Scheda Tecnica LED SMD LTST-S115KSKRKT - Doppio Colore Laterale (Giallo/Rosso) - Chip AlInGaP - 25mA - 62.5mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di una lampada LED SMD compatta a doppio colore. Progettata per l'assemblaggio automatizzato, questo componente è ideale per applicazioni dove lo spazio è limitato e si richiede un'indicazione luminosa affidabile e brillante. Il dispositivo integra due distinti chip emettitori di luce all'interno di un unico package conforme agli standard del settore.

1.1 Caratteristiche

• Conforme alle direttive ambientali RoHS.
• Configurazione a doppio colore (Giallo e Rosso) in package laterale.
• Utilizza la tecnologia semiconduttrice ad alta luminosità Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP).
• I terminali presentano una placcatura in stagno per una migliore saldabilità.
• Confezionato su nastro da 8mm avvolto su bobine da 7 pollici di diametro per apparecchiature di pick-and-place automatizzate.
• Conforme ai profili standard dei package EIA.
• La logica di ingresso è compatibile con i livelli di pilotaggio standard dei circuiti integrati (IC).
• Completamente compatibile con i processi di posizionamento automatizzato e saldatura a rifusione a infrarossi (IR).

1.2 Applicazioni

Questo LED è adatto per un'ampia gamma di dispositivi e sistemi elettronici, tra cui ma non limitati a:

• Apparecchiature di telecomunicazione (es. telefoni cordless/cellulari, switch di rete).
• Dispositivi per l'automazione d'ufficio (es. notebook, stampanti).
• Elettrodomestici e pannelli di controllo industriali.
• Retroilluminazione per tastiere e keypad.
• Indicatori di stato e di alimentazione.
• Micro-display e illuminazione simbolica.

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori rappresentano i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento a questi limiti non è garantito.

• Dissipazione di Potenza (P_d):62.5 mW per chip. Questa è la potenza massima che il LED può dissipare come calore a una temperatura ambiente (T_a) di 25°C. Superare questo limite rischia il degrado termico.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):60 mA. Questa è la corrente istantanea massima consentita, tipicamente specificata in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms) per prevenire il surriscaldamento della giunzione semiconduttrice.
• Corrente Diretta Continua (I_F):25 mA DC. Questa è la corrente massima raccomandata per il funzionamento continuo, garantendo affidabilità a lungo termine e stabilità dell'emissione luminosa.
• Tensione Inversa (V_R):5 V. Applicare una tensione di polarizzazione inversa superiore a questo valore può causare un guasto immediato e catastrofico della giunzione LED.
• Intervallo di Temperatura Operativa:-30°C a +80°C. Il dispositivo è garantito per funzionare entro questo intervallo di temperatura ambiente.
• Intervallo di Temperatura di Stoccaggio:-40°C a +100°C. Il dispositivo può essere stoccato senza degradazione entro questi limiti.
• Condizione di Saldatura a Infrarossi:Resiste a una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi, che è lo standard per i profili di rifusione senza piombo (Pb-free).

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati a T_a=25°C e I_F=20mA, rappresentando condizioni operative tipiche.

• Intensità Luminosa (I_V):
  • Giallo:Minimo 45.0 mcd, Valore tipico fornito, Massimo 180.0 mcd.
  • Rosso:Minimo 28.0 mcd, Valore tipico fornito, Massimo 180.0 mcd.
  • Misurata utilizzando un sensore filtrato per corrispondere alla risposta fotopica dell'occhio umano (curva CIE).
• Angolo di Visione (2θ_1/2):130 gradi (tipico per entrambi i colori). Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore di picco (sull'asse). Un ampio angolo di 130° lo rende un dispositivo a emissione laterale adatto per un'illuminazione ampia e uniforme.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):
  • Giallo:Tipicamente 593 nm.
  • Rosso:Tipicamente 639 nm.
  • Questa è la lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica in uscita è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):
  • Giallo:Intervallo da 587.0 nm (Min) a 594.5 nm (Max).
  • Rosso:Intervallo da 624 nm (Min) a 638 nm (Max).
  • Derivata dal diagramma di cromaticità CIE, questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano per definire il colore.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):Tipicamente 15 nm (Giallo) e 20 nm (Rosso). Questo indica la purezza spettrale; un valore più piccolo significa una luce più monocromatica.
• Tensione Diretta (V_F):Tipicamente 2.0 V, con un massimo di 2.4 V a 20mA per entrambi i colori. Questa è la caduta di tensione ai capi del LED durante il funzionamento.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 10 μA a V_R=5V. Questa è la piccola corrente di dispersione quando il dispositivo è polarizzato inversamente entro il suo rating.

3. Spiegazione del Sistema di Classificazione (Bin)

L'intensità luminosa dei LED varia da lotto a lotto. Un sistema di binning garantisce la coerenza raggruppando dispositivi con prestazioni simili.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

Ogni colore ha codici bin specifici che definiscono gli intervalli minimo e massimo di intensità luminosa a 20mA. La tolleranza all'interno di ogni bin è +/-15%.

Chip Giallo:

• Bin P:45.0 – 71.0 mcd
• Bin Q:71.0 – 112.0 mcd
• Bin R:112.0 – 180.0 mcd

Chip Rosso:

• Bin N:28.0 – 45.0 mcd
• Bin P:45.0 – 71.0 mcd
• Bin Q:71.0 – 112.0 mcd
• Bin R:112.0 – 180.0 mcd

I progettisti dovrebbero specificare il/i codice/i bin richiesti quando ordinano per garantire il livello di luminosità necessario per la loro applicazione.

4. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

4.1 Dimensioni del Package e Assegnazione dei Pin

Il dispositivo è conforme a un profilo SMD standard. Le dimensioni critiche includono la dimensione del corpo e la spaziatura dei terminali. Tutte le dimensioni sono in millimetri con una tolleranza tipica di ±0.1mm.

Assegnazione Pin:

• Catodo 1 (C1):Collegato all'anodo del chip Rosso. La configurazione a catodo comune significa che applicando una tensione diretta a C1 (rispetto all'anodo comune) si illumina il chip Rosso.
• Catodo 2 (C2):Collegato all'anodo del chip Giallo. Applicando una tensione diretta a C2 si illumina il chip Giallo.
• Anodo Comune:L'altro terminale (non esplicitamente etichettato C1/C2 nello schema) è l'anodo condiviso per entrambi i chip.

Questa configurazione consente il controllo indipendente dei due colori pilotando i rispettivi pin catodo.

4.2 Layout Consigliato dei Pad PCB e Direzione di Saldatura

Viene fornito un land pattern (impronta) consigliato per garantire una corretta formazione del giunto di saldatura, stabilità meccanica e dissipazione termica durante la rifusione. È indicata anche l'orientamento del dispositivo sul nastro rispetto ai pad PCB per facilitare il corretto posizionamento automatizzato.

4.3 Specifiche di Confezionamento su Nastro e Bobina

I LED sono forniti su nastro portante goffrato per la movimentazione automatizzata.

• Larghezza Nastro:8 mm.
• Diametro Bobina:7 pollici (178 mm).
• Quantità per Bobina:3000 pezzi.
• Quantità Minima d'Ordine (MOQ):500 pezzi per bobine parziali.
• Il confezionamento segue gli standard ANSI/EIA-481. Il nastro è sigillato con un nastro di copertura ed è consentito un massimo di due tasche vuote consecutive.

5. Linee Guida per Saldatura, Assemblaggio e Manipolazione

5.1 Profilo di Saldatura a Rifusione a Infrarossi

È raccomandato un profilo dettagliato temperatura vs. tempo per l'assemblaggio con saldatura senza piombo (Pb-free). I parametri chiave includono:

• Preriscaldamento:Rampa fino a 150-200°C.
• Tempo di Soak/Preriscaldamento:Massimo 120 secondi per attivare il flussante e uniformare la temperatura.
• Rifusione (Liquidus):La temperatura di picco non deve superare i 260°C.
• Tempo Sopra i 260°C:Deve essere di 10 secondi o meno.
• Numero di Passaggi di Rifusione:Massimo due volte.

Il profilo dovrebbe essere sviluppato in congiunzione con le linee guida del produttore specifico della pasta saldante e validato per l'effettivo assemblaggio PCB.

5.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale:

• Temperatura del Saldatore:Massimo 300°C.
• Tempo di Contatto:Massimo 3 secondi per giunto di saldatura.
• Numero di Volte:Una sola volta per giunto per minimizzare lo stress termico.

5.3 Pulizia

Se è richiesta la pulizia post-saldatura:

• Utilizzare solo solventi specificati come alcol etilico o alcol isopropilico.
• Il tempo di immersione dovrebbe essere inferiore a un minuto a temperatura ambiente.
• Evitare sostanze chimiche aggressive o non specificate che potrebbero danneggiare la lente LED o il materiale del package.

5.4 Stoccaggio e Sensibilità all'Umidità

I LED sono sensibili all'umidità. Una corretta manipolazione è fondamentale per prevenire il "popcorning" (crepe del package) durante la rifusione.

• Confezione Sigillata:Conservare a ≤30°C e ≤90% UR. Utilizzare entro un anno dalla data del dry-pack.
• Confezione Aperta:Conservare a ≤30°C e ≤60% UR. Per lo stoccaggio prolungato fuori dalla busta originale, utilizzare un contenitore sigillato con essiccante o in atmosfera di azoto.
• Vita a Punto (Floor Life):I componenti esposti all'aria ambiente per più di una settimana dovrebbero essere sottoposti a baking a circa 60°C per almeno 20 ore prima della saldatura per rimuovere l'umidità assorbita.

5.5 Precauzioni contro le Scariche Elettrostatiche (ESD)

La struttura semiconduttrice AlInGaP è suscettibile ai danni da scariche elettrostatiche (ESD) e sovratensioni elettriche.

• Manipolare sempre i componenti in un'area protetta da ESD.
• Utilizzare braccialetti o guanti antistatici.
• Assicurarsi che tutte le apparecchiature, gli utensili e le superfici di lavoro siano correttamente messi a terra.

6. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione

6.1 Limitazione della Corrente

Una resistenza di limitazione della corrente esterna è obbligatoria quando si pilota il LED da una sorgente di tensione superiore alla sua tensione diretta (V_F). Il valore della resistenza può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Per un funzionamento affidabile, non superare la corrente diretta continua (I_F) di 25mA. Per il funzionamento pulsato per ottenere una luminosità percepita più elevata, assicurarsi che la corrente di picco e il ciclo di lavoro rimangano entro i Valori Massimi Assoluti.

6.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia relativamente bassa (62.5mW per chip), una corretta progettazione termica prolunga la durata e mantiene stabile l'emissione luminosa. Assicurarsi che il design dei pad PCB fornisca un'adeguata dissipazione termica. Evitare di posizionare il LED vicino ad altre fonti di calore significative. Il funzionamento ad alte temperature ambientali (verso il massimo di 80°C) potrebbe richiedere la derating della corrente diretta massima.

6.3 Progettazione Ottica

L'angolo di visione laterale di 130 gradi è una caratteristica chiave. Quando si progettano guide luminose, lenti o diffusori, questo ampio pattern di emissione dovrebbe essere considerato per ottenere un'illuminazione uniforme. La lente "water clear" fornisce il vero colore del chip senza diffusione.

7. Confronto Tecnico e Differenziazione

Questo dispositivo offre vantaggi specifici nella sua categoria:

• Doppio Colore in un Unico Package:Risparmia spazio su PCB e numero di componenti rispetto all'uso di due LED monocromatici separati.
• Tecnologia AlInGaP:Fornisce maggiore efficienza e luminosità rispetto alle tecnologie più vecchie come il GaAsP standard per i colori rosso/giallo, specialmente a correnti più basse.
• Package Laterale:Ideale per applicazioni in cui il PCB è montato parallelamente alla superficie di visione, come nei pannelli illuminati lateralmente o negli indicatori di stato sul lato di un dispositivo.
• Piena Compatibilità con Rifusione IR:Può resistere ai profili standard di saldatura senza piombo, rendendolo adatto per le moderne linee di assemblaggio SMT ad alto volume senza richiedere processi secondari.

8. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

8.1 Posso pilotare contemporaneamente sia il chip Giallo che quello Rosso?

Sì, ma devi considerare la dissipazione di potenza totale. Il Valore Massimo Assoluto per la dissipazione di potenza è 62.5mWper chip. Pilotare entrambi i chip alla loro corrente continua massima (25mA ciascuno) con una V_Ftipica di 2.0V risulta in 50mW per chip (100mW totale), che supera il rating per chip. Pertanto, per pilotarli entrambi simultaneamente, è necessario ridurre la corrente per ciascun chip in modo che la dissipazione di potenza individuale non superi i 62.5mW. Un approccio sicuro è limitare la corrente per ciascun chip a un valore che mantenga P_dentro le specifiche, ad esempio ~15mA ciascuno.

8.2 Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco e Lunghezza d'Onda Dominante?

Lunghezza d'Onda di Picco (λ_P):La lunghezza d'onda fisica alla quale il LED emette la maggior potenza ottica. Viene misurata direttamente da uno spettrometro.Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):Un valore calcolato basato sul diagramma dei colori CIE che rappresenta la singola lunghezza d'onda che l'occhio umano percepisce come colore. Per LED monocromatici come questi, λ_Pe λ_dsono solitamente molto vicine. λ_dè più rilevante per la specifica del colore nelle applicazioni centrate sull'uomo.

8.3 Perché il requisito di umidità di stoccaggio è così rigoroso dopo aver aperto la busta?

Il package in plastica del LED può assorbire umidità dall'aria. Durante il processo di saldatura a rifusione ad alta temperatura, questa umidità assorbita si trasforma rapidamente in vapore, creando una pressione interna che può delaminare il package o crepare la lente epossidica ("popcorning"). I rigorosi controlli di umidità e i requisiti di baking sono standard per i dispositivi sensibili all'umidità (MSD) secondo standard di settore come JEDEC J-STD-033.