Scheda Tecnica LED SMD LTST-010KGKT - 3.0x1.5x1.1mm - 2.4V Max - 72mW - Verde AlInGaP Lente Trasparente - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTST-010KGKT è un diodo a emissione luminosa (LED) a montaggio superficiale (SMD) progettato per l'assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB). Le sue dimensioni ridotte lo rendono adatto per applicazioni con spazio limitato in un'ampia gamma di elettronica di consumo e industriale.

1.1 Vantaggi Principali

• Dimensioni Ridotte:Il package compatto consente layout PCB ad alta densità.
• Compatibilità con l'Automazione:Confezionato in nastro da 12mm su bobine da 7 pollici, è pienamente compatibile con le attrezzature standard pick-and-place e di assemblaggio automatizzato.
• Compatibilità di Processo:Progettato per resistere ai processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR), in linea con gli standard di produzione moderni senza piombo (Pb-free).
• Conformità dei Materiali:Il prodotto è conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).
• Ampio Angolo Visivo:Caratterizzato da un tipico angolo visivo di 110 gradi (2θ1/2), garantisce un'ampia distribuzione della luce.

1.2 Mercato di Riferimento & Applicazioni

Questo LED è destinato all'uso come indicatore di stato, elemento per retroilluminazione o segnalatore luminoso in varie apparecchiature elettroniche. Le principali aree di applicazione includono:

• Dispositivi di telecomunicazione (es. telefoni cordless/cellulari)
• Informatica portatile (es. computer notebook)
• Sistemi di rete ed elettrodomestici
• Pannelli di controllo industriali e segnaletica interna
• Apparecchiature per l'automazione d'ufficio

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

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

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento in queste condizioni non è garantito.

• Dissipazione di Potenza (Pd):72 mW
• Corrente Diretta di Picco (IFP):80 mA (in condizioni pulsate: ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms)
• Corrente Diretta Continua (IF):30 mA DC
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento:-40°C a +85°C
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-40°C a +100°C

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici in condizioni di test standard (IF = 20mA).

• Intensità Luminosa (Iv):Minimo 56 mcd, valori tipici variano per bin, massimo 180 mcd. Misurata utilizzando un sensore filtrato secondo la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE.
• Tensione Diretta (VF):Varia da 1.8V (Min) a 2.4V (Max). Il valore tipico dipende dal bin di tensione diretta (D2, D3, D4).
• Lunghezza d'Onda di Picco (λP):Circa 570 nm.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):Tipicamente 571 nm, con bin specifici definiti da 564.5 nm a 576.5 nm.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):Circa 15 nm (a metà altezza).
• Corrente Inversa (IR):Massimo 10 μA a una tensione inversa (VR) di 5V.Nota:Questo LED non è progettato per funzionamento in polarizzazione inversa; questo parametro è solo a scopo di test.

3. Spiegazione del Sistema di Bin

Il prodotto è suddiviso in bin di prestazione per garantire coerenza nelle applicazioni. I progettisti possono specificare i bin per soddisfare i loro requisiti di luminosità, colore e caduta di tensione.

3.1 Rango di Intensità Luminosa (Iv)

Il binning garantisce una luminosità minima prevedibile. Le unità sono millicandele (mcd) a 20mA.

• P2:56 – 71 mcd
• Q1:71 – 90 mcd
• Q2:90 – 112 mcd
• R1:112 – 140 mcd
• R2:140 – 180 mcd

La tolleranza all'interno di ogni bin è ±11%.

3.2 Rango di Tensione Diretta (VF)

Il binning della tensione aiuta nella progettazione dei circuiti limitatori di corrente e nella previsione del consumo energetico. Le unità sono Volt (V) a 20mA.

• D2:1.8 – 2.0 V
• D3:2.0 – 2.2 V
• D4:2.2 – 2.4 V

La tolleranza all'interno di ogni bin è ±0.1V.

3.3 Rango di Tonalità / Lunghezza d'Onda Dominante (λd)

Questo binning controlla il colore percepito della luce verde. Le unità sono nanometri (nm) a 20mA.

• B:564.5 – 567.5 nm
• C:567.5 – 570.5 nm
• D:570.5 – 573.5 nm
• E:573.5 – 576.5 nm

La tolleranza all'interno di ogni bin è ±1 nm.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Le curve caratteristiche tipiche forniscono informazioni sul comportamento del dispositivo in condizioni variabili. Sono essenziali per una progettazione del circuito robusta.

4.1 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)

La curva I-V mostra la tipica relazione esponenziale di un diodo. La tensione diretta (VF) aumenta con la corrente (IF) e dipende anche dalla temperatura. I progettisti devono utilizzare questa curva per selezionare resistori limitatori di corrente appropriati per garantire che il LED operi entro il suo intervallo di corrente specificato, considerando in particolare la variazione tra i bin di tensione (D2-D4).

4.2 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta

Questa curva mostra che l'intensità luminosa è approssimativamente proporzionale alla corrente diretta nel tipico intervallo operativo (fino a 30mA DC). Tuttavia, l'efficienza può diminuire a correnti molto elevate a causa dell'aumento degli effetti termici. Operare alla o al di sotto della condizione di test consigliata di 20mA garantisce prestazioni stabili e longevità.

4.3 Distribuzione Spettrale

La curva di emissione spettrale è centrata attorno alla lunghezza d'onda di picco di 570 nm con una tipica larghezza a metà altezza di 15 nm. Questa banda relativamente stretta è caratteristica della tecnologia AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio), che produce un colore verde saturo rispetto a tecnologie più vecchie come i LED convertiti da fosfori.

5. Informazioni Meccaniche & Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LTST-010KGKT rispetta un profilo standard del package SMD. Le dimensioni chiave (in millimetri) includono una dimensione tipica del corpo di circa 3.0mm di lunghezza, 1.5mm di larghezza e 1.1mm di altezza. Le tolleranze sono tipicamente ±0.1mm salvo diversa indicazione. Il package presenta una lente trasparente sopra una sorgente luminosa verde AlInGaP.

5.2 Pattern di Piazzola PCB Raccomandato

Viene fornito un layout suggerito per le piazzole di saldatura per garantire la formazione affidabile del giunto durante la saldatura a rifusione. Questo pattern è progettato per facilitare una corretta bagnatura della saldatura e stabilità meccanica, minimizzando il rischio di tombstoning (il componente si solleva su un'estremità). Il design della piazzola è ottimizzato sia per i processi di rifusione a infrarossi che a fase di vapore.

5.3 Identificazione della Polarità

Il catodo è tipicamente indicato da un marcatore visivo sul package del LED, come una tacca, un punto verde o un angolo smussato sulla lente. È necessario consultare il diagramma della scheda tecnica per confermare l'esatto marcatore di polarità per questo componente specifico. La polarità corretta è fondamentale durante l'assemblaggio per garantire il funzionamento del dispositivo.

6. Linee Guida per Saldatura & Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione IR

Per i processi di saldatura senza piombo (Pb-free), è raccomandato un profilo conforme a J-STD-020B. I parametri chiave includono:

• Preriscaldamento:150-200°C per un massimo di 120 secondi per riscaldare gradualmente il circuito e i componenti.
• Temperatura di Picco:Non deve superare i 260°C.
• Tempo Sopra il Liquido (TAL):La durata durante la quale la saldatura è fusa deve essere controllata secondo le specifiche del produttore della pasta saldante, tipicamente entro i limiti mostrati nel grafico del profilo fornito.

Il profilo è fondamentale per prevenire shock termici, che possono danneggiare la struttura interna del LED o la lente in epossidica.

6.2 Saldatura Manuale (Se Necessaria)

Se è richiesta la saldatura manuale, è necessaria estrema cautela:

• Temperatura del Saldatore:Massimo 300°C.
• Tempo di Saldatura:Massimo 3 secondi per giunto saldato.
• Limite:La saldatura deve essere eseguita una sola volta. Evitare di riscaldare giunti esistenti.

6.3 Pulizia

Se è necessaria una pulizia post-saldatura, devono essere utilizzati solo solventi specificati. Agenti raccomandati includono alcol etilico o isopropilico. Il LED deve essere immerso a temperatura normale per meno di un minuto. Detergenti chimici non specificati potrebbero danneggiare la lente epossidica o le marcature del package.

6.4 Conservazione & Sensibilità all'Umidità

I LED sono sensibili all'umidità. Quando la busta ermetica anti-umidità sigillata (con essiccante) non è aperta, devono essere conservati a ≤30°C e ≤70% UR e utilizzati entro un anno. Una volta aperta la busta originale:

• Le condizioni di conservazione non devono superare i 30°C e il 60% UR.
• Si raccomanda di completare il processo di rifusione IR entro 168 ore (7 giorni) dall'esposizione.
• Per conservazioni oltre le 168 ore, i LED devono essere ricotti a circa 60°C per almeno 48 ore prima della saldatura per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire il \"popcorning\" (crepe del package durante la rifusione).

7. Confezionamento & Informazioni d'Ordine

7.1 Specifiche Nastro e Bobina

Il prodotto è fornito in nastro portacomponenti goffrato per la movimentazione automatizzata.

• Larghezza Nastro:12 mm.
• Diametro Bobina:7 pollici (178 mm).
• Quantità per Bobina:4000 pezzi (bobina piena).
• Quantità Minima d'Ordine (MOQ):500 pezzi per bobine parziali/rimanenze.
• Il confezionamento è conforme alle specifiche ANSI/EIA-481. Il nastro è sigillato con un nastro di copertura per proteggere i componenti.

8. Considerazioni di Progettazione per l'Applicazione

.1 Drive Circuit Design

I LED sono dispositivi pilotati a corrente. Per garantire luminosità costante e longevità, deve essere utilizzata una sorgente di corrente costante o un resistore limitatore di corrente. Il valore del resistore (R) può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, dove Vcc è la tensione di alimentazione, VF è la tensione diretta del bin scelto (usare il valore max per il calcolo della corrente nel caso peggiore) e IF è la corrente diretta desiderata (es. 20mA). Non è raccomandato pilotare più LED in parallelo senza limitazione di corrente individuale a causa della variazione di VF, che può portare a una significativa discrepanza di luminosità.

8.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (72mW max), una gestione termica efficace sul PCB è comunque importante, specialmente in ambienti ad alta temperatura o quando si opera vicino ai valori massimi. Una temperatura di giunzione eccessiva ridurrà l'emissione luminosa e accelererà il degrado. Garantire un'adeguata area di rame attorno alle piazzole di saldatura può aiutare a dissipare il calore.

8.3 Progettazione Ottica

L'angolo visivo di 110 gradi rende questo LED adatto per l'illuminazione di ampie aree. Per applicazioni che richiedono un fascio più focalizzato, sarebbero necessarie ottiche secondarie (es. lenti, guide luminose). La lente trasparente fornisce il vero colore del chip AlInGaP, che è un verde saturo.

9. Introduzione & Confronto Tecnologico

9.1 Tecnologia AlInGaP

Il LTST-010KGKT utilizza un materiale semiconduttore di Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP) per la sua regione di emissione luminosa. Questa tecnologia è nota per produrre luce ad alta efficienza nelle parti ambra, arancione, rossa e giallo-verde dello spettro. Rispetto a tecnologie più vecchie come il Fosfuro di Gallio (GaP), i LED AlInGaP offrono un'efficienza luminosa significativamente più alta e una purezza del colore più satura. L'emissione verde ottenuta qui è nella regione dei 570nm, che è altamente visibile all'occhio umano.

9.2 Differenziazione da Altri LED Verdi

I LED verdi possono essere realizzati anche con la tecnologia Nitruro di Indio Gallio (InGaN), che tipicamente produce un colore verde-bluastro o verde puro a lunghezze d'onda più corte (circa 520-530nm). Il verde basato su AlInGaP (circa 570nm) appare spesso più giallo-verde o verde \"lime\". La scelta dipende dalle coordinate di colore specifiche richieste dall'applicazione. I verdi AlInGaP in questo intervallo di lunghezze d'onda hanno generalmente un colore molto stabile rispetto alla corrente di pilotaggio e alla temperatura rispetto ad alcuni verdi InGaN.

10. Domande Frequenti (FAQ)

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

Lunghezza d'Onda di Picco (λP)è la lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale è massima.Lunghezza d'Onda Dominante (λd)è la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che corrisponde al colore percepito del LED quando confrontata con una luce bianca di riferimento. Per LED con uno spettro relativamente simmetrico, sono spesso vicine. La lunghezza d'onda dominante è più direttamente correlata alla percezione umana del colore.

10.2 Posso pilotare questo LED con un'alimentazione da 3.3V senza resistore?

No, non è raccomandato e probabilmente distruggerebbe il LED.Con una VF tipica di 2.0-2.4V, collegarlo direttamente a 3.3V causerebbe un flusso di corrente eccessivo, superando di gran lunga il valore massimo assoluto di 30mA DC. È sempre richiesto un resistore limitatore di corrente in serie quando si utilizza una sorgente di tensione.

10.3 Come interpreto i codici bin quando ordino?

Puoi specificare una combinazione di bin per ottenere LED con caratteristiche strettamente raggruppate. Ad esempio, richiedendo \"Iv=R1, VF=D3, λd=C\" otterresti LED con intensità luminosa tra 112-140 mcd, tensione diretta tra 2.0-2.2V e lunghezza d'onda dominante tra 567.5-570.5 nm. Se non viene specificato alcun bin, riceverai il prodotto dalla miscela di produzione standard.

10.4 Questo LED è adatto per uso esterno?

La scheda tecnica specifica un intervallo di temperatura operativa da -40°C a +85°C, che copre molte condizioni esterne. Tuttavia, l'esposizione prolungata alla luce solare diretta, alle radiazioni UV e all'umidità potrebbe degradare la lente epossidica nel tempo. Per ambienti esterni aggressivi, dovrebbero essere considerati LED specificamente classificati e confezionati per tali condizioni (es. con incapsulamento in silicone).

11. Esempio di Studio di Caso di Progettazione

11.1 Indicatore di Stato per Pannello Frontale di uno Switch di Rete

Requisito:Fornire un indicatore di stato link/attività verde chiaro, visibile da varie angolazioni su un'unità montata su rack.

Scelta Progettuale:Il LTST-010KGKT è selezionato per il suo angolo visivo di 110°, garantendo visibilità anche se visto fuori asse. Il verde AlInGaP fornisce un colore distinto e attira l'attenzione.

Implementazione:Viene utilizzato un gruppo di 8 LED, uno per porta. Per garantire una luminosità uniforme, tutti i LED sono specificati dallo stesso bin di intensità luminosa (es. R1). Sono pilotati da un'alimentazione a 5V tramite singoli resistori limitatori di corrente da 150Ω (calcolati per una VF di 2.2V tip. e IF=20mA: R = (5V - 2.2V) / 0.02A = 140Ω; 150Ω è il valore standard più vicino). Il layout PCB utilizza il pattern di piazzola raccomandato con una piccola connessione di alleggerimento termico a un piano di massa per la dissipazione del calore.

12. Tendenze Tecnologiche

12.1 Efficienza e Miniaturizzazione

La tendenza generale nei LED SMD continua verso una maggiore efficienza luminosa (più luce per watt elettrico) e un'ulteriore miniaturizzazione. Mentre questo componente rappresenta una dimensione di package matura, stanno emergendo nuovi package come i LED a scala di chip (CSLED), offrendo ingombri ancora più piccoli. La spinta all'efficienza energetica in tutta l'elettronica favorisce LED che forniscono la luminosità richiesta a correnti più basse.

12.2 Stabilità e Coerenza del Colore

I progressi nella crescita epitassiale e nei materiali di incapsulamento mirano a migliorare la coerenza del colore (riducendo la dispersione all'interno di un bin) e la stabilità durante la vita del dispositivo e al variare della temperatura. Questo è particolarmente importante per applicazioni in cui più LED sono utilizzati uno accanto all'altro, come nei display a colori completi o negli array di retroilluminazione.

12.3 Integrazione

C'è una tendenza crescente verso l'integrazione del circuito di pilotaggio del LED (sorgente di corrente costante, controllo di dimmering PWM) direttamente nei moduli o persino sul package del LED stesso, semplificando la progettazione per gli utenti finali e migliorando l'affidabilità complessiva del sistema.