LTST-C19HRGYW LED SMD a Colori Completi - Dimensioni del Package - Rosso/Verde/Giallo - 30mA - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTST-C19HRGYW è un LED a colori completi, a montaggio superficiale, progettato per applicazioni elettroniche moderne che richiedono dimensioni compatte e assemblaggio automatizzato. Questo dispositivo integra tre distinti chip LED all'interno di un unico package ultrasottile, consentendo soluzioni versatili per indicatori luminosi e retroilluminazione.

1.1 Vantaggi Principali

Questo LED offre diversi vantaggi chiave per i progettisti. Il suo beneficio principale è l'integrazione di tre sorgenti luminose (Rosso, Verde, Giallo) in un'unica impronta miniaturizzata, risparmiando prezioso spazio sul PCB. Il package è eccezionalmente sottile, con un'altezza di soli 0,35 mm, rendendolo adatto per dispositivi ultrasottili. È pienamente conforme alle direttive RoHS ed è progettato per la compatibilità con i processi standard di saldatura a rifusione a infrarossi, facilitando la produzione automatizzata su larga scala.

1.2 Mercato di Riferimento e Applicazioni

Il dispositivo è rivolto a un'ampia gamma di elettronica di consumo e industriale. Le sue applicazioni principali includono indicatori di stato e retroilluminazione per tastiere o pulsantiere in apparecchiature di telecomunicazione come telefoni cordless e cellulari. È anche particolarmente adatto per l'uso in prodotti per l'automazione d'ufficio come computer portatili, sistemi di rete, vari elettrodomestici e per insegne o simboli luminosi per interni. La combinazione di colori consente l'indicazione di più stati con un singolo componente.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Le sezioni seguenti forniscono una dettagliata suddivisione dei limiti operativi e delle caratteristiche prestazionali del dispositivo in condizioni standard.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. I valori massimi assoluti sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. La dissipazione di potenza è di 75 mW per i chip Rosso e Giallo, e di 80 mW per il chip Verde. La massima corrente continua in diretta (DC) è di 30 mA per Rosso e Giallo, e di 20 mA per Verde. È consentita una corrente di picco in diretta più elevata di 80 mA (Rosso/Giallo) e 100 mA (Verde) in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0,1 ms). Il dispositivo può operare in un intervallo di temperatura da -20°C a +80°C e essere conservato da -30°C a +85°C. Può resistere alla saldatura a rifusione a infrarossi a 260°C per un massimo di 10 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi parametri definiscono le prestazioni tipiche quando il dispositivo è operato nelle condizioni consigliate a Ta=25°C. L'intensità luminosa (Iv) è misurata a una corrente in diretta (If) di 20 mA. Per il chip Rosso, Iv varia da un minimo di 45,0 mcd a un massimo di 180,0 mcd. Il chip Verde offre un'uscita più elevata, che va da 71,0 mcd a 450,0 mcd. Il chip Giallo varia da 71,0 mcd a 280,0 mcd. Il dispositivo presenta un angolo di visione (2θ1/2) molto ampio di 130 gradi, fornendo un'illuminazione diffusa e ampia. Le lunghezze d'onda di picco di emissione (λP) sono 632,0 nm (Rosso), 520,0 nm (Verde) e 595,0 nm (Giallo). I corrispondenti intervalli di lunghezza d'onda dominante (λd) sono 617-631 nm (Rosso), 520-530 nm (Verde) e 587-602 nm (Giallo). La tensione in diretta (Vf) a 20 mA varia da 1,8 V a 2,4 V per Rosso e Giallo, e da 2,9 V a 3,5 V per Verde. La massima corrente inversa (Ir) è di 10 μA a una tensione inversa (Vr) di 5 V per tutti i colori.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base alla loro intensità luminosa.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

Il sistema di binning categorizza i LED in base alla loro emissione luminosa misurata a 20 mA. Ogni bin ha un valore minimo e massimo definito, con una tolleranza di +/-15% all'interno di ciascun bin. Per il chip Rosso, i bin sono etichettati P (45,0-71,0 mcd), Q (71,0-112,0 mcd) e R (112,0-180,0 mcd). Il chip Verde utilizza i bin Q (71,0-112,0 mcd), R (112,0-180,0 mcd), S (180,0-280,0 mcd) e T (280,0-450,0 mcd). Il chip Giallo è binnato come Q (71,0-112,0 mcd), R (112,0-180,0 mcd) e S (180,0-280,0 mcd). Questo sistema consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano specifici requisiti di luminosità per la loro applicazione.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene dati grafici specifici siano referenziati nella scheda tecnica, le curve tipiche per questo tipo di dispositivo illustrerebbero le relazioni chiave. La curva corrente in diretta vs. tensione in diretta (I-V) mostra la relazione esponenziale, fondamentale per progettare circuiti di limitazione della corrente. La curva intensità luminosa relativa vs. corrente in diretta dimostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, fino al valore massimo nominale. La curva di distribuzione spettrale mostrerebbe le strette bande di emissione caratteristiche dei materiali semiconduttori AlInGaP (Rosso/Giallo) e InGaN (Verde), definendo l'uscita di colore puro. Comprendere queste curve è essenziale per ottimizzare le condizioni di pilotaggio e prevedere le prestazioni in diversi scenari operativi.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package e Assegnazione dei Pin

Il LTST-C19HRGYW si conforma a un contorno standard di package EIA. Il colore della lente è bianco diffuso. I colori delle sorgenti interne e le loro corrispondenti assegnazioni dei pin sono: Pin 1 per il chip AlInGaP Rosso, Pin 2 per il chip InGaN Verde e Pin 3 per il chip AlInGaP Giallo. Tutte le tolleranze dimensionali sono ±0,1 mm salvo diversa specificazione. Il disegno meccanico esatto dovrebbe essere consultato per calcoli critici di posizionamento e distanza.

5.2 Piazzola di Montaggio PCB Raccomandata

Viene fornito un land pattern (impronta) raccomandato per garantire una saldatura affidabile e un corretto allineamento meccanico durante il processo di rifusione. Rispettare questo pattern aiuta a prevenire il tombstoning (componente che si solleva) e assicura una buona formazione del filetto di saldatura, cruciale sia per la connessione elettrica che per la resistenza meccanica.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Parametri di Saldatura a Rifusione IR

Per i processi di saldatura senza piombo (Pb-free), è raccomandato un profilo di temperatura specifico. La temperatura massima del corpo non deve superare i 260°C e il tempo sopra i 260°C deve essere limitato a un massimo di 10 secondi. È definita anche una fase di pre-riscaldamento. È fondamentale seguire queste linee guida per prevenire danni termici al package del LED, come delaminazione o crepe, che possono degradare le prestazioni o causare guasti.

6.2 Condizioni di Conservazione e Manipolazione

Una corretta manipolazione è essenziale per l'affidabilità. Il dispositivo è sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD); pertanto, precauzioni anti-statiche come braccialetti e apparecchiature messe a terra sono obbligatorie durante la manipolazione. Per la conservazione, le buste sigillate anti-umidità (con essiccante) devono essere mantenute a ≤30°C e ≤90% UR, con una durata di conservazione di un anno. Una volta aperte, i componenti devono essere conservati a ≤30°C e ≤60% UR e devono subire la rifusione IR entro una settimana (Livello di Sensibilità all'Umidità 3, MSL 3). Se conservati più a lungo fuori dalla busta originale, è necessario un trattamento di "baking" a 60°C per almeno 20 ore prima della saldatura per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire il fenomeno del "popcorning" durante la rifusione.

6.3 Pulizia

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

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

I LED sono forniti in formato nastro e bobina compatibile con macchine automatiche pick-and-place. La larghezza del nastro è di 8 mm, avvolta su bobine da 7 pollici di diametro. Ogni bobina contiene 4000 pezzi. Per quantità inferiori a una bobina intera, è disponibile una quantità minima di imballaggio di 500 pezzi. L'imballaggio è conforme alle specifiche ANSI/EIA 481. Il nastro è sigillato con un nastro di copertura per proteggere i componenti e il numero massimo consentito di componenti mancanti consecutivi nel nastro è due.

8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progettazione

8.1 Circuiti Applicativi Tipici

Ogni chip di colore all'interno del package deve essere pilotato indipendentemente. Un tipico circuito di pilotaggio prevede una resistenza di limitazione della corrente in serie con ciascun anodo (pin). Il valore della resistenza è calcolato utilizzando la Legge di Ohm: R = (Vcc - Vf) / If, dove Vcc è la tensione di alimentazione, Vf è la tensione in diretta del specifico chip LED (utilizzare il valore massimo dal datasheet per affidabilità) e If è la corrente in diretta desiderata (da non superare il valore nominale DC). Per il multiplexing o il controllo avanzato, possono essere utilizzati driver a corrente costante o PWM (Pulse Width Modulation) per regolare la luminosità e creare effetti di miscelazione dei colori tra i tre canali.

8.2 Considerazioni e Precauzioni di Progettazione

Questo LED è destinato a equipaggiamenti elettronici di uso generale. Per applicazioni che richiedono un'affidabilità eccezionale dove un guasto potrebbe compromettere la sicurezza (es. aviazione, dispositivi medici), è necessaria una consultazione con il fornitore del componente prima della progettazione. Il dispositivo non è progettato per operare con tensione inversa; applicare una polarizzazione inversa oltre la condizione di test (5V) può causare danni. La gestione termica dovrebbe essere considerata se si opera vicino ai valori massimi di corrente nominale o in alte temperature ambientali, poiché il calore eccessivo può ridurre l'emissione luminosa e la durata di vita. L'ampio angolo di visione lo rende eccellente per l'illuminazione d'area ma potrebbe richiedere guide della luce o diffusori per specifiche conformazioni del fascio.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Il principale elemento di differenziazione del LTST-C19HRGYW è la sua capacità multi-chip a colori completi in un package SMD ultrasottile. Rispetto all'uso di tre LED singoli a colore discreto, offre un significativo risparmio di spazio sul PCB e semplifica il processo di assemblaggio. L'uso della tecnologia AlInGaP per Rosso e Giallo fornisce alta efficienza e buona purezza del colore, mentre la tecnologia InGaN è utilizzata per il chip Verde. L'angolo di visione di 130 gradi è notevolmente ampio, offrendo un'illuminazione più uniforme rispetto a dispositivi con angolo più stretto. La sua compatibilità con i processi standard di rifusione IR lo allinea con le linee di assemblaggio SMT mainstream.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare tutti e tre i colori simultaneamente alla loro massima corrente DC?

R: No. Devono essere considerati i limiti di dissipazione di potenza e termici del package condiviso. Pilotare tutti e tre i chip alla loro massima corrente DC individuale (30mA+20mA+30mA=80mA totale) probabilmente supererebbe la capacità termica del package a meno che non sia fornito un eccellente dissipatore di calore. È consigliabile consultare le curve di derating o operare a correnti più basse per un funzionamento simultaneo a piena potenza.

D: Qual è la differenza tra lunghezza d'onda di picco e lunghezza d'onda dominante?

R: La lunghezza d'onda di picco (λP) è la lunghezza d'onda alla quale lo spettro di emissione ha la sua massima intensità. La lunghezza d'onda dominante (λd) è derivata dal diagramma di cromaticità CIE e rappresenta la singola lunghezza d'onda del colore spettrale puro che corrisponde al colore percepito del LED. λd è più strettamente correlata alla percezione del colore umana.

D: Come interpreto il codice di bin quando ordino?

R: Il codice di bin (es. R per Rosso) specifica l'intervallo garantito di intensità luminosa per quel particolare LED. È necessario specificare il/i codice/i di bin desiderati per ogni colore quando si ordina per garantire che il progetto riceva LED con le caratteristiche di luminosità richieste per un aspetto e prestazioni del prodotto coerenti.

11. Esempio di Applicazione Pratica

Scenario: Indicatore di Stato per un Router di Rete

Un progettista ha bisogno di un singolo indicatore per mostrare più stati del sistema: Spento (nessuna luce), Avvio (Giallo lampeggiante), Operazione Normale (Verde fisso), Errore di Rete (Rosso fisso) e Attività Dati (Verde lampeggiante). Il LTST-C19HRGYW è una scelta ideale. Un pin GPIO di un microcontrollore può essere collegato a ciascun catodo (con appropriate resistenze di limitazione della corrente sul lato dell'anodo comune). Il software può quindi controllare ogni colore indipendentemente: accendendo il Giallo per l'avvio, il Verde per il normale, il Rosso per l'errore e commutando il Verde per l'attività dati. Questo sostituisce tre LED separati, risparmiando spazio sulla scheda e numero di componenti, fornendo al contempo un'indicazione chiara e multi-stato da un unico punto.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a semiconduttore che emettono luce quando una corrente elettrica li attraversa. Questo fenomeno è chiamato elettroluminescenza. Nel LTST-C19HRGYW, vengono utilizzati due diversi sistemi di materiali semiconduttori. I chip Rosso e Giallo sono realizzati in Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP), efficiente per produrre luce nello spettro dal rosso al giallo-arancio. Il chip Verde è realizzato in Nitruro di Indio Gallio (InGaN), che è il materiale standard per produrre luce blu e verde. Quando polarizzati in diretta, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del semiconduttore, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). Il colore specifico della luce è determinato dall'energia del bandgap del materiale semiconduttore.

13. Tendenze Tecnologiche

Lo sviluppo di LED SMD come il LTST-C19HRGYW segue diverse tendenze chiave del settore. C'è una spinta continua verso la miniaturizzazione, consentendo più componenti e funzionalità in dispositivi più piccoli. Una maggiore efficienza è un'altra tendenza importante, che porta a una maggiore emissione luminosa per unità di potenza elettrica (maggiore efficacia), cruciale per applicazioni alimentate a batteria. Il miglioramento della resa cromatica e tolleranze di binning più strette sono anche aree di focus, consentendo una produzione di colore più coerente e accurata in display e illuminazione. Inoltre, un'affidabilità e robustezza migliorate per ambienti ostili, insieme alla compatibilità con processi di saldatura a temperature più elevate, sono sviluppi in corso per soddisfare le esigenze di applicazioni automobilistiche e industriali avanzate.