Scheda Tecnica LED SMD LTST-C171TBKT - Dimensione 1.6x0.8x0.6mm - Tensione 2.8-3.8V - Colore Blu - Potenza 76mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTST-C171TBKT è un LED chip a montaggio superficiale (SMD) progettato per l'assemblaggio elettronico moderno. Appartiene a una famiglia di componenti ultrasottili, caratterizzata da un fattore di forma compatto con un'altezza di soli 0,80 mm. Ciò lo rende adatto per applicazioni in cui i vincoli di spazio e il profilo ridotto sono fattori di progettazione critici. Il dispositivo utilizza un materiale semiconduttore InGaN (Nitruro di Indio e Gallio) per produrre luce blu, incapsulato in un package con lente trasparente. È progettato per la compatibilità con apparecchiature automatiche pick-and-place e processi standard di saldatura a rifusione, inclusi i metodi a infrarossi (IR) e a fase di vapore, facilitando la produzione di grandi volumi.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

I limiti operativi del dispositivo sono definiti a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. La massima corrente diretta continua in DC è nominalmente di 20 mA. Per il funzionamento in impulso, è ammessa una corrente diretta di picco di 100 mA con un ciclo di lavoro di 1/10 e una larghezza di impulso di 0,1 ms. La massima dissipazione di potenza è di 76 mW. La capacità di sopportazione della tensione inversa è di 5 V, ma è vietato il funzionamento continuo in polarizzazione inversa. L'intervallo di temperatura operativa va da -20°C a +80°C, mentre l'intervallo di stoccaggio è più ampio, da -30°C a +100°C. Il dispositivo è valutato per la saldatura a 260°C per 5 secondi nei processi IR/onda e a 215°C per 3 minuti in fase di vapore.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

I parametri di prestazione chiave sono misurati a Ta=25°C e una corrente diretta (IF) di 20 mA. L'intensità luminosa (IV) ha un intervallo tipico da un minimo di 28,0 mcd a un massimo di 180,0 mcd. La tensione diretta (VF) varia da 2,80 V a 3,80 V. Il dispositivo emette luce blu con una lunghezza d'onda di picco di emissione tipica (λP) di 468 nm e un intervallo di lunghezza d'onda dominante (λd) da 465,0 nm a 475,0 nm. La semilarghezza della linea spettrale (Δλ) è tipicamente di 25 nm, indicando la purezza spettrale. L'angolo di visione (2θ1/2) è di 130 gradi, fornendo un ampio campo di illuminazione. La corrente inversa (IR) è al massimo di 10 μA a una tensione inversa (VR) di 5V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto è classificato in bin in base a tre parametri chiave per garantire coerenza nella progettazione applicativa.

3.1 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è suddivisa in bin con passi di 0,2V da 2,80V a 3,80V. I codici bin sono D7 (2,80-3,00V), D8 (3,00-3,20V), D9 (3,20-3,40V), D10 (3,40-3,60V) e D11 (3,60-3,80V). Si applica una tolleranza di ±0,1V all'interno di ciascun bin.

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa è categorizzata in quattro bin: N (28,0-45,0 mcd), P (45,0-71,0 mcd), Q (71,0-112,0 mcd) e R (112,0-180,0 mcd). A ciascun bin di intensità si applica una tolleranza di ±15%.

3.3 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Il colore blu è definito da due bin di lunghezza d'onda dominante: AC (465,0-470,0 nm) e AD (470,0-475,0 nm). La tolleranza per ciascun bin è di ±1 nm.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento a curve di prestazione tipiche essenziali per i progettisti. Queste curve rappresentano graficamente la relazione tra corrente diretta e intensità luminosa, l'effetto della temperatura ambiente sull'intensità luminosa e la distribuzione di potenza spettrale della luce blu emessa. L'analisi della curva IV aiuta nella selezione dell'appropriata resistenza limitatrice di corrente per ottenere la luminosità desiderata mantenendo l'efficienza. La curva di derating termico mostra come l'output luminoso diminuisca all'aumentare della temperatura ambiente sopra i 30°C, a un tasso definito dal fattore di derating. La curva di distribuzione spettrale conferma le lunghezze d'onda di picco e dominante, assicurando che il colore emesso soddisfi i requisiti applicativi.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

5.1 Dimensioni del Package

Il LED chip segue le dimensioni standard del package EIA. Tutte le dimensioni critiche sono fornite in millimetri, con una tolleranza generale di ±0,10 mm salvo diversa specifica. Il profilo ultrasottile di 0,80 mm è una caratteristica meccanica chiave.

5.2 Identificazione della Polarità e Progetto dei Pad

Il componente ha terminali anodo e catodo. La scheda tecnica include un layout suggerito per i pad di saldatura (land pattern) per garantire la formazione affidabile del giunto saldato e il corretto allineamento durante la rifusione. Rispettare questa impronta è cruciale per la stabilità meccanica e la gestione termica.

5.3 Specifiche del Nastro e della Bobina

Il dispositivo è fornito su nastro da 8 mm su bobine da 7 pollici di diametro, compatibile con apparecchiature di assemblaggio automatico. La quantità standard per bobina è di 3000 pezzi. L'imballaggio segue le specifiche ANSI/EIA 481-1-A-1994, con le tasche vuote dei componenti sigillate da un nastro coprente superiore.

6. Guida alla Saldatura e al Montaggio

6.1 Profili di Saldatura a Rifusione

Vengono forniti profili di rifusione suggeriti dettagliati sia per processi di saldatura normali (stagno-piombo) che senza piombo. Il profilo senza piombo è specificamente calibrato per pasta saldante SnAgCu. I parametri chiave includono temperatura e tempo di pre-riscaldamento, tempo sopra il liquidus, temperatura di picco (max 260°C) e tempo alla temperatura di picco (max 5 secondi).

6.2 Precauzioni per lo Stoccaggio e la Manipolazione

I LED dovrebbero essere stoccati in un ambiente non superiore a 30°C e al 70% di umidità relativa. I componenti rimossi dalla loro busta barriera all'umidità originale dovrebbero essere saldati a rifusione entro 672 ore (28 giorni). Per stoccaggi oltre questo periodo, si raccomanda una essiccazione a circa 60°C per almeno 24 ore prima dell'assemblaggio per prevenire danni da umidità (effetto popcorn) durante la rifusione.

6.3 Istruzioni per la Pulizia

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, dovrebbero essere utilizzati solo solventi specificati. È accettabile immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura normale per meno di un minuto. L'uso di prodotti chimici non specificati può danneggiare il materiale del package.

7. Suggerimenti Applicativi

7.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED SMD blu è adatto per l'illuminazione di fondo nell'elettronica di consumo (es. tastiere, spie luminose), indicatori di stato nelle apparecchiature di comunicazione e per ufficio, e applicazioni di illuminazione decorativa. Il suo profilo sottile lo rende ideale per dispositivi slim come smartphone, tablet e display ultrasottili.

7.2 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando più LED sono utilizzati in parallelo, si raccomanda vivamente di utilizzare una resistenza limitatrice di corrente dedicata in serie con ciascun LED. Pilotare più LED in parallelo direttamente da una singola sorgente di corrente (Modello di Circuito B) è sconsigliato, poiché lievi variazioni nella caratteristica di tensione diretta (Vf) dei singoli LED possono portare a differenze significative nella ripartizione della corrente e, di conseguenza, a una luminosità non uniforme.

7.3 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Il LED è sensibile alle scariche elettrostatiche. Devono essere implementate adeguate misure di controllo ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio. Queste includono l'uso di braccialetti o guanti antistatici collegati a terra, assicurarsi che tutte le postazioni di lavoro e le attrezzature siano correttamente messe a terra e mantenere un ambiente a umidità controllata nell'area di assemblaggio.

8. Confronto e Differenziazione Tecnica

La caratteristica differenziante primaria di questo componente è la sua altezza ultra-bassa di 0,80 mm, che è vantaggiosa rispetto ai package LED standard. La combinazione di un ampio angolo di visione di 130 gradi e una struttura di binning ben definita per intensità, tensione e lunghezza d'onda fornisce ai progettisti prestazioni prevedibili. La sua compatibilità con i processi standard di saldatura IR, a fase di vapore e a onda offre flessibilità nella produzione senza richiedere attrezzature specializzate.

9. Domande Frequenti (FAQ)

D: Qual è la differenza tra lunghezza d'onda di picco e lunghezza d'onda dominante?

R: La lunghezza d'onda di picco (λP) è la lunghezza d'onda alla quale lo spettro di emissione ha la massima intensità. La lunghezza d'onda dominante (λd) è derivata dal diagramma di cromaticità CIE e rappresenta la singola lunghezza d'onda che meglio corrisponde al colore percepito della luce. Per la progettazione, la lunghezza d'onda dominante è più rilevante per la specifica del colore.

D: Posso pilotare questo LED senza una resistenza in serie?

R: Non è raccomandato. La tensione diretta ha un intervallo (2,8-3,8V). Collegarlo direttamente a una sorgente di tensione vicina a questo intervallo può causare una corrente eccessiva se la Vf del LED è al limite inferiore, potenzialmente danneggiandolo. Una resistenza in serie è necessaria per impostare e limitare in modo affidabile la corrente operativa.

D: In che modo la temperatura influisce sulle prestazioni?

R: All'aumentare della temperatura ambiente, l'intensità luminosa tipicamente diminuisce. La scheda tecnica specifica un fattore di derating per la corrente diretta sopra i 30°C. Inoltre, la tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo, il che significa che diminuisce leggermente all'aumentare della temperatura.

10. Caso di Studio di Progettazione

Si consideri una progettazione per un dispositivo portatile che richiede più indicatori di stato blu. Il progettista seleziona il LTST-C171TBKT per il suo profilo basso. Per garantire una luminosità uniforme su tutti e 5 gli indicatori, specifica LED dello stesso bin di intensità luminosa (es. Bin Q) e dello stesso bin di tensione diretta (es. Bin D9). È disponibile una sorgente di tensione costante di 5V. Utilizzando la Vf tipica di 3,3V (punto medio di D9) e una corrente target di 20 mA, il valore della resistenza in serie è calcolato come R = (5V - 3,3V) / 0,020A = 85 Ohm. Sarebbe scelta una resistenza standard da 82 Ohm o 91 Ohm, verificandone la potenza nominale. Il layout del PCB utilizza le dimensioni dei pad consigliate e include zone di protezione ESD appropriate nell'area di assemblaggio.

11. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo è un diodo a emissione di luce semiconduttore. Quando una tensione diretta è applicata tra anodo e catodo, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva del materiale semiconduttore InGaN. Questi portatori di carica si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). Il particolare bandgap energetico del materiale InGaN determina la lunghezza d'onda dei fotoni emessi, che in questo caso è nella regione blu dello spettro visibile. La lente epossidica trasparente modella l'output luminoso e fornisce protezione ambientale.

12. Tendenze Tecnologiche

La tendenza nei LED SMD continua verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), dimensioni del package più piccole e una migliore gestione termica per consentire correnti di pilotaggio più elevate. C'è anche un focus su tolleranze di binning più strette per fornire colore e luminosità più consistenti per applicazioni impegnative come l'illuminazione di fondo dei display. La spinta alla miniaturizzazione nell'elettronica di consumo spinge verso package ancora più sottili dei 0,80 mm presentati qui.