Scheda Tecnica LED SMD LTST-N682TWQEET - Dimensioni del Package - Bianco/Rosso - 30mA - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche per un Diodo Emettitore di Luce (LED) a montaggio superficiale (SMD). Il componente è progettato per processi di assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB), rendendolo adatto alla produzione di grandi volumi. Le sue dimensioni ridotte lo rendono ideale per applicazioni con vincoli di spazio, tipiche dei moderni dispositivi elettronici portatili e compatti.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I principali vantaggi di questo LED includono la conformità alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose), la compatibilità con i processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR) e il confezionamento su nastro standard da 8 mm e bobine da 7 pollici per apparecchiature automatiche pick-and-place. È progettato per essere compatibile con i circuiti integrati (IC). Le applicazioni target spaziano in un'ampia gamma di elettronica di consumo e industriale, inclusi ma non limitati a apparecchiature di telecomunicazione (es. telefoni cordless e cellulari), dispositivi per l'automazione d'ufficio (es. computer portatili), sistemi di rete, elettrodomestici e segnaletica interna. Le sue funzioni principali sono l'indicazione di stato, l'illuminazione di segnali e simboli e la retroilluminazione dei pannelli frontali.

2. Dimensioni del Package e Assegnazione dei Pin

Il LED presenta un package SMD specifico. Il colore della lente è giallo. Il dispositivo contiene due distinti chip LED all'interno dello stesso package: uno emette luce bianca e l'altro luce rossa. L'assegnazione dei pin è la seguente: i pin 1 e 2 sono assegnati al LED rosso, mentre i pin 3 e 4 sono assegnati al LED bianco. Tutte le tolleranze dimensionali sono tipicamente ±0,2 mm, salvo diversa specifica nei disegni meccanici dettagliati.

3. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

3.1 Valori Massimi Assoluti

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

• Dissipazione di Potenza:102 mW per il LED bianco; 78 mW per il LED rosso. Questa è la potenza massima che il dispositivo può dissipare.
• Corrente Diretta di Picco:100 mA per il bianco, 80 mA per il rosso. Questa è la massima corrente impulsiva ammissibile (ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0,1 ms).
• Corrente Diretta Continua (DC):30 mA per entrambi i colori. Questa è la massima corrente diretta continua.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento:-40°C a +85°C.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-40°C a +100°C.

3.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

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

• Intensità Luminosa (Iv):Bianco: 1500-3000 mcd (min-max). Rosso: 650-1300 mcd (min-max). Misurata con un filtro che approssima la risposta fotopica dell'occhio CIE.
• Angolo di Visione (2θ½):Tipicamente 120 gradi. Questo è l'angolo totale in cui l'intensità luminosa scende alla metà del valore assiale.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):Per il LED rosso: 617-626 nm (min-max). Questo parametro definisce il colore percepito.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λP):Per il LED rosso: tipicamente 624 nm.
• Larghezza a Mezza Altezza dello Spettro (Δλ):Tipicamente 30 nm per il bianco, 20 nm per il rosso. Questo indica la purezza spettrale.
• Tensione Diretta (VF):Bianco: 2,6-3,4 V. Rosso: 1,7-2,6 V. La tolleranza è ±0,1V.
• Corrente Inversa (IR):Massimo 10 µA a una tensione inversa (VR) di 5V. Il dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa.

4. Spiegazione del Sistema di Binning

I LED vengono suddivisi in bin in base a parametri di prestazione chiave per garantire la coerenza nelle produzioni in serie.

4.1 Rango di Intensità Luminosa (Iv)

Per il LED bianco, i bin sono definiti come W1 (1500-2120 mcd) e W2 (2120-3000 mcd). Per il LED rosso, i bin sono R1 (650-920 mcd) e R2 (920-1300 mcd). La tolleranza all'interno di ciascun bin di intensità è ±11%.

4.2 Rango di Cromaticità CIE

Le coordinate cromatiche del LED bianco (x, y sul diagramma di cromaticità CIE 1931) sono suddivise in diverse categorie (es. A1, A2, A3, B1, B2, B3), ciascuna definita da un'area quadrilatera sul diagramma. La tolleranza per le coordinate cromatiche all'interno di ciascun bin è ±0,01. Ciò garantisce la coerenza del colore per applicazioni in cui la corrispondenza precisa del punto di bianco è critica.

5. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include curve caratteristiche tipiche essenziali per la progettazione del circuito. Queste curve rappresentano graficamente la relazione tra vari parametri, fornendo informazioni oltre i valori tipici tabulati. I progettisti dovrebbero consultare queste curve per comprendere il comportamento in condizioni non standard (es. diverse correnti dirette o temperature ambientali). Le curve chiave includono tipicamente la relazione tra corrente diretta e intensità luminosa, corrente diretta e tensione diretta, e l'effetto della temperatura ambiente sull'intensità luminosa. L'analisi di queste curve aiuta nella selezione di resistori di limitazione della corrente appropriati e nella previsione delle prestazioni nell'ambiente operativo target.

6. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

6.1 Pad di Attacco PCB Raccomandato

Viene fornito un disegno del land pattern per garantire una corretta saldatura e stabilità meccanica. Rispettare questa impronta raccomandata è cruciale per ottenere giunzioni saldate affidabili e gestire la dissipazione del calore durante il processo di rifusione.

6.2 Dimensioni del Confezionamento a Nastro e Bobina

I componenti sono forniti su nastro portante goffrato da 8 mm di larghezza avvolto su bobine da 7 pollici (178 mm) di diametro. Sono specificate le dimensioni dettagliate per la tasca del nastro, il mozzo della bobina e la bobina complessiva. Le quantità standard per bobina sono di 2000 pezzi, con una quantità minima di imballaggio per i residui di 500 pezzi. Il confezionamento è conforme alle specifiche EIA-481-1-B.

7. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

7.1 Profilo di Saldatura a Rifusione IR

Viene fornito un profilo di rifusione a infrarossi (IR) suggerito per processi di saldatura senza piombo, allineato allo standard J-STD-020B. I parametri chiave includono una temperatura di pre-riscaldamento di 150-200°C, una temperatura di picco massima di 260°C e un tempo sopra il liquidus che non supera i limiti specificati. È fondamentale notare che il profilo ottimale dipende dal design specifico del PCB, dalla pasta saldante e dalle caratteristiche del forno; pertanto, si raccomanda una caratterizzazione a livello di scheda.

7.2 Condizioni di Conservazione

Per le buste sigillate e impermeabili all'umidità contenenti essiccante, i LED devono essere conservati a ≤ 30°C e ≤ 70% di Umidità Relativa (UR) e utilizzati entro un anno. Una volta aperta la confezione originale, l'ambiente di conservazione non deve superare i 30°C e il 60% di UR. I componenti esposti oltre 168 ore devono essere sottoposti a baking a circa 60°C per almeno 48 ore prima della saldatura per prevenire il fenomeno del \"popcorning\" o la delaminazione durante la rifusione.

7.3 Pulizia

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, devono essere utilizzati solo solventi a base alcolica specificati come alcol etilico o alcol isopropilico a temperatura normale per meno di un minuto. Prodotti chimici non specificati potrebbero danneggiare il package del LED.

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED bicolore è ideale per applicazioni che richiedono l'indicazione di più stati da un'unica impronta di componente. Esempi includono lo stato di alimentazione/carica (rosso per la carica, bianco per la carica completa), indicatori di attività di rete o feedback di selezione della modalità nell'elettronica di consumo e nei pannelli di controllo industriali.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Limitazione della Corrente:Utilizzare sempre una resistenza in serie per limitare la corrente diretta al valore DC raccomandato (30 mA max) o inferiore per garantire la longevità e controllare la luminosità.
• Gestione Termica:Assicurarsi che il layout del PCB fornisca un adeguato rilievo termico, specialmente se si opera vicino ai valori massimi assoluti, per prevenire il surriscaldamento e un'accelerata della diminuzione del flusso luminoso.
• Protezione ESD:Sebbene non esplicitamente dichiarato, la manipolazione dei LED SMD con appropriate precauzioni ESD è una pratica standard del settore.
• Progettazione Ottica:Considerare l'angolo di visione di 120 gradi quando si progettano guide della luce, lenti o diffusori per ottenere il pattern di illuminazione desiderato.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto ai LED SMD monocromatici, questo dispositivo a doppio chip offre un risparmio di spazio sul PCB combinando due funzioni di indicazione in un unico package. I chip bianco e rosso separati consentono un controllo indipendente. I bin specificati per l'intensità luminosa e i bin di colore CIE forniscono un livello di coerenza delle prestazioni importante per le applicazioni che richiedono un aspetto uniforme tra più unità. La compatibilità con i processi standard di rifusione IR lo differenzia dai LED che potrebbero richiedere saldatura manuale o a onda.

10. Domande Frequenti Basate sui Parametri Tecnici

D: Posso pilotare i LED bianco e rosso simultaneamente alla loro corrente continua massima?

R: No. I Valori Massimi Assoluti per la dissipazione di potenza (102mW bianco, 78mW rosso) e le considerazioni termiche devono essere rispettati. Il funzionamento simultaneo a 30mA ciascuno probabilmente supererebbe la capacità termica del package, a meno che non venga fornito uno smaltimento del calore eccezionale. Si consiglia il derating.

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

R: La Lunghezza d'Onda di Picco (λP) è la lunghezza d'onda nel punto più alto dello spettro di emissione del LED. La Lunghezza d'Onda Dominante (λd) è derivata dalle coordinate cromatiche e rappresenta la singola lunghezza d'onda di una luce monocromatica che corrisponderebbe al colore percepito del LED. λd è più rilevante per la specifica del colore.

D: Perché le condizioni di conservazione dopo l'apertura della busta sono così rigide (168 ore)?

R: I package SMD possono assorbire umidità dall'atmosfera. Durante il processo di saldatura a rifusione ad alta temperatura, questa umidità intrappolata può vaporizzarsi rapidamente, creando una pressione interna che può crepare il package o delaminare i legami interni (\"popcorning\"). La shelf life di 168 ore e la procedura di baking mitigano questo rischio.

11. Caso d'Uso Pratico

Scenario: Progettazione di un Indicatore di Stato per un Dispositivo Portatile

Un progettista sta creando un altoparlante Bluetooth compatto. Un singolo LED LTST-N682TWQEET è posizionato sul pannello frontale. Il microcontrollore pilota il LED rosso (pin 1-2) per indicare \"alimentazione accesa/in carica\" e il LED bianco (pin 3-4) per indicare \"modalità di abbinamento Bluetooth/carica completa\". Utilizzando un valore comune di resistenza di limitazione della corrente calcolato per ~20mA (es. basato su VF=3,0V per il bianco e un'alimentazione di 5V), entrambi i LED raggiungono una buona luminosità. L'angolo di visione di 120 gradi garantisce che lo stato sia visibile da un'ampia gamma. Il componente è posizionato utilizzando l'assemblaggio automatizzato dal nastro e bobina.

12. Introduzione al Principio

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a semiconduttore che emettono luce quando una corrente elettrica li attraversa. Questo fenomeno, chiamato elettroluminescenza, si verifica quando gli elettroni si ricombinano con le lacune elettroniche all'interno del dispositivo, rilasciando energia sotto forma di fotoni. Il colore della luce emessa è determinato dalla banda proibita del materiale semiconduttore. Il LED bianco in questo package probabilmente utilizza un chip LED blu o ultravioletto rivestito con un materiale fosforo che converte parte della luce emessa in lunghezze d'onda più lunghe, risultando in uno spettro ampio percepito come bianco. Il LED rosso utilizza un materiale semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio), efficiente per produrre luce rossa, arancione e gialla.

13. Tendenze di Sviluppo

La tendenza generale nei LED SMD per applicazioni di indicazione continua verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), consentendo la stessa luminosità a correnti più basse, il che riduce il consumo energetico e il carico termico. Anche le dimensioni dei package si stanno ulteriormente miniaturizzando. C'è una crescente enfasi su binning più stretto di colore e intensità per soddisfare le esigenze di applicazioni che richiedono un'elevata coerenza visiva, come le video wall e gli interni automobilistici. Inoltre, l'integrazione dell'elettronica di controllo (es. driver a corrente costante) all'interno del package LED sta diventando più comune per una progettazione semplificata e una migliore stabilità delle prestazioni.