensità varia da un minimo di 45,0 mcd a un massimo di 180,0 mcd. Per il chip blu, l'intervallo è da 28,0 mcd a 112,0 mcd. Il valore effettivo per un'unità specifica è determinato dal suo rango di bin.
• Angolo di Visione (2θ1/2):Definito come l'angolo totale in cui l'intensità luminosa è la metà di quella misurata sull'asse centrale. Questo LED presenta un angolo di visione molto ampio di 130 gradi per entrambi i colori, rendendolo adatto per applicazioni che richiedono un'ampia visibilità.
• Parametri di Lunghezza d'Onda: Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λP)è la lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica in uscita è massima (tipicamente 631 nm per il rosso, 468 nm per il blu).Lunghezza d'Onda Dominante (λd)è la singola lunghezza d'onda che meglio rappresenta il colore percepito, con intervalli specificati min/tip/max (es. 615-635 nm per il rosso).Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ)è la larghezza dello spettro a metà della potenza di picco, tipicamente 15 nm per il rosso e 20 nm per il blu, indicando la purezza del colore.
• Tensione Diretta (VF):La caduta di tensione ai capi del LED quando funziona alla corrente specificata. Il chip rosso ha un intervallo VF da 1,6V a 2,4V, mentre quello blu ha un intervallo più alto da 2,7V a 3,9V a 20 mA. Questa differenza è dovuta alle diverse energie di bandgap dei materiali AlInGaP e InGaN.
• Corrente Inversa (IR):La massima corrente di dispersione quando viene applicata una tensione inversa (VR) di 5V. È specificata come 10 µA max per entrambi i chip. La scheda tecnica avverte esplicitamente che il dispositivo non è progettato per il funzionamento inverso; questo parametro è solo per scopi di test.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin di prestazioni. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti con caratteristiche strettamente controllate.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa (Iv)

I LED sono raggruppati in base alla loro intensità luminosa misurata a 20 mA. Ogni bin ha un valore minimo e massimo, con una tolleranza di +/-15% all'interno di ciascun bin.

• Bin del Chip Rosso:P (45,0-71,0 mcd), Q (71,0-112,0 mcd), R (112,0-180,0 mcd).
• Bin del Chip Blu:N (28,0-45,0 mcd), P (45,0-71,0 mcd), Q (71,0-112,0 mcd).

3.2 Binning della Tonalità (Lunghezza d'Onda Dominante)

Solo per il chip blu, viene effettuata un'ulteriore classificazione in bin basata sulla lunghezza d'onda dominante per controllare la tonalità del blu.

• Bin di Lunghezza d'Onda per il Chip Blu:AC (465-470 nm), AD (470-475 nm). La tolleranza per ogni bin è +/- 1 nm, garantendo un controllo del colore molto preciso.

4. Informazioni Meccaniche e sul Package

4.1 Dimensioni del Package e Assegnazione dei Pin

Il LED è conforme a un profilo standard di package EIA. Tutte le dimensioni sono in millimetri con una tolleranza standard di ±0,1 mm salvo diversa specifica. Il package è di tipo a emissione laterale, il che significa che l'emissione luminosa principale avviene dal lato del componente, non dalla parte superiore. Ciò è cruciale per applicazioni di retroilluminazione in cui la luce deve essere diretta lateralmente.

L'assegnazione dei pin è chiaramente definita: il Catodo 1 (C1) è collegato all'anodo del chip blu (si presuppone una configurazione ad anodo comune, ma la scheda tecnica specifica l'assegnazione dei pin per i chip). Il Catodo 2 (C2) è collegato al chip rosso. Durante l'assemblaggio deve essere osservata la polarità corretta.

4.2 Piazzola di Montaggio PCB Consigliata e Direzione di Saldatura

La scheda tecnica include un diagramma che mostra il layout consigliato delle piazzole di rame sul PCB. Seguire questo layout è essenziale per ottenere una saldatura affidabile, un corretto allineamento e un'effettiva dissipazione del calore durante il processo di rifusione. Il diagramma indica anche il corretto orientamento del LED sul nastro rispetto al PCB per l'assemblaggio automatizzato.

5. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

5.1 Parametri di Saldatura a Rifusione IR

Per i processi di saldatura senza piombo (Pb-free), è consigliato un profilo termico specifico. I parametri chiave includono una zona di pre-riscaldamento (150-200°C), un tempo massimo di pre-riscaldamento di 120 secondi, una temperatura massima del corpo non superiore a 260°C e un tempo a questa temperatura di picco limitato a un massimo di 10 secondi. Il LED non deve essere sottoposto a più di due cicli di rifusione in queste condizioni.

5.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, è necessario prestare la massima attenzione. La temperatura della punta del saldatore non deve superare i 300°C e il tempo di contatto con il terminale del LED deve essere limitato a un massimo di 3 secondi. La saldatura manuale deve essere eseguita solo una volta per dispositivo.

5.3 Pulizia

Dovrebbero essere utilizzati solo agenti di pulizia specificati. Prodotti chimici non specificati potrebbero danneggiare il package del LED. Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, il metodo consigliato è immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente per meno di un minuto.

6. Precauzioni per Stoccaggio e Manipolazione

6.1 Condizioni di Stoccaggio

Uno stoccaggio corretto è fondamentale per mantenere la saldabilità e prevenire danni indotti dall'umidità (effetto popcorn) durante la rifusione.

• Confezione Sigillata:I LED nella loro confezione originale a prova di umidità con essiccante devono essere conservati a ≤30°C e ≤90% di Umidità Relativa (UR). La durata di conservazione in queste condizioni è di un anno.
• Confezione Aperta:Una volta aperta la busta barriera all'umidità, l'ambiente di stoccaggio deve essere più controllato: ≤30°C e ≤60% UR. I componenti rimossi dalla busta sigillata devono essere saldati a rifusione entro una settimana.
• Stoccaggio Prolungato (Aperto):Per uno stoccaggio superiore a una settimana, i LED devono essere posti in un contenitore sigillato con essiccante o in un essiccatore purgato con azoto. Se conservati aperti per più di una settimana, è obbligatorio un trattamento di "bake-out" a circa 60°C per almeno 20 ore prima del processo di saldatura per eliminare l'umidità assorbita.

6.2 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Il LED è sensibile alle scariche elettrostatiche e ai sovratensioni. Durante la manipolazione e l'assemblaggio devono essere osservate le opportune precauzioni ESD. Ciò include l'uso di braccialetti collegati a terra, guanti antistatici e garantire che tutte le attrezzature e le postazioni di lavoro siano correttamente messe a terra.

7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I LED sono forniti confezionati per l'assemblaggio automatizzato. Sono montati su nastro portacomponenti goffrato da 8 mm di larghezza. Questo nastro è avvolto su bobine standard da 7 pollici (178 mm) di diametro. Ogni bobina completa contiene 3000 pezzi. Per quantità inferiori a una bobina intera, si applica una quantità minima di imballaggio di 500 pezzi per i lotti rimanenti. Il confezionamento è conforme alle specifiche ANSI/EIA-481.

7.2 Dimensioni e Caratteristiche della Bobina

Sono forniti disegni meccanici dettagliati per la bobina e il nastro. Le caratteristiche principali includono: le tasche vuote per i componenti sul nastro sono sigillate con un nastro di copertura superiore per proteggere i componenti, e il numero massimo consentito di componenti mancanti consecutivi su una bobina è due, garantendo la coerenza dell'alimentazione per le macchine pick-and-place.

8. Suggerimenti per l'Applicazione e Considerazioni di Progettazione

8.1 Circuiti di Applicazione Tipici

Quando si progetta un circuito di pilotaggio, devono essere considerati i diversi requisiti di tensione diretta (VF) dei chip rosso e blu. Un semplice resistore in serie per ogni canale colore è il metodo più comune per limitare la corrente. Il valore del resistore (R) è calcolato utilizzando la formula: R = (Vcc - VF_LED) / I_F, dove Vcc è la tensione di alimentazione, VF_LED è la tensione diretta del chip specifico (utilizzare il valore massimo dalla scheda tecnica per un progetto conservativo) e I_F è la corrente diretta desiderata (da non superare il rating DC). A causa della differenza di tensione, il valore del resistore per il canale blu sarà tipicamente diverso da quello del canale rosso, anche se si desidera la stessa corrente.

8.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, una corretta progettazione termica sul PCB contribuisce all'affidabilità a lungo termine. Garantire l'utilizzo del layout consigliato delle piazzole di saldatura aiuta a dissipare il calore dalla giunzione del LED nel PCB. Dovrebbe essere evitato di far funzionare il LED al suo massimo rating di corrente o vicino ad esso in un ambiente ad alta temperatura ambiente, poiché ciò spinge la temperatura di giunzione verso il suo limite.

8.3 Progettazione Ottica

Il profilo di emissione laterale è ideale per applicazioni in cui la luce deve essere accoppiata in una guida luminosa, illuminare lateralmente un pannello o indicare lo stato dal lato di un dispositivo. I progettisti dovrebbero considerare l'angolo di visione di 130 gradi quando progettano tubi di luce o aperture per garantire che venga ottenuto il modello di illuminazione desiderato.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare i chip rosso e blu simultaneamente alla loro piena corrente continua (25mA e 20mA)?

R: La scheda tecnica fornisce i rating per chip. Devono essere considerati la dissipazione di potenza e i limiti termici per il calore combinato generato. È generalmente sicuro se la potenza totale (Vf_red * 25mA + Vf_blue * 20mA) rientra nella capacità complessiva di dissipazione termica del package, ma il funzionamento simultaneo ai rating massimi assoluti dovrebbe essere valutato attentamente, specialmente ad alte temperature ambiente.

D: Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco e Lunghezza d'Onda Dominante?

R: La Lunghezza d'Onda di Picco (λP) è una misura fisica del punto più alto dello spettro. La Lunghezza d'Onda Dominante (λd) è un valore calcolato dalla colorimetria che meglio corrisponde alla percezione del colore da parte dell'occhio umano. λd è più rilevante per applicazioni in cui l'aspetto specifico del colore è critico.

D: La corrente inversa è specificata a 5V. Posso usare questo LED in un circuito AC o con protezione da polarità inversa?

R: No. La scheda tecnica afferma esplicitamente che il dispositivo non è progettato per il funzionamento inverso. Il test a 5V è solo per la verifica della qualità. Non è consigliabile applicare una tensione inversa continua, anche al di sotto di 5V, e potrebbe danneggiare il LED. Per pilotaggio AC o bipolare sarebbe necessaria una protezione esterna, come un diodo in parallelo.

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

R: Scegli il bin dell'intensità luminosa (Iv) in base al livello di luminosità richiesto e alla necessità di coerenza tra le unità. Per il LED blu, seleziona anche il bin della lunghezza d'onda (tonalità) se la coerenza del colore è fondamentale. Utilizzare un bin più stretto (es. Q per l'intensità) può aumentare il costo ma garantisce prestazioni più uniformi nella tua produzione.