Scheda Tecnica LED SMD Dual Color LTST-C295TBKGKT-5A - Dimensione 2.0x1.25x0.55mm - Tensione 2.7V/1.75V - Potenza 0.076W/0.075W - Blu/Verde

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED SMD (Surface-Mount Device) dual color. Il componente integra due chip LED distinti in un unico package ultrasottile, consentendo l'emissione di luce blu e verde da un'unica impronta. È progettato per i moderni processi di assemblaggio elettronico, con compatibilità con le attrezzature di posizionamento automatico e i profili di saldatura a rifusione a infrarossi (IR) adatti per processi senza piombo. Il prodotto è conforme agli standard ambientali come prodotto verde conforme ROHS.

1.1 Vantaggi Principali

• Design Compatto:Un profilo ultrasottile di 0.55mm consente l'integrazione in dispositivi elettronici compatti e a basso spessore.
• Funzionalità Dual Color:Combina sorgenti di luce blu (InGaN) e verde (AlInGaP), offrendo flessibilità di progettazione per indicatori di stato, retroilluminazione e illuminazione decorativa.
• Elevata Luminosità:Utilizza materiali semiconduttori avanzati InGaN e AlInGaP per fornire un'elevata intensità luminosa.
• Compatibile con la Produzione:Confezionato su nastro da 8mm su bobine da 7 pollici, conforme agli standard EIA, ideale per linee di assemblaggio PCB automatizzate ad alto volume.
• Compatibilità di Processo:Resiste alle condizioni standard di saldatura a rifusione IR, garantendo affidabilità nei flussi di lavoro di produzione SMT standard.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

La sezione seguente fornisce una suddivisione dettagliata delle caratteristiche elettriche, ottiche e termiche del dispositivo. Tutti i parametri sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C salvo diversa indicazione.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento in queste condizioni non è garantito.

Parametro	Chip Blu	Chip Verde	Unità	Condizione
Dissipazione di Potenza	76	75	mW	-
Corrente Diretta di Picco	100	80	mA	Ciclo di Lavoro 1/10, Impulso 0.1ms
Corrente Diretta Continua (DC)	20	30	mA	Continuo
Temperatura di Esercizio	-20°C a +80°C		-	-
Temperatura di Conservazione	-30°C a +100°C		-	-
Condizione Saldatura IR	260°C per 10 secondi		-	Temperatura di picco

Interpretazione:Il chip verde può gestire una corrente DC continua più alta (30mA vs. 20mA), mentre il chip blu ha una corrente impulsiva ammissibile più elevata. Il profilo di rifusione IR specificato è fondamentale per garantire l'integrità del giunto di saldatura senza danneggiare il package del LED.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi sono i parametri operativi tipici che definiscono le prestazioni del dispositivo in condizioni di test standard (IF = 5 mA).

Parametro	Simbolo	Chip Blu (Min/Tip/Max)	Chip Verde (Min/Tip/Max)	Unità	Condizione di Test
Intensità Luminosa	Iv	7.10 / - / 45.0	7.10 / - / 45.0	mcd	IF = 5 mA
Angolo di Visione	2θ1/2	130 (Tipico)		gradi	-
Lunghezza d'Onda di Picco	λP	468 (Tipico)	574 (Tipico)	nm	-
Lunghezza d'Onda Dominante	λd	- / 470 / -	- / 571 / -	nm	IF = 5 mA
Larghezza a Mezza Altezza Spettrale	Δλ	25 (Tipico)	15 (Tipico)	nm	-
Tensione Diretta	VF	- / 2.70 / 3.20	- / 1.75 / 2.35	V	IF = 5 mA
Corrente Inversa	IR	10 (Max)	10 (Max)	μA	VRVR = 5V

Analisi Chiave:

• Luminosità e Binning:L'intensità luminosa ha un ampio intervallo (da 7.1 a 45 mcd), gestito attraverso un sistema di binning (dettagliato nella Sezione 3). I progettisti devono tenere conto di questa variazione nel loro design ottico.
• Differenza di Tensione:La tensione diretta (VF) è significativamente diversa tra il chip blu (~2.7V) e quello verde (~1.75V). Questa è una considerazione critica per il design del circuito, specialmente quando si pilotano entrambi i colori da una sorgente di corrente comune o da un'alimentazione di tensione. In genere sono richiesti resistori di limitazione della corrente separati per ogni canale colore._FAngolo di Visione:
• Un ampio angolo di visione di 130 gradi rende questo LED adatto per applicazioni che richiedono un'ampia visibilità.Sensibilità ESD:
• La nota di cautela ESD indica che il dispositivo è sensibile alle scariche elettrostatiche. Durante l'assemblaggio e la manipolazione sono obbligatorie le corrette procedure di gestione ESD (braccialetti, attrezzature messe a terra).Funzionamento Non-Raddrizzatore:
• La nota sul test della corrente inversa dichiara esplicitamente che il dispositivo non è progettato per funzionare in inversa. Applicare una polarizzazione inversa oltre la condizione di test può causare un guasto immediato.3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella luminosità, i LED vengono suddivisi in bin in base alla loro intensità luminosa misurata a 5 mA. Ciò consente ai progettisti di selezionare un grado di luminosità adatto alla loro applicazione.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

La struttura di binning è identica per entrambi i chip, blu e verde.

Codice Bin

Intensità Minima (mcd)	Intensità Massima (mcd)	Tolleranza:
K	7.10	11.2
L	11.2	18.0
M	18.0	28.0
N	28.0	45.0

Ogni bin di intensità ha una tolleranza di +/-15%. Ad esempio, un LED del bin "M" potrebbe avere un'intensità effettiva compresa tra 15.3 mcd e 32.2 mcd alla corrente di test.Implicazioni di Progettazione:

Quando è richiesta una corrispondenza precisa della luminosità (ad es. in array multi-LED o miscelazione di colori), potrebbe essere necessario specificare un codice bin più stretto o implementare una calibrazione nel circuito di pilotaggio.4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene i dati grafici specifici siano referenziati nella scheda tecnica (pagine 6-7), le tendenze di prestazione tipiche possono essere dedotte dai parametri:

Curva I-V (Corrente-Tensione):

• La tensione diretta (VF) aumenterà con la corrente diretta (IF). La relazione è non lineare e caratteristica di un diodo. I diversi valori VF per i chip blu e verde significano che le loro curve I-V saranno sfalsate l'una rispetto all'altra.Intensità Luminosa vs. Corrente:_FL'emissione luminosa (Iv) generalmente aumenta con la corrente diretta ma alla fine si satura. Operare al di sopra della corrente DC massima assoluta ridurrà l'efficienza e la durata._FDipendenza dalla Temperatura:_FL'intensità luminosa tipicamente diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. L'intervallo di temperatura operativa da -20°C a +80°C definisce le condizioni ambientali entro le quali viene mantenuta la prestazione ottica specificata. Anche la tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo (diminuisce con la temperatura).
• Distribuzione Spettrale:Le lunghezze d'onda di picco (468nm blu, 574nm verde) e le larghezze a mezza altezza spettrali (25nm blu, 15nm verde) definiscono la purezza del colore. Il chip verde, con una mezza altezza più stretta, emette una luce verde spettralmente più pura rispetto all'emissione blu più ampia.
• 5. Informazioni Meccaniche e di Package5.1 Dimensioni del Package
• Il dispositivo presenta un package SMD standard del settore. Le dimensioni chiave includono una dimensione del corpo di circa 2.0mm x 1.25mm con un'altezza di soli 0.55mm. Nella scheda tecnica sono forniti disegni dimensionali dettagliati con tolleranze di ±0.10mm per un design accurato dell'impronta PCB.5.2 Assegnazione Pin e Polarità

Il LED dual color ha quattro pin (1, 2, 3, 4). L'assegnazione dei pin è la seguente:

Chip Blu:

Collegato ai pin 1 e 3.

Chip Verde:

Collegato ai pin 2 e 4.

• Questa configurazione implica tipicamente una struttura a catodo comune o anodo comune internamente, ma la scheda tecnica specifica le coppie di pin per ogni colore. La polarità deve essere osservata quando si collega al circuito di pilotaggio. Il package è marcato per l'orientamento (probabilmente con un punto o uno smusso sul pin 1).5.3 Layout Consigliato per i PAD di Saldatura
• È incluso un layout suggerito per i pad di saldatura per garantire una saldatura affidabile e un corretto allineamento meccanico durante la rifusione. Seguire queste raccomandazioni aiuta a prevenire l'effetto "tombstoning" (il componente si solleva su un'estremità) e garantisce buoni filetti di saldatura.6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione IR

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

Preriscaldamento:

150-200°C per un massimo di 120 secondi per riscaldare gradualmente il circuito e attivare il flussante.

Temperatura di Picco:

Massimo 260°C.

• Tempo Sopra il Liquido:Il componente dovrebbe essere esposto alla temperatura di picco per un massimo di 10 secondi.
• Limite:Il dispositivo non dovrebbe subire più di due cicli di rifusione in queste condizioni.
• Questo profilo si basa sugli standard JEDEC per garantire l'integrità del package. La bassa massa termica del LED richiede un'attenta regolazione del profilo per evitare il surriscaldamento.6.2 Saldatura Manuale
• Se è necessaria la saldatura manuale, deve essere eseguita con estrema cura:Temperatura del Saldatore:

Massimo 300°C.

Tempo di Saldatura:

Massimo 3 secondi per giunto di saldatura.

• Limite:È consentito un solo ciclo di saldatura manuale.
• Calore eccessivo o contatto prolungato possono danneggiare il chip LED o la lente in plastica.6.3 Pulizia
• Se è richiesta la pulizia post-saldatura:Utilizzare solo solventi specificati: alcol etilico o alcol isopropilico.

Il tempo di immersione dovrebbe essere inferiore a un minuto a temperatura ambiente normale.

Evitare detergenti chimici aggressivi o non specificati, poiché possono danneggiare il materiale del package LED e la lente ottica.

6.4 Condizioni di Conservazione

• Una corretta conservazione è essenziale per prevenire l'assorbimento di umidità, che può causare "popcorning" (crepe nel package) durante la rifusione.
• Confezione Sigillata:
• Conservare a ≤30°C e ≤90% UR. Utilizzare entro un anno dall'apertura della busta barriera all'umidità.

Confezione Aperta:

Conservare a ≤30°C e ≤60% UR. Utilizzare entro una settimana. Per conservazioni più lunghe, riporre in un contenitore sigillato con essiccante o in un essiccatore a azoto.

• Riasciugatura (Rebaking):I componenti conservati fuori dalla confezione originale per più di una settimana dovrebbero essere riscaldati a circa 60°C per almeno 20 ore prima della saldatura per rimuovere l'umidità assorbita.
• 7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina
• Il dispositivo è fornito in un formato ottimizzato per le macchine pick-and-place automatizzate:Larghezza Nastro:

8mm.

Dimensione Bobina:

7 pollici di diametro.

• Quantità per Bobina: 8mm.
• 4000 pezzi.Quantità Minima d'Ordine:
• 500 pezzi per quantità residue.Standard di Imballaggio:
• Conforme alle specifiche ANSI/EIA-481. Le tasche vuote sono sigillate con nastro coprente.8. Suggerimenti per l'Applicazione
• 8.1 Scenari Applicativi TipiciIndicatori di Stato:

La capacità dual color consente segnali di stato multipli (es. alimentazione accesa=verde, standby=blu, guasto=alternato).

Retroilluminazione:

• Per piccoli display LCD, tastiere o indicatori di pannello dove lo spazio è limitato.Illuminazione Decorativa:
• In elettronica di consumo, giocattoli o elettrodomestici dove sono desiderati effetti di illuminazione colorata.Illuminazione Interna Automobilistica:
• Per illuminazione interna non critica, dato l'intervallo di temperatura operativa.Dispositivi IoT e Wearable:
• Il profilo sottile e il basso consumo lo rendono adatto per l'elettronica compatta e portatile.8.2 Considerazioni Critiche di Progettazione
• Limitazione della Corrente:UTILIZZARE SEMPRE resistori di limitazione della corrente esterni in serie con ogni chip LED. Calcolare i valori dei resistori in base alla tensione di alimentazione, alla corrente diretta desiderata (non superiore al valore nominale DC) e al VF tipico per ogni colore. Non collegare direttamente a una sorgente di tensione.

Gestione Termica:

• Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, assicurare un'adeguata area di rame sul PCB o vie di fuga termica, specialmente se si opera vicino alla corrente massima o ad alte temperature ambientali, per prevenire surriscaldamento e degrado prematuro della luminosità.Protezione ESD:_FImplementare diodi di protezione ESD sulle linee PCB collegate ai pin del LED se l'ambiente di assemblaggio o lo scenario d'uso finale presenta un rischio ESD.
• Design Ottico:Tenere conto dell'ampio angolo di visione e della potenziale variazione di luminosità (binning) nel design di guide luminose, diffusori o lenti.
• 9. Confronto e Differenziazione TecnicaRispetto ai LED monocromatici o ai package dual color più vecchi, questo dispositivo offre vantaggi distinti:
• vs. Due LED Discreti:Risparmia spazio significativo sul PCB (un'impronta vs. due), riduce il tempo di posizionamento e semifica la distinta materiali.

vs. LED Dual Color più Spessi:

L'altezza di 0.55mm consente l'uso in dispositivi ultrasottili come smartphone moderni, tablet e laptop sottili dove l'altezza (z-height) è un vincolo critico.

• vs. LED Non Compatibili con la Rifusione:La compatibilità diretta con i processi SMT di rifusione standard elimina la necessità di passaggi di saldatura manuale secondari, migliorando la resa produttiva e l'affidabilità.
• Tecnologia del Chip:L'uso di InGaN per il blu e AlInGaP per il verde rappresenta materiali semiconduttori avanzati noti per alta efficienza e luminosità rispetto alle tecnologie più vecchie.
• 10. Domande Frequenti (FAQ)10.1 Posso pilotare contemporaneamente i LED blu e verde alla loro corrente DC massima?
• No. I Valori Massimi Assoluti specificano limiti di dissipazione di potenza per chip (76mW per il blu, 75mW per il verde). Pilotare entrambi contemporaneamente alla loro corrente DC massima (20mA per il blu, 30mA per il verde) e al VF tipico risulterebbe in livelli di potenza di circa 54mW e 52.5mW rispettivamente, che sono entro i limiti. Tuttavia, deve essere considerato il calore totale generato nel minuscolo package. Per un funzionamento affidabile a lungo termine, è consigliabile pilotarli a correnti inferiori al massimo, specialmente se entrambi sono accesi continuamente.10.2 Perché le tensioni dirette sono così diverse?

La tensione diretta è una proprietà fondamentale del bandgap del materiale semiconduttore. La luce blu, con la sua maggiore energia del fotone (lunghezza d'onda più corta), richiede un semiconduttore con un bandgap più ampio (InGaN), che intrinsecamente ha una tensione diretta più alta. La luce verde (AlInGaP) ha un'energia del fotone leggermente inferiore, corrispondente a un bandgap più basso e quindi a una tensione diretta più bassa. Questa è una caratteristica fisica, non un difetto.

10.3 Come interpreto il codice di bin quando ordino?

Il codice di bin (es. "K", "L", "M", "N") definisce la luminosità minima garantita del LED. Se il tuo design richiede una luminosità minima di 18 mcd, dovresti specificare il codice bin "M" o superiore ("N"). Se la luminosità non è critica, un codice bin più basso ("K" o "L") può essere più conveniente. Consultare il fornitore per i codici bin disponibili._F10.4 Questo LED è adatto per uso esterno?

L'intervallo di temperatura operativa (-20°C a +80°C) copre molte condizioni esterne. Tuttavia, la scheda tecnica non specifica un grado di protezione IP contro polvere e acqua. Per uso esterno, il LED dovrebbe essere adeguatamente incapsulato o alloggiato all'interno di un assemblaggio sigillato per proteggerlo dall'esposizione ambientale diretta, dall'umidità e dalle radiazioni UV, che possono degradare la lente in plastica nel tempo.

11. Caso Pratico di Progettazione

Scenario:

Progettazione di un nodo sensore IoT compatto con un LED di stato dual color. Il dispositivo è alimentato da un regolatore 3.3V e utilizza un microcontrollore con pin GPIO in grado di erogare 20mA.

Implementazione:

Design del Circuito:

Vengono utilizzati due pin GPIO. Ogni pin si collega a un resistore di limitazione della corrente, quindi a un colore del LED (Pin1-3 per il blu, Pin2-4 per il verde). La connessione comune (es. i catodi) è collegata a massa.

Calcolo del Resistore (Esempio per pilotaggio a 10mA):Blu: RBlu = (3.3V - 2.7V) / 0.01A = 60Ω. Utilizzare un resistore standard da 62Ω o 68Ω.

Verde: RVerde = (3.3V - 1.75V) / 0.01A = 155Ω. Utilizzare un resistore standard da 150Ω.

1. Ciò garantisce che entrambi i colori abbiano una luminosità percepita simile alla stessa corrente, sebbene i valori finali possano richiedere una regolazione in base al VF effettivo e all'intensità desiderata.Layout PCB:
2. L'impronta segue il layout consigliato per i pad di saldatura. Vengono utilizzate piccole connessioni di fuga termica sui pad per facilitare la saldatura fornendo al contempo una certa conduzione termica al piano di massa del PCB per la dissipazione del calore.
   • Software:_{Il firmware del microcontrollore può controllare i LED per vari stati: Verde Fisso (operativo), Blu Lampeggiante (trasmissione dati), Alternato (errore), ecc.}Questo caso evidenzia l'importanza di calcoli di limitazione della corrente separati e l'utilità di un singolo componente per più stati di feedback visivo.
   • 12. Principio di Funzionamento_{L'emissione di luce nei LED si basa sull'elettroluminescenza in una giunzione p-n di un semiconduttore. Quando viene applicata una tensione diretta che supera il bandgap del materiale, elettroni e lacune vengono iniettati attraverso la giunzione. Quando questi portatori di carica si ricombinano, rilasciano energia sotto forma di fotoni (luce). Il colore (lunghezza d'onda) della luce emessa è determinato direttamente dal bandgap del materiale semiconduttore. Il chip InGaN ha un bandgap più ampio, emettendo fotoni blu di energia più alta, mentre il chip AlInGaP ha un bandgap più stretto, emettendo fotoni verdi di energia più bassa. I due chip sono alloggiati in un unico package con una lente trasparente che altera minimamente la luce emessa, fornendo una soluzione compatta a doppia sorgente luminosa.}13. Tendenze Tecnologiche
   Lo sviluppo di LED come questo fa parte di tendenze più ampie nell'optoelettronica:_FMiniaturizzazione:
3. Riduzione continua delle dimensioni del package (impronta e altezza) per consentire prodotti finali sempre più piccoli e sottili.Integrazione Aumentata:
4. Si va oltre il dual color verso package RGB (Rosso, Verde, Blu) e persino package con driver integrati o IC di controllo ("LED intelligenti").Maggiore Efficienza:

Miglioramenti continui nell'efficienza quantica interna (IQE) e nelle tecniche di estrazione della luce producono LED più luminosi a correnti di pilotaggio più basse, riducendo il consumo energetico complessivo del sistema.

Affidabilità Migliorata:

Progressi nei materiali di packaging (epossidici, siliconici) e nel design del chip migliorano la longevità e la resistenza allo stress termico e ai fattori ambientali.

Gamut di Colori Espanso:

Sviluppo di nuovi materiali semiconduttori e fosfori per produrre colori più puri e saturi, nonché temperature di colore bianco precise, per applicazioni avanzate di display e illuminazione.

• Dispositivi come quello qui descritto rappresentano una soluzione matura ed economica per le esigenze standard di illuminazione indicatori e funzionale, beneficiando di questi continui progressi del settore.Continuous reduction in package size (footprint and height) to enable ever-smaller and thinner end products.
• Increased Integration:Moving beyond dual-color to RGB (Red, Green, Blue) packages and even packages with integrated drivers or control ICs ("smart LEDs").
• Higher Efficiency:Ongoing improvements in internal quantum efficiency (IQE) and light extraction techniques yield brighter LEDs at lower drive currents, reducing overall system power consumption.
• Improved Reliability:Advancements in packaging materials (epoxies, silicones) and chip design enhance longevity and resistance to thermal stress and environmental factors.
• Expanded Color Gamut:Development of new semiconductor materials and phosphors to produce purer and more saturated colors, as well as precise white color temperatures, for advanced display and lighting applications.

Devices such as the one described here represent a mature, cost-effective solution for standard indicator and functional lighting needs, benefiting from these ongoing industry advancements.