Scheda Tecnica LED SMD LTST-C190KSKT - Altezza 0,80mm - Tensione Diretta 1,8-2,4V - Intensità Luminosa 45-180mcd - Colore Giallo - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di una lampada LED miniaturizzata a montaggio superficiale, progettata per l'assemblaggio automatizzato su circuito stampato e per applicazioni con vincoli di spazio. Il dispositivo utilizza un chip semiconduttore AlInGaP ultra-luminoso per produrre luce gialla, incapsulato in un package con lente trasparente. I suoi obiettivi di progettazione principali sono l'elevata efficienza luminosa, la compatibilità con i processi produttivi moderni e l'affidabilità in un'ampia gamma di ambienti operativi.

1.1 Caratteristiche

• Conforme alle direttive ambientali RoHS.
• Profilo estremamente basso con un'altezza di soli 0,80 millimetri.
• Elevata luminosità abilitata dalla tecnologia a chip AlInGaP.
• Confezionato su nastro da 8mm avvolto su bobine da 7 pollici di diametro per il prelievo e posizionamento automatizzato.
• Contorno del package standardizzato EIA per compatibilità di progettazione.
• Requisiti di pilotaggio compatibili con livelli logici.
• Progettato per la compatibilità con apparecchiature di posizionamento automatizzate.
• Adatto per processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR).

1.2 Applicazioni Target

Questo LED è adatto per un ampio spettro di apparecchiature elettroniche dove sono richieste dimensioni compatte, alta luminosità e prestazioni affidabili. Le principali aree di applicazione includono:

• Dispositivi di telecomunicazione (es. telefoni cellulari, cordless).
• Apparecchiature per l'automazione d'ufficio (es. computer portatili, sistemi di rete).
• Elettrodomestici ed elettronica di consumo.
• Pannelli di controllo e strumentazione industriale.
• Retroilluminazione per tastiere, keypad e pulsanti.
• Indicatori di stato e di alimentazione.
• Micro-display e illuminazione di icone.
• Apparecchi di segnalazione e simbolici.

2. Parametri Tecnici: Analisi Approfondita

La seguente sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e oggettiva delle principali caratteristiche elettriche, ottiche e termiche del dispositivo. Tutti i dati sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C salvo diversa indicazione.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento a questi limiti non è garantito e dovrebbe essere evitato per prestazioni affidabili a lungo termine.

• Dissipazione di Potenza (Pd):75 mW. Questa è la massima quantità di potenza che il package può dissipare sotto forma di calore.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):80 mA. Questo è consentito solo in condizioni impulsive (ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0,1ms) per prevenire il surriscaldamento.
• Corrente Diretta Continua (I_F):30 mA DC. Questa è la corrente massima consigliata per il funzionamento continuo.
• Tensione Inversa (V_R):5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Intervallo di Temperatura Operativa:-30°C a +85°C. Il dispositivo è garantito per funzionare entro questo intervallo di temperatura ambiente.
• Intervallo di Temperatura di Stoccaggio:-40°C a +85°C.
• Condizione di Saldatura IR:Resiste a una temperatura di picco di 260°C per 10 secondi, che è lo standard per i processi di rifusione senza piombo (Pb-free).

2.2 Caratteristiche Elettriche & Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici in condizioni di test standard.

• Intensità Luminosa (I_V):Da 45,0 a 180,0 millicandele (mcd) a I_F= 20mA. Misurata utilizzando un sensore filtrato per corrispondere alla curva di risposta fotopica standard CIE. L'ampio intervallo è gestito attraverso un sistema di binning.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):130 gradi. Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore sull'asse (0°), indicando un pattern di emissione molto ampio adatto per l'illuminazione d'area.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):588,0 nm (nominale). Questa è la lunghezza d'onda alla quale la potenza spettrale in uscita è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):Da 584,5 a 597,0 nm a I_F= 20mA. Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano per definire il colore (giallo). È derivata dalle coordinate di cromaticità CIE.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):Circa 15 nm. Questo indica la purezza spettrale; una larghezza più stretta significa un colore più saturo e puro.
• Tensione Diretta (V_F):Da 1,8 a 2,4 Volt a I_F= 20mA. La caduta di tensione ai capi del LED quando conduce corrente.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 10 μA a V_R= 5V. Una piccola corrente di dispersione quando il dispositivo è polarizzato inversamente.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire prestazioni consistenti nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri chiave. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano requisiti specifici per luminosità, colore e tensione.

3.1 Binning della Tensione Diretta (V_F)

Per il colore Giallo, testato a 20mA.

• Bin F2: V_F= da 1,80V a 2,10V.
• Bin F3: V_F= da 2,10V a 2,40V.
• Tolleranza per bin: ±0,1 Volt.

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa (I_V)

Per il colore Giallo, testato a 20mA.

• Bin P:Da 45,0 a 71,0 mcd.
• Bin Q:Da 71,0 a 112,0 mcd.
• Bin R:Da 112,0 a 180,0 mcd.
• Tolleranza per bin: ±15%.

3.3 Binning della Tonalità (Lunghezza d'Onda Dominante)

Per il colore Giallo, testato a 20mA.

• Bin H: λ_d= da 584,5 a 587,0 nm.
• Bin J: λ_d= da 587,0 a 589,5 nm.
• Bin K: λ_d= da 589,5 a 592,0 nm.
• Bin L: λ_d= da 592,0 a 594,5 nm.
• Bin M: λ_d= da 594,5 a 597,0 nm.
• Tolleranza per bin: ±1 nm.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene nel datasheet siano referenziate curve grafiche specifiche, le loro implicazioni sono critiche per la progettazione.

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

La caratteristica I-V è esponenziale. Il tipico intervallo V_Fdi 1,8-2,4V a 20mA deve essere considerato quando si progetta il circuito di limitazione della corrente. È altamente consigliata una sorgente di corrente costante rispetto a una semplice resistenza in serie per un'uscita luminosa stabile, specialmente con variazioni di temperatura.

4.2 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta

L'uscita luminosa è generalmente proporzionale alla corrente diretta entro i limiti nominali. Tuttavia, l'efficienza può diminuire a correnti molto elevate a causa dell'aumento del calore. Si consiglia di operare alla o al di sotto della tipica condizione di test di 20mA per un'efficienza e una longevità ottimali.

4.3 Distribuzione Spettrale

La curva di emissione spettrale è centrata attorno a 588 nm (giallo) con una tipica larghezza a mezza altezza di 15 nm. Questa banda relativamente stretta garantisce una buona saturazione del colore. La lunghezza d'onda dominante (λ_d) è il parametro utilizzato per il binning del colore, poiché si correla direttamente con la percezione del colore umana.

4.4 Dipendenza dalla Temperatura

Le prestazioni del LED sono sensibili alla temperatura. Tipicamente, la tensione diretta (V_F) ha un coefficiente di temperatura negativo (diminuisce con l'aumento della temperatura), mentre l'intensità luminosa diminuisce con l'aumento della temperatura di giunzione. Una corretta gestione termica sul PCB è essenziale per mantenere luminosità e colore consistenti durante la vita operativa.

5. Informazioni Meccaniche & sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il dispositivo presenta un footprint standard del settore per LED chip. Le dimensioni chiave includono un'altezza del corpo di 0,80 mm (max), rendendolo adatto per applicazioni ultra-sottili. Tutte le tolleranze dimensionali sono ±0,1 mm salvo diversa specificazione. Il materiale del package è progettato per resistere allo stress termico della saldatura a rifusione IR.

5.2 Pattern di Piazzola PCB Raccomandato

Viene fornito un layout consigliato per le piazzole di saldatura per garantire una saldatura affidabile e un corretto allineamento. Il progetto consente la formazione di un buon filetto di saldatura prevenendo ponticelli tra i terminali anodo e catodo. Rispettare questa raccomandazione è cruciale per ottenere un'alta resa nell'assemblaggio automatizzato.

5.3 Identificazione della Polarità

Il terminale catodo è tipicamente contrassegnato, spesso da una tacca, una marcatura verde o una dimensione/forma diversa della piazzola sulla confezione a nastro e bobina. L'orientamento corretto della polarità durante il posizionamento è obbligatorio per il funzionamento del dispositivo.

6. Linee Guida per Saldatura & Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione IR (Senza Piombo)

Il dispositivo è qualificato per processi di saldatura senza piombo. Viene fornito un profilo di rifusione raccomandato, conforme agli standard JEDEC.

• Pre-riscaldo:Da 150°C a 200°C.
• Tempo di Pre-riscaldo:Massimo 120 secondi.
• Temperatura di Picco:Massimo 260°C.
• Tempo Sopra il Liquido (al picco):Massimo 10 secondi. Il dispositivo può resistere a un massimo di due cicli di rifusione in queste condizioni.

Nota:Il profilo ottimale dipende dal design specifico del PCB, dalla pasta saldante e dal forno. Il profilo fornito serve come target generico e si raccomanda una caratterizzazione del processo.

6.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, è necessario prestare estrema attenzione.

• Temperatura del Saldatore:Massimo 300°C.
• Tempo di Saldatura:Massimo 3 secondi per piedino.
• La saldatura manuale dovrebbe essere limitata alla sola riparazione occasionale, non per la produzione di massa.

6.3 Stoccaggio & Manipolazione

• Precauzioni ESD:I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche (ESD). Utilizzare braccialetti, postazioni di lavoro messe a terra e imballaggi anti-statici.
• Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL):Il dispositivo è classificato MSL 3. Una volta aperta la busta originale a tenuta d'umidità, i componenti devono essere sottoposti a rifusione IR entro una settimana (168 ore) in condizioni di stabilimento (≤ 30°C/60% UR).
• Stoccaggio Prolungato (Busta Aperta):Per uno stoccaggio superiore a una settimana, i componenti devono essere conservati in un contenitore sigillato con essiccante o in ambiente di azoto. Se stoccati oltre il tempo di vita a pavimento, è richiesta una cottura a 60°C per almeno 20 ore prima della saldatura.

6.4 Pulizia

Se è richiesta una pulizia post-saldatura, utilizzare solo solventi approvati. Agenti raccomandati includono alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente. Il tempo di immersione dovrebbe essere inferiore a un minuto. Evitare detergenti chimici non specificati che potrebbero danneggiare la lente epossidica o il package.

7. Confezionamento & Informazioni d'Ordine

7.1 Specifiche Nastro e Bobina

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

• Larghezza del Nastro:8 mm.
• Diametro della Bobina:7 pollici (178 mm).
• Quantità per Bobina:4000 pezzi (bobina piena standard).
• Quantità Minima di Confezionamento:500 pezzi per bobine residue.
• Nastro di Copertura:Le tasche vuote sono sigillate con nastro di copertura superiore.
• Componenti Mancanti:È consentito un massimo di due lampade mancanti consecutive per specifica.
• Standard:Il confezionamento è conforme alle specifiche ANSI/EIA-481.

8. Considerazioni di Progettazione per l'Applicazione

8.1 Limitazione della Corrente

Utilizzare sempre una resistenza di limitazione della corrente o, preferibilmente, un driver a corrente costante in serie con il LED. Il valore della resistenza può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Utilizzare il V_Fmassimo dal datasheet (2,4V) per garantire che la corrente non superi il livello desiderato anche con un V_F part.

basso.

8.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (75 mW max), il calore può comunque influenzare prestazioni e durata. Assicurarsi che il PCB abbia un'adeguata area di rame collegata alle piazzole termiche del LED (se presenti) o a un piano di massa vicino per fungere da dissipatore. Evitare di posizionare il LED vicino ad altri componenti che generano calore.

8.3 Progettazione Ottica

L'angolo di visione di 130 gradi fornisce un'illuminazione molto ampia e diffusa. Per applicazioni che richiedono un fascio più focalizzato, saranno necessarie ottiche secondarie (es. lenti, light pipe). La lente trasparente è ottimale per mantenere la purezza del colore e la massima emissione luminosa.

9. Confronto Tecnico & Differenziazione

• Questo dispositivo offre diversi vantaggi chiave nella sua categoria:Profilo:
• Con un'altezza di 0,80mm, è tra i LED chip più sottili, consentendo il design in dispositivi moderni e slanciati.Luminosità:
• L'uso della tecnologia AlInGaP fornisce un'efficienza luminosa superiore rispetto ai tradizionali LED GaAsP o GaP, risultando in un'uscita mcd più elevata a parità di corrente.Colore:
• L'AlInGaP produce un colore giallo più saturo e stabile con prestazioni migliori in funzione della temperatura rispetto alle tecnologie più vecchie.Compatibilità di Processo:

La piena compatibilità con l'assemblaggio SMT automatizzato ad alto volume e la saldatura a rifusione IR senza piombo riduce la complessità e il costo di produzione.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco e Lunghezza d'Onda Dominante?_PLa Lunghezza d'Onda di Picco (λ_d) è la lunghezza d'onda fisica alla quale il LED emette la massima potenza ottica. La Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d) è un valore calcolato basato sul diagramma cromatico CIE che rappresenta la singola lunghezza d'onda che l'occhio umano percepisce come colore. Per la progettazione, λ

è più rilevante per l'abbinamento dei colori.

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

Sì, 30mA è la massima corrente diretta continua DC nominale. Tuttavia, per una longevità ottimale e per tenere conto di un potenziale aumento termico nell'applicazione, pilotarlo alla o al di sotto della condizione di test di 20mA è una pratica comune e conservativa.

10.3 Perché il binning è importante?_FIl binning garantisce la coerenza del colore e della luminosità all'interno di un lotto di produzione e tra più lotti. Per applicazioni in cui l'aspetto uniforme è critico (es. retroilluminazione di un array di LED), specificare bin stretti per V_V, I_de λ

è essenziale.

10.4 Come interpreto la classificazione MSL 3?

MSL 3 significa che il package può assorbire dall'aria ambiente una quantità dannosa di umidità. Una volta aperta la busta sigillata, si hanno 168 ore (1 settimana) in condizioni ≤ 30°C/60% UR per completare il processo di saldatura a rifusione. Se questo tempo viene superato, i componenti devono essere cotti per rimuovere l'umidità prima della saldatura per prevenire il \"popcorning\" o la rottura del package durante la rifusione.

11. Esempio di Caso d'Uso in Progettazione

Scenario: Indicatore di Stato su Dispositivo Medico Portatile

• Un progettista necessita di un LED di stato giallo a basso consumo e altamente affidabile per un monitor palmare alimentato a batteria. Lo spazio è estremamente limitato e il dispositivo deve superare gli standard di affidabilità medica.Selezione del Componente:
• Il LTST-C190KSKT è scelto per la sua altezza di 0,80mm, la conformità RoHS e l'affidabilità collaudata.Progettazione del Circuito:_{Il LED è pilotato da un pin GPIO di un microcontrollore attraverso una resistenza in serie da 100Ω (assumendo un'alimentazione di 3,3V: (3,3V - 2,1V}tip
• ) / 0,020A ≈ 60Ω, usando 100Ω per margine). La corrente è limitata a ~12-15mA, ben al di sotto del massimo di 30mA, per conservare la durata della batteria e garantire una durata ultra-lunga.Layout PCB:
• Viene utilizzato il pattern di piazzola raccomandato. Viene aggiunto un piccolo collegamento di sgravio termico a un piano di massa per favorire la dissipazione del calore senza rendere difficile la saldatura.Approvvigionamento:
• Il progettista specifica i bin Q o R per l'intensità luminosa per garantire che l'indicatore sia chiaramente visibile, e i bin J o K per la lunghezza d'onda dominante per ottenere una tonalità gialla standard e consistente su tutte le unità prodotte.Assemblaggio:

I LED vengono mantenuti nella loro busta sigillata fino a quando la linea di produzione è pronta. L'assemblaggio del PCB utilizza un profilo di rifusione controllato e conforme JEDEC per garantire l'affidabilità del giunto saldato senza danneggiare il LED.

12. Introduzione al Principio Tecnologico

Questo LED si basa sulla tecnologia semiconduttrice di Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP). Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica composizione della lega AlInGaP determina l'energia del bandgap, che corrisponde direttamente alla lunghezza d'onda (colore) della luce emessa – in questo caso, giallo (~588 nm). L'AlInGaP è noto per la sua alta efficienza quantica interna, che porta a una luminosità e stabilità del colore superiori rispetto a sistemi di materiali più vecchi come il Fosfuro di Arseniuro di Gallio (GaAsP). Il chip viene quindi incapsulato in un package di resina epossidica che modella l'emissione luminosa e fornisce protezione meccanica e ambientale.

13. Tendenze del Settore

• Il mercato dei LED a montaggio superficiale continua ad evolversi con diverse tendenze chiare:Miniaturizzazione:
• La richiesta di package più sottili e piccoli (come questo chip da 0,80mm di altezza) è guidata dall'elettronica di consumo che mira a design più eleganti.Aumento dell'Efficienza:
• I continui miglioramenti nella scienza dei materiali mirano a estrarre più lumen per watt (efficacia), riducendo il consumo energetico a parità di emissione luminosa.Maggiore Affidabilità & Stabilità:
• I progressi nei materiali di incapsulamento e nel design del chip si concentrano sul mantenimento del punto di colore e del flusso luminoso per tutta la vita estesa e in condizioni ambientali severe.Gamut di Colori Ampliato:
• Sebbene questo componente sia monocromatico giallo, il settore sta anche progredendo con soluzioni a conversione di fosfori e multi-chip per ottenere punti bianchi precisi e colori saturi per la retroilluminazione dei display e l'illuminazione generale.Integrazione: