Scheda Tecnica LED SMD LTST-T680UBWT - Blu Diffuso - Angolo di Visione 120° - 2.6-3.4V - 30mA - Documentazione Tecnica in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per un LED a montaggio superficiale (SMD). Questo componente è progettato per l'assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB), caratterizzato da un fattore di forma miniaturizzato ideale per applicazioni con spazio limitato. Il LED utilizza un materiale semiconduttore InGaN (Indio Gallio Nitruro) per produrre un'emissione di luce blu diffusa. La sua funzione principale è quella di indicatore di stato, segnalatore luminoso o retroilluminazione per pannelli frontali in una vasta gamma di apparecchiature elettroniche.

1.1 Caratteristiche

• Conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).
• Imballato su nastro da 8mm su bobine da 7 pollici di diametro per l'assemblaggio automatizzato pick-and-place.
• Impronta del package standard EIA (Electronic Industries Alliance).
• Livelli di pilotaggio compatibili con circuiti integrati (IC).
• Completamente compatibile con le attrezzature di posizionamento automatizzate.
• Adatto ai processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR).
• Precondizionato per accelerare al livello di sensibilità all'umidità JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) 3.

1.2 Applicazioni

Questo LED è adatto per diverse applicazioni in molteplici settori, tra cui:

• Apparecchiature di telecomunicazione (es. telefoni cordless e cellulari).
• Dispositivi per l'automazione d'ufficio (es. computer portatili, sistemi di rete).
• Elettrodomestici ed elettronica di consumo.
• Apparecchiature di controllo e monitoraggio industriale.
• Indicatori di stato e di alimentazione.
• Illuminazione per segnali e simboli.
• Retroilluminazione per pannelli frontali e display.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

I seguenti valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Tutti i valori sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Dissipazione di Potenza (Pd):102 mW. Questa è la potenza massima che il package del LED può dissipare sotto forma di calore.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):100 mA. Questa è la corrente istantanea massima consentita, tipicamente in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0.1ms).
• Corrente Diretta Continua (I_F):30 mA. Questa è la massima corrente diretta continua raccomandata per un funzionamento affidabile a lungo termine.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento:-40°C a +85°C. L'intervallo di temperatura ambiente entro il quale il LED è progettato per funzionare.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-40°C a +100°C. L'intervallo di temperatura per la conservazione in condizioni di non funzionamento.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati a Ta=25°C e una corrente diretta (I_F) di 20mA, salvo diversa indicazione.

• Intensità Luminosa (I_V):280.0 - 710.0 mcd (millicandela). La quantità di luce visibile emessa, misurata utilizzando un sensore filtrato per corrispondere alla risposta fotopica dell'occhio umano (curva CIE). L'ampio intervallo indica che il dispositivo è disponibile in diversi bin di luminosità.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):120 gradi (tipico). Questo è l'angolo totale in cui l'intensità luminosa è la metà dell'intensità misurata sull'asse (0°). Un angolo di 120° indica un pattern di luce ampio e diffuso, adatto per applicazioni di indicatori.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):468 nm (tipico). La lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica in uscita è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):465 - 475 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 a Metà Altezza della Linea Spettrale (Δλ):20 nm (tipico). La larghezza di banda spettrale misurata a metà dell'intensità massima (Full Width at Half Maximum - FWHM).
• Tensione Diretta (V_F):2.6 - 3.4 V. La caduta di tensione ai capi del LED quando è pilotato a 20mA. Questo intervallo è soggetto a binning.
• Corrente Inversa (I_R):10 μA (max) a V_R=5V. Il dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa; questo parametro è solo per scopi di test.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nelle produzioni, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri elettrici e ottici chiave. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano requisiti specifici dell'applicazione per luminosità, colore e tensione.

3.1 Classe della Tensione Diretta (V_f)

Binning effettuato a I_F= 20mA. La tolleranza su ogni bin è di ±0.1V.

• D6:2.6V (Min) - 2.8V (Max)
• D7:2.8V (Min) - 3.0V (Max)
• D8:3.0V (Min) - 3.2V (Max)
• D9:3.2V (Min) - 3.4V (Max)

3.2 Classe dell'Intensità Luminosa (I_V)

Binning effettuato a I_F= 20mA. La tolleranza su ogni bin è di ±11%.

• T1:280.0 mcd (Min) - 355.0 mcd (Max)
• T2:355.0 mcd (Min) - 450.0 mcd (Max)
• U1:450.0 mcd (Min) - 560.0 mcd (Max)
• U2:560.0 mcd (Min) - 710.0 mcd (Max)

3.3 Classe della Lunghezza d'Onda Dominante (W_d)

Binning effettuato a I_F= 20mA. La tolleranza per ogni bin è di ±1 nm.

• AC:465.0 nm (Min) - 470.0 nm (Max)
• AD:470.0 nm (Min) - 475.0 nm (Max)

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Le curve di prestazione tipiche (non mostrate nell'estratto fornito ma citate) illustrerebbero normalmente la relazione tra i parametri chiave. I progettisti dovrebbero consultare la scheda tecnica completa per questi grafici, che tipicamente includono:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta (Curva I-V):Mostra come l'emissione luminosa aumenta con la corrente di pilotaggio, fino al valore massimo nominale.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:Illustra la caratteristica V-I non lineare del diodo.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra la diminuzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione, un fattore critico per la gestione termica.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico che mostra la potenza ottica relativa attraverso le lunghezze d'onda, centrata intorno alla lunghezza d'onda di picco di ~468 nm con una FWHM tipica di 20 nm.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED è fornito in un package standard a montaggio superficiale. Tutte le dimensioni sono in millimetri (mm) con una tolleranza generale di ±0.2 mm salvo diversa specificazione. Il disegno dimensionale specifico mostrerebbe lunghezza, larghezza, altezza e spaziatura dei terminali/pad.

5.2 Identificazione della Polarità e Progetto dei Pad

Il componente ha un anodo e un catodo. La polarità è tipicamente indicata da una marcatura sul package o da un disegno asimmetrico dei pad. La scheda tecnica fornisce un pattern di piazzola PCB raccomandato (pad di attacco) sia per la saldatura a rifusione IR che a fase di vapore, per garantire una corretta formazione e allineamento del giunto saldato.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Profilo di Rifusione IR Raccomandato (Senza Piombo)

Il profilo di saldatura deve essere conforme agli standard J-STD-020B per processi senza piombo. I parametri chiave includono:

• Temperatura di Pre-riscaldo:150°C a 200°C.
• Tempo di Pre-riscaldo:Massimo 120 secondi.
• Temperatura di Picco:Massimo 260°C.
• Tempo Sopra il Liquido:Deve essere controllato secondo le specifiche della pasta saldante.
• Tempo Totale di Saldatura:Massimo 10 secondi alla temperatura di picco (sono consentiti massimo due cicli di rifusione).

Nota:Il profilo ottimale dipende dal progetto specifico del PCB, dalla pasta saldante e dal forno. Il profilo fornito è un obiettivo generico basato sugli standard JEDEC.

6.2 Saldatura Manuale (Saldatore)

• Temperatura del Saldatore:Massimo 300°C.
• Tempo di Saldatura:Massimo 3 secondi per giunto.
• Limite:Saldatura una tantum solo quando si utilizza un saldatore.

6.3 Condizioni di Conservazione

• Confezione Sigillata (con essiccante):Conservare a ≤30°C e ≤70% UR. Utilizzare entro un anno.
• Confezione Aperta:Conservare a ≤30°C e ≤60% UR. Si raccomanda di completare la rifusione IR entro 168 ore (7 giorni) dall'apertura.
• Conservazione Prolungata (fuori dalla busta):Conservare in un contenitore sigillato con essiccante o in atmosfera di azoto.
• Se esposto >168 ore:Essiccare a circa 60°C per almeno 48 ore prima della saldatura per rimuovere l'umidità e prevenire l'effetto "popcorn" durante la rifusione.

6.4 Pulizia

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, utilizzare solo solventi specificati. Immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura normale per meno di un minuto. Non utilizzare liquidi chimici non specificati.

7. Imballaggio e Manipolazione

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I LED sono forniti su nastro portante goffrato per l'assemblaggio automatizzato.

• Diametro della Bobina:7 pollici.
• Larghezza del Nastro:8 mm.
• Quantità per Bobina:2000 pezzi.
• Le tasche vuote sono sigillate con nastro di copertura.
• L'imballaggio è conforme alle specifiche ANSI/EIA-481.
• Il numero massimo di componenti mancanti consecutivi (tasche vuote) è due.

8. Note Applicative e Considerazioni di Progetto

8.1 Metodo di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati a corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando si pilotano più LED in parallelo, si raccomanda vivamente di utilizzare una resistenza limitatrice di corrente in serie per ogni LED o di pilotarli con una sorgente di corrente costante. Pilotare i LED in parallelo direttamente da una sorgente di tensione può portare a significative variazioni di luminosità a causa della naturale dispersione delle caratteristiche della tensione diretta (V_F), anche all'interno dello stesso bin.

8.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia relativamente bassa (102 mW max), un corretto progetto termico è essenziale per mantenere la durata del LED e prestazioni costanti. Assicurarsi che il progetto dei pad sul PCB fornisca un adeguato rilievo termico, specialmente quando si opera alla corrente continua massima (30mA) o vicino ad essa, o in alte temperature ambiente. Una temperatura di giunzione eccessiva ridurrà l'emissione luminosa e accelererà il degrado.

8.3 Ambito di Applicazione e Precauzioni

Questo componente è progettato per l'uso in apparecchiature elettroniche ordinarie. Per applicazioni che richiedono un'affidabilità eccezionale dove un guasto potrebbe mettere a rischio la vita o la salute (es. aviazione, medicale, sistemi di sicurezza), è richiesta una specifica consultazione tecnica prima dell'integrazione nel progetto. Il dispositivo non è progettato per funzionare con tensione inversa.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Le caratteristiche chiave che differenziano questo LED includono il suoampio angolo di visione di 120°con lente diffusa, che fornisce un'illuminazione morbida e uniforme ideale per indicatori su pannello. L'uso dellatecnologia InGaNconsente un'efficiente emissione di luce blu. La sua compatibilità con i processi standard dirifusione IRe ilprecondizionamento JEDEC Livello 3lo rendono adatto alle moderne linee di assemblaggio PCB ad alto volume. La struttura dibinning completaper tensione, intensità e lunghezza d'onda consente una selezione precisa per soddisfare i requisiti di coerenza di colore e luminosità specifici dell'applicazione.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 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 al punto più alto della curva di emissione spettrale del LED (468 nm tipico).Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):La singola lunghezza d'onda che definisce il colore percepito dall'occhio umano, calcolata dalle coordinate colore CIE (465-475 nm). Per LED monocromatici come questo blu, sono spesso vicine, ma la lunghezza d'onda dominante è più rilevante per la specifica del colore.

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

Sì, 30mA è la massimaCorrente Diretta Continuaraccomandata. Tuttavia, operare al valore massimo assoluto genererà più calore e potrebbe ridurre l'affidabilità a lungo termine. Per una durata e una stabilità ottimali, è consigliabile pilotare a una corrente inferiore, come 20mA (la condizione di test), se i requisiti di luminosità dell'applicazione lo consentono.

10.3 Perché l'intervallo di intensità luminosa è così ampio (280-710 mcd)?

Questo intervallo rappresenta la dispersione totale tra tutti i bin di luminosità disponibili (T1, T2, U1, U2). Un ordine specifico sarà per un singolo bin (es. U1: 450-560 mcd). Il sistema di binning garantisce che si ricevano LED con una luminosità coerente all'interno di un intervallo definito e più ristretto.

10.4 Come interpreto l'"angolo di visione di 120°"?

Questo è l'angolo di visionetotale(2θ_1/2). Significa l'angolo da un lato dove l'intensità scende al 50% del valore sull'asse, fino al lato opposto dove scende anch'essa al 50%. Quindi, il LED emette luce utilizzabile attraverso un cono molto ampio di 120 gradi, rendendolo visibile da molti angoli laterali.

11. Esempio di Progetto e Caso d'Uso

Scenario:Progettazione di un pannello indicatore di stato per un router di rete con più LED blu che mostrano l'attività del collegamento e l'alimentazione.

1. Selezione del Componente:Scegliere il bin di luminosità U1 (450-560 mcd) per una buona visibilità in un ambiente d'ufficio. Selezionare il bin di lunghezza d'onda AC (465-470 nm) per una tonalità di blu uniforme su tutti gli indicatori.
2. Progetto del Circuito:Utilizzare un'alimentazione a 3.3V. Assumendo una V_Ftipica dal bin D7 (2.9V) e un I_Fobiettivo di 20mA, calcolare la resistenza in serie: R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F= (3.3V - 2.9V) / 0.02A = 20 Ω. Utilizzare una resistenza da 20 Ω, 1/10W per ogni LED.
3. Layout del PCB:Implementare l'impronta dei pad saldati raccomandata dalla scheda tecnica. Assicurare un'adeguata spaziatura tra i LED affinché i pattern di luce diffusa non si sovrappongano.
4. Assemblaggio:Seguire il profilo di rifusione IR fornito. Dopo aver aperto la busta barriera all'umidità, completare l'assemblaggio della scheda entro 168 ore.
5. Risultato:Un pannello con indicatori blu luminosi e uniformi, chiaramente visibili da un'ampia angolazione, affidabile per l'intera durata del prodotto.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo LED è un dispositivo fotonico a semiconduttore. Il suo nucleo è un chip realizzato con materiali InGaN che formano una giunzione p-n. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia della giunzione (circa 2.6-3.4V), elettroni e lacune vengono iniettati attraverso la giunzione. Quando questi portatori di carica si ricombinano, rilasciano energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica energia del bandgap del semiconduttore InGaN determina la lunghezza d'onda del fotone, che in questo caso si trova nella regione blu dello spettro visibile (~468 nm). La lente diffusa integrata disperde la luce, ampliando il pattern di emissione a un angolo di visione di 120 gradi.

13. Tendenze Tecnologiche

I LED a montaggio superficiale continuano a evolversi verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), dimensioni del package più piccole e una migliore coerenza del colore. C'è una crescente enfasi su tolleranze di binning più strette sia per la cromaticità che per il flusso luminoso, per soddisfare le esigenze di applicazioni che richiedono un abbinamento cromatico preciso, come display a colori completi e illuminazione architetturale. Inoltre, i progressi nei materiali di incapsulamento stanno migliorando le prestazioni termiche, consentendo correnti di pilotaggio più elevate e una maggiore emissione luminosa da impronte miniaturizzate. La compatibilità con i processi standard di assemblaggio SMT ad alta velocità rimane un requisito fondamentale, guidando progetti robusti contro gli stress termici e meccanici della saldatura a rifusione.