Scheda Tecnica LED SMD LTST-E143EGSW - Pacchetto SMD - Rosso/Verde/Giallo - 20mA - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTST-E143EGSW è un LED a montaggio superficiale (SMD) progettato per l'assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB). Le sue dimensioni ridotte lo rendono adatto per applicazioni con vincoli di spazio in un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche.

1.1 Caratteristiche

• Conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).
• Confezionato su nastro da 8mm su bobine da 7 pollici di diametro per processi automatizzati pick-and-place.
• Impronta del pacchetto standard EIA (Electronic Industries Alliance).
• Livelli di pilotaggio compatibili con 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

Questo LED è destinato all'uso come indicatore di stato, segnalatore luminoso, illuminazione di simboli e retroilluminazione di pannelli frontali in vari settori, tra cui:

• Apparecchiature di telecomunicazione
• Dispositivi per l'automazione d'ufficio
• Elettrodomestici
• Apparecchiature industriali

2. Dimensioni e Configurazione del Pacchetto

Il dispositivo presenta un pacchetto SMD standard. Tutte le dimensioni sono fornite in millimetri, con una tolleranza generale di ±0,2 mm salvo diversa specificazione. Il LED utilizza una lente diffusa.

L'assegnazione dei pin e i corrispondenti colori della sorgente luminosa sono i seguenti:

• Rosso (AlInGaP):Pin 2 (Anodo) e 1 (Catodo)
• Verde (InGaN):Pin 2 (Anodo) e 4 (Catodo)
• Giallo (AlInGaP):Pin 2 (Anodo) e 3 (Catodo)

Il Pin 2 è l'anodo comune per tutte le varianti di colore.

3. Valori Nominali e Caratteristiche

Tutte le specifiche sono definite a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

3.1 Valori Massimi Assoluti

Sollecitazioni oltre questi limiti possono causare danni permanenti.

• Dissipazione di Potenza (Pd):Rosso: 75 mW, Verde: 76 mW, Giallo: 72 mW
• Corrente Diretta di Picco (I_F(picco)):80 mA (per tutti i colori, a ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0,1ms)
• Corrente Diretta Continua (I_F):Rosso: 30 mA, Verde: 20 mA, Giallo: 30 mA
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento:-40°C a +100°C
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-40°C a +100°C

3.2 Caratteristiche Termiche

• Temperatura Massima di Giunzione (T_j):125°C
• Resistenza Termica Tipica, Giunzione-Ambiente (R_θJA):100 °C/W (Nota: Misurata su substrato FR4, spesso 1,6mm, con piazzola di rame da 16mm²).
• Resistenza Termica Tipica, Giunzione-Piazzola di Saldatura (R_θJT):60 °C/W

3.3 Profilo di Rifusione IR Consigliato

Si raccomanda un profilo di saldatura senza piombo conforme a J-STD-020B. Il profilo include tipicamente fasi di preriscaldamento, stabilizzazione, rifusione (con temperatura di picco) e raffreddamento per garantire giunti saldati affidabili senza danneggiare il pacchetto del LED.

3.4 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Misurate a I_F= 20mA e Ta=25°C.

• Intensità Luminosa (I_v):
  • Rosso: 140-350 mcd (min-max)
  • Verde: 710-1540 mcd (min-max)
  • Giallo: 140-390 mcd (min-max)
• Angolo di Visione (2θ_1/2):120 gradi (tipico). Questo è l'angolo totale a cui l'intensità è la metà del valore sull'asse.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):
  • Rosso: 615-630 nm
  • Verde: 518-528 nm
  • Giallo: 586-596 nm
• Tensione Diretta (V_F):
  • Rosso: 1.7-2.5 V
  • Verde: 2.8-3.8 V
  • Giallo: 1.7-2.5 V
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):Rosso/Giallo: 15 nm (tip), Verde: 25 nm (tip).
• Corrente Inversa (I_R):10 μA (max) a V_R= 5V.Nota:Il dispositivo non è progettato per funzionamento in polarizzazione inversa; questo parametro è solo a scopo di test.

4. Sistema di Binning

I LED sono selezionati (binnati) in base a parametri ottici chiave per garantire coerenza all'interno di un lotto di produzione.

4.1 Binning dell'Intensità Luminosa (I_v)

L'intensità è misurata in millicandele (mcd) a 20mA. La tolleranza all'interno di ogni bin è ±11%.

• Rosso:R1 (140-190 mcd), R2 (190-260 mcd), R3 (260-350 mcd)
• Verde:G1 (710-910 mcd), G2 (910-1185 mcd), G3 (1185-1540 mcd)
• Giallo:Y1 (140-180 mcd), Y2 (180-230 mcd), Y3 (230-300 mcd), Y4 (300-390 mcd)

4.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d)

La lunghezza d'onda è misurata in nanometri (nm) a 20mA. La tolleranza all'interno di ogni bin è ±1 nm.

• Rosso:RA (615-630 nm)
• Verde:GA (518-523 nm), GB (523-528 nm)
• Giallo:YA (586-591 nm), YB (591-596 nm)

4.3 Codice Bin Combinato sull'Etichetta del Prodotto

Un singolo codice alfanumerico sull'etichetta del prodotto combina i bin di intensità e lunghezza d'onda. Ad esempio, il codice "A1" corrisponde a Rosso=R1, Verde=G1, Giallo=Y1. I codici D1-D4 rappresentano i bin di lunghezza d'onda (Wd Rank) in modo indipendente. Questo sistema consente l'identificazione precisa delle prestazioni ottiche del LED.

5. Curve di Prestazione Tipiche

La scheda tecnica include rappresentazioni grafiche delle relazioni chiave (a 25°C salvo diversa indicazione):

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:Mostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, tipicamente in modo non lineare, evidenziando l'importanza del pilotaggio a corrente costante.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:Illustra la caratteristica I-V del diodo, cruciale per progettare il circuito di limitazione della corrente.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra l'effetto di quenching termico, dove l'emissione luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Questo è critico per la gestione termica in applicazioni ad alta potenza o ad alta temperatura ambiente.
• Distribuzione Spettrale:Mostra la potenza relativa emessa alle varie lunghezze d'onda, definendo la purezza del colore e aiutando nelle applicazioni che richiedono specifiche caratteristiche spettrali.

6. Guida Utente e Informazioni di Assemblaggio

6.1 Pulizia

Se la pulizia è necessaria dopo la saldatura o durante la riparazione, immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente per meno di un minuto. Evitare l'uso di detergenti chimici non specificati poiché potrebbero danneggiare la lente epossidica o il pacchetto.

6.2 Layout Consigliato delle Piazzole PCB

Viene fornito un land pattern (impronta) consigliato per garantire una corretta saldatura, stabilità meccanica e prestazioni termiche ottimali. Rispettare questo layout aiuta a prevenire l'effetto "tombstoning" e garantisce buoni filetti di saldatura.

6.3 Confezionamento su Nastro e Bobina

I LED sono forniti su nastro portacomponenti goffrato (larghezza 8mm) avvolto su bobine da 7 pollici (178mm) di diametro. Le dimensioni delle tasche del nastro e le specifiche della bobina (diametro del mozzo, diametro della flangia, ecc.) sono dettagliate, conformi agli standard ANSI/EIA-481. Questo confezionamento è essenziale per le linee di assemblaggio automatizzate.

• La bobina standard contiene 4000 pezzi.
• La quantità minima d'ordine per i residui è di 500 pezzi.
• È consentito un massimo di due componenti mancanti consecutivi (tasche vuote) per bobina.

7. Precauzioni di Applicazione e Considerazioni di Progettazione

7.1 Uso Previsto e Affidabilità

Questi LED sono progettati per apparecchiature elettroniche di uso generale. Per applicazioni in cui l'affidabilità eccezionale è fondamentale, o in cui un guasto potrebbe compromettere la sicurezza (es. aviazione, supporto vitale medico, controllo dei trasporti), si consiglia vivamente una valutazione specifica dell'affidabilità e una consultazione con il produttore prima dell'integrazione nel progetto.

7.2 Considerazioni di Progettazione Elettrica

• Limitazione della Corrente:Utilizzare sempre una resistenza in serie o un driver a corrente costante per limitare la corrente diretta al valore massimo continuo specificato (20mA per il Verde, 30mA per Rosso/Giallo). Superare questo valore ridurrà la durata di vita e può causare guasti catastrofici.
• Protezione dalla Tensione Inversa:Il LED ha una tensione di breakdown inversa molto bassa (condizione di test 5V). I circuiti devono essere progettati per prevenire l'applicazione di qualsiasi polarizzazione inversa, eventualmente utilizzando un diodo di protezione in parallelo se il LED è collegato a un segnale bipolare.
• Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, la temperatura di giunzione deve essere mantenuta sotto i 125°C. Assicurare un'adeguata area di rame sul PCB (come da piazzola consigliata) per fungere da dissipatore di calore, specialmente in ambienti ad alta temperatura o quando pilotati a correnti più elevate.

7.3 Considerazioni di Progettazione Ottica

• Angolo di Visione:L'angolo di visione di 120 gradi fornisce un pattern di illuminazione ampio e diffuso, adatto per indicatori di stato. Per luce più focalizzata, sarebbero necessarie ottiche secondarie (lenti).
• Binning per Coerenza del Colore:Per applicazioni che richiedono un aspetto del colore uniforme tra più LED (es. retroilluminazione di un array), è necessario specificare bin di lunghezza d'onda stretti (es. GA o GB per il verde).
• Abbinamento dell'Intensità:Allo stesso modo, specificare un bin di intensità ristretto garantisce una luminosità coerente tra tutti gli indicatori in un prodotto.

8. Confronto Tecnico e Guida alla Selezione

Il LTST-E143EGSW offre una combinazione di caratteristiche comuni nei moderni LED SMD: conformità RoHS, compatibilità con la rifusione IR e confezionamento su nastro e bobina. I suoi principali fattori distintivi risiedono nella sua specifica struttura di binning per il verde e il giallo, offrendo una granularità più fine nella selezione di lunghezza d'onda e intensità rispetto ad alcuni componenti generici. I pin catodo separati per ogni colore in un pacchetto a 4 pin consentono un controllo individuale in un modulo multicolore, a differenza di alcuni pacchetti RGB ad anodo comune. Quando si seleziona un LED, i progettisti devono incrociare la tensione diretta (specialmente il V_Fpiù alto del chip InGaN verde), l'angolo di visione e l'intensità luminosa con il budget di potenza dell'applicazione, il layout ottico e la luminosità richiesta.

9. Domande Frequenti (FAQ)

D: Posso pilotare il LED Verde a 30mA come quelli Rosso e Giallo?

R: No. Il Valore Massimo Assoluto per la corrente diretta continua della variante Verde è 20mA. Superare questo valore può causare danni permanenti e invalidare le garanzie.

D: Cosa significa "precondizionamento JEDEC Livello 3"?

R: Significa che i componenti sono stati sottoposti a baking e/o conservati in condizioni controllate per ridurre l'assorbimento di umidità nel pacchetto, rendendoli idonei a una shelf life di 168 ore (7 giorni) in condizioni di fabbrica (<30°C/60%UR) prima di richiedere un rebaking per la saldatura a rifusione.

D: Perché l'intervallo di tensione diretta per il LED Verde (2.8-3.8V) è più alto di quello per Rosso/Giallo (1.7-2.5V)?

R: Ciò è dovuto al materiale semiconduttore di base. I LED verdi utilizzano tipicamente Nitruro di Gallio e Indio (InGaN), che ha un bandgap più ampio rispetto al Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP) usato per i LED rossi e gialli. Un bandgap più ampio richiede una tensione più alta per eccitare gli elettroni attraverso di esso.

D: Come interpreto il codice bin "B5" dall'etichetta?

R: Secondo la tabella di incrocio, "B5" indica: Bin Intensità Rosso = R2 (190-260 mcd), Bin Intensità Verde = G2 (910-1185 mcd) e Bin Intensità Giallo = Y1 (140-180 mcd). Il bin di lunghezza d'onda sarebbe indicato da un codice "D" separato (es. D1, D2, ecc.).

10. Esempio di Integrazione: Pannello Indicatore di Stato

Scenario:Progettazione di un pannello di controllo con tre LED di stato: Rosso (Guasto), Verde (Pronto), Giallo (Standby). È richiesta un'alta luminosità uniforme.

Passaggi di Progettazione:

1. Selezione:Scegliere il LTST-E143EGSW per il suo pacchetto comune e la disponibilità in tutti e tre i colori.
2. Binning:Specificare il bin di intensità R3 per il Rosso, G3 per il Verde e Y4 per il Giallo per ottenere la massima luminosità da ciascuno. Specificare il bin di lunghezza d'onda RA per il Rosso, GB per il Verde e YB per il Giallo per colori saturi e consistenti.
3. Progettazione del Circuito:
   • Tensione di Alimentazione (V_cc): 5V.
   • Calcolare le resistenze in serie per I_F= 20mA (usare 20mA per il Verde, si può usare 20-30mA per Rosso/Giallo in base alla luminosità desiderata).
     • Resistenza per Rosso (usando V_Ftipica=2,1V): R = (5V - 2,1V) / 0,020A = 145 Ω. Usare valore standard 150 Ω.
     • Resistenza per Verde (usando V_Ftipica=3,3V): R = (5V - 3,3V) / 0,020A = 85 Ω. Usare valore standard 82 Ω o 91 Ω.
     • Resistenza per Giallo (usando V_Ftipica=2,1V): Come per il Rosso, 150 Ω.
   • Potenza per LED: P = V_F* I_F. Per il Verde: ~66mW, che è entro il massimo di 76mW.
4. Layout PCB:Utilizzare il layout delle piazzole consigliato. Collegare il Pin 2 (anodo comune) a V_cctramite le resistenze. Collegare i Pin 1, 4 e 3 (catodi per Rosso, Verde, Giallo rispettivamente) a massa tramite pin del microcontrollore o interruttori per il controllo individuale.
5. Verifica Termica:Con una dissipazione di potenza inferiore a 75mW per LED e una piazzola da 16mm², l'aumento della temperatura di giunzione sarà minimo in un tipico ambiente interno, garantendo affidabilità a lungo termine.