Scheda Tecnica LED SMD LTST-T680VEWT - Rosso AlInGaP - Angolo Visivo 120° - 2.1V Tipico - 50mA - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED a montaggio superficiale (SMD) progettato per l'assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB). Il componente è concepito per applicazioni con vincoli di spazio in un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche. Il suo fattore di forma miniaturizzato e la compatibilità con i processi di assemblaggio standard lo rendono adatto all'integrazione nell'elettronica di consumo e industriale moderna, dove è richiesta un'indicazione di stato affidabile o una retroilluminazione.

1.1 Caratteristiche

• Conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).
• Confezionato su nastro da 8mm su bobine da 7 pollici di diametro per macchinari automatici pick-and-place.
• Contenitore standard conforme allo standard EIA (Electronic Industries Alliance).
• Ingresso/uscita compatibile con i livelli logici dei circuiti integrati (IC).
• Progettato per la compatibilità con apparecchiature di posizionamento automatico.
• Adatto per 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

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

2. Contenitore e Dimensioni

Il LED utilizza un materiale per lente diffusa con un materiale semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) come sorgente luminosa, producendo un colore rosso. Le dimensioni del contenitore sono fornite in disegni meccanici dettagliati (fare riferimento alle figure nella scheda tecnica originale). Tutte le dimensioni principali sono specificate in millimetri (mm) con una tolleranza standard di ±0,2 mm salvo diversa indicazione. Il componente è sensibile alla polarità e un orientamento corretto durante il posizionamento è cruciale per il corretto funzionamento.

3. Valori Nominali e Caratteristiche

3.1 Valori Massimi Assoluti

Sollecitazioni oltre questi limiti possono causare danni permanenti al dispositivo. Tutti i valori nominali sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Dissipazione di Potenza (Pd):130 mW
• Corrente Diretta di Picco (IFP):100 mA (con ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0,1ms)
• Corrente Diretta Continua (IF):50 mA
• Tensione Inversa (VR):5 V
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento (Topr):-40°C a +85°C
• Intervallo di Temperatura di Conservazione (Tstg):-40°C a +100°C

3.2 Profilo di Rifusione IR Consigliato

Per processi di saldatura senza piombo (Pb-free), si raccomanda un profilo di rifusione conforme a J-STD-020B. Il profilo include tipicamente una fase di preriscaldamento, una stabilizzazione termica, una zona di rifusione con una temperatura di picco e una fase di raffreddamento. Il rispetto dei limiti di tempo e temperatura specificati, in particolare la temperatura di picco massima di 260°C, è essenziale per prevenire danni termici al contenitore del LED e garantire giunzioni saldate affidabili.

3.3 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

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

• Intensità Luminosa (Iv):710,0 - 1400,0 mcd (millicandela). Misurata con un filtro che approssima la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE.
• Angolo Visivo (2θ1/2):120 gradi (tipico). Definita come l'angolo totale a cui l'intensità luminosa è la metà dell'intensità assiale (sull'asse).
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λP):633 nm (nanometri, tipico). La lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):624 nm (tipico). La singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano, derivata dal diagramma di cromaticità CIE. Tolleranza ±1 nm.
• Larghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ):15 nm (tipico). La larghezza spettrale a metà dell'intensità massima.
• Tensione Diretta (VF):2,1 V (tipico), 2,6 V (massimo). Tolleranza ±0,1 V a IF=20mA.
• Corrente Inversa (IR):10 μA (microampere, massimo) a VR=5V.

4. Sistema di Classificazione in Bin

Per garantire la coerenza della luminosità nelle applicazioni di produzione, i LED sono suddivisi in bin in base all'intensità luminosa misurata a 20mA.

• Codice Bin V1:710,0 mcd (Min) a 900,0 mcd (Max)
• Codice Bin V2:900,0 mcd (Min) a 1120,0 mcd (Max)
• Codice Bin W1:1120,0 mcd (Min) a 1400,0 mcd (Max)

La tolleranza all'interno di ciascun bin di intensità è di circa ±11%. I progettisti devono tenere conto di questa variazione quando si utilizzano più LED in un array per ottenere un aspetto uniforme.

5. Curve di Prestazione Tipiche

La scheda tecnica include rappresentazioni grafiche delle relazioni chiave (fare riferimento alle figure originali). Queste illustrano tipicamente:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:Mostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, solitamente in modo non lineare, evidenziando l'importanza della regolazione della corrente.
• 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.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:Rappresenta la curva caratteristica I-V del diodo.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra la stretta banda di emissione caratteristica dei LED AlInGaP centrata attorno a 633 nm.

6. Guida all'Uso e Manipolazione

6.1 Pulizia

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura o a causa di contaminazione, utilizzare solo solventi specificati. Immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente per meno di un minuto. Non utilizzare pulizia a ultrasuoni o liquidi chimici non specificati, poiché potrebbero danneggiare la lente epossidica o il contenitore.

6.2 Layout Consigliato per le Piazzole PCB

Viene fornito un modello di piazzola (footprint) consigliato per il PCB per garantire la corretta formazione del filetto di saldatura e la stabilità meccanica durante la saldatura a rifusione a infrarossi o a fase di vapore. Seguire questa raccomandazione aiuta a prevenire l'effetto "tombstone" (componente che si solleva su un'estremità) e garantisce una connessione elettrica affidabile.

6.3 Confezionamento: Nastro e Bobina

I LED sono forniti su nastro portacomponenti goffrato con nastro protettivo di copertura, avvolti su bobine da 7 pollici (178 mm) di diametro. Le specifiche chiave includono:

• Passo delle Tasche:8 mm.
• Quantità per Bobina:2000 pezzi.
• Massimo Numero di Componenti Mancanti Consecutivi:Due tasche.
• Il confezionamento è conforme alle specifiche ANSI/EIA-481.

Questo formato di confezionamento è standard per le linee di assemblaggio automatico ad alta velocità.

7. Avvertenze Importanti e Note Applicative

7.1 Applicazione Prevista

Questo LED è progettato per l'uso in apparecchiature elettroniche commerciali e industriali standard. Non è destinato ad applicazioni critiche per la sicurezza in cui un guasto potrebbe mettere direttamente in pericolo la vita o la salute (es. aviazione, supporto vitale medico, controllo dei trasporti). Per tali applicazioni, è obbligatorio consultare il produttore per componenti con qualifiche di affidabilità eccezionali.

7.2 Condizioni di Conservazione

Una corretta conservazione è vitale per prevenire l'assorbimento di umidità, che può causare l'effetto "popcorn" (crepatura del contenitore) durante la saldatura a rifusione.

• Confezione Sigillata:Conservare a ≤30°C e ≤70% di Umidità Relativa (UR). Utilizzare entro un anno.
• Confezione Aperta:Se la busta barriera all'umidità viene aperta, i componenti devono essere conservati a ≤30°C e ≤60% UR. Si raccomanda vivamente di completare il processo di rifusione IR entro 168 ore (7 giorni) dall'esposizione.
• Conservazione Prolungata (Aperta):Per conservazioni oltre le 168 ore, posizionare i componenti in un contenitore sigillato con essiccante o in un essiccatore a azoto. I componenti conservati fuori dalla busta per più di 168 ore richiedono un precondizionamento di baking di almeno 48 ore a circa 60°C prima della saldatura per eliminare l'umidità assorbita.

7.3 Raccomandazioni per la Saldatura

Rispettare le seguenti condizioni di saldatura per prevenire danni termici:

• Saldatura a Rifusione:
  • Preriscaldamento: 150–200°C
  • Tempo di Preriscaldamento: 120 secondi massimo
  • Temperatura di Picco: 260°C massimo
  • Tempo sopra il Liquido: 10 secondi massimo (sono consentiti massimo due cicli di rifusione)
• Saldatura Manuale (Saldatore):
  • Temperatura della Puntina: 300°C massimo
  • Tempo di Contatto: 3 secondi massimo (una sola volta per terminale)

Si noti che il profilo di rifusione ottimale dipende dal design specifico del PCB, dalla pasta saldante e dal forno. Il profilo fornito, basato sugli standard JEDEC, serve come obiettivo generico.

7.4 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. La loro tensione diretta (VF) ha una tolleranza e un coefficiente di temperatura negativo. Per garantire una luminosità uniforme quando si pilotano più LED, specialmente in parallelo, è necessario utilizzare una resistenza limitatrice di corrente in serie conciascunLED. Non è raccomandato pilotare LED in parallelo senza resistenze individuali (come nel Modello di Circuito B), poiché piccole variazioni nella VF causeranno differenze significative nella ripartizione della corrente e, di conseguenza, nell'intensità luminosa.

7.5 Sensibilità alle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Come la maggior parte dei dispositivi a semiconduttore, i LED sono suscettibili ai danni da scariche elettrostatiche. Durante l'assemblaggio e la manipolazione devono essere osservate le precauzioni standard per la gestione dell'ESD. Ciò include l'uso di postazioni di lavoro messe a terra, braccialetti e contenitori conduttivi.

8. Approfondimento Tecnico e Considerazioni di Progettazione

8.1 Tecnologia dei Materiali: AlInGaP

L'uso del Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP) come materiale semiconduttore attivo è fondamentale per le prestazioni di questo LED. La tecnologia AlInGaP consente un'emissione ad alta efficienza nella regione del rosso-ambra-arancio dello spettro visibile. Rispetto a tecnologie più datate come il GaAsP, i LED AlInGaP offrono un'efficienza luminosa superiore, una migliore stabilità termica e una durata operativa più lunga. La lente diffusa amplia ulteriormente l'angolo visivo a 120 gradi, rendendolo ideale per applicazioni che richiedono visibilità ad ampio angolo.

8.2 Gestione Termica

La dissipazione di potenza massima è di 130 mW. Sebbene questo valore possa sembrare basso, un efficace smaltimento del calore attraverso il PCB rimane importante. L'intensità luminosa del LED diminuisce all'aumentare della sua temperatura di giunzione, come mostrato nelle curve di prestazione. Per progetti che operano ad alte temperature ambiente o vicino alla corrente diretta massima, garantire un adeguato rilievo termico nel design della piazzola PCB (es. via termiche verso piani di massa interni) può aiutare a mantenere una luminosità costante e una lunga durata.

8.3 Integrazione del Design Ottico

L'angolo visivo di 120 gradi con lente diffusa fornisce un fascio morbido e ampio, adatto per applicazioni di indicatori in cui il LED può essere visto da varie angolazioni. I progettisti dovrebbero considerare questo modello di fascio quando progettano guide della luce, lenti o cornici per evitare di creare punti caldi o ombre indesiderati. La lunghezza d'onda dominante di 624 nm rientra nella regione rosso-arancio, altamente visibile all'occhio umano ed è un colore standard per gli indicatori di stato "accensione" o "attivo".

8.4 Affidabilità e Durata

L'intervallo di temperatura di funzionamento specificato da -40°C a +85°C e l'intervallo di conservazione fino a 100°C indicano una costruzione robusta. Il precondizionamento al Livello JEDEC 3 suggerisce che il contenitore può resistere alle tipiche condizioni del pavimento di fabbrica per un tempo limitato. L'affidabilità a lungo termine è influenzata dalla corrente operativa e dalla temperatura di giunzione; ridurre la corrente operativa rispetto al massimo assoluto di 50mA prolungherà significativamente la vita operativa del dispositivo.

9. Confronto e Guida alla Selezione

Quando si seleziona un LED SMD per un'applicazione di indicatore rosso, i fattori chiave di differenziazione includono:

• Angolo Visivo:L'angolo di 120° di questo componente è più ampio di molti LED standard (spesso 60-90°), offrendo una migliore visibilità fuori asse.
• Classificazione in Bin di Intensità:La disponibilità di più bin di intensità (V1, V2, W1) consente ai progettisti di selezionare il livello di luminosità appropriato per la loro applicazione, potenzialmente ottimizzando i costi.
• Tensione Diretta:Una VF tipica di 2,1V è relativamente bassa, riducendo il consumo energetico e facilitando la progettazione per sistemi a bassa tensione rispetto ad alcune altre tecnologie LED.
• Compatibilità del Contenitore:Il contenitore standard EIA garantisce la compatibilità con una vasta libreria di footprint PCB esistenti e librerie di ugelli pick-and-place.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D: Posso pilotare questo LED direttamente da un'uscita logica a 3,3V o 5V?

R: No. È necessario utilizzare una resistenza limitatrice di corrente in serie. Ad esempio, con un'alimentazione di 5V e una corrente target di 20mA, utilizzando la VF tipica di 2,1V, il valore della resistenza sarebbe R = (5V - 2,1V) / 0,02A = 145 Ohm. Una resistenza standard da 150 Ohm sarebbe adatta.

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 fisica alla quale il LED emette la massima potenza ottica. La Lunghezza d'Onda Dominante (λd) è la singola lunghezza d'onda percettiva che corrisponde al colore visto dall'occhio umano, calcolata dalle coordinate colore CIE. La λd è spesso più rilevante per la specifica del colore.

D: Perché l'umidità di conservazione è così critica?

R: Il contenitore in plastica del LED può assorbire umidità. Durante il processo di saldatura a rifusione ad alta temperatura, questa umidità intrappolata può vaporizzarsi rapidamente, creando una pressione interna che può delaminare il contenitore o crepare la lente epossidica, portando a guasti immediati o latenti.

D: Come interpreto il valore di intensità luminosa (es. 900 mcd)?

R: L'intensità luminosa misura la luminosità percepita di una sorgente luminosa puntiforme in una direzione specifica (candele). 900 mcd (0,9 cd) è piuttosto luminoso per un LED indicatore standard. Il valore è misurato sull'asse. A causa dell'angolo visivo di 120°, l'intensità diminuisce significativamente ad angoli più ampi.