Scheda Tecnica LED SMD LTST-E142KRKFKT - Doppio Colore Rosso/Arancione - 30mA - 75mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED (Diodo Emettitore di Luce) a doppio colore e montaggio superficiale, progettato per l'assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB). Il dispositivo è concepito per applicazioni con vincoli di spazio e offre l'emissione combinata di luce rossa e arancione da un unico package. Le sue dimensioni ridotte e la compatibilità con i processi di assemblaggio standard lo rendono adatto all'integrazione in una vasta gamma di apparecchiature elettroniche moderne.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I vantaggi principali di questo componente includono la conformità alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose), l'imballaggio in nastro standard da 8 mm su bobine da 7 pollici per macchine pick-and-place automatizzate e la piena compatibilità con i processi di rifusione a infrarossi (IR). È precondizionato secondo gli standard di sensibilità all'umidità JEDEC Livello 3, garantendo affidabilità durante l'assemblaggio.

Le applicazioni target spaziano diversi settori, incluse telecomunicazioni (es. indicatori di stato in router, modem), automazione d'ufficio (es. retroilluminazione per pannelli di controllo su stampanti, scanner), elettrodomestici e varie apparecchiature industriali. È comunemente utilizzato per indicazione di stato, illuminazione simbolica e retroilluminazione di pannelli frontali dove è richiesto un feedback visivo chiaro e affidabile.

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

Questa sezione fornisce un'analisi dettagliata e oggettiva delle principali caratteristiche prestazionali del dispositivo, come definite dai suoi valori massimi assoluti e dai parametri operativi tipici.

2.1 Valori Massimi Assoluti e Caratteristiche Termiche

Il dispositivo è classificato per una corrente diretta continua (DC) massima di 30mA per entrambi i chip, rosso e arancione. In condizioni impulsive (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms), può gestire una corrente diretta di picco di 80mA. La dissipazione di potenza massima è di 75mW. L'intervallo di temperatura operativa e di conservazione è specificato da -40°C a +100°C, indicando idoneità per ambienti severi.

La gestione termica è fondamentale per la longevità del LED. La tipica resistenza termica dalla giunzione all'ambiente (Rθja) è di 155°C/W per entrambi i colori. Con una temperatura massima di giunzione (Tj) di 115°C, questo valore di resistenza termica determina la massima dissipazione di potenza consentita in determinate condizioni ambientali, per prevenire surriscaldamento e guasti prematuri.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Le prestazioni elettriche e ottiche sono misurate in condizioni di test standard di 20mA di corrente diretta e 25°C di temperatura ambiente.

• Intensità Luminosa (Iv):Per il LED rosso, l'intensità luminosa varia da un minimo di 90 mcd a un massimo di 280 mcd. Il LED arancione offre un'uscita più alta, che va da 140 mcd a 450 mcd. L'angolo di visione tipico (2θ1/2), dove l'intensità è metà del valore assiale, è di 120 gradi per entrambi, fornendo un pattern di fascio ampio.
• Caratteristiche Spettrali:Il LED rosso ha una tipica lunghezza d'onda di picco di emissione (λp) di 639 nm e un intervallo di lunghezza d'onda dominante (λd) di 623-638 nm. Il LED arancione ha una λp di 609 nm e un intervallo λd di 598-610 nm. La semilarghezza della linea spettrale (Δλ) è tipicamente di 15 nm per entrambi, definendo la purezza del colore.
• Parametri Elettrici:La tensione diretta (Vf) per entrambi i colori varia da 1.7V (min) a 2.5V (max) a 20mA. La corrente inversa massima (Ir) è di 10 μA a una tensione inversa (Vr) di 5V. È fondamentale notare che il dispositivo non è progettato per funzionamento in polarizzazione inversa; questo parametro è solo per riferimento nei test a infrarossi.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri chiave.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa (Iv)

L'output luminoso è categorizzato in bin specifici con valori minimi e massimi definiti. Ogni bin ha una tolleranza di ±11%.

• Bin LED Rosso:I codici includono 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).
• Bin LED Arancione:I codici includono T2 (140-180 mcd), U1 (180-224 mcd), U2 (224-280 mcd), V1 (280-355 mcd) e V2 (355-450 mcd).

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante (Wd)

Specificamente per il LED arancione, i bin della lunghezza d'onda dominante garantiscono un controllo preciso del colore. I bin sono F1 (598-602 nm), F2 (602-606 nm) e F3 (606-610 nm), ciascuno con una stretta tolleranza di ±1 nm. Questo binning preciso è essenziale per applicazioni che richiedono punti colore specifici, come segnali stradali o retroilluminazione uniforme dei pannelli.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene il PDF faccia riferimento a curve di prestazione tipiche, i loro dati grafici specifici non sono forniti nel testo. Basandosi sul comportamento standard dei LED, queste curve tipicamente illustrerebbero la relazione tra corrente diretta e intensità luminosa (curva I-V), l'effetto della temperatura ambiente sull'output luminoso e la distribuzione spettrale di potenza. I progettisti utilizzano queste curve per comprendere le prestazioni in condizioni non standard (es. diverse correnti di pilotaggio o temperature) e per ottimizzare il progetto del circuito per la luminosità e l'efficienza desiderate.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package e Assegnazione dei Pin

Il dispositivo è conforme a un profilo standard del package EIA. Tutte le dimensioni sono in millimetri con una tolleranza generale di ±0.2 mm salvo indicazione contraria. Il componente presenta una lente diffondente. L'assegnazione dei pin è specifica: i pin 2 e 3 sono assegnati al chip LED rosso, mentre i pin 1 e 4 sono assegnati al chip LED arancione. L'identificazione corretta della polarità durante il layout del PCB e l'assemblaggio è fondamentale per il corretto funzionamento.

5.2 Piazzola di Montaggio PCB Raccomandata

Viene fornito un land pattern (impronta) raccomandato per il PCB per garantire una saldatura affidabile e un corretto allineamento meccanico. Rispettare questo pattern raccomandato aiuta a ottenere buoni filetti di saldatura, uno smaltimento termico adeguato e previene l'effetto "tombstone" o disallineamenti durante la rifusione.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Profilo di Rifusione a Infrarossi (IR)

Il dispositivo è compatibile con processi di saldatura senza piombo (Pb-free). Viene fatto riferimento a un profilo di rifusione IR suggerito, conforme allo standard J-STD-020B. I parametri chiave includono una temperatura di picco massima di 260°C e una fase di pre-riscaldamento fino a 200°C per un massimo di 120 secondi. Il profilo è progettato per minimizzare lo stress termico sul package del LED garantendo nel contempo un giunto di saldatura affidabile.

6.2 Conservazione e Manipolazione

Una corretta conservazione è essenziale per mantenere la saldabilità. Quando la busta anti-umidità è sigillata, i LED devono essere conservati a ≤30°C e ≤70% UR, con una durata di conservazione consigliata di un anno. Una volta aperta la busta, l'ambiente di conservazione non deve superare i 30°C e il 60% UR. I componenti esposti oltre 168 ore (Livello 3) devono essere essiccati a circa 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

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, devono essere utilizzati solo solventi specificati. Si raccomanda di immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente per meno di un minuto. Prodotti chimici non specificati potrebbero danneggiare il package o la lente del LED.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

L'imballaggio standard è nastro portacomponenti goffrato da 8 mm di larghezza avvolto su bobine da 7 pollici (178mm) di diametro. Ogni bobina contiene 4000 pezzi. Per quantità inferiori a una bobina intera, è disponibile una quantità minima di imballaggio di 500 pezzi. L'imballaggio segue le specifiche ANSI/EIA 481. Il nastro è sigillato con un nastro di copertura per proteggere i componenti e il numero massimo di componenti mancanti consecutivi ("lampade mancanti") in una bobina è due.

8. Suggerimenti Applicativi

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED a doppio colore è ideale per applicazioni che richiedono indicazione multi-stato. Ad esempio, in uno switch di rete, il LED rosso potrebbe indicare uno stato di guasto o errore, mentre il LED arancione potrebbe indicare attività o una condizione di avviso. Nell'elettronica di consumo, può essere utilizzato per la retroilluminazione a doppio colore di pulsanti o per creare simboli di stato ambra/rossi. Il suo ampio angolo di visione lo rende adatto per indicatori che devono essere visibili da varie angolazioni.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Limitazione di Corrente:Utilizzare sempre una resistenza di limitazione di corrente in serie (o un driver a corrente costante) per ogni colore del LED. Il valore della resistenza deve essere calcolato in base alla tensione di alimentazione, alla tensione diretta del LED (utilizzare Vf max per un progetto conservativo) e alla corrente operativa desiderata (≤ 30mA DC).
• Gestione Termica:Considerare la dissipazione di potenza (P = Vf * If) e la resistenza termica. In ambienti ad alta temperatura o quando pilotati ad alte correnti, assicurarsi di utilizzare un'adeguata area di rame sul PCB o altri metodi di dissipazione per mantenere la temperatura di giunzione al di sotto di 115°C.
• Protezione ESD:Sebbene non esplicitamente dichiarato, è sempre raccomandato manipolare i LED con appropriate precauzioni contro le scariche elettrostatiche (ESD) durante l'assemblaggio.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Il principale elemento di differenziazione di questo componente è la sua capacità a doppio colore in un unico package SMD compatto. Rispetto all'uso di due LED monocromatici separati, questo risparmia spazio sul PCB, riduce il numero di componenti e semplifica l'assemblaggio. L'ampio angolo di visione di 120 gradi è un altro vantaggio rispetto ai LED a fascio più stretto per l'indicazione su pannello. Il preciso binning sia per l'intensità che per la lunghezza d'onda offre ai progettisti prestazioni prevedibili e coerenza cromatica nella produzione di volume.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare i LED rosso e arancione simultaneamente a 20mA ciascuno?

R: No. La dissipazione di potenza massima assoluta è di 75mW. Se entrambi i LED sono accesi con Vf=2.5V e If=20mA, la potenza totale sarebbe di 100mW (2.5V*20mA*2), superando la classificazione. Il funzionamento simultaneo richiede una riduzione della corrente per ciascun LED o l'accensione di uno solo alla volta.

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 la potenza ottica emessa è massima. La lunghezza d'onda dominante (λd) è l'unica lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano che corrisponde al colore della luce. La λd è più rilevante per la specifica del colore nelle applicazioni visive.

D: La corrente inversa è di 10μA a 5V. Posso usare questo LED in un circuito AC?

R: No. La scheda tecnica dichiara esplicitamente che il dispositivo non è progettato per il funzionamento in inversa. Applicare una tensione inversa, specialmente in un circuito AC, può danneggiare il LED. Se utilizzato con AC, deve essere impiegata una circuiteria esterna (come un raddrizzatore) per proteggere il LED.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Caso: Indicatore a Doppio Stato per un Alimentatore

Un progettista sta creando un PCB per un alimentatore da banco. Ha bisogno di un indicatore per mostrare quando è presente la tensione AC (standby) e un altro per mostrare quando l'uscita DC è attiva. L'uso di questo LED a doppio colore semplifica il progetto: il LED arancione (pin 1 & 4) è collegato alla linea di tensione di standby tramite una resistenza limitatrice di corrente. Il LED rosso (pin 2 & 3) è collegato alla linea principale di uscita DC tramite un'altra resistenza. L'impronta sul PCB richiede solo una posizione per il componente. L'ampio angolo di visione garantisce che lo stato sia visibile dalla parte anteriore del telaio. Il progettista seleziona i bin R2 per il rosso e U1 per l'arancione per garantire una luminosità sufficiente. Segue il profilo di rifusione raccomandato e le linee guida di conservazione durante l'assemblaggio per garantire l'affidabilità.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a semiconduttore che emettono luce quando una corrente elettrica li attraversa. Questo fenomeno è chiamato elettroluminescenza. In questo dispositivo specifico, la luce rossa è prodotta da un materiale semiconduttore di Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP), efficiente nella produzione di lunghezze d'onda rosse e arancioni. La lente diffondente sopra il chip disperde la luce, creando l'ampio angolo di visione di 120 gradi invece di un fascio stretto. La funzione a doppio colore è ottenuta alloggiando due chip semiconduttori separati (uno rosso, uno arancione) all'interno dello stesso package, con connessioni elettriche indipendenti (anodi e catodi) per ciascuno.

13. Tendenze di Sviluppo

La tendenza generale nella tecnologia dei LED SMD continua verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), consentendo un output più luminoso a correnti più basse e un consumo energetico ridotto. C'è anche una spinta verso una maggiore miniaturizzazione mantenendo o migliorando le prestazioni ottiche. La coerenza cromatica e tolleranze di binning più strette stanno diventando standard man mano che migliora l'ispezione ottica automatizzata nella produzione. Inoltre, l'integrazione dell'elettronica di controllo (come driver a corrente costante o controller PWM) direttamente nel package del LED è una tendenza emergente, che semplifica la progettazione del circuito per l'utente finale. I principi di conformità RoHS e compatibilità con processi di rifusione senza piombo e ad alta temperatura sono ora requisiti fondamentali nel settore.