LTST-C19MGEBK-RR Scheda Tecnica LED SMD - RGB a Colori Completi - Altezza 0.5mm - Corrente Diretta 20-30mA - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per il LTST-C19MGEBK-RR, un LED a montaggio superficiale (SMD). Questo componente fa parte di una famiglia di LED miniaturizzati progettati specificamente per processi di assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB) e applicazioni dove lo spazio è un vincolo critico. Il dispositivo integra tre distinti chip LED all'interno di un unico package compatto, consentendo l'emissione di luce rossa, verde e blu. Questa capacità a colori completi lo rende adatto a una vasta gamma di apparecchiature elettroniche moderne.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I vantaggi principali di questo LED includono il suo profilo eccezionalmente sottile, l'elevata luminosità e la conformità agli standard ambientali e di produzione. Il suo design privilegia la compatibilità con ambienti di produzione automatizzata ad alto volume.

• Applicazioni Target:Il LED è particolarmente adatto per dispositivi di telecomunicazione (telefoni cordless e cellulari), informatica portatile (computer notebook), apparecchiature per sistemi di rete, vari elettrodomestici e applicazioni di segnaletica o display interni.
• Caratteristiche Chiave:Il dispositivo è conforme alla direttiva sulla restrizione delle sostanze pericolose (RoHS). Presenta un'altezza del package extra-sottile di 0.5mm. Utilizza chip semiconduttori ad alte prestazioni InGaN Ultra Bright (per verde e blu) e AlInGaP (per rosso). Viene fornito confezionato in nastro da 8mm su bobine da 7 pollici di diametro, aderendo allo standard di imballaggio EIA per la movimentazione automatizzata.
• Compatibilità Produttiva:Il componente è progettato per essere compatibile con i circuiti integrati (compatibile I.C.) e le attrezzature standard di posizionamento automatico. Può resistere ai processi di rifusione a infrarossi (IR), che sono lo standard per l'assemblaggio della tecnologia a montaggio superficiale.

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

Le prestazioni del LED sono definite in specifiche condizioni ambientali e di test elettrico, principalmente a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. Comprendere questi parametri è cruciale per un design di circuito affidabile.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento a questi limiti non è garantito e dovrebbe essere evitato in fase di progettazione.

• Dissipazione di Potenza (Pd):76 mW per i chip Verde e Blu; 75 mW per il chip Rosso. Questa è la massima potenza che il LED può dissipare sotto forma di calore.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):100 mA per Verde/Blu, 80 mA per Rosso, con un ciclo di lavoro 1/10 e larghezza di impulso di 0.1ms. Questo valore si riferisce al funzionamento in impulso, non in corrente continua (DC).
• Corrente Diretta Continua (I_F):La corrente massima continua: 20 mA per i chip Verde e Blu; 30 mA per il chip Rosso.
• Intervalli di Temperatura:Funzionamento: -20°C a +80°C; Conservazione: -30°C a +85°C.
• Condizioni di Saldatura:Resiste alla rifusione a infrarossi a una temperatura di picco di 260°C per 10 secondi, tipica dei processi di saldatura senza piombo (Pb-free).

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi sono i valori di prestazione tipici misurati in condizioni di test specificate. I progettisti dovrebbero usarli come linee guida, notando i limiti minimi e massimi.

• Intensità Luminosa (I_V):Misurata in millicandele (mcd). Il valore minimo è 180 mcd, testato a diverse correnti dirette per ogni colore: Verde a 2mA, Rosso a 4.8mA, Blu a 3mA. Il massimo è 450 mcd. L'intensità è misurata utilizzando un sensore e un filtro che approssimano la curva di risposta standard dell'occhio CIE.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):L'angolo di visione completo tipico è di 120 gradi, indicando un pattern di emissione ad ampio angolo.
• Parametri di Lunghezza d'Onda:
  • Lunghezza d'Onda di Picco di Emissione (λ_P):I valori tipici sono 518 nm (Verde), 632 nm (Rosso) e 468 nm (Blu). Questa è la lunghezza d'onda alla quale l'output spettrale è più forte.
  • Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):I valori tipici sono 525 nm (Verde), 624 nm (Rosso) e 470 nm (Blu). Questa è l'unica lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano che definisce il colore.
  • Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):I valori tipici sono 35 nm (Verde), 20 nm (Rosso) e 25 nm (Blu). Questo indica la purezza spettrale o la larghezza di banda della luce emessa.
• Tensione Diretta (V_F):La caduta di tensione ai capi del LED quando opera alla sua corrente di test. Gli intervalli sono: Verde: 2.20V min, 3.00V max; Rosso: 1.70V min, 2.40V max; Blu: 2.20V min, 3.00V max.
• Corrente Inversa (I_R):Corrente di dispersione massima di 50 μA (Verde/Blu) e 10 μA (Rosso) quando viene applicata una tensione inversa (V_R) di 5V. 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 di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base alle prestazioni misurate. Il LTST-C19MGEBK-RR utilizza due criteri principali di binning.

3.1 Classe di Intensità Luminosa (I_V)

I LED sono classificati in base alla loro intensità luminosa misurata alle correnti di test standard. I codici bin e i loro intervalli sono:

• S1:180 mcd (Min) a 225 mcd (Max)
• S2:225 mcd a 285 mcd
• T1:285 mcd a 355 mcd
• T2:355 mcd a 450 mcd

A ogni bin di intensità luminosa viene applicata una tolleranza di +/-15%.

3.2 Classe di Tonalità (Colore)

Questo è un sistema di binning più complesso basato sulle coordinate di cromaticità CIE 1931 (x, y), che definiscono scientificamente i punti colore. La scheda tecnica fornisce una griglia dettagliata di codici bin (A, B, C, D e le loro sottovarianti A1, B1, ecc.) con specifici confini di coordinate che formano quadrilateri sul diagramma di cromaticità. Ciò consente una selezione precisa di LED con output di colore quasi identico. Una tolleranza di +/-0.01 viene applicata alle coordinate (x, y) di ogni bin di tonalità. La lunghezza d'onda dominante (λ_d) è derivata da queste coordinate.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene nel datasheet siano referenziate curve grafiche specifiche (es. Fig.1, Fig.5), le loro caratteristiche tipiche possono essere descritte in base alla tecnologia e ai parametri forniti.

4.1 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)

La relazione I-V per i LED è non lineare ed esponenziale. I valori di tensione diretta (V_F) forniti nelle specifiche sono istantanee a specifiche correnti di test. In pratica, V_Faumenterà con l'aumentare di I_Fed è anche dipendente dalla temperatura. I diversi intervalli di V_Fper il Rosso (~1.7-2.4V) rispetto a Verde/Blu (~2.2-3.0V) richiedono un'attenta progettazione dei circuiti limitatori di corrente, specialmente nelle applicazioni multicolore.

4.2 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta

L'output luminoso (I_V) è generalmente proporzionale alla corrente diretta (I_F) entro l'intervallo di funzionamento. Tuttavia, l'efficienza può diminuire a correnti molto elevate a causa dell'aumento del calore. La scheda tecnica specifica diverse correnti di test per ogni colore per ottenere livelli di luminosità comparabili, riflettendo le diverse efficienze delle tecnologie dei chip InGaN e AlInGaP.

4.3 Caratteristiche di Temperatura

Le prestazioni del LED sono sensibili alla temperatura. L'intensità luminosa tipicamente diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. L'intervallo di temperatura operativa specificato di -20°C a +80°C definisce le condizioni ambientali in cui il dispositivo soddisferà le specifiche pubblicate. Una corretta gestione termica sul PCB è essenziale per mantenere prestazioni e longevità, specialmente considerando il profilo sottile del dispositivo che può avere una massa termica limitata.

5. Informazioni Meccaniche e di Package

5.1 Dimensioni del Package e Assegnazione dei Pin

Il LED è fornito in un package SMD standard. La lente è trasparente acqua. I colori della sorgente interna e le relative assegnazioni dei pin sono: InGaN Verde sui pin 1 e 4; AlInGaP Rosso sui pin 2 e 5; InGaN Blu sui pin 3 e 6. Tutte le dimensioni sono in millimetri con una tolleranza tipica di ±0.1 mm salvo diversa indicazione. L'altezza ultrasottile di 0.5mm è una caratteristica meccanica chiave.

5.2 Piazzola di Montaggio PCB Raccomandata

La scheda tecnica include un diagramma che mostra il layout raccomandato della piazzola in rame sul PCB per saldare il LED. Rispettare questa impronta è fondamentale per ottenere giunzioni saldate affidabili, un corretto allineamento e un'effettiva dissipazione del calore durante il processo di rifusione e il funzionamento.

6. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio

6.1 Condizioni di Rifusione a IR

Per processi di saldatura senza piombo (Pb-free), viene fornito un profilo di rifusione suggerito, con una temperatura di picco di 260°C mantenuta per 10 secondi. Questo è un profilo standard per molti componenti SMD e garantisce che il package del LED non venga danneggiato dal calore eccessivo.

6.2 Pulizia

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

6.3 Precauzioni contro le Scariche Elettrostatiche (ESD)

I chip LED sono sensibili all'elettricità statica e ai sovratensioni. Si raccomanda vivamente di utilizzare adeguati controlli ESD durante la manipolazione di questi dispositivi: braccialetti, guanti antistatici e assicurarsi che tutte le attrezzature e le macchine siano correttamente messe a terra.

6.4 Condizioni di Conservazione

Confezione Sigillata:I LED dovrebbero essere conservati a 30°C o meno e al 90% di umidità relativa (UR) o meno. Quando confezionati in busta anti-umidità con essiccante, dovrebbero essere utilizzati entro un anno.
Confezione Aperta:L'ambiente di conservazione non dovrebbe superare i 30°C o il 60% di UR. I componenti rimossi dalla confezione originale dovrebbero subire la rifusione a IR entro una settimana (Livello di Sensibilità all'Umidità 3, MSL 3). Per una conservazione più lunga al di fuori della busta originale, dovrebbero essere conservati in un contenitore sigillato con essiccante o in un ambiente di azoto.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I LED sono forniti in nastro portacomponenti goffrato standard del settore, larghezza 8mm, avvolto su bobine da 7 pollici (178mm) di diametro. Ogni bobina completa contiene 4000 pezzi. Il nastro ha un nastro di copertura per sigillare le tasche dei componenti. L'imballaggio è conforme alle specifiche ANSI/EIA-481. Per quantità residue, la quantità minima di imballaggio è di 500 pezzi.

8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progettazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Retroilluminazione Tastiera/Keypad:Il suo profilo sottile e la capacità RGB lo rendono ideale per illuminare i tasti sui dispositivi portatili, potenzialmente con effetti di cambio colore.
• Indicatori di Stato:Può fornire informazioni di stato multicolore (es. rosso per errore, verde per pronto, blu per attivo) in un'unica impronta di componente.
• Micro-Display e Illuminatori di Simboli:Adatto per piccoli display informativi a colori o per la retroilluminazione di simboli sui pannelli di controllo.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Pilotaggio della Corrente:Utilizzare driver a corrente costante o resistori limitatori di corrente appropriati per ogni canale colore in modo indipendente, a causa delle loro diverse V_Fe I_F characteristics.
• Gestione Termica:Assicurarsi che il design del PCB consenta la dissipazione del calore dalla piazzola del LED, specialmente se pilotato alla corrente massima o vicino ad essa.
• Optical Design:Design Ottico:
• L'angolo di visione di 120 gradi fornisce un'emissione ampia. Considerare diffusori o guide luminose se è richiesto un output più uniforme o diretto.Binning per la Coerenza:_VPer applicazioni che richiedono colore e luminosità uniformi su più unità, specificare i codici bin di I

e Tonalità richiesti durante l'approvvigionamento.

9. Confronto e Differenziazione TecnicaIl LTST-C19MGEBK-RR si differenzia principalmente attraverso la suaaltezza ultrasottile di 0.5mm, che è vantaggiosa per l'elettronica di consumo sempre più sottile. L'integrazione ditre chip ad alte prestazioni (InGaN per V/B, AlInGaP per R)in un unico package offre luminosità e gamma cromatica superiori rispetto ai vecchi LED bianchi a conversione di fosforo o a tecnologie di chip meno efficienti. La sua piena conformità aiprocessi di assemblaggio automatizzati (nastro-e-bobina, rifusione IR)

lo rende una scelta conveniente per la produzione ad alto volume, distinguendolo dai LED che richiedono saldatura manuale.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)
D: Posso pilotare tutti e tre i colori (RGB) da una singola sorgente a corrente costante?_FR: No. Gli intervalli di tensione diretta (V

) differiscono significativamente tra il chip rosso e i chip verde/blu. Devono essere pilotati da circuiti regolati in corrente separati o avere resistori limitatori di corrente calcolati individualmente.
D: Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco e Lunghezza d'Onda Dominante?_PR: La Lunghezza d'Onda di Picco (λ_d) è il picco fisico dello spettro di luce emesso dal LED. La Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d) è l'unica lunghezza d'onda percepita che l'occhio umano associa al colore. λ

è più rilevante per la specifica del colore in display e illuminazione.
D: L'MSL è classificato 3. Cosa significa per il mio processo produttivo?

R: Il Livello di Sensibilità all'Umidità 3 significa che il package può essere esposto alle condizioni del pavimento di fabbrica (≤30°C/60% UR) per un massimo di 168 ore (7 giorni) prima di dover essere saldato. Se superato, le parti potrebbero dover essere essiccate per rimuovere l'umidità assorbita prima della rifusione per prevenire danni da "popcorning".

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo
Scenario: Progettazione di un indicatore di stato multicolore per un dispositivo IoT portatile.
Il design richiede un unico componente minuscolo per mostrare lo stato della rete (blu: connessione in corso, verde: connesso, rosso: errore) e lo stato della batteria (verde: alta, rosso: bassa). Il LTST-C19MGEBK-RR è selezionato per la sua sottigliezza e capacità RGB. Il progettista:
1. Dispone il PCB utilizzando l'impronta della piazzola raccomandata._F2. Progetta tre circuiti di commutazione MOSFET a lato basso separati, ciascuno con una resistenza in serie calcolata per il specifico intervallo V
del colore target (Rosso, Verde, Blu) per ottenere la corrente desiderata (es. 15mA per una buona luminosità a bassa potenza).
3. Si assicura che i pin GPIO del microcontrollore possano assorbire la corrente richiesta.
4. Specifica un bin di Tonalità stretto (es. B1 per il verde) durante l'ordine per garantire che il colore verde "connesso" sia coerente su tutte le unità prodotte.

5. Pianifica il processo di assemblaggio per garantire che la bobina venga utilizzata entro il periodo di tempo MSL 3 dopo l'apertura.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento
- L'emissione di luce nei LED si basa sull'elettroluminescenza nei materiali semiconduttori. Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n del chip, elettroni e lacune si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica lunghezza d'onda (colore) della luce è determinata dall'energia del bandgap del materiale semiconduttore. Questo dispositivo utilizza:Nitruro di Indio e Gallio (InGaN):
- Un semiconduttore composto il cui bandgap può essere regolato variando il contenuto di indio. Viene qui utilizzato per produrre luce verde e blu.Fosfuro di Alluminio, Indio e Gallio (AlInGaP):

Un altro semiconduttore composto, eccellente per produrre luce rossa e ambra ad alta efficienza. La lente trasparente acqua consente di vedere direttamente il colore intrinseco del chip senza conversione di colore.

13. Tendenze di SviluppoL'evoluzione dei LED SMD come questo segue diverse chiare tendenze del settore:Miniaturizzazione(impronte più sottili, più piccole) per consentire prodotti finali più eleganti.Aumento dell'Efficienza(maggiore intensità luminosa per mA) per ridurre il consumo energetico nei dispositivi a batteria.Miglioramento della Resa Cromatica e della Gammaattraverso materiali di chip avanzati come InGaN e AlInGaP per display più vividi e accurati.Migliore Affidabilità e Standardizzazione