Scheda Tecnica LED SMD LTST-C230KGKT - AlInGaP Verde - 20mA - 2.4V - Documento Tecnico Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per un diodo a emissione luminosa (LED) a montaggio superficiale (SMD). Il prodotto è un LED chip di tipo a montaggio inverso che utilizza la tecnologia a semiconduttore in Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP) per produrre luce verde. È progettato per processi di assemblaggio automatizzati ed è compatibile con la saldatura a rifusione a infrarossi, rendendolo adatto per la produzione di grandi volumi. Il dispositivo è confezionato su nastro da 8mm avvolto su bobine da 7 pollici di diametro per operazioni efficienti di pick-and-place.

1.1 Vantaggi Principali

• Alta Luminosità:Il chip AlInGaP garantisce un'elevata intensità luminosa.
• Compatibilità di Progetto:Presenta un footprint del package conforme allo standard EIA.
• Adatto alla Produzione:Compatibile con attrezzature di posizionamento automatico e processi di saldatura a rifusione a infrarossi.
• Conformità Ambientale:Il prodotto è conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

I seguenti valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Tutti i valori sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Dissipazione di Potenza (Pd):75 mW
• Corrente Diretta di Picco (IFP):80 mA (a ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms)
• Corrente Diretta Continua (IF):30 mA
• Tensione Inversa (VR):5 V
• Intervallo di Temperatura Operativa (Topr):-30°C a +85°C
• Intervallo di Temperatura di Stoccaggio (Tstg):-40°C a +85°C
• Condizioni di Saldatura a Infrarossi:Temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri definiscono le prestazioni del dispositivo in condizioni operative normali, tipicamente misurate a Ta=25°C e una corrente diretta (IF) di 20mA, salvo diversa indicazione.

• Intensità Luminosa (Iv):18.0 mcd (Minimo), 35.0 mcd (Tipico). Misurata con un sensore/filtro che approssima la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE.
• Angolo di Visione (2θ1/2):130 gradi. Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa è la metà del valore misurato sull'asse centrale.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λP):574 nm.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):571 nm. Questa è la singola lunghezza d'onda derivata dal diagramma di cromaticità CIE che meglio rappresenta il colore percepito.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):15 nm. Questo indica la purezza spettrale della luce emessa.
• Tensione Diretta (VF):2.0 V (Minimo), 2.4 V (Tipico) a IF=20mA.
• Corrente Inversa (IR):10 μA (Massimo) a VR=5V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

I dispositivi sono suddivisi in bin in base a parametri chiave per garantire coerenza nell'applicazione. I codici bin per questo prodotto sono definiti come segue:

3.1 Binning della Tensione Diretta

Binning effettuato a IF=20mA. La tolleranza per ogni bin è di ±0.1V.
Codice Bin 4: 1.90V - 2.00V
Codice Bin 5: 2.00V - 2.10V
Codice Bin 6: 2.10V - 2.20V
Codice Bin 7: 2.20V - 2.30V
Codice Bin 8: 2.30V - 2.40V

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa

Binning effettuato a IF=20mA. La tolleranza per ogni bin è di ±15%.
Codice Bin M: 18.0 mcd - 28.0 mcd
Codice Bin N: 28.0 mcd - 45.0 mcd
Codice Bin P: 45.0 mcd - 71.0 mcd

3.3 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Binning effettuato a IF=20mA. La tolleranza per ogni bin è di ±1nm.
Codice Bin C: 567.5 nm - 570.5 nm
Codice Bin D: 570.5 nm - 573.5 nm
Codice Bin E: 573.5 nm - 576.5 nm

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento a curve di prestazione tipiche essenziali per la progettazione. Sebbene i grafici specifici non siano riprodotti in testo, includono tipicamente:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:Mostra come l'emissione luminosa aumenta con la corrente, importante per la progettazione del circuito di pilotaggio.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:La curva caratteristica IV, cruciale per calcolare la dissipazione di potenza e selezionare le resistenze di limitazione della corrente.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra la derating termico dell'emissione luminosa, fondamentale per applicazioni in condizioni ambientali variabili.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra il picco a 574nm e la larghezza a mezza altezza di 15nm.

5. Informazioni Meccaniche e di Package

5.1 Dimensioni del Package

Il dispositivo è conforme a un profilo di package standard EIA. Tutte le dimensioni sono in millimetri con una tolleranza generale di ±0.10mm salvo diversa specifica. La scheda tecnica include un disegno dimensionale dettagliato che mostra lunghezza, larghezza, altezza e posizione dei terminali per la configurazione a montaggio inverso.

5.2 Identificazione della Polarità

Essendo un componente a montaggio inverso, l'identificazione della polarità sul PCB è critica. Il layout suggerito per le piazzole di saldatura nella scheda tecnica indica chiaramente le geometrie delle piazzole del catodo e dell'anodo per garantire il corretto orientamento durante l'assemblaggio.

5.3 Specifiche del Nastro e della Bobina

Il dispositivo è fornito su nastro portante da 8mm secondo gli standard EIA-481, avvolto su bobine da 7 pollici (178mm) di diametro. Ogni bobina contiene 3000 pezzi. Le specifiche chiave del nastro includono le dimensioni delle tasche, il nastro di copertura e i requisiti del nastro di testa/coda per garantire la compatibilità con le attrezzature automatizzate.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Viene fornito un profilo di rifusione a infrarossi suggerito per processi senza piombo (Pb-free). I parametri chiave includono:
- Preriscaldamento:150-200°C.
- Tempo di Preriscaldamento:Massimo 120 secondi.
- Temperatura di Picco:Massimo 260°C.
- Tempo Sopra il Liquido:Come da curva del profilo specifico (riferita a pagina 3 del documento originale).
- Limite Critico:Il dispositivo non deve essere esposto a 260°C per più di 10 secondi. La rifusione deve essere eseguita al massimo due volte.

6.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale:
- Temperatura del Saldatore:Massimo 300°C.
- Tempo di Saldatura:Massimo 3 secondi per giunto.
- Importante:La saldatura manuale deve essere eseguita una sola volta.

6.3 Condizioni di Stoccaggio

• Confezione Sigillata (con essiccante):Conservare a ≤30°C e ≤90% UR. Si raccomanda l'uso entro un anno dall'apertura della busta barriera all'umidità.
• Confezione Aperta / Dopo Esposizione:Conservare a ≤30°C e ≤60% UR. I componenti devono essere sottoposti a rifusione IR entro 672 ore (28 giorni) dall'esposizione all'aria ambiente (MSL 2a). Per stoccaggi più lunghi, utilizzare un contenitore sigillato con essiccante o un essiccatore a azoto. I componenti stoccati oltre le 672 ore richiedono una cottura a circa 60°C per almeno 20 ore prima della saldatura.

6.4 Pulizia

Non utilizzare prodotti chimici non specificati. Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente per meno di un minuto.

7. Confezionamento e Informazioni d'Ordine

L'unità d'ordine standard è una bobina da 7 pollici contenente 3000 pezzi. Si applica una quantità minima di imballaggio di 500 pezzi per quantità residue. Il confezionamento su nastro e bobina garantisce la compatibilità con linee di assemblaggio automatizzate ad alta velocità. Il numero di parte LTST-C230KGKT codifica le caratteristiche specifiche di questo dispositivo.

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è adatto per un'ampia gamma di applicazioni che richiedono un indicatore verde compatto e luminoso, tra cui ma non limitato a:
- Indicatori di stato su elettronica di consumo (es. router, caricatori, elettrodomestici).
- Retroilluminazione per interruttori a membrana o piccoli pannelli.
- Illuminazione decorativa in spazi compatti.
- Indicatori per pannelli di controllo industriali.

8.2 Considerazioni di Progetto

• Limitazione della Corrente:Utilizzare sempre una resistenza in serie o un driver a corrente costante per limitare la corrente diretta a un massimo di 30mA in continua. Il punto operativo tipico è 20mA.
• Gestione Termica:Assicurarsi che il progetto del PCB consenta la dissipazione del calore, specialmente se si opera vicino alla corrente massima o ad alte temperature ambiente, poiché l'intensità luminosa diminuisce con l'aumentare della temperatura.
• Protezione da ESD:I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche (ESD). Implementare adeguati controlli ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio, come l'uso di braccialetti e postazioni di lavoro messe a terra.
• Protezione dalla Tensione Inversa:La tensione inversa massima è di soli 5V. Incorporare una protezione (es. un diodo in parallelo) se il circuito espone il LED a potenziali polarizzazioni inverse.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

I fattori chiave che differenziano questo LED sono il suodesign a montaggio inversoe latecnologia AlInGaP. Il montaggio inverso consente un assemblaggio a profilo più basso poiché il LED è montato sul lato opposto del PCB rispetto alla direzione di visione. La tecnologia AlInGaP offre una maggiore efficienza e una migliore stabilità delle prestazioni rispetto a tecnologie più datate come il GaP standard per i LED verdi, risultando in una maggiore luminosità e un colore più consistente.

10. Domande Frequenti (FAQ)

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 massima intensità (574nm). La lunghezza d'onda dominante (λd) è un valore calcolato (571nm) dal diagramma di colore CIE che meglio rappresenta il colore percepito dall'occhio umano.

D: Posso pilotare questo LED con un'alimentazione a 3.3V?
R: Sì, ma è necessario utilizzare una resistenza di limitazione della corrente. Ad esempio, con una VF di 2.4V a 20mA, il valore della resistenza sarebbe R = (3.3V - 2.4V) / 0.02A = 45 Ohm. Utilizzare il valore standard più vicino e verificare la potenza nominale.

D: Cosa significa "MSL 2a" per lo stoccaggio?
R: Il Livello di Sensibilità all'Umidità 2a indica che il componente può essere esposto alle condizioni del pavimento di fabbrica (≤60% UR, ≤30°C) fino a 4 settimane (672 ore) prima di richiedere una cottura prima della saldatura a rifusione per prevenire danni da "popcorning".

11. Caso di Studio Pratico di Progetto

Scenario:Progettazione di un indicatore di stato per un dispositivo portatile alimentato da una sorgente USB a 5V. L'indicatore deve essere verde brillante e montato sul lato inferiore del PCB, visibile attraverso una piccola finestra.

Soluzione:Il LTST-C230KGKT è ideale grazie alla sua capacità di montaggio inverso. Viene progettato un semplice circuito con resistenza in serie: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohm. Viene selezionata una resistenza da 130Ω, 1/8W. Il layout del PCB utilizza le dimensioni delle piazzole suggerite dalla scheda tecnica. Il LED è posizionato sul layer inferiore e la finestra di visione nel contenitore è allineata con la sua posizione. L'angolo di visione di 130 gradi garantisce una buona visibilità.

12. Introduzione al Principio Tecnologico

Questo LED si basa sul materiale semiconduttore Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP). Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). Il rapporto specifico di alluminio, indio e gallio nel reticolo cristallino determina l'energia della banda proibita, che corrisponde direttamente alla lunghezza d'onda (colore) della luce emessa—in questo caso, verde (~571nm). La lente "water clear" è realizzata in epossidico o silicone che non contiene diffusori, permettendo di vedere l'intrinseco colore brillante e saturo del chip.

13. Tendenze del Settore

La tendenza nei LED indicatori SMD continua verso una maggiore efficienza (più luce emessa per mA), un miglioramento della coerenza del colore attraverso binning più stretto e un'affidabilità migliorata sotto processi di saldatura ad alta temperatura come la rifusione senza piombo. C'è anche una spinta verso la miniaturizzazione mantenendo o aumentando le prestazioni ottiche. I package a montaggio inverso e a visione laterale sono sempre più popolari per realizzare design eleganti e a basso profilo nell'elettronica di consumo moderna. Inoltre, l'integrazione con l'elettronica di pilotaggio (es. circuiti integrati integrati per corrente costante o controllo del colore) è un'area in crescita, sebbene questo particolare dispositivo rimanga un componente discreto e standard.