LED SMD a Vista Laterale Verde 530nm - Confezione EIA - 20mA - 76mW - Scheda Tecnica Italiana

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per un LED SMD (Surface-Mount Device) ad alta luminosità a vista laterale. Il componente utilizza un chip semiconduttore InGaN (Indio Gallio Nitruro) per produrre luce verde. È progettato per processi di montaggio automatizzati ed è compatibile con la saldatura a rifusione (reflow) a infrarossi, rendendolo adatto per la produzione di grandi volumi. Il LED è confezionato su nastro da 8mm avvolto su bobine da 7 pollici di diametro, aderendo allo standard di confezionamento EIA (Electronic Industries Alliance) per una manipolazione e posizionamento coerenti.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

• Alta Luminosità:Questo LED è destinato ad applicazioni generiche di indicazione e retroilluminazione nell'elettronica di consumo, apparecchiature per ufficio, dispositivi di comunicazione ed elettrodomestici. La sua caratteristica di emissione laterale lo rende particolarmente utile per pannelli illuminati lateralmente, indicatori di stato su PCB e retroilluminazione per display LCD in dispositivi portatili.
• Emissione a Vista Laterale:Il package è progettato per emettere luce lateralmente, ideale per applicazioni di retroilluminazione in dispositivi dal profilo sottile.
• Compatibile con l'Automazione:Completamente compatibile con apparecchiature automatiche pick-and-place e profili standard di saldatura a rifusione a infrarossi.
• Senza Piombo e Conforme RoHS:Il dispositivo soddisfa le direttive sulla Restrizione delle Sostanze Pericolose (RoHS).
• Compatibile con IC:Può essere pilotato direttamente dalle uscite di circuiti integrati standard.

1.2 Applicazioni Target

This LED is intended for general-purpose indicator and backlighting applications in consumer electronics, office equipment, communication devices, and household appliances. Its side-emitting characteristic makes it particularly useful for edge-lighting panels, status indicators on PCBs, and backlighting for LCD displays in portable devices.

2. Specifiche Tecniche e Analisi Approfondita

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):76 mW. Questa è la potenza massima che il package del LED può dissipare come calore a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.
• Corrente Diretta Continua (IF):20 mA DC. La corrente operativa in regime stazionario raccomandata.
• Corrente Diretta di Picco:100 mA, ammissibile solo in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0.1ms). Ciò consente brevi lampi ad alta intensità.
• Intervallo di Temperatura Operativa:-20°C a +80°C. L'intervallo di temperatura ambiente per un funzionamento affidabile.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-30°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura:Resiste a 260°C per 10 secondi, tipico per i processi di rifusione senza piombo (Pb-free).

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati a Ta=25°C e IF=20mA, salvo diversa specificazione. Definiscono le prestazioni in condizioni operative normali.

• Intensità Luminosa (Iv):Varia da un minimo di 71.0 mcd a un massimo tipico di 450.0 mcd. L'intensità è misurata utilizzando un sensore filtrato per corrispondere alla risposta fotopica dell'occhio umano (curva CIE).
• Angolo di Visione (2θ_1/2):130 gradi. Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore di picco (sull'asse), indicando un pattern di emissione molto ampio adatto all'illuminazione laterale.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_P):530 nm. La lunghezza d'onda alla quale l'emissione spettrale di potenza è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):525 nm. Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano che definisce il colore del LED, derivata dal diagramma di cromaticità CIE.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):35 nm. La larghezza dello spettro di emissione a metà dell'intensità massima (Larghezza a Metà Altezza - FWHM).
• Tensione Diretta (V_F):Tipicamente 3.2V, con un intervallo da 2.8V a 3.6V a 20mA. Questa è la caduta di tensione ai capi del LED quando conduce corrente.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 10 μA a una tensione inversa (V_R) di 5V.Importante:Questo dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa; questo parametro è solo per scopi di test di dispersione.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire coerenza nella produzione, i LED sono suddivisi in bin di prestazione. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano specifici requisiti di tensione, luminosità e colore.

3.1 Binning della Tensione Diretta

Le unità sono classificate in base alla loro tensione diretta (V_F) a 20mA. Ogni bin ha una tolleranza di ±0.1V.

• D7:2.80V – 3.00V
• D8:3.00V – 3.20V
• D9:3.20V – 3.40V
• D10:3.40V – 3.60V

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa

Le unità sono classificate in base alla loro intensità luminosa (I_v) a 20mA. Ogni bin ha una tolleranza di ±15%.

• Q:71.0 mcd – 112.0 mcd
• R:112.0 mcd – 180.0 mcd
• S:180.0 mcd – 280.0 mcd
• T:280.0 mcd – 450.0 mcd

3.3 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Le unità sono classificate in base alla loro lunghezza d'onda dominante (λ_d) a 20mA. Ogni bin ha una tolleranza di ±1nm.

• AP:520.0 nm – 525.0 nm
• AQ:525.0 nm – 530.0 nm
• AR:530.0 nm – 535.0 nm

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene grafici specifici siano referenziati nella scheda tecnica, le tendenze tipiche delle prestazioni possono essere descritte:

4.1 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)

Il LED presenta una caratteristica I-V non lineare tipica di un diodo. La tensione diretta aumenta in modo logaritmico con la corrente. Operare significativamente al di sopra dei 20mA raccomandati causerà un aumento sproporzionato di V_Fe della dissipazione di potenza (calore).

4.2 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta

L'emissione luminosa (intensità luminosa) è approssimativamente proporzionale alla corrente diretta all'interno dell'intervallo operativo raccomandato. Tuttavia, l'efficienza può diminuire a correnti molto elevate a causa dell'aumento della temperatura di giunzione.

4.3 Dipendenza dalla Temperatura

Le prestazioni del LED sono sensibili alla temperatura. All'aumentare della temperatura di giunzione:

• Tensione Diretta (V_F):Diminuisce leggermente.
• Intensità Luminosa (I_v):Diminuisce. Il tasso di questa diminuzione è un fattore chiave nella progettazione della gestione termica.
• Lunghezza d'Onda (λ_d):Può spostarsi leggermente, tipicamente verso lunghezze d'onda più lunghe (spostamento verso il rosso).

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

5.1 Dimensioni del Package e Polarità

Il LED è fornito in un package SMD standard conforme EIA. La scheda tecnica include un disegno dimensionale dettagliato. Il catodo è tipicamente contrassegnato, spesso da una tacca, un punto verde o una diversa lunghezza/forma del terminale. La polarità corretta è essenziale per il funzionamento.

5.2 Pattern di Saldatura PCB Raccomandato

Viene fornito un layout consigliato per i pad di saldatura per garantire giunti saldati affidabili e un corretto allineamento durante la rifusione. Rispettare questo pattern aiuta a prevenire il "tombstoning" (il componente che si solleva su un lato) e garantisce una buona connessione termica ed elettrica.

6. Linee Guida per Montaggio, Saldatura e Manipolazione

6.1 Profilo di Rifusione (Reflow)

Viene fornito un profilo di rifusione a infrarossi suggerito per processi senza piombo, conforme agli standard JEDEC. I parametri chiave includono:

• Preriscaldamento:150–200°C per un massimo di 120 secondi per riscaldare gradualmente il circuito e attivare il flussante.
• Temperatura di Picco:Massimo 260°C.
• Tempo Sopra il Liquido:Il profilo dovrebbe limitare il tempo in cui i terminali del LED sono sopra il punto di fusione della saldatura a un massimo di 10 secondi, e la rifusione non dovrebbe essere eseguita più di due volte.

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

6.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, utilizzare un saldatore a temperatura controllata impostata a un massimo di 300°C. Limitare il tempo di saldatura a 3 secondi per terminale e saldare solo una volta.

6.3 Pulizia

Se è richiesta la pulizia dopo la saldatura, utilizzare solo solventi specificati. Immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente per meno di un minuto. Non utilizzare pulizia a ultrasuoni o prodotti chimici non specificati, poiché potrebbero danneggiare la lente in plastica o il package.

6.4 Conservazione e Sensibilità all'Umidità

I LED sono sensibili all'umidità. Se la busta ermetica originale anti-umidità (con essiccante) non è stata aperta, dovrebbero essere conservati a ≤30°C e ≤90% UR e utilizzati entro un anno. Una volta aperta la busta, l'ambiente di conservazione non deve superare i 30°C e il 60% UR. I componenti rimossi dalla confezione originale dovrebbero essere saldati a rifusione entro una settimana. Per una conservazione più lunga al di fuori della busta originale, conservare in un contenitore sigillato con essiccante o in un essiccatore a azoto. Se conservati aperti per più di una settimana, si raccomanda un "baking" (essiccazione) a circa 60°C per almeno 20 ore prima del montaggio per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire il "popcorning" durante la rifusione.

6.5 Precauzioni contro le Scariche Elettrostatiche (ESD)

I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche. Maneggiarli sempre in un'area protetta da ESD utilizzando braccialetti collegati a terra, tappetini antistatici e contenitori conduttivi. Tutte le apparecchiature devono essere correttamente messe a terra.

7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I LED sono forniti su nastro portacomponenti goffrato da 8mm di larghezza, sigillato con un nastro di copertura superiore. Il nastro è avvolto su bobine standard da 7 pollici (178mm) di diametro. Ogni bobina contiene 4000 pezzi. Per quantità inferiori a una bobina intera, si applica una quantità minima di imballaggio di 500 pezzi per i lotti rimanenti.

7.2 Struttura del Codice Articolo

Il codice articolo LTST-S220TGKT codifica attributi chiave:

• LTST:Probabilmente denota la famiglia di prodotti (LED SMD Lite-On).
• S220:Probabilmente indica lo stile/dimensione del package (a vista laterale, 220 mil? - specifico del produttore).
• TGKT:Probabilmente denota il colore (Verde), i codici bin per intensità/lunghezza d'onda/tensione, e forse il confezionamento a nastro/bobina. La decodifica esatta è specifica del produttore.

8. Note Applicative e Considerazioni di Progetto

8.1 Limitazione della Corrente

Un LED è un dispositivo pilotato a corrente. Utilizzare sempre una resistenza di limitazione di corrente in serie o un circuito driver a corrente costante. Il valore della resistenza può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Utilizzare il valore massimo di V_Fdalla scheda tecnica (3.6V) per garantire una corrente sufficiente in tutte le condizioni.

8.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (76mW), un layout PCB adeguato è importante per l'affidabilità a lungo termine. Assicurare un'adeguata area di rame attorno ai pad del LED per fungere da dissipatore di calore, specialmente se si opera ad alte temperature ambiente o vicino alla corrente massima.

8.3 Progettazione Ottica

L'angolo di visione laterale di 130 gradi fornisce un'illuminazione ampia e diffusa. Per applicazioni che richiedono luce più focalizzata, potrebbero essere necessarie lenti esterne o guide luminose. Considerare l'interazione del pattern di emissione del LED con i componenti adiacenti e gli involucri.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

I principali fattori di differenziazione di questo LED sono il suopackage a vista lateralee latecnologia del chip InGaN. Rispetto ai LED a emissione superiore, è progettato per dirigere la luce parallelamente alla superficie del PCB, risparmiando spazio verticale. La tecnologia InGaN consente alta luminosità ed efficienza nelle regioni dello spettro verde/blu rispetto a tecnologie più vecchie come l'AlGaAs.

10. Domande Frequenti (FAQ)

10.1 Posso pilotare questo LED senza una resistenza di limitazione di corrente?

No.Collegare un LED direttamente a una sorgente di tensione causerà un flusso di corrente eccessivo, distruggendo istantaneamente il dispositivo. Una resistenza in serie o un regolatore di corrente attivo sono obbligatori.

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

La Lunghezza d'Onda di Piccoè il picco fisico dello spettro luminoso emesso.La Lunghezza d'Onda Dominanteè il punto di colore percepito sul diagramma CIE. Per una sorgente monocromatica, sono simili. Per i LED con una certa larghezza spettrale, la lunghezza d'onda dominante è ciò che l'occhio umano percepisce come colore.

10.3 Perché ci sono requisiti di conservazione e "baking" (essiccazione)?

Il package in plastica può assorbire umidità dall'aria. Durante il processo di saldatura a rifusione ad alta temperatura, questa umidità intrappolata può espandersi rapidamente in vapore, causando delaminazione interna o rottura ("popcorning"). Il "baking" rimuove questa umidità.

11. Esempio Pratico di Progetto

Scenario:Progettazione di un indicatore di stato illuminato lateralmente su una scheda logica digitale a 5V.

1. Selezione del Componente:Scegliere un LED dal bin di intensità appropriato (es. 'R' per luminosità media).
2. Impostazione della Corrente:Decidere di operare ai tipici 20mA.
3. Calcolo della Resistenza:Utilizzando il caso peggiore V_F= 3.6V. R = (5V - 3.6V) / 0.020A = 70 Ohm. Il valore standard più vicino è 68 Ohm. Ricalcolando la corrente: I = (5V - 3.2V_tip) / 68Ω ≈ 26.5mA (sicuro, al di sotto della corrente DC massima assoluta).
4. Layout PCB:Posizionare il LED secondo il pattern di saldatura raccomandato. Aggiungere piccoli "thermal relief" (raggi di alleggerimento termico) al pad del catodo collegato a un piano di massa per la dissipazione del calore.
5. Montaggio:Seguire il profilo di rifusione senza piombo, assicurandosi che la scheda venga sottoposta a "baking" se è stato superato il tempo di manipolazione sensibile all'umidità.

12. Principio di Funzionamento

Un LED è un diodo a giunzione p-n semiconduttore. Quando viene applicata una tensione diretta, gli elettroni del materiale di tipo n si ricombinano con le lacune del materiale di tipo p nella regione attiva (il chip InGaN). Questa ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica lunghezza d'onda (colore) della luce è determinata dal bandgap del materiale semiconduttore utilizzato. L'InGaN ha un bandgap adatto per produrre luce verde, blu e bianca (con fosfori).

13. Tendenze Tecnologiche

L'industria dell'optoelettronica continua ad avanzare in diverse aree chiave rilevanti per tali componenti:

• Aumento dell'Efficienza (lm/W):Miglioramenti continui nella scienza dei materiali e nel design dei chip producono più luce per unità di potenza elettrica in ingresso.
• Miniaturizzazione:Le dimensioni dei package continuano a ridursi mantenendo o migliorando le prestazioni ottiche.
• Migliore Coerenza del Colore:Tolleranze di binning più strette e processi di produzione avanzati riducono la variazione di colore tra i lotti di produzione.
• Affidabilità e Durata Maggiori:Materiali di packaging migliori e design di gestione termica estendono la durata operativa, specialmente in condizioni di alta temperatura.
• Integrazione:Le tendenze includono l'integrazione di più chip LED (RGB), driver o logica di controllo in package singoli per soluzioni di illuminazione più intelligenti.

Questo LED SMD a vista laterale rappresenta un componente maturo e affidabile basato sulla consolidata tecnologia InGaN, ottimizzato per il montaggio automatizzato e prestazioni coerenti in un'ampia gamma di applicazioni di indicazione e retroilluminazione.