Scheda Tecnica LED SMD LTST-S327TBJRKT - Doppio Colore (Blu/Rosso) - 20mA/25mA

Indice dei Contenuti

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un componente LED compatto a montaggio superficiale a doppio colore. Il dispositivo integra due chip emettitori distinti in un unico package: uno produce luce blu utilizzando la tecnologia InGaN, l'altro produce luce rossa utilizzando la tecnologia AlInGaP. Questa configurazione è progettata per applicazioni con vincoli di spazio che richiedono più colori di indicazione dall'impronta di un singolo componente.

1.1 Caratteristiche

Conforme alle direttive ambientali RoHS.
Design del package a visione laterale con terminali stagnati per una migliore saldabilità.
Utilizza chip semiconduttori ad alta efficienza InGaN (Blu) e AlInGaP (Rosso).
Fornito su nastro da 8mm montato su bobine da 7 pollici di diametro per l'assemblaggio automatizzato.
Package conforme agli standard di outline EIA (Electronic Industries Alliance).
Progettato per la compatibilità con circuiti integrati (compatibile I.C.).
Adatto all'uso con apparecchiature di assemblaggio automatizzate pick-and-place.
Resiste ai processi standard di saldatura a rifusione a infrarossi (IR).

1.2 Applicazioni

Questo componente è adatto per un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche dove è richiesta un'indicazione di stato o un'illuminazione di fondo compatta e affidabile. Aree di applicazione tipiche includono:

Dispositivi di telecomunicazione (es. telefoni cordless/cellulari).
Apparecchiature per l'automazione d'ufficio e sistemi di rete.
Elettrodomestici ed elettronica di consumo.
Pannelli di controllo e strumentazione industriale.
Retroilluminazione di tastiere o keypad.
Indicatori di stato e di alimentazione.
Micro-display e illuminazione di icone.
Apparecchi di segnalazione e luminarie simboliche.

2. Dimensioni e Configurazione del Package

Il componente è alloggiato in un package standard per dispositivi a montaggio superficiale (SMD). La lente è trasparente per permettere la visione del colore reale del chip. L'assegnazione dei pin è la seguente: il Pin A1 è l'anodo per il chip Blu (InGaN), e il Pin A2 è l'anodo per il chip Rosso (AlInGaP). I catodi sono in comune. Tutte le tolleranze dimensionali sono di \u00b10.1 mm salvo diversa specifica nel disegno meccanico dettagliato (riferito nella scheda tecnica originale).

3. Valori Nominali e Caratteristiche

3.1 Valori Massimi Assoluti

Sollecitazioni oltre questi limiti possono causare danni permanenti al dispositivo. Tutti i valori nominali sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25\u00b0C.

Dissipazione di Potenza:Blu: 76 mW, Rosso: 62.5 mW.
Corrente Diretta di Picco(ciclo di lavoro 1/10, impulso 0.1ms): Blu: 100 mA, Rosso: 60 mA.
Corrente Diretta Continua in DC (IF):Blu: 20 mA, Rosso: 25 mA.
Intervallo di Temperatura di Funzionamento:-30\u00b0C a +85\u00b0C.
Intervallo di Temperatura di Conservazione:-40\u00b0C a +85\u00b0C.
Saldatura a Rifusione a Infrarossi:Resiste a una temperatura di picco di 260\u00b0C per 10 secondi.

3.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Parametri di prestazione tipici misurati a Ta=25\u00b0C e IF=20mA, salvo diversa indicazione.

Intensità Luminosa (IV):
- Blu: Minimo 28.0 mcd, Tipico -, Massimo 180.0 mcd.
- Rosso: Minimo 18.0 mcd, Tipico -, Massimo 112.0 mcd.
- Misurata con un filtro che approssima la risposta fotopica dell'occhio CIE.
Angolo di Visione (2\u03b8\u00bd):Circa 130 gradi per entrambi i colori. Questo è l'angolo totale in cui l'intensità scende alla metà del valore assiale.
Lunghezza d'Onda di Picco (\u03bbP):Blu: 468 nm (Tipico), Rosso: 639 nm (Tipico).
Lunghezza d'Onda Dominante (\u03bbd):
- Blu: Min 465 nm, Max 475 nm.
- Rosso: Min 624 nm, Max 638 nm.
Larghezza di Banda Spettrale (\u0394\u03bb):Blu: 15 nm (Tipico), Rosso: 20 nm (Tipico).
Tensione Diretta (VF) @ IF=20mA:
- Blu: Minimo 2.8V, Massimo 3.8V.
- Rosso: Minimo 1.6V, Massimo 2.4V.
Corrente Inversa (IR) @ VR=5V:Massimo 10 \u00b5A per entrambi i colori. Nota: Il dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa; questo parametro è solo per scopi di test.

3.3 Note Importanti sulle Caratteristiche

L'intensità luminosa e la lunghezza d'onda dominante sono parametri chiave per la coerenza del colore e la luminosità.
Il dispositivo è sensibile alle Scariche Elettrostatiche (ESD). Durante la manipolazione devono essere utilizzati adeguati controlli ESD (braccialetti, apparecchiature messe a terra).
Applicare una tensione inversa non è una condizione operativa normale e dovrebbe essere evitata nella progettazione del circuito.

4. Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella luminosità, i LED vengono selezionati (binning) in base alla loro intensità luminosa a 20mA. Ogni bin ha un valore minimo e massimo definito con una tolleranza di \u00b115% all'interno del bin.

4.1 Bin di Intensità Luminosa

Chip Blu (mcd @ 20mA):

Bin N: 28.0 \u2013 45.0
Bin P: 45.0 \u2013 71.0
Bin Q: 71.0 \u2013 112.0
Bin R: 112.0 \u2013 180.0

Chip Rosso (mcd @ 20mA):

Bin M: 18.0 \u2013 28.0
Bin N: 28.0 \u2013 45.0
Bin P: 45.0 \u2013 71.0
Bin Q: 71.0 \u2013 112.0

Questo sistema di binning permette ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano specifici requisiti di luminosità per la loro applicazione, garantendo coerenza visiva nella produzione.

5. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include curve caratteristiche tipiche essenziali per l'analisi di progetto. Queste curve rappresentano graficamente la relazione tra parametri chiave, fornendo informazioni che vanno oltre i valori minimi/tipici/massimi tabulati.

Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V):Questa curva mostra la relazione esponenziale per entrambi i chip, blu e rosso. È cruciale per progettare il circuito di limitazione della corrente. Le diverse tensioni di soglia (più bassa per il Rosso, più alta per il Blu) devono essere considerate se si pilotano i chip da una sorgente di tensione comune con resistori di limitazione separati.
Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:Mostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente. È generalmente lineare nell'intervallo operativo raccomandato ma satura a correnti più elevate. Non è consigliato operare vicino alla corrente massima assoluta per efficienza e longevità.
Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra la derating termica dell'emissione luminosa. Entrambi i tipi di LED subiranno una riduzione dell'intensità luminosa all'aumentare della temperatura ambiente. Ciò è particolarmente importante per progetti in cui il LED può essere sottoposto ad alte temperature ambiente o dove è pilotato ad alte correnti generando calore interno significativo.
Distribuzione Spettrale:Illustra la potenza radiante relativa in funzione della lunghezza d'onda per ciascun chip, mostrando la lunghezza d'onda di picco e la larghezza di banda spettrale.

6. Aspetti Meccanici, Assemblaggio e Manipolazione

6.1 Package e Layout del PCB

La scheda tecnica fornisce disegni meccanici dettagliati del componente, incluse viste dall'alto, laterali e dal basso con dimensioni critiche. Viene fornito anche un land pattern (layout dei pad) raccomandato per il circuito stampato (PCB) per garantire una corretta formazione del giunto di saldatura e stabilità meccanica durante e dopo il processo di rifusione. Rispettare questa impronta raccomandata è fondamentale per un assemblaggio affidabile.

6.2 Linee Guida per la Saldatura

Il componente è compatibile con i processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR), standard per l'assemblaggio SMD. Viene fornito un profilo di temperatura di rifusione suggerito, conforme agli standard JEDEC per la saldatura senza piombo (Pb-free). I parametri chiave di questo profilo includono:

Preriscaldamento:150\u00b0C a 200\u00b0C.
Tempo Sopra il Liquido (TAL):Raccomandato entro le finestre di processo standard.
Temperatura di Picco:Massimo di 260\u00b0C.
Tempo al Picco:Massimo di 10 secondi.
Il dispositivo non dovrebbe essere sottoposto a più di due cicli di rifusione.
Per la riparazione manuale con saldatore, la temperatura della punta non dovrebbe superare i 300\u00b0C e il tempo di contatto dovrebbe essere limitato a 3 secondi per giunto.

6.3 Pulizia

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, dovrebbero essere utilizzati solo solventi specificati. È accettabile immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente per meno di un minuto. Prodotti chimici non specificati o aggressivi potrebbero danneggiare il materiale del package o la lente.

6.4 Conservazione e Sensibilità all'Umidità

I LED sono confezionati in una busta barriera all'umidità con essiccante per prevenire l'assorbimento di umidità, che può causare "popcorning" (crepe nel package) durante la rifusione. Il Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL) è classificato come Livello 3.

Busta Sigillata:Conservare a \u2264 30\u00b0C e \u2264 90% Umidità Relativa (UR). La durata di conservazione è di un anno dalla data di sigillatura della busta.
Dopo l'Apertura:L'ambiente di conservazione non dovrebbe superare i 30\u00b0C / 60% UR. I componenti dovrebbero essere utilizzati entro una settimana. Se conservati più a lungo fuori dalla busta originale, devono essere sottoposti a baking a circa 60\u00b0C per almeno 20 ore prima della saldatura per rimuovere l'umidità assorbita.

7. Confezionamento per la Produzione

I componenti sono forniti su nastro portatore goffrato per l'assemblaggio automatizzato. La larghezza del nastro è di 8mm. Il nastro è avvolto su una bobina standard da 7 pollici (178mm) di diametro. Ogni bobina contiene 3000 pezzi. Vengono fornite le dimensioni dettagliate per le tasche del nastro, il nastro di copertura e la bobina per garantire la compatibilità con gli alimentatori delle apparecchiature di posizionamento automatizzate. La specifica di imballaggio segue gli standard ANSI/EIA-481.

8. Considerazioni e Precauzioni per l'Applicazione

8.1 Considerazioni di Progettazione

Limitazione della Corrente:I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Un resistore di limitazione della corrente esterno deve essere utilizzato in serie con ciascun chip (Blu e Rosso) quando collegato a una sorgente di tensione. Il valore del resistore è calcolato utilizzando la Legge di Ohm: R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F, dove V_Fè la tensione diretta del LED alla corrente desiderata I_F. Utilizzare il valore massimo di V_Fdalla scheda tecnica per garantire che la corrente non superi il limite in tutte le condizioni.
Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, garantire un'adeguata area di rame sul PCB attorno ai pad termici (se presenti) o una larghezza generale delle piste aiuta a dissipare il calore, mantenendo le prestazioni e la longevità del LED, specialmente a temperature ambiente più elevate.
Protezione ESD:Incorpora diodi di protezione ESD sulle linee di segnale sensibili collegate agli anodi del LED se queste sono instradate verso connettori o aree accessibili all'utente.

8.2 Configurazione Tipica del Circuito

Viene utilizzata una configurazione a catodo comune. Per controllare indipendentemente i LED Blu e Rosso:

Collegare il catodo comune (C) a massa.
Collegare l'anodo Blu (A1) all'alimentazione positiva attraverso un resistore di limitazione della corrente (R_Blu).
Collegare l'anodo Rosso (A2) all'alimentazione positiva attraverso un resistore di limitazione della corrente separato (R_Rosso).
R_Blue R_Rossoavranno valori diversi a causa del diverso V_Fdei chip per la stessa corrente desiderata.
Ciascun anodo può quindi essere pilotato da un pin GPIO di un microcontrollore o da un transistor di commutazione.

8.3 Affidabilità e Ambito di Utilizzo

Il componente è progettato per l'uso in apparecchiature elettroniche commerciali e industriali standard. Per applicazioni che richiedono un'affidabilità eccezionale dove un guasto potrebbe mettere a rischio la sicurezza (es. aviazione, supporto vitale medico, controllo dei trasporti), sono obbligatorie ulteriori qualifiche e consultazioni con il produttore del componente. Le specifiche in questa scheda tecnica sono garantite nelle condizioni di test indicate. Le prestazioni nell'applicazione finale dipendono da una corretta progettazione del circuito, dal layout del PCB e dal rispetto delle linee guida di manipolazione e assemblaggio.

Terminologia delle specifiche LED

Spiegazione completa dei termini tecnici LED

Prestazioni fotoelettriche

Termine	Unità/Rappresentazione	Spiegazione semplice	Perché importante
Efficienza luminosa	lm/W (lumen per watt)	Uscita luce per watt di elettricità, più alto significa più efficiente energeticamente.	Determina direttamente il grado di efficienza energetica e il costo dell'elettricità.
Flusso luminoso	lm (lumen)	Luce totale emessa dalla sorgente, comunemente chiamata "luminosità".	Determina se la luce è abbastanza brillante.
Angolo di visione	° (gradi), es. 120°	Angolo in cui l'intensità luminosa scende alla metà, determina la larghezza del fascio.	Influisce sulla gamma di illuminazione e uniformità.
CCT (Temperatura colore)	K (Kelvin), es. 2700K/6500K	Calore/freschezza della luce, valori più bassi giallastri/caldi, più alti biancastri/freddi.	Determina l'atmosfera di illuminazione e scenari adatti.
CRI / Ra	Senza unità, 0–100	Capacità di riprodurre accuratamente i colori degli oggetti, Ra≥80 è buono.	Influisce sull'autenticità del colore, utilizzato in luoghi ad alta richiesta come centri commerciali, musei.
SDCM	Passi ellisse MacAdam, es. "5 passi"	Metrica di consistenza del colore, passi più piccoli significano colore più consistente.	Garantisce colore uniforme attraverso lo stesso lotto di LED.
Lunghezza d'onda dominante	nm (nanometri), es. 620nm (rosso)	Lunghezza d'onda corrispondente al colore dei LED colorati.	Determina la tonalità di LED monocromatici rossi, gialli, verdi.
Distribuzione spettrale	Curva lunghezza d'onda vs intensità	Mostra la distribuzione dell'intensità attraverso le lunghezze d'onda.	Influisce sulla resa cromatica e qualità del colore.

Parametri elettrici

Termine	Simbolo	Spiegazione semplice	Considerazioni di progettazione
Tensione diretta	Vf	Tensione minima per accendere il LED, come "soglia di avvio".	La tensione del driver deve essere ≥Vf, le tensioni si sommano per LED in serie.
Corrente diretta	If	Valore di corrente per il normale funzionamento del LED.	Solitamente azionamento a corrente costante, la corrente determina luminosità e durata.
Corrente di impulso massima	Ifp	Corrente di picco tollerabile per brevi periodi, utilizzata per dimmerazione o lampeggio.	La larghezza dell'impulso e il ciclo di lavoro devono essere rigorosamente controllati per evitare danni.
Tensione inversa	Vr	Tensione inversa massima che il LED può sopportare, oltre può causare rottura.	Il circuito deve prevenire connessione inversa o picchi di tensione.
Resistenza termica	Rth (°C/W)	Resistenza al trasferimento di calore dal chip alla saldatura, più bassa è meglio.	Alta resistenza termica richiede dissipazione termica più forte.
Immunità ESD	V (HBM), es. 1000V	Capacità di resistere a scariche elettrostatiche, più alto significa meno vulnerabile.	Sono necessarie misure antistatiche in produzione, specialmente per LED sensibili.

Gestione termica e affidabilità

Termine	Metrica chiave	Spiegazione semplice	Impatto
Temperatura di giunzione	Tj (°C)	Temperatura operativa effettiva all'interno del chip LED.	Ogni riduzione di 10°C può raddoppiare la durata; troppo alta causa decadimento della luce, spostamento del colore.
Deprezzamento del lumen	L70 / L80 (ore)	Tempo affinché la luminosità scenda al 70% o 80% dell'iniziale.	Definisce direttamente la "durata di servizio" del LED.
Manutenzione del lumen	% (es. 70%)	Percentuale di luminosità trattenuta dopo il tempo.	Indica la ritenzione della luminosità su uso a lungo termine.
Spostamento del colore	Δu′v′ o ellisse MacAdam	Grado di cambiamento del colore durante l'uso.	Influisce sulla consistenza del colore nelle scene di illuminazione.
Invecchiamento termico	Degradazione del materiale	Deterioramento dovuto ad alta temperatura a lungo termine.	Può causare calo di luminosità, cambio colore o guasto a circuito aperto.

Imballaggio e materiali

Termine	Tipi comuni	Spiegazione semplice	Caratteristiche e applicazioni
Tipo di imballaggio	EMC, PPA, Ceramica	Materiale di alloggiamento che protegge il chip, fornisce interfaccia ottica/termica.	EMC: buona resistenza al calore, basso costo; Ceramica: migliore dissipazione termica, vita più lunga.
Struttura del chip	Frontale, Flip Chip	Disposizione degli elettrodi del chip.	Flip chip: migliore dissipazione termica, maggiore efficienza, per alta potenza.
Rivestimento al fosforo	YAG, Silicato, Nitruro	Copre il chip blu, converte una parte in giallo/rosso, mescola a bianco.	Diversi fosfori influenzano efficienza, CCT e CRI.
Lente/Ottica	Piana, Microlente, TIR	Struttura ottica sulla superficie che controlla la distribuzione della luce.	Determina l'angolo di visione e la curva di distribuzione della luce.

Controllo qualità e binning

Termine	Contenuto di binning	Spiegazione semplice	Scopo
Bin del flusso luminoso	Codice es. 2G, 2H	Raggruppato per luminosità, ogni gruppo ha valori lumen min/max.	Garantisce luminosità uniforme nello stesso lotto.
Bin di tensione	Codice es. 6W, 6X	Raggruppato per intervallo di tensione diretta.	Facilita l'abbinamento del driver, migliora l'efficienza del sistema.
Bin del colore	Ellisse MacAdam 5 passi	Raggruppato per coordinate colore, garantendo un intervallo ristretto.	Garantisce consistenza del colore, evita colore non uniforme all'interno del dispositivo.
Bin CCT	2700K, 3000K ecc.	Raggruppato per CCT, ognuno ha corrispondente intervallo di coordinate.	Soddisfa diversi requisiti CCT della scena.

Test e certificazione

Termine	Standard/Test	Spiegazione semplice	Significato
LM-80	Test di manutenzione del lumen	Illuminazione a lungo termine a temperatura costante, registrando il decadimento della luminosità.	Utilizzato per stimare la vita LED (con TM-21).
TM-21	Standard di stima della vita	Stima la vita in condizioni reali basandosi sui dati LM-80.	Fornisce una previsione scientifica della vita.
IESNA	Società di ingegneria dell'illuminazione	Copre metodi di test ottici, elettrici, termici.	Base di test riconosciuta dal settore.
RoHS / REACH	Certificazione ambientale	Garantisce nessuna sostanza nociva (piombo, mercurio).	Requisito di accesso al mercato a livello internazionale.
ENERGY STAR / DLC	Certificazione di efficienza energetica	Certificazione di efficienza energetica e prestazioni per l'illuminazione.	Utilizzato negli appalti pubblici, programmi di sussidi, migliora la competitività.