Scheda Tecnica LED SMD a Colori Completi LTST-C19HE1WT-5A - Dimensioni 3.2x1.6x0.35mm - Tensione 1.6-3.2V - Potenza 0.08W - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTST-C19HE1WT-5A è un LED a montaggio superficiale a colori completi, progettato per applicazioni elettroniche moderne che richiedono dimensioni compatte e indicazione multicolore. Questo dispositivo integra chip LED rosso, verde e blu (RGB) all'interno di un singolo package ultra sottile, consentendo la creazione di un ampio spettro di colori attraverso il controllo individuale o combinato dei tre canali. Il suo obiettivo di progettazione principale è fornire una soluzione di illuminazione versatile per ambienti di assemblaggio automatizzato con vincoli di spazio.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

Il vantaggio chiave di questo componente è la combinazione di un ingombro miniaturizzato con la capacità a colori completi. L'altezza del package è eccezionalmente bassa, pari a 0.35mm, rendendolo adatto per applicazioni dove lo spazio verticale è limitato, come nei display ultra sottili o nei moduli di retroilluminazione per tastiere e keypad. Il dispositivo è conforme alle direttive RoHS, garantendo il rispetto degli standard ambientali internazionali. È fornito su nastro da 8mm avvolto su bobine da 7 pollici di diametro, compatibile con le attrezzature standard di pick-and-place automatizzato utilizzate nella produzione elettronica di alto volume. I mercati target principali includono apparecchiature di telecomunicazione (es. telefoni cellulari), dispositivi per l'automazione d'ufficio (es. computer portatili), sistemi di rete, elettrodomestici e segnaletica interna. Le sue caratteristiche di pilotaggio compatibili con I.C. e l'idoneità per i processi di saldatura a rifusione a infrarossi ne facilitano ulteriormente l'integrazione nelle moderne linee di assemblaggio di schede a circuito stampato (PCB).

2. Approfondimento sui Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'analisi oggettiva delle caratteristiche elettriche, ottiche e termiche specificate nella scheda tecnica.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Comprendere i valori massimi assoluti è fondamentale per garantire l'affidabilità del dispositivo e prevenire guasti prematuri. I valori sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. La dissipazione di potenza differisce leggermente tra i colori: 80mW per i chip blu e verde e 75mW per il chip rosso. Ciò indica una potenziale variazione nelle caratteristiche termiche o nell'efficienza dei diversi materiali semiconduttori. La corrente diretta di picco, ammissibile con un ciclo di lavoro di 1/10 e una larghezza di impulso di 0.1ms, è di 100mA per blu/verde e 80mA per il rosso. La corrente diretta continua in DC è di 20mA per blu/verde e 30mA per il rosso. Il dispositivo è classificato per funzionare tra -20°C e +80°C, con un intervallo di temperatura di conservazione più ampio, da -30°C a +100°C. Una specifica di saldatura chiave è la condizione di rifusione a infrarossi, che non deve superare i 260°C per più di 10 secondi, uno standard per i processi di assemblaggio senza piombo (Pb-free).

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

La condizione di test tipica per i parametri ottici e elettrici chiave è a Ta=25°C con una corrente diretta (IF) di 5mA. L'intensità luminosa (Iv) varia significativamente per colore, come previsto a causa delle diverse efficienze delle tecnologie semiconduttrici sottostanti (AlInGaP per il rosso, InGaN per il verde e il blu). Per il LED blu, l'intensità luminosa minima è di 11.2 mcd, con un massimo di 45.0 mcd. Il LED verde mostra un intervallo di output molto più alto, da un minimo di 28.0 mcd a un massimo di 280.0 mcd. Il LED rosso varia da 11.2 mcd a 71.0 mcd. L'angolo di visione (2θ1/2) è ampio, di 130 gradi, tipico per un package con lente diffusa, fornendo una distribuzione della luce ampia e uniforme. Le lunghezze d'onda di picco di emissione (λP) sono 468nm (blu), 530nm (verde) e 632nm (rosso). Le corrispondenti lunghezze d'onda dominanti (λd) sono 470nm, 528nm e 624nm. I valori di semilarghezza della linea spettrale (Δλ) sono 26nm (blu), 35nm (verde) e 17nm (rosso), indicando la purezza spettrale, con il rosso che è il più stretto. La tensione diretta (VF) a 5mA varia da 2.50V a 3.20V per blu/verde e da 1.60V a 2.30V per il rosso. La corrente inversa massima (IR) a VR=5V è di 10 μA per tutti i colori.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto utilizza un sistema di binning per classificare le unità in base alla loro intensità luminosa alla corrente di test standard di 5mA. Ciò consente ai progettisti di selezionare LED con livelli di luminosità coerenti per la loro applicazione.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

Sono fornite liste separate di codici bin per ogni colore, che riflettono i loro diversi intervalli di prestazioni. Ogni bin ha un valore minimo e massimo di intensità luminosa e una tolleranza di +/-15% viene applicata all'interno di ciascun bin. Per il LED blu, i bin sono L (11.2-18.0 mcd), M (18.0-28.0 mcd) e N (28.0-45.0 mcd). Per il LED verde, i bin sono N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd), R (112.0-180.0 mcd) e S (180.0-280.0 mcd). Per il LED rosso, i bin sono L (11.2-18.0 mcd), M (18.0-28.0 mcd), N (28.0-45.0 mcd) e P (45.0-71.0 mcd). Questo binning è cruciale per applicazioni che richiedono una miscelazione uniforme del colore o livelli di luminosità specifici, poiché garantisce prevedibilità nell'aspetto del prodotto finale.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento a curve di prestazione tipiche che rappresentano graficamente la relazione tra vari parametri. Sebbene i grafici specifici non siano dettagliati nel testo fornito, le curve standard per tali dispositivi includono tipicamente la corrente diretta vs. tensione diretta (curva I-V) per ogni colore, che è non lineare e differisce tra i chip rosso (Vf inferiore) e blu/verde (Vf superiore). Le curve intensità luminosa vs. corrente diretta mostrerebbero come l'output luminoso aumenta con la corrente, potenzialmente avvicinandosi alla saturazione a correnti più elevate. Le curve intensità luminosa relativa vs. temperatura ambiente sono fondamentali per comprendere la degradazione della luminosità a temperature operative elevate. I grafici di distribuzione spettrale rappresenterebbero visivamente la lunghezza d'onda di picco e la semilarghezza spettrale per ogni colore. Analizzare queste curve consente ai progettisti di ottimizzare le correnti di pilotaggio per la luminosità e l'efficienza desiderate, gestendo al contempo gli effetti termici e il consumo energetico.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package e Assegnazione dei Pin

Il dispositivo presenta un package SMD standard del settore. Il colore della lente è bianco diffuso, il che aiuta a fondere le singole sorgenti luminose colorate per creare un aspetto uniforme a colori miscelati. L'assegnazione dei pin è chiaramente definita: il Pin 1 è l'anodo per il chip rosso AlInGaP, il Pin 2 è l'anodo per il chip verde InGaN e il Pin 3 è l'anodo per il chip blu InGaN. I catodi per tutti e tre i chip sono collegati internamente a un terminale comune (tipicamente il pad termico o un pin catodo designato, come implicato dalle configurazioni standard dei LED RGB, sebbene il punto di connessione comune esatto debba essere verificato dal disegno dimensionale). Tutte le tolleranze dimensionali sono ±0.1mm salvo diversa specificazione.

5.2 Pad di Attacco PCB Raccomandato

Viene fornito un land pattern (impronta) raccomandato per la scheda a circuito stampato per garantire una saldatura corretta e stabilità meccanica. Rispettare questo pattern raccomandato è essenziale per ottenere giunzioni saldate affidabili, gestire la dissipazione del calore e prevenire l'effetto "tombstoning" durante il processo di rifusione.

6. Guida alla Saldatura e all'Assemblaggio

6.1 Parametri di Saldatura a Rifusione IR

Per i processi di assemblaggio senza piombo, viene suggerito un profilo di rifusione specifico. La temperatura di picco non deve superare i 260°C e il tempo a o sopra questa temperatura di picco deve essere limitato a un massimo di 10 secondi. È raccomandata anche una fase di pre-riscaldamento. La scheda tecnica sottolinea che, poiché i progetti delle schede, le paste e i forni variano, il profilo fornito è una linea guida e dovrebbe essere eseguita una caratterizzazione specifica per la scheda. Il componente è verificato per resistere ai profili di rifusione standard JEDEC.

6.2 Condizioni di Conservazione e Manipolazione

I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche (ESD). Precauzioni di manipolazione come l'uso di braccialetti e attrezzature messe a terra sono obbligatorie. Per la conservazione, le buste anti-umidità non aperte (con essiccante) devono essere mantenute a ≤30°C e ≤90% UR, con un periodo di utilizzo consigliato di un anno. Una volta aperta la confezione originale, l'ambiente di conservazione dovrebbe essere ≤30°C e ≤60% UR. I componenti rimossi dalla loro confezione dovrebbero essere saldati a rifusione entro una settimana (Livello di Sensibilità all'Umidità 3, MSL 3). Se conservati più a lungo fuori dalla busta, richiedono una cottura (es. 60°C per 20 ore) prima della saldatura per prevenire il fenomeno del "popcorning" durante la rifusione.

6.3 Pulizia

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

7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

Il dispositivo è fornito in formato nastro e bobina compatibile con l'assemblaggio automatizzato. La larghezza del nastro è di 8mm, avvolta su una bobina standard da 7 pollici (178mm) di diametro. Ogni bobina contiene 4000 pezzi. Per quantità minori, è disponibile una quantità minima di imballaggio di 500 pezzi per i residui. Il confezionamento segue le specifiche ANSI/EIA 481. Il nastro utilizza una copertura superiore per sigillare le tasche vuote e il numero massimo consentito di componenti mancanti consecutivi nel nastro è due.

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è ben adatto per una varietà di applicazioni:Indicatori di Stato:La capacità multicolore consente a un singolo LED di indicare più stati del sistema (es. alimentazione accesa=verde, standby=blu, guasto=rosso).Retroilluminazione:Ideale per la retroilluminazione di tastiere, keypad o piccoli pannelli decorativi, dove sono desiderati effetti di cambio colore.Micro-Display:Può essere utilizzato in array per formare semplici display grafici o simbolici a colori completi.Elettronica di Consumo:Trovato in telefoni, laptop ed elettrodomestici per illuminazione estetica e funzionale.

8.2 Considerazioni di Progettazione

I progettisti devono considerare diversi fattori:Limitazione di Corrente:Ogni canale colore deve avere la propria resistenza di limitazione della corrente o essere pilotato da una sorgente a corrente costante, poiché le tensioni dirette differiscono.Miscelazione del Colore:Ottenere un punto bianco specifico o un colore miscelato richiede una calibrazione accurata delle correnti di pilotaggio per ogni chip, considerando le variazioni di binning.Gestione Termica:Nonostante la sua bassa potenza, garantire che la temperatura di giunzione massima non venga superata è vitale per la longevità, specialmente in spazi chiusi.Protezione ESD:Incorporare protezione ESD sulle linee di segnale che pilotano gli anodi del LED può essere necessario in ambienti sensibili.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

La principale differenziazione del LTST-C19HE1WT-5A risiede nel suo profilo ultra sottile di 0.35mm combinato con la funzionalità RGB completa in un unico package standard EIA. Rispetto a LED monocromatici discreti o package RGB più grandi, offre un significativo risparmio di spazio sul PCB. L'uso di tecnologie avanzate di chip InGaN e AlInGaP fornisce una buona efficienza luminosa. La sua compatibilità con la rifusione IR standard e il confezionamento a nastro e bobina lo rendono una soluzione plug-and-play per le moderne linee SMT, riducendo la complessità di assemblaggio rispetto al posizionamento manuale di tre LED separati.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare tutti e tre i colori da un'unica alimentazione a 5V?R: Sì, ma avrai bisogno di resistenze di limitazione della corrente separate per ogni canale. Calcola il valore della resistenza usando R = (Vcc - Vf) / If, dove Vf è la tensione diretta del colore specifico alla corrente desiderata. Nota che Vf per il rosso è inferiore a quella per blu/verde.

D: Perché l'intervallo di intensità luminosa per il verde è così più ampio rispetto al rosso o al blu?R: Ciò riflette la maggiore efficienza tipica della tecnologia del chip verde basata su InGaN utilizzata in questo prodotto e la struttura di binning implementata per classificare le parti in questo ampio intervallo di prestazioni.

D: Qual è il significato di "Lunghezza d'Onda Dominante" vs. "Lunghezza d'Onda di Picco"?R: La lunghezza d'onda di picco (λP) è la singola lunghezza d'onda alla quale lo spettro di emissione ha la sua massima potenza. La lunghezza d'onda dominante (λd) è derivata dalle coordinate cromatiche sul diagramma di cromaticità CIE e rappresenta il colore percepito della luce; è la singola lunghezza d'onda che corrisponderebbe alla sensazione di colore del LED per l'occhio umano.

D: Questo LED è adatto per uso esterno?R: L'intervallo di temperatura operativa è da -20°C a +80°C. Sebbene possa funzionare in alcune condizioni esterne, la scheda tecnica non specifica i gradi di protezione IP contro umidità e polvere. Per ambienti esterni ostili, dovrebbe essere selezionato un prodotto con un'adeguata tenuta ambientale.

11. Caso d'Uso Pratico

Scenario: Progettazione di un Indicatore di Stato per un Router di Rete.Un progettista ha bisogno di un singolo LED per mostrare l'attività di rete (lampeggio verde), il tipo di connessione (blu fisso per 5GHz, ciano fisso per 2.4GHz) e lo stato di errore (rosso fisso). Il LTST-C19HE1WT-5A è scelto per le sue piccole dimensioni e funzionalità tre-in-uno. Il progettista utilizza un microcontrollore con uscite capaci di PWM per pilotare ogni canale attraverso piccole resistenze di limitazione della corrente. Il firmware è programmato per controllare i LED: lampeggio verde rapido per l'attività, una miscela di blu e verde (a rapporti PWM specifici per ottenere il ciano) per la banda 2.4GHz e rosso fisso per gli errori. L'ampio angolo di visione garantisce che l'indicatore sia visibile da varie angolazioni. Il profilo ultra sottile gli consente di adattarsi dietro un pannello frontale sottile.

12. Introduzione al Principio

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi semiconduttori che emettono luce quando una corrente elettrica li attraversa. Questo fenomeno, chiamato elettroluminescenza, si verifica quando gli elettroni si ricombinano con le lacune elettroniche all'interno del dispositivo, rilasciando energia sotto forma di fotoni. Il colore della luce emessa è determinato dal band gap del materiale semiconduttore. Il LTST-C19HE1WT-5A utilizza due sistemi di materiali primari: Nitruro di Indio e Gallio (InGaN) per i chip blu e verde, e Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP) per il chip rosso. Controllando indipendentemente la corrente verso questi tre chip a colori primari, una vasta gamma di colori secondari, incluso il bianco (quando tutti e tre sono opportunamente bilanciati), può essere prodotta attraverso la miscelazione additiva dei colori.

13. Tendenze di Sviluppo

La tendenza generale nella tecnologia dei LED SMD continua verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), dimensioni del package più piccole e un miglioramento della resa cromatica e della coerenza. C'è anche una spinta verso un'affidabilità più elevata e una durata operativa più lunga. Per i LED multicolore come il LTST-C19HE1WT-5A, le tendenze includono tolleranze di binning più strette per una miscelazione del colore più prevedibile, circuiti integrati driver integrati all'interno del package (creando "LED intelligenti") e profili ancora più sottili per i display flessibili e pieghevoli di prossima generazione. Anche i materiali semiconduttori sottostanti vengono perfezionati per migliorare l'efficienza, in particolare per i LED verdi, che tradizionalmente sono rimasti indietro rispetto a rosso e blu nelle prestazioni.