Scheda Tecnica LED SMD LTST-M140TGKT - 3.2x1.6x1.2mm - 3.8V Max - 80mW - Lente Trasparente Verde - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per il LTST-M140TGKT, un diodo a emissione luminosa (LED) a montaggio superficiale (SMD). Questo componente è progettato per processi di assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB) ed è adatto per applicazioni in cui lo spazio è un vincolo critico. Il LED presenta una lente trasparente che incapsula un chip semiconduttore InGaN (Indio Gallio Nitruro) che emette luce verde.

Gli obiettivi di progettazione principali per questa famiglia di LED includono la compatibilità con la produzione di massa, l'affidabilità in condizioni operative standard e prestazioni ottiche consistenti. Questi LED sono progettati per soddisfare i requisiti delle apparecchiature elettroniche moderne, offrendo un equilibrio tra dimensioni, prestazioni e costo-efficacia per funzioni di indicazione e illuminazione.

1.1 Caratteristiche

• Conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).
• Confezionato su nastro standard da 12 mm su bobine da 7 pollici di diametro per apparecchiature automatiche pick-and-place.
• Contorno del package conforme allo standard EIA (Electronic Industries Alliance).
• Le caratteristiche di ingresso/uscita sono compatibili con i livelli logici standard dei circuiti integrati (IC).
• Progettato per la compatibilità con sistemi automatici di posizionamento e assemblaggio.
• Resiste ai processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR) comunemente utilizzati nella tecnologia a montaggio superficiale (SMT).
• Precondizionato al Livello di Sensibilità all'Umidità JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) 3, che indica una vita utile di 168 ore a <30°C/60% UR dopo l'apertura della busta.

1.2 Applicazioni

Questo LED è destinato all'uso come indicatore di stato, retroilluminazione o sorgente di segnale in un'ampia gamma di prodotti elettronici. Le aree applicative tipiche includono:

• Apparecchiature di telecomunicazione (es. router, switch, telefoni).
• Dispositivi per l'automazione d'ufficio (es. stampanti, scanner, multifunzione).
• Elettrodomestici ed elettronica di consumo.
• Quadri di controllo e apparecchiature industriali.
• Retroilluminazione per display e pulsanti su pannelli frontali.
• Apparecchi di illuminazione simbolici o informativi in ambienti interni.

2. Dimensioni del Package e Informazioni Meccaniche

Il LTST-M140TGKT utilizza un package standard per LED SMD. Il colore della lente è specificato come "Trasparente" e il colore della sorgente luminosa è Verde, prodotto dal chip InGaN.

Note Meccaniche Chiave:

• Tutte le dimensioni lineari fornite nel disegno del package sono in millimetri (mm).
• La tolleranza dimensionale predefinita è ±0,2 mm (±0,008 pollici) a meno che una nota specifica sul disegno non indichi diversamente.
• Il package è progettato per la stabilità durante il processo di saldatura a rifusione e per prestazioni ottiche affidabili durante la vita del prodotto.

3. Valori Nominali e Caratteristiche

Tutte le specifiche sono definite a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C salvo diversa indicazione. Superare i Valori Massimi Assoluti può causare danni permanenti al dispositivo.

3.1 Valori Massimi Assoluti

• Dissipazione di Potenza (Pd):80 mW
• Corrente Diretta di Picco (I_F(PEAK)):100 mA (Massimo consentito in condizioni pulsate con ciclo di lavoro 1/10 e larghezza di impulso 0,1ms).
• Corrente Diretta Continua (I_F):20 mA (CC).
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento (T_opr):-40°C a +85°C.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione (T_stg):-40°C a +100°C.

3.2 Profilo di Rifusione IR Suggerito per Processo Senza Piombo

Il componente è qualificato per processi di saldatura senza piombo. Il profilo di rifusione raccomandato è conforme allo standard J-STD-020B. I parametri chiave di questo profilo includono un preriscaldamento controllato, un tempo definito sopra il punto di liquidus e una temperatura di picco non superiore a 260°C. Le velocità di rampa, i tempi di stabilizzazione e le velocità di raffreddamento specifici devono essere ottimizzati per l'assemblaggio PCB specifico, ma il profilo garantisce che l'integrità del package LED sia mantenuta durante la saldatura.

3.3 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Le prestazioni tipiche sono misurate a I_F= 20 mA, Ta = 25°C.

• Flusso Luminoso (Φ_v):0,84 lm (Min), 2,70 lm (Max). Misurato con un sensore/filtro che approssima la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE.
• Intensità Luminosa (I_v):280 mcd (Min), 900 mcd (Max). Questo è un valore derivato dal flusso luminoso per riferimento; la specifica ottica primaria è il flusso luminoso.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):120 gradi (Tipico). Definita come l'angolo totale in cui l'intensità è la metà dell'intensità assiale di picco.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):518 nm (Tipico). La lunghezza d'onda alla quale la distribuzione spettrale di potenza è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):520 nm a 535 nm. La singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano che definisce il colore. La tolleranza è ±1 nm all'interno del suo bin.
• Larghezza a Metà Altezza della Linea Spettrale (Δλ):35 nm (Tipico). La larghezza spettrale al 50% dell'intensità di picco.
• Tensione Diretta (V_F):2,8 V (Min), 3,8 V (Max) a 20mA. Tolleranza per un bin specifico: ±0,1V.
• Corrente Inversa (I_R):10 μA (Max) a V_R= 5V. Il dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa; questo test è solo per verifica della qualità.

Note Importanti di Misurazione:

1. Il flusso luminoso è la grandezza fotometrica primaria. L'intensità luminosa (mcd) è fornita per riferimento in base a condizioni di misurazione standard.
2. L'angolo di visione è definito dai punti a metà intensità.
3. La lunghezza d'onda dominante è derivata dalle coordinate cromatiche CIE.
4. Il test di tensione inversa è per l'assicurazione della qualità interna; il LED non deve essere sottoposto a polarizzazione inversa nei circuiti applicativi.

4. Sistema di Codici di Binning

Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED sono suddivisi in bin in base a parametri chiave. Ciò consente ai progettisti di selezionare il bin appropriato per i requisiti della loro applicazione.

4.1 Codice di Binning per Tensione Diretta (V_F)

Binning a I_F= 20 mA per il colore Verde.

Codice Bin D7: 2,8V - 3,0V

Codice Bin D8: 3,0V - 3,2V

Codice Bin D9: 3,2V - 3,4V

Codice Bin D10: 3,4V - 3,6V

Codice Bin D11: 3,6V - 3,8V

Tolleranza all'interno di ciascun bin: ±0,1V.

4.2 Codice di Binning per Flusso Luminoso / Intensità

Binning a I_F= 20 mA per il colore Verde. L'Intensità Luminosa è per riferimento.

Codice Bin E1: 0,84 lm - 1,07 lm (280 mcd - 355 mcd)

Codice Bin E2: 1,07 lm - 1,35 lm (355 mcd - 450 mcd)

Codice Bin F1: 1,35 lm - 1,68 lm (450 mcd - 560 mcd)

Codice Bin F2: 1,68 lm - 2,13 lm (560 mcd - 710 mcd)

Codice Bin G1: 2,13 lm - 2,70 lm (710 mcd - 900 mcd)

Tolleranza su ciascun bin di intensità luminosa: ±11%.

4.3 Codice di Binning per Tonalità (Lunghezza d'Onda Dominante)

Binning a I_F= 20 mA per il colore Verde.

Codice Bin AP: 520,0 nm - 525,0 nm

Codice Bin AQ: 525,0 nm - 530,0 nm

Codice Bin AR: 530,0 nm - 535,0 nm

Tolleranza all'interno di ciascun bin: ±1 nm.

5. Curve di Prestazione Tipiche

Vengono fornite rappresentazioni grafiche delle caratteristiche chiave per facilitare la progettazione. Queste curve sono tipiche e basate su test a 25°C di temperatura ambiente.

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:Mostra la relazione non lineare tra corrente di pilotaggio e emissione luminosa.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:Illustra la caratteristica I-V del diodo.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra la diminuzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione.
• Distribuzione Spettrale di Potenza:Rappresenta la potenza radiante relativa in funzione della lunghezza d'onda, centrata attorno a 518 nm.
• Diagramma dell'Angolo di Visione:Un grafico polare che mostra la distribuzione angolare dell'intensità luminosa.

Queste curve sono essenziali per progettare circuiti di pilotaggio appropriati, gestire gli effetti termici e comprendere la distribuzione spaziale della luce per la progettazione di sistemi ottici.

6. Guida all'Uso e Istruzioni di Manipolazione

6.1 Pulizia

Non devono essere utilizzati detergenti chimici non specificati poiché potrebbero danneggiare il materiale del package LED (lente in epossidico). Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, il metodo raccomandato è immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente per una durata non superiore a un minuto. L'agitazione deve essere delicata per evitare stress meccanici.

6.2 Piazzola PCB Raccomandata

Viene fornito un layout suggerito per le piazzole di saldatura per rifusione a infrarossi o a fase di vapore. Questo pattern è progettato per garantire la formazione affidabile del giunto saldato, un corretto auto-allineamento durante la rifusione grazie alla tensione superficiale e un adeguato smaltimento termico. Le dimensioni bilanciano volume di saldatura, resistenza del giunto e prevenzione dei ponticelli.

6.3 Specifiche di Confezionamento su Nastro e Bobina

I LED sono forniti su nastro portante goffrato con nastro protettivo di copertura, avvolti su bobine da 7 pollici (178 mm) di diametro. Sono specificate le dimensioni dettagliate per la tasca, la larghezza del nastro, il passo e il mozzo della bobina per garantire la compatibilità con gli alimentatori delle apparecchiature SMT automatiche. La quantità standard per bobina è di 3000 pezzi.

6.4 Note su Bobina e Imballo

• Le tasche vuote nel nastro sono sigillate con il nastro di copertura.
• Imballo standard: 3000 pezzi per bobina da 7 pollici.
• È disponibile una quantità minima d'ordine (MOQ) di 500 pezzi per quantità residue.
• Il confezionamento è conforme alle specifiche ANSI/EIA-481.
• È consentito un massimo di due componenti mancanti consecutivi (tasche vuote) secondo la specifica del nastro.

7. Avvertenze e Note Applicative

7.1 Applicazione Prevista

Questo LED è progettato per l'uso in apparecchiature elettroniche commerciali e industriali standard, inclusa automazione d'ufficio, telecomunicazioni, elettrodomestici e applicazioni generali di indicazione. Non è specificamente progettato o testato per applicazioni in cui un guasto potrebbe portare a un rischio diretto per la vita, la salute o la sicurezza (es. controllo del traffico aereo, supporto vitale medico, sistemi di sicurezza dei trasporti). Per tali applicazioni ad alta affidabilità, è obbligatoria la consultazione con il produttore del componente per una valutazione di idoneità.

7.2 Condizioni di Conservazione

Busta Barriera all'Umidità Sigillata (MBB):Conservare a ≤30°C e ≤70% di Umidità Relativa (UR). I componenti hanno una durata di conservazione di un anno dalla data di codice quando conservati nella busta originale con essiccante.

Dopo l'Apertura della Busta:La "vita utile a terra" a ≤30°C / ≤60% UR è di 168 ore (JEDEC MSL 3). I componenti esposti oltre questo tempo possono assorbire umidità, portando a potenziali fenomeni di "popcorning" o delaminazione durante la saldatura a rifusione.

Conservazione Prolungata (Fuori Busta):Per conservazioni oltre le 168 ore, posizionare i componenti in un contenitore sigillato con essiccante fresco o in un essiccatore purgato con azoto.

Ribaking (Ricottura):I componenti che hanno superato la vita utile a terra di 168 ore devono essere sottoposti a ricottura a circa 60°C per almeno 48 ore prima della saldatura per rimuovere l'umidità assorbita.

7.3 Raccomandazioni per la Saldatura

Saldatura a Rifusione (Metodo Principale):

- Temperatura di Preriscaldamento: 150-200°C.

- Tempo Sopra il Liquido (Tempo di preriscaldamento): massimo 120 secondi.

- Temperatura Massima del Corpo: massimo 260°C.

- Tempo alla Temperatura di Picco: massimo 10 secondi.

- Numero massimo di cicli di rifusione: Due.

Saldatura Manuale (Saldatore):Utilizzare solo per riparazione o rielaborazione.

- Temperatura della Puntina: massimo 300°C.

- Tempo di Saldatura per terminale: massimo 3 secondi.

- Numero massimo di cicli di saldatura manuale: Uno.

Nota Importante:Il profilo di rifusione ottimale dipende dal design specifico del PCB, dal numero di componenti, dalla pasta saldante e dalle caratteristiche del forno. Le linee guida fornite e il profilo basato su JEDEC sono punti di partenza che devono essere validati per la linea di assemblaggio di produzione effettiva.

8. Considerazioni di Progettazione e Analisi Tecnica

8.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

L'intervallo della tensione diretta (V_F) da 2,8V a 3,8V a 20mA richiede un circuito di pilotaggio a corrente costante per un'emissione luminosa stabile, specialmente quando si utilizzano più LED in serie o quando la coerenza della luminosità è critica. Una semplice resistenza in serie può essere utilizzata per applicazioni a singolo LED e a basso costo, ma la corrente varierà con la V_Fspecifica del LED e la tensione di alimentazione. Ad esempio, con un'alimentazione di 5V e un obiettivo di 20mA, la resistenza in serie (R_S) sarebbe calcolata come R_S= (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Utilizzando la V_Fmassima di 3,8V si ottiene R_S= (5 - 3,8) / 0,02 = 60Ω. Utilizzando la V_Fminima di 2,8V con la stessa resistenza si ottiene I_F= (5 - 2,8) / 60 ≈ 36,7mA, che supera la corrente continua massima assoluta. Pertanto, è consigliata una sorgente di corrente regolata o una selezione attenta della resistenza basata sul bin V_Fnel caso peggiore.

8.2 Gestione Termica

Con una dissipazione di potenza massima di 80mW (a 20mA e fino a 3,8V), la gestione termica è importante per mantenere la longevità e un'emissione luminosa stabile. L'intensità luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione, come mostrato nelle curve caratteristiche. Per minimizzare l'aumento di temperatura:

1. Utilizzare la piazzola PCB raccomandata per fornire un'adeguata conduzione termica dal package LED alla scheda.

2. Considerare l'uso di via termiche nel PCB sotto il pad termico del LED (se applicabile) per condurre il calore agli strati interni o al lato opposto della scheda.

3. Evitare di operare alla corrente massima assoluta per periodi prolungati.

4. Garantire un adeguato flusso d'aria nell'involucro del prodotto finale se la dissipazione di potenza è un problema in layout ad alta densità.

8.3 Considerazioni di Progettazione Ottica

L'angolo di visione di 120 gradi e la lente trasparente producono un pattern di emissione ampio e diffuso, adatto per indicatori di stato che devono essere visibili da un'ampia gamma di angoli. Per applicazioni che richiedono un fascio più focalizzato, sarebbero necessarie ottiche secondarie (es. lenti, light pipe). I bin di lunghezza d'onda dominante (AP, AQ, AR) consentono la selezione in base alla tonalità di verde desiderata, il che può essere importante per indicatori a codice colore o per l'abbinamento estetico in array di retroilluminazione.

8.4 Confronto con Tecnologie Alternative

L'uso della tecnologia InGaN per LED verdi offre vantaggi in termini di efficienza e luminosità rispetto a tecnologie più datate come il Fosfuro di Gallio (GaP). I LED InGaN hanno tipicamente una larghezza di banda spettrale più stretta, risultando in un colore verde più saturo. L'angolo di visione di 120 gradi è uno standard comune, che offre un buon equilibrio tra ampia visibilità e intensità frontale. Per applicazioni che richiedono un campo visivo ancora più ampio, potrebbero essere considerati tipi di lenti diffuse o package a visione laterale.

8.5 Fattori di Affidabilità e Durata

La durata del LED è influenzata principalmente dalla temperatura di giunzione operativa e dalla corrente di pilotaggio. Operare ben all'interno dei limiti specificati - ad esempio, a 15-18mA invece di 20mA - può prolungare significativamente la vita operativa. Il corretto rispetto del profilo di saldatura previene shock termici e stress del package. Seguire le procedure di manipolazione della sensibilità all'umidità (MSL 3) è fondamentale per prevenire guasti latenti causati dalla rottura del package indotta dall'umidità durante la rifusione.