Scheda Tecnica LED SMD LTST-E142TBKRKT - Doppio Colore Blu/Rosso - 20-30mA - 75-76mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTST-E142TBKRKT è un LED a montaggio superficiale (SMD) progettato per l'assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB). Presenta una configurazione a doppio colore, integrando sia un chip LED blu che uno rosso all'interno di un unico package compatto. Questo design è particolarmente vantaggioso per applicazioni con vincoli di spazio che richiedono più funzioni di indicazione. Il componente è progettato per essere compatibile con i processi standard di saldatura a rifusione a infrarossi (IR), rendendolo adatto per ambienti di produzione ad alto volume.

1.1 Vantaggi Principali

• Ingombro Miniaturizzato:Il package SMD consente layout PCB ad alta densità, risparmiando prezioso spazio sulla scheda.
• Funzionalità a Doppio Colore:Incorpora due sorgenti luminose distinte (Blu e Rosso) in un'unica unità, semplificando il design e riducendo il numero di componenti.
• Compatibilità con l'Automazione:Confezionato in nastro da 8mm su bobine da 7 pollici, è pienamente compatibile con le attrezzature automatiche pick-and-place.
• Conformità Ambientale:Il prodotto è conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).
• Robustezza del Processo:Resiste al precondizionamento JEDEC Livello 3 ed è compatibile con i profili di saldatura senza piombo.

1.2 Mercati di Riferimento e Applicazioni

Questo LED è versatile e trova impiego in un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche. Le sue applicazioni principali includono l'indicazione di stato, l'illuminazione di segnali e simboli e la retroilluminazione dei pannelli frontali. I mercati di riferimento comprendono infrastrutture di telecomunicazioni, sistemi di automazione d'ufficio, elettrodomestici e varie apparecchiature industriali dove indicatori visivi compatti e affidabili sono essenziali.

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

2.1 Valori Nominali Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Per il LED blu, la corrente diretta continua massima è di 20mA con una dissipazione di potenza di 76mW. Il LED rosso può gestire una corrente continua leggermente superiore di 30mA con una dissipazione di 75mW. Entrambi condividono un valore nominale di corrente diretta di picco di 80mA in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0.1ms). L'intervallo di temperatura operativa e di stoccaggio è specificato da -40°C a +100°C, indicando l'idoneità per ambienti severi.

2.2 Caratteristiche Termiche

La gestione termica è fondamentale per la longevità del LED. La temperatura di giunzione massima (Tj) per entrambi i chip è di 140°C. La tipica resistenza termica dalla giunzione all'aria ambiente (Rθja) è di 145°C/W. Questo parametro è vitale per calcolare il necessario design termico del PCB (ad es., area del pad in rame) per mantenere la temperatura di giunzione entro limiti sicuri durante il funzionamento, specialmente a correnti di pilotaggio più elevate.

2.3 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione chiave misurati in condizioni di test standard (Ta=25°C, IF=20mA).

• Intensità Luminosa (Iv):Il LED blu ha un'intensità minima di 140mcd e una massima di 420mcd. Il LED rosso varia da 90mcd a 280mcd. Questa ampia gamma è gestita attraverso un sistema di binning.
• Angolo di Visione (2θ1/2):L'angolo di visione tipico è di 120 gradi, fornendo un pattern di emissione della luce ampio e diffuso adatto per applicazioni di indicazione.
• Lunghezza d'Onda:La lunghezza d'onda dominante (λd) del LED blu varia da 465nm a 475nm, con una tipica emissione di picco (λp) a 468nm. La lunghezza d'onda dominante del LED rosso varia da 623nm a 638nm, con un tipico picco a 639nm. Le semilarghezze spettrali sono 25nm (blu) e 15nm (rosso), indicando la purezza del colore.
• Tensione Diretta (Vf):A 20mA, la Vf del LED blu è compresa tra 2.8V e 3.8V, mentre quella del LED rosso è tra 1.7V e 2.5V. Questa differenza è cruciale per il design del circuito, specialmente quando si pilotano entrambi i colori da una sorgente di tensione comune.
• Corrente Inversa (Ir):La corrente inversa massima a VR=5V è di 10µA per entrambi. La scheda tecnica afferma esplicitamente che il dispositivo non è progettato per il funzionamento inverso; questo test è solo per la qualifica IR.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa (Iv)

I LED blu sono suddivisi nei codici P, Q, R e S, con intervalli di intensità da 140-185mcd fino a 315-420mcd. I LED rossi utilizzano i codici Q2, R1, R2, S1 e S2, coprendo intervalli da 90-112mcd fino a 224-280mcd. Una tolleranza di ±11% si applica all'interno di ogni bin.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante (Wd)

Solo per il LED blu, sono definiti i bin della lunghezza d'onda dominante: codice AC (465-470nm) e codice AD (470-475nm), con una stretta tolleranza di ±1nm per bin. Questo controllo preciso è essenziale per applicazioni che richiedono specifiche tonalità di blu.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento a curve tipiche per le caratteristiche elettriche e ottiche. Sebbene i grafici specifici non siano riprodotti nel testo fornito, tipicamente includono:

• Curva IV:Mostra la relazione tra corrente diretta (If) e tensione diretta (Vf) per ogni colore. Viene utilizzata per determinare il punto di lavoro e la resistenza in serie richiesta.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:Illustra come l'output luminoso aumenti con la corrente, fino al valore nominale massimo.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra la diminuzione dell'output luminoso all'aumentare della temperatura di giunzione, evidenziando l'importanza del design termico.
• Distribuzione Spettrale:Rappresenta la potenza radiante relativa in funzione della lunghezza d'onda, mostrando il picco e la forma dello spettro di emissione per ogni colore.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED è fornito in un package standard EIA. Tutte le dimensioni critiche (lunghezza, larghezza, altezza, passo dei terminali) sono fornite in millimetri con una tolleranza generale di ±0.2mm. L'assegnazione dei pin è chiaramente definita: i pin 2 e 3 sono per il chip blu, e i pin 1 e 4 sono per il chip rosso. Questa informazione è essenziale per il design dell'impronta sul PCB.

5.2 Pad di Attacco PCB Raccomandato

Viene fornita una raccomandazione per il land pattern per garantire una corretta saldatura, stabilità meccanica e prestazioni termiche ottimali. Seguire questa linea guida aiuta a prevenire l'effetto "tombstone" e assicura connessioni elettriche affidabili.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione IR

È incluso un profilo di rifusione suggerito conforme a J-STD-020B per processi senza piombo. I parametri chiave includono una temperatura di pre-riscaldamento di 150-200°C, una temperatura di picco non superiore a 260°C e un tempo totale sopra il liquidus calibrato per garantire una corretta formazione del giunto di saldatura senza esporre il LED a stress termico eccessivo.

6.2 Condizioni di Stoccaggio

Sono imposte condizioni di stoccaggio rigorose a causa della sensibilità all'umidità del package (Livello 3). Le bobine non aperte devono essere conservate a ≤30°C e ≤70% UR e utilizzate entro un anno. Una volta aperta la busta barriera all'umidità, i componenti devono essere conservati a ≤30°C e ≤60% UR e sottoposti a saldatura a rifusione entro 168 ore. Se questo intervallo viene superato, è richiesta una cottura a 60°C per 48 ore prima dell'assemblaggio.

6.3 Pulizia

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

7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I componenti sono forniti su nastro portante largo 8mm avvolto su bobine di diametro 7 pollici (178mm). Ogni bobina contiene 4000 pezzi. Sono fornite le dimensioni dettagliate per le tasche del nastro e la bobina per garantire la compatibilità con le attrezzature di assemblaggio automatico. L'imballaggio segue le specifiche ANSI/EIA 481.

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Circuiti di Applicazione Tipici

Quando si progetta un circuito di pilotaggio, devono essere considerate le diverse tensioni dirette dei chip blu e rosso. Un design comune utilizza una sorgente di corrente costante o una sorgente di tensione con una resistenza limitatrice di corrente in serie con ciascun anodo del LED. Il catodo di entrambi i LED può essere collegato a massa. Il controllo indipendente di ogni colore si ottiene commutando la tensione ai rispettivi anodi.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Limitazione di Corrente:Utilizzare sempre una resistenza in serie o un controllo attivo della corrente per evitare di superare la corrente diretta continua massima (20mA per il blu, 30mA per il rosso).
• Design Termico:Utilizzare il layout del pad PCB raccomandato e assicurare un'adeguata area in rame per dissipare il calore, specialmente se si opera vicino ai valori nominali massimi o ad alte temperature ambientali.
• Protezione ESD:Sebbene non esplicitamente dichiarato, durante la manipolazione dovrebbero essere osservate le precauzioni standard ESD.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

La principale differenziazione di questo componente risiede nel suo design a doppio colore in un unico package. Rispetto all'uso di due LED SMD separati, riduce l'impronta sul PCB di circa il 50%, semplifica la distinta base (BOM) e richiede solo un'operazione pick-and-place durante l'assemblaggio, aumentando la produttività. L'ampio angolo di visione di 120 gradi è una caratteristica standard per i LED di tipo indicatore, fornendo una buona visibilità fuori asse.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare i LED blu e rosso simultaneamente dalla stessa sorgente di corrente?

R: Non direttamente in un semplice circuito in serie, a causa delle loro diverse caratteristiche di tensione diretta. Richiederebbero percorsi di limitazione di corrente separati (ad es., resistori individuali) per garantire che ciascuno riceva la corrente corretta.

D: Qual è il significato dei codici di bin nel numero di parte?

R: Il numero di parte LTST-E142TBKRKT probabilmente include codici di bin fissi per intensità e lunghezza d'onda. Per progetti specifici che richiedono una stretta corrispondenza di colore o luminosità, gli ingegneri dovrebbero consultare le tabelle di binning complete (sezioni 4.1 e 4.2) e potrebbero dover specificare codici di bin esatti quando effettuano l'ordine.

D: Questo LED è adatto per applicazioni esterne?

R: L'intervallo di temperatura operativa (-40°C a +100°C) suggerisce che possa gestire ampie escursioni ambientali. Tuttavia, la scheda tecnica non specifica un grado di protezione (IP). Per uso esterno, sarebbe necessario un'ulteriore tenuta ambientale (rivestimento conforme, custodie) per proteggere da umidità e polvere.

11. Caso d'Uso Pratico

Scenario: Indicatore di Stato a Doppio Stato su un Router di Rete.Un singolo LTST-E142TBKRKT può indicare più stati del sistema: Spento (nessuna alimentazione), Blu Fisso (sistema alimentato e funzionante normalmente), Rosso Fisso (errore di sistema o avvio), e Rosso Lampeggiante (attività di rete o guasto specifico). Ciò consolida in uno solo ciò che avrebbe potuto richiedere due LED separati, creando un design del pannello frontale più pulito. Il circuito di pilotaggio coinvolgerebbe due pin GPIO di un microcontrollore, ciascuno collegato attraverso un'appropriata resistenza limitatrice di corrente all'anodo di un colore del LED, con i catodi comuni collegati a massa.

12. Introduzione al Principio

L'emissione di luce nei LED si basa sull'elettroluminescenza in un materiale semiconduttore. Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n, elettroni e lacune si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni. Il colore della luce è determinato dall'energia del bandgap del materiale semiconduttore. Il LED blu utilizza un chip di Nitruro di Gallio e Indio (InGaN), che ha un bandgap più ampio, producendo luce blu a energia più alta (lunghezza d'onda più corta). Il LED rosso utilizza un chip di Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP), che ha un bandgap più stretto, producendo luce rossa a energia più bassa (lunghezza d'onda più lunga). Il package incorpora una lente trasparente che modella l'output luminoso nell'angolo di visione specificato.

13. Tendenze di Sviluppo

La tendenza generale nei LED SMD per indicatori e retroilluminazione continua verso una maggiore efficienza (più output luminoso per watt di input elettrico), una maggiore miniaturizzazione e una maggiore integrazione. Package multi-chip (come questa unità a doppio colore) e persino package RGB (Rosso-Verde-Blu) stanno diventando più comuni, consentendo programmabilità a colori completi in un'impronta minuscola. Inoltre, i progressi nei materiali di packaging e nella tecnologia dei fosfori migliorano costantemente l'affidabilità, la coerenza del colore e la resistenza allo stress termico e ambientale. La spinta verso un consumo energetico inferiore in tutti i dispositivi elettronici spinge anche i produttori di LED a sviluppare componenti che forniscano la luminosità richiesta a correnti sempre più basse.