LTST-S270KGKT Scheda Tecnica LED SMD - Chip Laterale - Verde (574nm) - 2.4V - 75mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTST-S270KGKT è un LED SMD (Surface Mount Device) laterale ad alta luminosità che utilizza la tecnologia del chip AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio). Questo componente è progettato per applicazioni che richiedono un ampio angolo di visione e prestazioni affidabili nei processi di assemblaggio automatizzato. La sua funzione principale è quella di fungere da sorgente luminosa indicatrice compatta ed efficiente.

Vantaggi Principali:I principali vantaggi di questo LED includono l'output ultra-luminoso del sistema di materiali AlInGaP, la compatibilità con i processi standard di saldatura a rifusione a infrarossi e il confezionamento su nastro da 8mm per l'assemblaggio automatizzato pick-and-place ad alto volume. È inoltre classificato come prodotto verde, conforme agli standard RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).

Mercato di Riferimento:Questo LED è adatto per una vasta gamma di apparecchiature elettroniche, inclusi dispositivi per l'automazione d'ufficio, apparecchiature di comunicazione e vari elettrodomestici dove è richiesta un'indicazione di stato affidabile.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento in queste condizioni non è garantito.

• Dissipazione di Potenza (Pd):75 mW. Questa è la massima quantità di potenza che il package del LED può dissipare come calore senza superare i suoi limiti termici.
• Corrente Diretta Continua (IF):30 mA. La massima corrente diretta continua che può essere applicata.
• Corrente Diretta di Picco:80 mA (in condizioni pulsate: ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0.1ms). Ciò consente brevi impulsi a corrente più elevata per applicazioni come il multiplexing.
• Tensione Inversa (VR):5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento:-30°C a +85°C. L'intervallo di temperatura ambiente per un funzionamento affidabile.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-40°C a +85°C.
• Condizione di Saldatura a Infrarossi:Resiste a 260°C per 10 secondi, tipico dei processi di rifusione senza piombo (Pb-free).

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati in condizioni di prova standard di Ta=25°C e IF=20mA, salvo diversa specificazione.

• Intensità Luminosa (Iv):Varia da 18.0 mcd (minimo) a 71.0 mcd (massimo), con un valore tipico fornito. Misura la luminosità percepita dall'occhio umano.
• Angolo di Visione (2θ1/2):130 gradi. Questo ampio angolo indica che il LED emette luce su un'area vasta, rendendolo adatto per applicazioni di visione laterale.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λP):574 nm. La lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica in uscita è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):571 nm. Questa è la singola lunghezza d'onda che meglio rappresenta il colore percepito del LED, derivata dal diagramma di cromaticità CIE.
• Larghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ):15 nm. Indica la purezza spettrale o la diffusione delle lunghezze d'onda emesse attorno al picco.
• Tensione Diretta (VF):Tipicamente 2.4V, con un intervallo da 2.0V a 2.8V a 20mA. Questa è la caduta di tensione ai capi del LED quando è in conduzione.
• Corrente Inversa (IR):10 μA massimo a VR=5V. Una piccola corrente di dispersione quando il LED è polarizzato inversamente.

3. Spiegazione del Sistema Codici Bin

Il LED viene suddiviso in bin in base a parametri chiave per garantire la coerenza nelle produzioni. I progettisti devono specificare i codici bin richiesti all'ordine per l'abbinamento di colore e luminosità.

3.1 Suddivisione in Bin per Tensione Diretta

Suddiviso in bin a 20mA. La tolleranza su ciascun bin è di ±0.1V.
Codici Bin: 4 (1.90-2.00V), 5 (2.00-2.10V), 6 (2.10-2.20V), 7 (2.20-2.30V), 8 (2.30-2.40V).

3.2 Suddivisione in Bin per Intensità Luminosa

Suddiviso in bin a 20mA. La tolleranza su ciascun bin è di ±15%.
Codici Bin: M (18.0-28.0 mcd), N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd).

3.3 Suddivisione in Bin per Lunghezza d'Onda Dominante

Suddiviso in bin a 20mA. La tolleranza per ciascun bin è di ±1 nm.
Codici Bin: C (567.5-570.5 nm), D (570.5-573.5 nm), E (573.5-576.5 nm).

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene nel datasheet siano referenziate curve grafiche specifiche (es. Fig.1 per la distribuzione spettrale, Fig.6 per l'angolo di visione), i dati implicano un comportamento standard del LED.

• Curva IV:La tensione diretta (VF) aumenta con la corrente diretta (IF), seguendo una tipica relazione esponenziale del diodo. Il VF specificato @ 20mA è il punto di progettazione chiave.
• Caratteristiche di Temperatura:L'intensità luminosa tipicamente diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. L'ampio intervallo di temperatura di funzionamento (-30°C a +85°C) indica prestazioni stabili in vari ambienti, sebbene possa essere necessario un derating ad alte temperature.
• Distribuzione Spettrale:Il picco a 574nm con una larghezza a mezza altezza di 15nm definisce il colore verde. La lunghezza d'onda dominante (571nm) è il parametro chiave per la specifica del colore in fase di progettazione.

5. Informazioni Meccaniche e di Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED è conforme a un profilo standard EIA per LED laterali. Tutte le dimensioni sono in millimetri con una tolleranza generale di ±0.10 mm salvo diversa specificazione. Disegni dimensionali dettagliati sono forniti nel datasheet per la progettazione dell'impronta PCB.

5.2 Progetto dei Pad e Polarità

Il datasheet include le dimensioni e l'orientamento suggeriti per i pad di saldatura. La polarità corretta è cruciale; il LED ha un anodo e un catodo che devono essere allineati con l'impronta PCB. Il package è progettato per essere compatibile con le apparecchiature di posizionamento automatico.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Parametri di Saldatura a Rifusione

Viene fornito un profilo di rifusione IR suggerito per processi senza piombo, conforme agli standard JEDEC.

• Preriscaldamento:150-200°C.
• Tempo di Preriscaldamento:Massimo 120 secondi.
• Temperatura di Picco:Massimo 260°C.
• Tempo Sopra il Liquido:10 secondi massimo (raccomandato per un massimo di due cicli di rifusione).

Nota:Il profilo ottimale dipende dal design specifico del PCB, dalla pasta saldante e dal forno. Il profilo fornito serve come obiettivo generico.

6.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale:

• Temperatura del Saldatore:Massimo 300°C.
• Tempo di Saldatura:Massimo 3 secondi per pad (una sola volta).

6.3 Condizioni di Conservazione

• Confezione Sigillata:Conservare a ≤30°C e ≤90% UR. Utilizzare entro un anno se la busta anti-umidità con essiccante è intatta.
• Confezione Aperta:Conservare a ≤30°C e ≤60% UR. Utilizzare entro una settimana per la rifusione. Per conservazioni più lunghe, utilizzare un contenitore sigillato con essiccante o un essiccatore a azoto. I LED conservati fuori dalla confezione per >1 settimana devono essere "baked" a ~60°C per ≥20 ore prima della saldatura.

6.4 Pulizia

Utilizzare solo agenti di pulizia specificati. Immergere in alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente per meno di un minuto se è necessaria la pulizia. Non utilizzare prodotti chimici non specificati.

7. Confezionamento e Informazioni d'Ordine

7.1 Specifiche Nastro e Bobina

• Confezionato in nastro portante goffrato da 8mm di larghezza.
• Fornito su bobine da 7 pollici (178mm) di diametro.
• Quantità per Bobina:4000 pezzi.
• Quantità Minima d'Ordine (MOQ):500 pezzi per quantità residue.
• Il confezionamento è conforme alle specifiche ANSI/EIA-481.
• Le tasche vuote sono sigillate con nastro di copertura.
• È consentito un massimo di due componenti mancanti consecutivi per bobina.

8. Suggerimenti Applicativi

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED laterale è ideale per applicazioni in cui la luce deve essere visibile dal bordo di un dispositivo, come:

• Indicatori di stato su dispositivi elettronici di consumo sottili (telefoni, tablet, laptop).
• Retroilluminazione per pannelli o simboli illuminati lateralmente.
• Indicatori di livello su apparecchiature audio o strumentazione.
• Luci indicatrici generiche in elettrodomestici e apparecchiature d'ufficio.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Limitazione di Corrente:Utilizzare sempre una resistenza di limitazione della corrente in serie. Calcolare in base alla tensione di alimentazione (Vs), alla tensione diretta del LED (VF dal bin scelto) e alla corrente diretta desiderata (IF, da non superare i 30mA CC). Formula: R = (Vs - VF) / IF.
• Protezione ESD:I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche (ESD). Maneggiare con le opportune precauzioni ESD (braccialetti, postazioni di lavoro messe a terra).
• Gestione Termica:Assicurarsi che il layout del PCB consenta la dissipazione del calore, specialmente se si opera vicino alla corrente massima o in ambienti ad alta temperatura.
• Progettazione Ottica:L'angolo di visione di 130 gradi garantisce un'ampia visibilità. Considerare questo aspetto nella progettazione meccanica di guide luminose o aperture.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Il LTST-S270KGKT si differenzia grazie al suo materiale e al suo package:

• AlInGaP vs. Altre Tecnologie:Rispetto ai tradizionali LED verdi in GaP (Fosfuro di Gallio), l'AlInGaP offre un'efficienza luminosa e una luminosità significativamente superiori.
• Package Laterale:A differenza dei LED a emissione superiore, questo package è specificamente progettato per emettere luce lateralmente, risparmiando spazio verticale sul PCB e consentendo design estetici e funzionali unici.
• Compatibilità con la Rifusione:La sua capacità di resistere ai profili standard di rifusione SMT lo rende adatto alle moderne linee di produzione ad alto volume insieme ad altri componenti.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Che valore di resistenza devo usare con un'alimentazione a 5V?
R: Utilizzando VF tipico=2.4V e un IF obiettivo=20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohm. Utilizzare il valore standard più vicino (es. 130Ω o 120Ω). Considerare sempre il VF minimo e massimo dal codice bin per i calcoli di corrente nel caso peggiore.

D: Posso pilotare questo LED con un segnale PWM per la regolazione della luminosità?
R: Sì. La corrente diretta di picco nominale di 80mA (pulsata) consente la regolazione PWM. Assicurarsi che la corrente media nel tempo non superi la corrente diretta continua nominale di 30mA.

D: Perché ci sono diversi codici bin e quale devo scegliere?
R: Le variazioni di produzione causano differenze in VF, intensità e lunghezza d'onda. La suddivisione in bin garantisce coerenza all'interno di un lotto. Per applicazioni critiche per il colore (es. display multi-LED), specificare un bin di lunghezza d'onda stretto (es. D). Per coerenza di luminosità, specificare un bin di intensità stretto (es. P). Per indicazioni generiche, i bin standard sono accettabili.

D: È necessario un dissipatore di calore?
R: Alla massima dissipazione di potenza assoluta di 75mW e in condizioni operative tipiche (20mA * ~2.4V = 48mW), un dissipatore dedicato di solito non è necessario per un singolo LED. Tuttavia, un'adeguata area di rame sul PCB può aiutare nella dissipazione del calore, specialmente in ambienti ad alta temperatura o quando più LED sono raggruppati.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Caso: Progettazione di un Indicatore di Stato per un Dispositivo Portatile
Un progettista sta creando un tablet sottile con un indicatore di alimentazione/carica montato lateralmente. Il LTST-S270KGKT è stato selezionato per la sua proprietà di emissione laterale e il profilo basso.

1. Layout PCB:Il LED è posizionato al bordo del PCB. Viene utilizzato il layout dei pad suggerito dal datasheet per garantire una corretta saldatura e allineamento.
2. Progettazione del Circuito:Il dispositivo utilizza una tensione di sistema di 3.3V. Viene scelta una resistenza da 47Ω ((3.3V - 2.4V)/0.02A ≈ 45Ω) per pilotare il LED a circa 20mA, fornendo una luminosità adeguata.
3. Integrazione Meccanica:Una piccola guida luminosa convoglia la luce dal lato del LED a una piccola finestra sul bordo del tablet. L'angolo di visione di 130 gradi garantisce che la luce sia facilmente visibile da varie angolazioni.
4. Produzione:I LED, forniti su bobine di nastro da 8mm, vengono posizionati automaticamente durante l'assemblaggio SMT. La scheda subisce un processo standard di rifusione senza piombo con una temperatura di picco di 250°C, ben all'interno del limite di 260°C del LED.
5. Suddivisione in Bin:Il progettista specifica il Codice Bin 6 per VF (2.1-2.2V) e il Codice Bin N per l'intensità (28-45 mcd) per garantire una luminosità e un colore coerenti in tutte le unità prodotte senza richiedere i bin più alti (e potenzialmente più costosi).

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

L'emissione di luce in questo LED si basa sull'elettroluminescenza in una giunzione p-n semiconduttrice realizzata con materiali AlInGaP. Quando viene applicata una tensione diretta, gli elettroni dalla regione di tipo n e le lacune dalla regione di tipo p vengono iniettati nella regione attiva (la giunzione). Quando questi portatori di carica si ricombinano, rilasciano energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega AlInGaP determina l'energia della banda proibita del semiconduttore, che a sua volta determina direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa. In questo caso, la composizione è sintonizzata per produrre luce verde con una lunghezza d'onda di picco attorno a 574 nanometri. Il package laterale incorpora una lente in epossidico modellata che modella l'output luminoso, creando il caratteristico angolo di visione di 130 gradi rifrangendo e riflettendo la luce emessa dal chip.

13. Tendenze di Sviluppo

La tendenza generale nei LED indicatori come questo si muove verso diverse aree chiave:

• Aumento dell'Efficienza:I continui miglioramenti nella scienza dei materiali mirano a produrre più lumen per watt (lm/W), riducendo il consumo energetico a parità di output luminoso.
• Miniaturizzazione:C'è una continua spinta verso dimensioni del package più piccole mantenendo o migliorando le prestazioni ottiche, consentendo layout PCB più densi e prodotti finali più sottili.
• Affidabilità e Robustezza Migliorate:I miglioramenti nei materiali di incapsulamento e nelle tecnologie di attacco del die portano a una maggiore durata e a migliori prestazioni in condizioni ambientali severe (temperatura, umidità).
• Integrazione:Le tendenze includono l'integrazione di resistenze di limitazione della corrente o addirittura di semplici circuiti integrati driver all'interno del package del LED per semplificare la progettazione del circuito per l'utente finale.
• Coerenza del Colore e Suddivisione in Bin:I processi produttivi sono costantemente raffinati per ridurre le variazioni, portando a specifiche di binning più strette e a una minore necessità di selezione in applicazioni critiche per il colore.