Scheda Tecnica LED SMD LTST-E682KGKFWT - Dimensioni del Package - Tensione Diretta 1.8-2.4V - Intensità Luminosa fino a 450mcd - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED a montaggio superficiale (SMD) progettato per l'assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB). Il componente è caratterizzato dalle sue dimensioni ridotte, che lo rendono adatto per applicazioni con vincoli di spazio in un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I vantaggi principali di questo LED includono la conformità alle normative ambientali, la compatibilità con i processi di produzione automatizzati standard e un package robusto per la manipolazione e lo stoccaggio. È specificamente progettato per l'integrazione in dispositivi di telecomunicazione, apparecchiature per l'automazione d'ufficio, elettrodomestici e sistemi di controllo industriale. Le sue funzioni principali sono l'indicazione di stato, l'illuminazione di segnali e simboli e la retroilluminazione dei pannelli frontali.

1.2 Caratteristiche Chiave

• Conforme alle direttive sulla Restrizione delle Sostanze Pericolose (RoHS).
• Confezionato su nastro da 8mm su bobine da 7 pollici di diametro, facilitando l'assemblaggio ad alta velocità con pick-and-place.
• L'impronta standardizzata del package EIA garantisce la compatibilità con i layout PCB standard del settore.
• Caratteristiche di pilotaggio compatibili con circuiti integrati (IC).
• Completamente compatibile con le apparecchiature di posizionamento automatico.
• Resiste ai processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR) secondo i profili del settore.
• Precondizionato al Livello di Sensibilità all'Umidità JEDEC 3, indicando una vita utile di 168 ore a <30°C/60% UR dopo l'apertura della busta.

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

Le sezioni seguenti forniscono un'analisi dettagliata delle caratteristiche elettriche, ottiche e termiche del LED basandosi sui dati forniti.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Per un progetto affidabile, non è raccomandato operare a o vicino a questi limiti.

• Dissipazione di Potenza (P_d):72 mW massimi per entrambi i chip arancione e verde. Questo parametro limita la combinazione di corrente diretta e tensione.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):80 mA, ammissibile solo in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0.1ms). Questo è rilevante per il multiplexing o brevi raffiche di segnale.
• Corrente Diretta Continua (I_F):30 mA DC. Questa è la corrente massima raccomandata per il funzionamento in regime stazionario.
• Tensione Inversa (V_R):5 V massimi. Superare questo valore può causare la rottura della giunzione.
• Temperatura di Funzionamento & Stoccaggio:-40°C a +85°C per il funzionamento e -40°C a +100°C per lo stoccaggio. Questi intervalli sono tipici per componenti di grado commerciale.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati in condizioni di test standard (Ta=25°C, I_F=20mA).

• Intensità Luminosa (I_V):Arancione: 140-450 mcd (millicandela). Verde: 71-224 mcd. Misurata con un filtro che approssima la risposta fotopica (dell'occhio umano). L'ampio intervallo indica che viene utilizzato un sistema di binning (vedi Sezione 3).
• Angolo di Visione (2θ_1/2):120 gradi (tipico). Questo ampio angolo, favorito dalla lente diffusa, fornisce un pattern di illuminazione ampio e uniforme piuttosto che un fascio stretto.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_P):Arancione: 611 nm. Verde: 574 nm. Questa è la lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica emessa è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):Arancione: 605 nm. Verde: 571 nm. Questa è l'unica lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano, che definisce il punto colore sul diagramma di cromaticità CIE.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):Arancione: 17 nm. Verde: 15 nm. Questo indica la purezza spettrale della luce; una larghezza di banda più stretta significa un colore più saturo.
• Tensione Diretta (V_F):1.8 V a 2.4 V per entrambi i colori a 20mA. I progettisti devono tenere conto di questa caduta di tensione quando calcolano le resistenze di limitazione della corrente in serie.
• Corrente Inversa (I_R):10 μA massimi a V_R=5V. Un valore basso indica una buona qualità della giunzione.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire una luminosità costante nella produzione, i LED vengono selezionati (binning) in base alla loro intensità luminosa. La tolleranza all'interno di ogni bin è di +/-11%.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

Bin LED Arancione:R2 (140-180 mcd), S1 (180-224 mcd), S2 (224-280 mcd), T1 (280-355 mcd), T2 (355-450 mcd).
Bin LED Verde:Q1 (71-90 mcd), Q2 (90-112 mcd), R1 (112-140 mcd), R2 (140-180 mcd), S1 (180-224 mcd).
Questo sistema consente ai progettisti di selezionare il grado di luminosità appropriato per la loro applicazione, bilanciando costi e prestazioni.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene nel datasheet vengano referenziati grafici specifici, le loro implicazioni sono critiche per la progettazione.

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

La caratteristica I-V è non lineare, tipica di un diodo. La tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo, il che significa che V_Fdiminuisce leggermente all'aumentare della temperatura di giunzione. Questo deve essere considerato nei progetti di pilotaggio a corrente costante.

4.2 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta

L'intensità luminosa è approssimativamente proporzionale alla corrente diretta nell'intervallo di funzionamento raccomandato. Tuttavia, l'efficienza (lumen per watt) può diminuire a correnti molto elevate a causa dell'aumento del calore.

4.3 Distribuzione Spettrale

Le curve di distribuzione spettrale referenziate mostrerebbero i picchi di emissione stretti caratteristici della tecnologia AlInGaP, centrati attorno alle lunghezze d'onda di picco indicate, confermando la purezza del colore.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package e Assegnazione dei Pin

Il LED utilizza un'impronta 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 ±0.2 mm. L'assegnazione dei pin è chiaramente definita: i pin 1 e 2 sono per il chip LED verde, e i pin 3 e 4 sono per il chip LED arancione. Questa configurazione a doppio chip e 4 pin consente il controllo indipendente dei due colori.

5.2 Piazzola di Montaggio PCB Raccomandata

Viene fornito un diagramma del land pattern per garantire una corretta formazione del giunto di saldatura e la stabilità meccanica. Rispettare questa raccomandazione è cruciale per ottenere connessioni saldate affidabili durante la rifusione e prevenire l'effetto "tombstone" o il disallineamento.

6. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione IR

Viene fornito un profilo di rifusione suggerito conforme a J-STD-020B per processi senza piombo. I parametri chiave includono una zona di preriscaldamento (150-200°C per un massimo di 120 sec), una temperatura massima del corpo del package non superiore a 260°C e un tempo sopra il liquidus (TAL) limitato per garantire una corretta formazione del giunto di saldatura senza danni termici al package del LED o alla lente epossidica.

6.2 Precauzioni per lo Stoccaggio e la Manipolazione

• Stoccaggio (Busta Sigillata):≤30°C e ≤70% UR. Utilizzare entro un anno.
• Stoccaggio (Dopo l'Apertura):≤30°C e ≤60% UR. Completare la rifusione IR entro 168 ore (1 settimana).
• Stoccaggio Prolungato (Aperto):Conservare in un contenitore sigillato con essiccante o in atmosfera di azoto.
• Essiccazione (Baking):Se esposti per >168 ore, essiccare a 60°C per almeno 48 ore prima della saldatura per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire l'effetto "popcorn" durante la rifusione.

6.3 Pulizia

Dovrebbero essere utilizzati solo agenti di pulizia specificati. Si raccomanda alcol isopropilico o alcol etilico. L'immersione dovrebbe avvenire a temperatura normale e per meno di un minuto per prevenire danni ai materiali del package.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I componenti sono forniti su nastro portante goffrato, largo 8mm, avvolto su bobine da 7 pollici (178mm) di diametro. La quantità standard per bobina è di 2000 pezzi. È disponibile una quantità minima di imballaggio di 500 pezzi per ordini di rimanenza. L'imballaggio è conforme alle specifiche ANSI/EIA-481.

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Indicatori di Stato:Accensione/spegnimento, attività di rete, carica della batteria, sistema pronto.
• Retroilluminazione:Illuminazione di tastiere, icone o simboli sui pannelli frontali.
• Segnalatori Luminosi:Semplici messaggi a codice colore (es. verde per OK, arancione per avviso).

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Limitazione della Corrente:Utilizzare sempre una resistenza in serie o un driver a corrente costante per impostare la corrente diretta. Calcolare il valore della resistenza usando R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F.
• Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, assicurare un'adeguata area di rame sul PCB o via termiche se si opera ad alte temperature ambientali o alla corrente massima per mantenere la temperatura di giunzione entro i limiti.
• Protezione ESD:Durante la manipolazione e l'assemblaggio dovrebbero essere osservate le normali precauzioni ESD.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

I fattori chiave di differenziazione di questo LED sono l'uso del materiale semiconduttore AlInGaP e di una lente diffusa. La tecnologia AlInGaP offre tipicamente una maggiore efficienza luminosa e una migliore stabilità termica per i colori ambra/arancione/rosso rispetto a tecnologie più vecchie come il GaAsP. La lente diffusa fornisce un angolo di visione molto ampio (120°) e uniforme, il che è vantaggioso per applicazioni in cui il LED può essere visto da varie angolazioni, a differenza di un LED ad angolo stretto utilizzato per la luce diretta.

10. Domande Frequenti Basate sui Parametri Tecnici

10.1 Posso pilotare questo LED a 30mA in modo continuo?

Sì, 30mA è la corrente diretta continua DC massima nominale. Per una longevità ottimale e prestazioni stabili, è spesso raccomandato operare a una corrente inferiore, come 20mA (la condizione di test).

10.2 Perché esiste un intervallo per l'intensità luminosa e la tensione diretta?

Le variazioni di produzione causano una dispersione naturale di questi parametri. Il sistema di binning (Sezione 3) seleziona i LED per intensità. La tensione diretta ha una tolleranza specificata di +/- 0.1V dal valore tipico a una data corrente. I progetti di circuito devono adattarsi a questi intervalli.

10.3 Come controllo i due colori in modo indipendente?

Il LED ha due chip semiconduttori separati (uno verde, uno arancione) con connessioni anodo/catodo indipendenti (pin 1-2 per il verde, 3-4 per l'arancione). Sono necessari due circuiti di pilotaggio separati (ad esempio, due resistenze di limitazione della corrente collegate a diversi pin GPIO del microcontrollore) per controllarli individualmente.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Caso: Indicatore di Stato Doppio per un Dispositivo di Rete.Un progettista ha bisogno di un singolo componente per mostrare gli stati "Connesso" (verde) e "Trasferimento Dati" (arancione). Questo LED è ideale. Il chip verde è collegato a un pin GPIO impostato alto quando il collegamento è stabilito. Il chip arancione è collegato a un altro pin GPIO che viene pulsato (ad esempio, utilizzando la corrente di picco nominale di 80mA) in sincronia con l'attività dei dati. L'ampio angolo di visione garantisce che lo stato sia visibile da qualsiasi punto davanti al dispositivo. Il progettista seleziona un bin R2 per il verde e un bin S1 per l'arancione per garantire una luminosità sufficiente ma bilanciata, e utilizza correnti di pilotaggio di 20mA con appropriate resistenze in serie calcolate in base al tipico V_Fdi 2.1V e all'alimentazione di sistema a 3.3V.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo LED si basa sulla tecnologia dei semiconduttori in Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP). Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n, elettroni e lacune si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega AlInGaP determina l'energia del bandgap e quindi la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa - in questo caso, verde e arancione. La lente diffusa è realizzata in resina epossidica con particelle di diffusione che randomizzano la direzione della luce emessa, creando un pattern di emissione ampio e simile a Lambertiano.

13. Tendenze di Sviluppo

La tendenza generale nei LED indicatori SMD continua verso una maggiore efficienza luminosa (più luce emessa per watt elettrico), un miglioramento della coerenza del colore attraverso binning più stretti e un'affidabilità migliorata sotto processi di saldatura a temperature più elevate. C'è anche una spinta verso la miniaturizzazione mantenendo o aumentando le prestazioni ottiche. L'uso di materiali semiconduttori avanzati come l'AlInGaP per specifici intervalli di colore rappresenta uno sforzo continuo per ottimizzare l'efficienza e la purezza del colore per le applicazioni di indicazione.