LTST-S225KRTGKT-Q Scheda Tecnica LED SMD - Doppio Colore (Rosso/Verde) a Emissione Laterale - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED SMD (Surface Mount Device) compatto, a doppio colore ed emissione laterale. Questo componente è progettato per l'assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB), rendendolo ideale per applicazioni dove lo spazio è limitato. Il dispositivo integra due distinti chip semiconduttori in un unico package: un chip AlInGaP per l'emissione rossa e un chip InGaN per l'emissione verde. Questa configurazione consente un'indicazione a doppio colore da un'unica, minuscola impronta.

1.1 Caratteristiche

• Conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).
• Design a doppio colore (Rosso e Verde) con emissione laterale.
• I terminali presentano una placcatura in stagno per una migliorata saldabilità.
• Utilizza la tecnologia dei chip ad alta efficienza AlInGaP (per il rosso) e InGaN (per il verde).
• Confezionato in nastro da 8mm su bobine da 7 pollici di diametro per l'assemblaggio automatizzato pick-and-place.
• Contorno del package conforme allo standard EIA (Electronic Industries Alliance).
• Compatibile con la logica di ingresso.
• Progettato per la compatibilità con le attrezzature di posizionamento automatizzate.
• Adatto per i processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR).

1.2 Applicazioni

Il componente è adatto per un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche che richiedono un'indicazione di stato o un'illuminazione di fondo compatta e affidabile. Le aree applicative tipiche includono:

• Dispositivi di telecomunicazione (es. telefoni cellulari, apparecchiature di rete).
• Apparecchiature per l'automazione d'ufficio ed elettrodomestici.
• Pannelli e apparecchiature di controllo industriale.
• Illuminazione di fondo per tastiere o keypad.
• Indicatori di stato e di alimentazione.
• Micro-display e illuminazione di icone.
• Segnaletica luminosa e simbolica.

2. Dimensioni del Package e Pinout

Il LED è alloggiato in un package per montaggio superficiale. I disegni meccanici specifici che definiscono lunghezza, larghezza, altezza e posizioni dei pad sono forniti nella scheda tecnica. Tutte le dimensioni sono specificate in millimetri (mm) con una tolleranza standard di ±0,1 mm salvo diversa indicazione.

Assegnazione dei Pin:

• Pin 1 e 2: Anodo e Catodo per il chip LED Verde (InGaN).
• Pin 3 e 4: Anodo e Catodo per il chip LED Rosso (AlInGaP).

3. Valori Nominali e Caratteristiche

Tutte le specifiche sono definite a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C salvo diversa indicazione.

3.1 Valori Massimi Assoluti

Sollecitazioni oltre questi limiti possono causare danni permanenti al dispositivo.

• Dissipazione di Potenza (Pd):Rosso: 50 mW, Verde: 38 mW.
• Corrente Diretta di Picco (I_F(picco)):40 mA per entrambi i colori (impulsata con duty cycle 1/10, larghezza impulso 0,1ms).
• Corrente Diretta in CC (I_F):Rosso: 20 mA, Verde: 10 mA.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento (T_opr):-20°C a +80°C.
• Intervallo di Temperatura di Magazzinaggio (T_stg):-30°C a +85°C.
• Temperatura di Saldatura:Resiste a 260°C per 10 secondi (processo senza piombo).

3.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche (a I_F= 5mA)

Questi sono i parametri di prestazione tipici in condizioni di test standard.

• Intensità Luminosa (I_V):
  • Rosso: Minimo 11,2 mcd, Tipico -, Massimo 28,0 mcd.
  • Verde: Minimo 56,0 mcd, Tipico -, Massimo 140,0 mcd.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):Tipicamente 130 gradi (l'angolo in cui l'intensità è metà del valore sull'asse).
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_P):Rosso: 639,0 nm, Verde: 525,0 nm.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):
  • Rosso: Min 617,0 nm, Max 633,0 nm.
  • Verde: Min 520,0 nm, Max 535,0 nm.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):Rosso: 20,0 nm, Verde: 35,0 nm.
• Tensione Diretta (V_F):
  • Rosso: Min 1,6V, Max 2,3V.
  • Verde: Min 2,6V, Max 3,5V.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 10 µA per entrambi a V_R= 5V (solo per scopi di test; il dispositivo non è per funzionamento inverso).

4. Sistema di Binning

Per garantire la coerenza di colore e luminosità, i LED vengono suddivisi in bin in base alle prestazioni misurate.

4.1 Binning dell'Intensità Luminosa (Luminosità)

• Rosso:Bin L (11,2-18,0 mcd) e M (18,0-28,0 mcd). Tolleranza per bin è ±15%.
• Verde:Bin P2 (56,0-71,0 mcd), Q1 (71,0-90,0 mcd), Q2 (90,0-112,0 mcd), R1 (112,0-140,0 mcd). Tolleranza per bin è ±15%.

4.2 Binning della Tonalità (Lunghezza d'Onda Dominante)

• Solo Verde:Bin AP (520-525 nm), AQ (525-530 nm), AR (530-535 nm). Tolleranza per bin è ±1 nm.

5. Curve di Prestazione e Dati Grafici

La scheda tecnica include curve caratteristiche tipiche per aiutare nell'analisi di progetto. Queste rappresentazioni grafiche aiutano gli ingegneri a comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni variabili. Sebbene i punti dati specifici delle curve non siano elencati nel testo, i progettisti dovrebbero fare riferimento alle figure fornite per i dettagli su:

• La relazione tra corrente diretta (I_F) e tensione diretta (V_F) per entrambi i chip rosso e verde.
• La relazione tra corrente diretta (I_F) e intensità luminosa relativa per entrambi i colori.
• L'effetto della temperatura ambiente sull'intensità luminosa relativa.
• Le curve di distribuzione spettrale di potenza (SPD) che mostrano il profilo di emissione dei chip rosso e verde.

6. Guida all'Assemblaggio e alla Manipolazione

6.1 Pulizia

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura o la manipolazione, utilizzare solo solventi specificati. Immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente per meno di un minuto. Non utilizzare detergenti chimici non specificati poiché potrebbero danneggiare il materiale del package.

6.2 Layout dei Pad PCB e Saldatura

Vengono fornite le dimensioni consigliate del land pattern (impronta) per i pad del PCB per garantire una corretta formazione del giunto di saldatura e stabilità meccanica. La scheda tecnica include un diagramma che mostra l'orientamento ottimale per la saldatura e la geometria del pad consigliata per facilitare una buona bagnatura della saldatura e prevenire l'effetto "tombstoning".

6.3 Confezionamento: Nastro e Bobina

I componenti sono forniti in un nastro portacomponenti goffrato da 8mm di larghezza avvolto su una bobina standard da 7 pollici (178mm) di diametro. Questo confezionamento è conforme alle specifiche ANSI/EIA-481. I dettagli chiave includono:

• Passo e dimensioni delle tasche per l'alloggiamento del componente.
• Diametro del mozzo della bobina, diametro della flangia e larghezza.
• Quantità standard: 4000 pezzi per bobina piena.
• Quantità minima d'ordine per rimanenze: 500 pezzi.
• È consentito un massimo di due tasche vuote consecutive.

7. Avvertenze e Note d'Uso Importanti

7.1 Ambito di Applicazione

Questo LED è progettato per apparecchiature elettroniche commerciali e industriali standard. Non è destinato all'uso in applicazioni critiche per la sicurezza o ad alta affidabilità dove un guasto potrebbe minacciare direttamente la vita o la salute (es. aviazione, supporto vitale medico, controllo dei trasporti). Per tali applicazioni, è necessaria la consultazione con il produttore.

7.2 Condizioni di Magazzinaggio

Un magazzinaggio corretto è fondamentale per mantenere la saldabilità e le prestazioni.

• Confezione Sigillata:Conservare a ≤ 30°C e ≤ 90% di Umidità Relativa (UR). Utilizzare entro un anno dalla data di codice.
• Confezione Aperta:I componenti sono sensibili all'umidità (MSL 3). Conservare a ≤ 30°C e ≤ 60% UR. Si raccomanda di completare la saldatura a rifusione IR entro una settimana dall'apertura della busta barriera all'umidità. Per conservazioni oltre una settimana, eseguire il baking a 60°C per almeno 20 ore prima della saldatura, o conservare in un contenitore sigillato con essiccante o in atmosfera di azoto.

7.3 Raccomandazioni per la Saldatura

Rispettare le seguenti condizioni per prevenire danni termici:

• Saldatura a Rifusione (Consigliata):
  • Preriscaldamento: 150-200°C per un massimo di 120 secondi.
  • Temperatura di Picco: Massimo 260°C.
  • Tempo sopra 260°C: Massimo 10 secondi. La rifusione deve essere eseguita al massimo due volte.
• Saldatura Manuale (Saldatore):
  • Temperatura della Puntina: Massimo 300°C.
  • Tempo di Saldatura: Massimo 3 secondi per giunto. Limitare a un ciclo di saldatura.

Nota sui Profili di Rifusione:Il profilo di temperatura ottimale dipende dal design specifico del PCB, dai componenti, dalla pasta saldante e dal forno. Il profilo deve essere caratterizzato per l'assemblaggio specifico. La scheda tecnica fa riferimento a un profilo campione basato sugli standard JEDEC.

7.4 Sensibilità alle Scariche Elettrostatiche (ESD)

I LED sono suscettibili ai danni da scariche elettrostatiche (ESD) e sovratensioni elettriche. Seguire sempre le corrette procedure di controllo ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio:

• Utilizzare un braccialetto o guanti antistatici collegati a terra.
• Assicurarsi che tutte le postazioni di lavoro, le attrezzature e gli strumenti siano correttamente collegati a terra.
• Manipolare i dispositivi in un'area protetta da ESD.

8. Considerazioni di Progetto e Note Applicative

8.1 Limitazione di Corrente

Far funzionare sempre il LED con una resistenza di limitazione di corrente in serie o un driver a corrente costante. Il valore della resistenza (R) può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Utilizzare la V_Fmassima dalla scheda tecnica per un progetto conservativo per garantire che la corrente non superi la I_Fdesiderata. Non superare i Valori Massimi Assoluti per la corrente in CC o impulsata.

8.2 Gestione Termica

Sebbene il package sia piccolo, la dissipazione di potenza (fino a 50 mW per il rosso, 38 mW per il verde) genera calore. Per un funzionamento continuo a o vicino alla corrente massima, assicurare un'adeguata area di rame sul PCB attorno ai pad di saldatura per fungere da dissipatore di calore. Ciò aiuta a mantenere una temperatura di giunzione più bassa, preservando l'output luminoso e l'affidabilità a lungo termine.

8.3 Progettazione Ottica

Il design a emissione laterale (angolo di visione tipico 120 gradi) emette luce parallelamente al piano del PCB. Ciò è ideale per guide luminose a illuminazione laterale, per illuminare icone laterali o indicatori di stato visti dal lato di un dispositivo. Considerare la distribuzione dell'intensità angolare quando si progettano light pipe o lenti per ottenere il pattern di illuminazione desiderato.

8.4 Pilotaggio a Doppio Colore

I chip rosso e verde sono elettricamente indipendenti. Possono essere pilotati separatamente per mostrare rosso, verde o, tramite commutazione rapida, un apparente colore ambra/giallo. Per applicazioni a colore misto, è comunemente utilizzato un microcontrollore con uscite PWM (Pulse Width Modulation) per controllare l'intensità e la miscelazione dei colori.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Questo LED SMD a doppio colore ed emissione laterale offre vantaggi specifici nei progetti con spazio limitato:

• Efficienza Spaziale:Un singolo componente fornisce due colori distinti, riducendo il numero di parti e l'impronta sul PCB rispetto all'uso di due LED monocromatici separati.
• Amichevole per l'Automazione:Il confezionamento a nastro e bobina e l'impronta SMD standard sono ottimizzati per linee di assemblaggio automatizzate ad alta velocità, riducendo i costi di produzione.
• Tecnologia dei Materiali:L'uso di AlInGaP per il rosso offre alta efficienza e buona stabilità termica, mentre l'InGaN per il verde fornisce un'uscita luminosa nello spettro visibile.
• Emissione Laterale:A differenza dei LED a emissione superiore, questo package dirige la luce lateralmente, caratteristica fondamentale per specifiche applicazioni di retroilluminazione e indicatori dove è richiesto spazio verticale o un angolo di visione specifico.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D1: Qual è la differenza tra lunghezza d'onda di picco e lunghezza d'onda dominante?
R1: La lunghezza d'onda di picco (λ_P) è la singola lunghezza d'onda alla quale lo spettro di emissione ha la massima intensità. La lunghezza d'onda dominante (λ_d) è la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che, combinata con un riferimento bianco specificato, corrisponde al colore percepito del LED. La λ_dè più strettamente correlata alla percezione umana del colore.

D2: Posso pilotare i chip rosso e verde simultaneamente alla loro corrente massima in CC?
R2: No. I Valori Massimi Assoluti specificano i limiti di dissipazione di potenza per ciascun chip individualmente (Rosso: 50 mW, Verde: 38 mW). Pilotare entrambi alla corrente massima (Rosso 20mA @ ~2,3V = 46 mW, Verde 10mA @ ~3,5V = 35 mW) supererebbe probabilmente la capacità di dissipazione termica totale del package se sostenuta, potenzialmente portando a surriscaldamento e riduzione della durata di vita. Deratare le correnti o implementare una gestione termica per il funzionamento duale ad alta potenza.

D3: Perché il requisito di umidità di magazzinaggio è più severo dopo l'apertura della busta?
R3: La busta sigillata contiene essiccante ed è una barriera all'umidità. Una volta aperta, il package SMD può assorbire umidità dall'aria. Durante la saldatura a rifusione, questa umidità intrappolata può espandersi rapidamente ("effetto popcorn"), causando delaminazione interna o rottura del package. La classificazione MSL 3 detta la "vita a banco" e i requisiti di baking per prevenire ciò.

D4: Come interpreto i codici di binning quando ordino?
R4: Il numero di parte include tipicamente codici bin per l'intensità luminosa e talvolta per la lunghezza d'onda. È necessario specificare la luminosità richiesta (es. Verde nel bin R1 per l'output più alto) e il colore (es. Verde nel bin AP per una specifica tonalità di verde) per garantire di ricevere componenti che soddisfino i requisiti di coerenza della vostra applicazione per luminosità e aspetto del colore.