LTST-S326KSTGKT-5A Scheda Tecnica LED SMD - Doppio Colore (Giallo/Verde) - 5mA - Angolo Visivo 130° - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTST-S326KSTGKT-5A è un LED a doppio colore compatto per montaggio superficiale, progettato per applicazioni elettroniche moderne che richiedono un'illuminazione indicatrice affidabile in un ingombro minimo. Questo dispositivo integra due chip semiconduttori distinti in un unico package: un chip AlInGaP per l'emissione gialla e un chip InGaN per l'emissione verde. Questa configurazione consente un'indicazione a due colori da un singolo componente, risparmiando prezioso spazio sul PCB. Il LED è alloggiato in un package standard conforme EIA con lente trasparente, garantendo un'elevata emissione luminosa e un ampio angolo visivo. È specificamente progettato per la compatibilità con sistemi di assemblaggio automatico pick-and-place e processi standard di saldatura a rifusione a infrarossi (IR), rendendolo adatto ad ambienti di produzione ad alto volume.

I vantaggi principali di questo LED includono la conformità alle direttive RoHS, l'uso della tecnologia a chip ultra-luminosi per un'elevata intensità luminosa e la progettazione per la robustezza nelle linee di assemblaggio automatizzate. I suoi mercati target principali spaziano dalle apparecchiature di telecomunicazione, dispositivi per l'automazione d'ufficio, elettrodomestici, pannelli di controllo industriali e vari dispositivi elettronici di consumo dove è richiesta un'indicazione di stato o un'illuminazione di fondo.

2. Approfondimento Specifiche Tecniche

2.1 Valori Massimi Assoluti

L'operazione del dispositivo oltre questi limiti può causare danni permanenti.

• Dissipazione di Potenza:Giallo: 62.5 mW, Verde: 76 mW
• Corrente Diretta di Picco (Ciclo di Lavoro 1/10, Impulso 0.1ms):Giallo: 60 mA, Verde: 100 mA
• Corrente Diretta Continua in DC (I_F):Giallo: 25 mA, Verde: 20 mA
• Intervallo di Temperatura Operativa (T_a):-20°C a +80°C
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-30°C a +100°C
• Condizione di Saldatura a Infrarossi:Temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettriche & Ottiche (a T_a=25°C, I_F=5mA)

Questi sono i parametri di prestazione tipici in condizioni di test standard.

• Intensità Luminosa (I_V):
  • Giallo: Minimo 7.1 mcd, Tipico -, Massimo 71.0 mcd
  • Verde: Minimo 28.0 mcd, Tipico -, Massimo 280.0 mcd
  • Misurata utilizzando un sensore/filtro che approssima la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE.
• Angolo Visivo (2θ_1/2):130 gradi (tipico per entrambi i colori). Questo è l'angolo totale a cui l'intensità è la metà del valore sull'asse.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_P):Giallo: 591 nm (tip), Verde: 530 nm (tip).
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):
  • Giallo: Min 582.0 nm, Max 596.0 nm
  • Verde: Min 520.0 nm, Max 540.0 nm
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):Giallo: 15 nm (tip), Verde: 35 nm (tip).
• Tensione Diretta (V_F):
  • Giallo: Tipica 2.0 V, Massima 2.3 V
  • Verde: Tipica 2.8 V, Massima 3.2 V
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 10 µA per entrambi i colori a V_R=5V. Nota: Il dispositivo non è progettato per il funzionamento inverso; questo parametro è solo a scopo di test.

3. Spiegazione Sistema di Binning

Il prodotto è suddiviso in bin in base all'intensità luminosa per garantire coerenza di colore e luminosità all'interno di un'applicazione. La tolleranza per ogni bin è +/-15%.

3.1 Bin di Intensità Luminosa

Per il Colore Giallo (I_F=5mA):

• Bin K: 7.1 – 11.2 mcd
• Bin L: 11.2 – 18.0 mcd
• Bin M: 18.0 – 28.0 mcd
• Bin N: 28.0 – 45.0 mcd
• Bin P: 45.0 – 71.0 mcd

Per il Colore Verde (I_F=5mA):

• Bin N: 28.0 – 45.0 mcd
• 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

Il numero di parte LTST-S326KSTGKT-5A indica specifiche selezioni di bin per i chip giallo (K) e verde (S). I progettisti dovrebbero specificare i bin richiesti per la loro applicazione per garantire uniformità visiva, specialmente quando più LED sono utilizzati uno accanto all'altro.

4. Analisi Curve di Prestazione

Sebbene il PDF faccia riferimento a curve tipiche, le loro caratteristiche possono essere dedotte dai dati forniti:

• Curva I-V (Corrente-Tensione):Le specifiche della tensione diretta (V_F) suggeriscono una caratteristica relazione esponenziale. Il chip giallo, con una V_Ftipica inferiore (2.0V), avrà una forma di curva leggermente diversa rispetto al chip verde (V_Ftipica 2.8V). Un'adeguata limitazione di corrente è essenziale, poiché la V_Fha un coefficiente di temperatura negativo.
• Intensità Luminosa vs. Corrente:L'intensità (I_V) è approssimativamente proporzionale alla corrente diretta (I_F) entro l'intervallo operativo nominale. Tuttavia, l'efficienza può diminuire a correnti molto elevate a causa degli effetti termici.
• Caratteristiche di Temperatura:L'emissione luminosa per i LED sia AlInGaP (giallo) che InGaN (verde) tipicamente diminuisce con l'aumentare della temperatura di giunzione. L'intervallo di temperatura operativa da -20°C a +80°C definisce le condizioni ambientali in cui è garantita la prestazione specificata.
• Distribuzione Spettrale:Le lunghezze d'onda di picco e dominante, insieme alla larghezza di banda spettrale (Δλ), definiscono la purezza del colore. Il Δλ più ampio del chip verde (35 nm) rispetto a quello giallo (15 nm) è tipico per i LED verdi basati su InGaN.

5. Informazioni Meccaniche & Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED è conforme a un profilo standard per package a montaggio superficiale EIA. Tutte le dimensioni sono in millimetri con una tolleranza standard di ±0.1 mm salvo diversa specificazione. Il package presenta un design a basso profilo adatto ad applicazioni con vincoli di spazio.

5.2 Assegnazione Pin & Polarità

Il dispositivo ha due anodi (uno per ciascun chip) e un catodo comune. L'assegnazione dei pin è la seguente:

• Catodo 1 (C1):Collegato al chip Verde InGaN.
• Catodo 2 (C2):Collegato al chip Giallo AlInGaP.

La polarità corretta deve essere osservata durante il layout del PCB e l'assemblaggio. Il layout consigliato per i pad di attacco sul PCB è fornito per garantire una corretta saldatura e stabilità meccanica.

6. Guida alla Saldatura & Assemblaggio

6.1 Parametri di Saldatura a Rifusione (Processo Senza Piombo)

Il dispositivo è compatibile con la saldatura a rifusione a infrarossi. Un profilo suggerito conforme agli standard JEDEC è:

• Temperatura di Pre-riscaldo:150°C a 200°C
• Tempo di Pre-riscaldo:Massimo 120 secondi
• Temperatura di Picco del Corpo:Massimo 260°C
• Tempo Sopra 260°C:Massimo 10 secondi
• Numero di Cicli di Rifusione:Massimo due volte.

Nota: Il profilo effettivo deve essere caratterizzato per il design specifico del PCB, la pasta saldante e il forno utilizzati.

6.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale:

• Temperatura del Saldatore:Massimo 300°C
• Tempo di Saldatura:Massimo 3 secondi per pad
• Numero di Cicli:Una sola volta.

6.3 Conservazione & Manipolazione

• Precauzioni ESD:Il dispositivo è sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD). Utilizzare braccialetti antistatici, tappetini antistatici e apparecchiature correttamente messe a terra durante la manipolazione.
• Sensibilità all'Umidità:Come dispositivo a montaggio superficiale, è sensibile all'umidità.
  • Busta Sigillata:Conservare a ≤30°C e ≤60% UR. Utilizzare entro un anno dall'apertura della busta.
  • Dopo l'Apertura della Busta:Per i componenti fuori dalla busta originale per più di una settimana, si consiglia una cottura a 60°C per almeno 20 ore prima della rifusione per prevenire l'effetto "popcorn".
• Pulizia:Utilizzare solo solventi approvati a base alcolica come alcol isopropilico (IPA) o alcol etilico. L'immersione deve essere inferiore a un minuto a temperatura ambiente. Evitare prodotti chimici non specificati.

7. Imballaggio & Informazioni d'Ordine

L'imballaggio standard per l'assemblaggio automatico è:

• Nastro:Nastro portacomponenti goffrato da 8mm di larghezza.
• Bobina:Bobina da 7 pollici (178mm) di diametro.
• Quantità per Bobina:3000 pezzi.
• Quantità Minima d'Ordine (MOQ):500 pezzi per quantità residue.
• L'imballaggio segue le specifiche ANSI/EIA-481. Le tasche vuote sono sigillate con nastro coprente ed è consentito un massimo di due componenti mancanti consecutivi.

8. Raccomandazioni Applicative

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Indicatori di Stato:Indicatori di accensione, standby, modalità, carica batteria o attività di rete in router, modem, stazioni base e apparecchiature di telecomunicazione.
• Retroilluminazione Tastiera/Keypad:Fornire feedback a doppio colore (es. verde per attivo, giallo per avviso) in pannelli industriali, dispositivi medici o elettronica di consumo.
• Indicatori su Pannello:Su pannelli di controllo per elettrodomestici (forni, lavatrici) e apparecchiature per l'automazione d'ufficio (stampanti, scanner).
• Illuminazione Simbolica:Piccola segnaletica o illuminazione di icone.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Limitazione di Corrente:Utilizzare sempre una resistenza di limitazione di corrente in serie per ogni canale colore. Calcolare il valore della resistenza in base alla tensione di alimentazione (V_CC), alla corrente diretta desiderata (I_F) e alla tensione diretta del LED (V_F). Utilizzare la V_Fmassima dalla scheda tecnica per un design robusto: R = (V_CC- V_{F_max}) / I_F.
• Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, assicurare un'adeguata area di rame sul PCB o via termiche se si opera ad alte temperature ambientali o vicino alla corrente massima per mantenere prestazioni e longevità.
• Progettazione Ottica:L'angolo visivo di 130 gradi garantisce un'ampia visibilità. Per luce diretta, potrebbero essere necessarie lenti esterne o guide luminose.
• Circuito di Pilotaggio:Il LED è compatibile con livelli logici e può essere pilotato direttamente dai pin GPIO di un microcontrollore (con una resistenza di limitazione di corrente) o attraverso interruttori a transistor/MOSFET per un controllo di corrente più elevato.

9. Confronto Tecnico & Differenziazione

Il LTST-S326KSTGKT-5A offre vantaggi specifici nella sua categoria:

• Doppio Colore in un Unico Package:Elimina la necessità di due LED SMD separati, risparmiando spazio sul PCB, riducendo tempo/costo di posizionamento e semplificando la distinta base (BOM).
• Elevata Luminosità:L'uso di chip AlInGaP e InGaN ultra-luminosi fornisce un'elevata intensità luminosa, rendendolo adatto ad applicazioni che richiedono una buona visibilità anche in condizioni di luce intensa.
• Package Standardizzato:L'impronta standard EIA garantisce compatibilità con una vasta gamma di layout PCB esistenti, ugelli pick-and-place e sistemi alimentatori.
• Robusta Compatibilità di Processo:Progettato esplicitamente per la rifusione IR e l'assemblaggio automatizzato, garantendo alta resa e affidabilità nella produzione di massa.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D1: Posso pilotare contemporaneamente sia il LED giallo che quello verde alla loro massima corrente continua?

R1: No. I valori massimi assoluti specificano le correnti dirette continue individuali (Giallo: 25mA, Verde: 20mA). Pilotare entrambi contemporaneamente a questi livelli probabilmente supererebbe la valutazione di dissipazione di potenza totale del package. Per un funzionamento simultaneo, ridurre le correnti di conseguenza in base a considerazioni termiche.

D2: Qual è la differenza tra lunghezza d'onda di picco (λ_P) e lunghezza d'onda dominante (λ_d)?

R2: La lunghezza d'onda di picco è la singola lunghezza d'onda alla quale lo spettro di emissione ha la massima intensità. La lunghezza d'onda dominante è la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che corrisponderebbe al colore percepito del LED se combinata con un riferimento bianco specificato. La λ_dè più strettamente correlata alla percezione del colore umana.

D3: Perché è specificata la condizione di test della corrente inversa (I_R) se il dispositivo non è per il funzionamento inverso?

R3: Il test I_Rè un test standard di qualità e affidabilità per verificare l'integrità della giunzione e le perdite. Verifica che il chip LED e il package non abbiano difetti significativi. Applicare tensione inversa in un circuito reale non è raccomandato e può danneggiare il dispositivo.

D4: Quanto è critica la scadenza di 1 settimana dopo l'apertura della busta barriera all'umidità?

R4: È una linea guida conservativa per prevenire danni indotti dall'umidità durante la saldatura a rifusione ("popcorn"). Se il tempo di esposizione viene superato, cuocere i componenti come specificato (60°C per 20+ ore) rimuove efficacemente l'umidità assorbita e li riporta in condizioni saldabili.

11. Caso Pratico di Progettazione

Scenario:Progettazione di un indicatore a doppio stato per un router wireless. Verde indica una connessione internet stabile, giallo indica un tentativo di connessione o segnale degradato.

Implementazione:

1. Il LED è posizionato sul PCB del pannello frontale. Il catodo comune è collegato a massa.
2. L'anodo verde (C1) è collegato a un pin GPIO del microcontrollore (es. 3.3V) tramite una resistenza di limitazione di corrente. R_verde = (3.3V - 3.2V_max) / 0.005A = 20Ω (utilizzare valore standard 22Ω).
3. L'anodo giallo (C2) è collegato a un diverso pin GPIO tramite un'altra resistenza. R_giallo = (3.3V - 2.3V_max) / 0.005A = 200Ω (utilizzare valore standard 220Ω).
4. Il firmware del microcontrollore controlla i pin: porta alto il pin verde per un collegamento stabile, porta alto il pin giallo per ricerca/degradato, e porta basso entrambi per spento.
5. L'ampio angolo visivo di 130° garantisce che l'indicatore sia visibile da varie angolazioni in una stanza tipica.

Questo design utilizza un singolo componente per fornire due stati visivi chiari, semplificando l'assemblaggio e risparmiando spazio rispetto all'uso di due LED separati.

12. Introduzione al Principio Tecnologico

Il LTST-S326KSTGKT-5A si basa sull'emissione di luce a stato solido semiconduttore. Contiene due diversi materiali semiconduttori all'interno del suo package:

• Emissione Gialla (AlInGaP):La luce gialla è prodotta da un chip di Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP). Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del chip, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La composizione specifica della lega AlInGaP determina l'energia del bandgap, che corrisponde alla lunghezza d'onda gialla (~590 nm).
• Emissione Verde (InGaN):La luce verde è prodotta da un chip di Nitruro di Indio Gallio (InGaN). Il principio di funzionamento è lo stesso (elettroluminescenza), ma il sistema di materiali InGaN ha una maggiore sintonizzabilità del bandgap. Regolando il contenuto di indio, la lunghezza d'onda di emissione può variare attraverso lo spettro blu, verde e ciano. Ottenere verde ad alta efficienza con InGaN è più impegnativo rispetto al blu, il che si riflette nell'ampiezza spettrale più ampia.

La lente epossidica trasparente incapsula i chip, fornendo protezione meccanica, modellando il fascio luminoso in uscita e offrendo tenuta ambientale.

13. Tendenze & Sviluppi del Settore

Il mercato per i LED SMD come il LTST-S326KSTGKT-5A continua ad evolversi guidato da diverse tendenze chiave:

• Maggiore Miniaturizzazione:Persiste la richiesta di dimensioni di package ancora più piccole (es. 0402, 0201 metriche) per consentire elettronica più densa e nuovi fattori di forma come dispositivi indossabili.
• Maggiore Efficienza & Luminanza:Miglioramenti continui nella crescita epitassiale e nel design dei chip producono LED con maggiore efficienza luminosa (più luce per watt elettrico), consentendo un consumo energetico inferiore o indicatori più luminosi a parità di corrente.
• Coerenza del Colore & Binning Avanzato:Tolleranze di binning più strette per lunghezza d'onda (colore) e intensità stanno diventando standard, specialmente per applicazioni in cui più LED devono corrispondere perfettamente, come nei display a colori completi o array di indicatori.
• Integrazione & Funzionalità Intelligenti:La tendenza si estende oltre i semplici LED discreti verso soluzioni integrate, come LED con resistenze di limitazione di corrente integrate, driver IC o persino microcontrollori per LED RGB indirizzabili (es. WS2812).
• Affidabilità & Idoneità ad Ambienti Ostili:Lo sviluppo si concentra sul miglioramento delle prestazioni e della longevità sotto temperature, umidità ed esposizione chimica più elevate, espandendo le applicazioni in ambito automobilistico, industriale e outdoor.

Dispositivi come il LTST-S326KSTGKT-5A rappresentano una soluzione matura, affidabile e conveniente per applicazioni indicatrici standard, mentre le tecnologie più recenti spingono i confini per usi specializzati e ad alte prestazioni.