Scheda Tecnica LED SMD LTST-M670KRKT - Rosso AlInGaP - Lente Trasparente - Angolo di Visione 120° - Corrente Massima 30mA - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per un LED ad alta luminosità a montaggio superficiale, progettato per applicazioni elettroniche moderne. Il dispositivo utilizza un materiale semiconduttore in Fosfuro di Alluminio, Indio e Gallio (AlInGaP) per produrre un'intensa luce rossa. Incapsulato in un involucro con lente trasparente, questo LED è progettato per la compatibilità con processi di assemblaggio automatizzati e tecniche standard di saldatura a rifusione a infrarossi, rendendolo adatto per la produzione di grandi volumi.

I vantaggi principali di questo componente includono la conformità alle normative ambientali (RoHS), prestazioni costanti su un'ampia gamma di temperature operative e un imballaggio che facilita una movimentazione e un posizionamento efficienti. I suoi principali mercati di destinazione includono l'elettronica di consumo, i pannelli di controllo industriali, l'illuminazione interna automobilistica e applicazioni generali di segnalazione dove è richiesta un'illuminazione rossa brillante e affidabile.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo è specificato per funzionare nelle seguenti condizioni massime assolute, oltre le quali potrebbero verificarsi danni permanenti. Tutti i valori sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Dissipazione di Potenza:72 mW. Questa è la quantità massima di potenza che il LED può dissipare come calore senza superare i suoi limiti termici.
• Corrente Diretta di Picco:80 mA. Questo è consentito solo in condizioni pulsate con un ciclo di lavoro di 1/10 e una larghezza di impulso di 0,1 ms. Superare questo valore in funzionamento in corrente continua danneggerà il dispositivo.
• Corrente Diretta in CC (Continua):30 mA. Questa è la corrente massima raccomandata per un funzionamento continuo e stazionario, per garantire l'affidabilità a lungo termine e mantenere le prestazioni ottiche specificate.
• Tensione Inversa:5 V. Applicare una tensione di polarizzazione inversa superiore a questo valore può causare la rottura della giunzione.
• Intervallo di Temperatura Operativa:-40°C a +85°C. Il dispositivo è garantito per funzionare entro i suoi parametri specificati in tutto questo intervallo di temperatura industriale.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-40°C a +100°C.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

La seguente tabella dettaglia i parametri di prestazione chiave in condizioni di test standard (Ta=25°C, salvo diversa indicazione). Questi sono i valori che i progettisti dovrebbero utilizzare per i calcoli del circuito e le aspettative di prestazione.

• Intensità Luminosa (I_V):Varia da un minimo di 90 mcd a un tipico 280 mcd a una corrente diretta (I_F) di 20mA. L'intensità è misurata utilizzando un sensore filtrato per corrispondere alla risposta fotopica dell'occhio umano (curva CIE).
• Angolo di Visione (2θ_1/2):120 gradi. Questo ampio angolo di visione, definito come l'angolo in cui l'intensità scende alla metà del valore sull'asse, rende il LED adatto per applicazioni che richiedono un'ampia visibilità.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):639 nm (tipico). Questa è la lunghezza d'onda alla quale l'emissione spettrale è più forte.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):631 nm (tipico). Derivata dal diagramma di cromaticità CIE, questa singola lunghezza d'onda rappresenta al meglio il colore percepito del LED dall'occhio umano.
• Larghezza a Metà Altezza della Linea Spettrale (Δλ):20 nm (tipico). Questo indica la purezza spettrale; un valore più piccolo significa una sorgente luminosa più monocromatica.
• Tensione Diretta (V_F):2,4V tipico, con un intervallo da 2,0V a 2,4V a I_F=20mA. La tolleranza su questo valore è +/- 0,1V. Questo parametro è cruciale per calcolare il valore della resistenza di limitazione della corrente in serie.
• Corrente Inversa (I_R):10 µA massimo quando viene applicata una tensione inversa (V_R) di 5V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza della luminosità tra i lotti di produzione, l'intensità luminosa di questi LED viene suddivisa in specifici "bin". Ogni bin definisce un intervallo garantito minimo e massimo di intensità quando misurato alla corrente di test standard di 20mA.

I codici bin per questo prodotto sono: Q2 (90,0-112,0 mcd), R1 (112,0-140,0 mcd), R2 (140,0-180,0 mcd), S1 (180,0-224,0 mcd) e S2 (224,0-280,0 mcd). A ogni bin di intensità viene applicata una tolleranza di +/-11%. I progettisti che specificano questo LED dovrebbero essere consapevoli di quale bin stanno utilizzando, poiché influisce direttamente sulla luminosità ottenuta nell'applicazione finale. Per applicazioni critiche che richiedono un aspetto uniforme, dovrebbero essere utilizzati LED dello stesso codice bin.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene nel documento originale siano referenziate curve grafiche specifiche, le loro implicazioni sono critiche per il progetto. Le relazioni chiave che verrebbero mostrate in tali curve includono:

• Curva I-V (Corrente-Tensione):Mostra la relazione esponenziale tra tensione diretta e corrente. La curva avrà una distinta tensione di "ginocchio" (circa 2,0-2,4V) al di sopra della quale la corrente aumenta rapidamente con piccoli aumenti di tensione. Questo evidenzia perché i LED devono essere pilotati con una sorgente di corrente o una sorgente di tensione con una resistenza in serie.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:Tipicamente mostra una relazione quasi lineare tra corrente di pilotaggio e emissione luminosa entro l'intervallo operativo raccomandato. Pilotare il LED al di sopra della sua corrente massima in CC può portare a un aumento super-lineare del calore e a un decadimento dell'efficienza.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Per i LED AlInGaP, l'emissione luminosa generalmente diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. Comprendere questa derating è essenziale per le applicazioni che operano ad alte temperature per garantire che venga mantenuta una luminosità sufficiente.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra un picco a circa 639 nm con una larghezza caratteristica (a metà altezza) di circa 20 nm.

5. Informazioni Meccaniche e sull'Involucro

5.1 Dimensioni del Dispositivo

Il LED è conforme a un profilo standard per componenti a montaggio superficiale EIA. Tutte le dimensioni critiche per il progetto dell'impronta sul PCB—inclusa lunghezza, larghezza, altezza del corpo e passo dei terminali—sono fornite nel documento originale con una tolleranza standard di ±0,2 mm. L'involucro presenta un materiale per lente trasparente.

5.2 Progetto del Pattern di Saldatura su PCB

Viene fornito un layout consigliato per le piazzole di attacco sul circuito stampato (PCB) per garantire una saldatura affidabile e un corretto allineamento meccanico. Questo pattern di saldatura è ottimizzato sia per i processi di rifusione a infrarossi che a fase di vapore. Rispettare questa impronta consigliata è cruciale per ottenere una buona formazione del giunto di saldatura, una gestione termica adeguata e prevenire l'effetto "tombstoning" durante la rifusione.

5.3 Identificazione della Polarità

Il catodo (terminale negativo) è tipicamente identificato da un marcatore visivo sull'involucro del LED, come una tacca, un punto verde o un angolo smussato sulla lente o sul corpo. L'anodo (terminale positivo) è l'altro terminale. La polarità corretta deve essere osservata durante l'assemblaggio, poiché applicare una polarizzazione inversa può danneggiare il dispositivo.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Parametri di Saldatura a Rifusione

Il componente è compatibile con processi di saldatura a rifusione a infrarossi senza piombo (Pb-free). Viene fornito un profilo suggerito, conforme allo standard JEDEC J-STD-020B. I parametri chiave includono:

• Temperatura di Pre-riscaldo:150-200°C
• Tempo di Pre-riscaldo:Massimo 120 secondi.
• Temperatura Massima del Corpo:Massimo 260°C.
• Tempo Sopra il Liquido:Si raccomanda di seguire le specifiche del produttore della pasta saldante, tipicamente 60-90 secondi.

Si sottolinea che il profilo ottimale dipende dal progetto specifico del PCB, dalla pasta saldante e dal forno utilizzato. Si raccomanda una caratterizzazione per l'applicazione specifica.

6.2 Note sulla Saldatura Manuale

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

• Temperatura del Saldatore:Massimo 300°C.
• Tempo di Saldatura per Terminale:Massimo 3 secondi.
• Numero di Volte:La saldatura dovrebbe essere tentata solo una volta per giunto per evitare stress termico sull'involucro plastico.

6.3 Condizioni di Conservazione e Movimentazione

La sensibilità all'umidità è un fattore critico per i dispositivi a montaggio superficiale. Questo LED è confezionato in una busta barriera all'umidità con essiccante.

• Conservazione in Confezione Sigillata:≤ 30°C e ≤ 70% di Umidità Relativa (UR). La durata di conservazione è di un anno dalla data di produzione.
• Dopo l'Apertura della Confezione:La "vita a banco" è di 168 ore (7 giorni) se conservati a ≤ 30°C e ≤ 60% UR. Se esposti più a lungo, i LED devono essere essiccati a circa 60°C per almeno 48 ore prima della saldatura per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire l'effetto "popcorning" durante la rifusione.
• Conservazione Aperta a Lungo Termine:Dovrebbe avvenire in un contenitore sigillato con essiccante o in un essiccatore purgato con azoto.

6.4 Pulizia

Se è necessaria una pulizia post-saldatura, dovrebbero essere utilizzati solo solventi specificati. Immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente per meno di un minuto è accettabile. Detergenti chimici non specificati potrebbero danneggiare l'involucro plastico o la lente.

7. Informazioni su Confezionamento e Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I LED sono forniti su nastro portacomponenti goffrato per macchine pick-and-place automatizzate.

• Larghezza del Nastro:8 mm.
• Diametro della Bobina:7 pollici (178 mm).
• Quantità per Bobina:2000 pezzi.
• Quantità Minima d'Ordine (MOQ):500 pezzi per quantità residue.
• Standard di Confezionamento:Conforme alle specifiche EIA-481-1-B. Il nastro ha una copertura sigillante ed è consentito un massimo di due tasche per componenti vuote consecutive.

8. Raccomandazioni per il Progetto dell'Applicazione

8.1 Circuiti di Applicazione Tipici

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Il metodo di pilotaggio più affidabile e raccomandato è utilizzare una resistenza di limitazione della corrente in serie per ogni LED, anche quando più LED sono collegati in parallelo a una sorgente di tensione (Modello di Circuito A). Questo compensa la variazione naturale della tensione diretta (V_F) da un LED all'altro, garantendo una corrente uniforme e quindi una luminosità uniforme su tutti i dispositivi. Sconsigliato pilotare più LED in parallelo senza resistenze individuali (Modello di Circuito B), poiché il LED con la V_Fpiù bassa assorbirà una quantità sproporzionata di corrente, portando a luminosità non uniforme e potenziale sovraccarico.

Il valore della resistenza in serie (R_s) si calcola usando la Legge di Ohm: R_s= (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Utilizzare la V_Fmassima dal datasheet per un progetto conservativo che garantisca che la corrente non superi la I_F.

desiderata.

• 8.2 Considerazioni di ProgettoGestione Termica:
• Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, mantenere la temperatura di giunzione entro i limiti è fondamentale per una lunga vita. Assicurare un'adeguata area di rame sulle piazzole del PCB per fungere da dissipatore di calore, specialmente quando si opera ad alte temperature ambiente o vicino alla corrente massima.Protezione ESD:
• Sebbene non dichiarato esplicitamente come altamente sensibile, durante l'assemblaggio dovrebbero essere osservate le precauzioni standard di manipolazione ESD.Ambito di Applicazione:

Questo componente è destinato a equipaggiamenti elettronici standard. Per applicazioni che richiedono un'affidabilità eccezionale o dove un guasto potrebbe compromettere la sicurezza (es. aviazione, supporto vitale medico), sono necessarie ulteriori qualifiche e consultazioni con il produttore.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Rispetto a tecnologie più vecchie come i LED rossi GaAsP (Fosfuro di Gallio e Arseniuro), questo dispositivo basato su AlInGaP offre un'efficienza luminosa significativamente più alta, risultando in una maggiore luminosità a parità di corrente di pilotaggio. La lente trasparente, a differenza di una lente diffusa o colorata, fornisce la massima estrazione di luce possibile e un pattern di fascio più focalizzato e intenso, adatto per applicazioni che richiedono un punto di luce nitido e brillante. L'angolo di visione di 120 gradi offre un buon equilibrio tra intensità sull'asse e visibilità fuori asse. La sua compatibilità con i processi standard di rifusione a IR la differenzia dai LED che potrebbero richiedere saldatura manuale o a onda.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D: Posso pilotare questo LED a 30mA in modo continuo?

R: Sì, 30mA è la corrente diretta massima raccomandata in CC. Per una longevità ottimale e per tenere conto degli effetti della temperatura, è spesso consigliabile progettare per una corrente inferiore (es. 20mA).

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

R: La Lunghezza d'Onda di Picco (639 nm) è il picco fisico dello spettro di luce emesso. La Lunghezza d'Onda Dominante (631 nm) è un valore calcolato che rappresenta la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica pura che apparirebbe dello stesso colore all'occhio umano. La lunghezza d'onda dominante è più rilevante per la specifica del colore.

D: Perché è necessaria una resistenza in serie anche con un'alimentazione a tensione costante?_FR: La tensione diretta di un LED ha una tolleranza e diminuisce con l'aumentare della temperatura. Una resistenza in serie fornisce una retroazione negativa: se la corrente cerca di aumentare (es. a causa di un componente con V

bassa o di un aumento di temperatura), la caduta di tensione ai capi della resistenza aumenta, limitando l'aumento di corrente e stabilizzando il funzionamento del LED.

D: Come interpreto il codice bin sul mio ordine?

R: Il codice bin (es. S1) specifica l'intervallo garantito di intensità luminosa per quel lotto di LED. Controllare sempre il codice bin rispetto alla tabella nella sezione 3 per comprendere la luminosità minima che ci si può aspettare nel proprio progetto.

11. Esempi Pratici di ApplicazioneEsempio 1: Pannello Indicatori di Stato:

Un'unità di controllo industriale utilizza una serie di questi LED come indicatori di guasto e stato su un pannello frontale. L'ampio angolo di visione di 120° garantisce che gli indicatori siano visibili agli operatori da varie posizioni. Il progettista utilizza il bin S2 per l'alta luminosità e calcola una resistenza in serie per una corrente di pilotaggio di 20mA da un'alimentazione a 5V: R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130 Ohm (viene selezionata una resistenza standard da 130 o 150 Ohm). Il layout del PCB segue il pattern di piazzole consigliato per garantire il posizionamento automatico e buoni giunti di saldatura.Esempio 2: Retroilluminazione per Pulsanti a Membrana:

Il LED è posizionato dietro una grafica traslucida su una tastiera a membrana. La lente trasparente e l'alta intensità forniscono un simbolo nitido e uniformemente illuminato. In questo caso, il LED potrebbe essere pilotato a una corrente inferiore (es. 10mA) per ottenere il livello di retroilluminazione desiderato minimizzando il consumo energetico e il calore all'interno dell'assieme del pulsante sigillato.

12. Introduzione al Principio Tecnologico

Questo LED si basa sulla tecnologia dei semiconduttori in Fosfuro di Alluminio, Indio e Gallio (AlInGaP). Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva dove si ricombinano. L'energia rilasciata durante questa ricombinazione viene emessa come fotoni (luce). La composizione specifica della lega AlInGaP determina l'energia della banda proibita del semiconduttore, che determina direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa—in questo caso, rossa. La lente epossidica trasparente serve a proteggere il chip semiconduttore, modellare il fascio di luce in uscita e migliorare l'estrazione della luce dal chip.

13. Tendenze e Sviluppi del Settore