Scheda Tecnica LED SMD LTST-C170KGKT - 3.2x1.6x1.4mm - 2.0V - Verde - 0.06W - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per una lampada LED a montaggio superficiale (SMD). Progettata per l'assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB), questo componente è ideale per applicazioni con vincoli di spazio in un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche.

1.1 Caratteristiche

• Conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).
• Utilizza un chip semiconduttore Ultra Bright in Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP) per l'emissione di luce verde.
• Confezionato su nastro da 8mm avvolto su bobine da 7 pollici di diametro per un efficiente assemblaggio automatizzato pick-and-place.
• L'impronta del package standardizzata EIA (Electronic Industries Alliance) garantisce la compatibilità con i progetti industriali.
• Le caratteristiche di ingresso/uscita sono compatibili con i livelli logici standard dei circuiti integrati (IC).
• Progettato per la compatibilità con le attrezzature di posizionamento automatizzate per la tecnologia a montaggio superficiale (SMT).
• Resiste ai processi standard di saldatura a rifusione a infrarossi (IR) utilizzati nella produzione di PCB ad alto volume.

1.2 Applicazioni

Questo LED è adatto per un'ampia gamma di applicazioni, tra cui ma non limitate a:

• Dispositivi di telecomunicazione, apparecchiature per l'automazione d'ufficio, elettrodomestici e sistemi di controllo industriale.
• Retroilluminazione per tastiere e keypad.
• Indicatori di stato e di alimentazione.
• Micro-display e indicatori su pannello.
• Illuminazione di segnalazione e simboli luminosi.

2. Interpretazione Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

I seguenti 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):75 mW. Questa è la potenza totale massima che il package può dissipare sotto forma di calore.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):80 mA. Questa è la massima corrente diretta istantanea ammissibile, tipicamente specificata in condizioni di impulso (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms) per prevenire il surriscaldamento.
• Corrente Diretta Continua (I_F):30 mA. Questa è la massima corrente diretta continua per un funzionamento affidabile a lungo termine.
• Tensione Inversa (V_R):5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento & Stoccaggio:-55°C a +85°C. Il dispositivo può funzionare ed essere stoccato entro questo intervallo di temperatura ambiente.
• Condizione di Saldatura a Infrarossi:260°C per un massimo di 10 secondi. Questo definisce la temperatura di picco e la tolleranza di tempo per i processi di saldatura a rifusione.

2.2 Caratteristiche Elettriche & Ottiche

Questi parametri sono misurati a una temperatura ambiente (T_a) di 25°C e definiscono le prestazioni tipiche del dispositivo.

• Intensità Luminosa (I_V):18.0 - 71.0 mcd (Tipico: 35.0 mcd) a I_F= 20 mA. Questa misura la luminosità percepita dall'occhio umano del LED. L'ampio intervallo è gestito tramite il binning (vedi Sezione 3).
• Angolo di Visione (2θ_1/2):130 gradi. Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa è la metà del valore misurato sull'asse (0°). Un ampio angolo di visione come questo fornisce un pattern di luce più diffuso, adatto per applicazioni di indicatori.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):574.0 nm (Tipico). Questa è la lunghezza d'onda alla quale la potenza spettrale in uscita è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):567.5 - 576.5 nm (Tipico: 571.0 nm) a I_F= 20 mA. Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano che definisce il colore (verde). È derivata dal diagramma di cromaticità CIE.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):15.0 nm. Questo indica la purezza spettrale, definendo l'intervallo di lunghezze d'onda attorno al picco che contiene una potenza ottica significativa.
• Tensione Diretta (V_F):1.90 - 2.40 V (Tipico) a I_F= 20 mA. Questa è la caduta di tensione ai capi del LED quando conduce la corrente specificata.
• Corrente Inversa (I_R):10 μA (Massimo) a V_R= 5 V. Questa è la piccola corrente di dispersione che scorre quando il diodo è polarizzato inversamente.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire prestazioni consistenti nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri chiave. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano requisiti specifici dell'applicazione per uniformità di colore e luminosità.

3.1 Classe della Tensione Diretta (V_F)

Binnato a I_F= 20 mA. Tolleranza per bin ±0.1V.

• Bin 4: 1.9V - 2.0V
• Bin 5: 2.0V - 2.1V
• Bin 6: 2.1V - 2.2V
• Bin 7: 2.2V - 2.3V
• Bin 8: 2.3V - 2.4V

3.2 Classe dell'Intensità Luminosa (I_V)

Binnato a I_F= 20 mA. Tolleranza per bin ±15%.

• Bin M: 18.0 mcd - 28.0 mcd
• Bin N: 28.0 mcd - 45.0 mcd
• Bin P: 45.0 mcd - 71.0 mcd

3.3 Classe della Tonalità (Lunghezza d'Onda Dominante, λ_d)

Binnato a I_F= 20 mA. Tolleranza per bin ±1 nm.

• Bin C: 567.5 nm - 570.5 nm
• Bin D: 570.5 nm - 573.5 nm
• Bin E: 573.5 nm - 576.5 nm

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Le curve di prestazione tipiche illustrano la relazione tra parametri chiave in condizioni variabili. Queste sono essenziali per un robusto design del circuito.

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

La curva I-V mostra la relazione esponenziale tipica di un diodo. Per questo LED verde AlInGaP, la tensione diretta (V_F) ha un valore tipico di circa 2.0V a 20mA. I progettisti devono assicurarsi che la resistenza limitatrice di corrente o il circuito di pilotaggio forniscano la tensione corretta per ottenere la corrente desiderata, poiché piccole variazioni di tensione possono causare grandi variazioni di corrente.

4.2 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta

Questa curva è generalmente lineare entro l'intervallo di corrente operativa consigliato (fino a 30mA CC). Aumentare la corrente diretta aumenta proporzionalmente l'emissione luminosa. Tuttavia, operare al di sopra dei valori massimi assoluti porterà a un calo di efficienza, aumento del calore e riduzione della durata di vita.

4.3 Distribuzione Spettrale

La curva di emissione spettrale è centrata attorno alla lunghezza d'onda di picco di 574 nm (verde) con una tipica larghezza a mezza altezza di 15 nm. La lunghezza d'onda dominante (λ_d), che definisce il colore percepito, rientra nell'intervallo di 571 nm ± 5 nm a seconda del bin. Questo spettro ristretto è caratteristico della tecnologia AlInGaP, offrendo una saturazione di colore pura.

5. Informazioni Meccaniche & Confezionamento

5.1 Dimensioni del Package

Il LED è alloggiato in un package SMD standard. Le dimensioni chiave (in millimetri) sono: Lunghezza: 3.2 mm, Larghezza: 1.6 mm, Altezza: 1.4 mm. Le tolleranze sono tipicamente ±0.1 mm salvo diversa indicazione. La lente è trasparente.

5.2 Identificazione della Polarità & Design del Pad PCB

Il componente ha un catodo marcato (tipicamente indicato da un punto verde, un intaglio o un terminale più corto sul nastro). Viene fornito un land pattern PCB consigliato (impronta) per garantire una corretta formazione del giunto di saldatura, una connessione elettrica affidabile e un corretto allineamento durante la rifusione. Seguire questa linea guida previene il tombstoning e altri difetti di saldatura.

5.3 Confezionamento su Nastro e Bobina

I LED sono forniti su nastro portante goffrato con una larghezza di 8 mm, avvolto su bobine da 7 pollici (178 mm) di diametro. La quantità standard per bobina è di 3000 pezzi. Il confezionamento include un nastro di copertura superiore per proteggere i componenti. L'orientamento e la spaziatura delle tasche sono conformi agli standard ANSI/EIA-481 per la movimentazione automatizzata.

6. Linee Guida per Saldatura & Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione IR (Processo Senza Piombo)

Viene fornito un profilo di rifusione consigliato per l'assemblaggio con saldatura senza piombo (Pb-free). I parametri chiave includono:

• Preriscaldamento:150°C a 200°C.
• Tempo di Preriscaldamento:Massimo 120 secondi per consentire l'attivazione del flussante e la stabilizzazione della temperatura.
• Temperatura di Picco:Massimo 260°C.
• Tempo Sopra il Liquido (al picco):Massimo 10 secondi. Il dispositivo può resistere a un massimo di due cicli di rifusione in queste condizioni.

I profili dovrebbero essere sviluppati sulla base degli standard JEDEC e validati con il design PCB specifico, la pasta saldante e il forno utilizzati in produzione.

6.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, utilizzare un saldatore a temperatura controllata. La temperatura della punta del saldatore non deve superare i 300°C e il tempo di contatto deve essere limitato a un massimo di 3 secondi per pad. La saldatura manuale dovrebbe essere eseguita una sola volta.

6.3 Pulizia

Se è richiesta la pulizia post-saldatura, utilizzare solo solventi a base alcolica approvati come alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente. Il tempo di immersione deve essere inferiore a un minuto. Evitare detergenti chimici non specificati che potrebbero danneggiare il package o la lente del LED.

6.4 Stoccaggio & Movimentazione

• Precauzioni ESD:Questo dispositivo è sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD). Maneggiare utilizzando adeguati controlli ESD come braccialetti collegati a terra, tappetini anti-statici e contenitori.
• Sensibilità all'Umidità:Il package è sensibile all'umidità. Quando stoccato nella sua originale busta sigillata barriera all'umidità con essiccante, la durata di conservazione è di un anno a ≤30°C e ≤90% UR. Una volta aperta la busta, i componenti dovrebbero essere stoccati a ≤30°C e ≤70% UR e dovrebbero subire la rifusione IR entro 672 ore (28 giorni, MSL 2a). Per lo stoccaggio oltre questo periodo o in ambienti non controllati, si consiglia una cottura a circa 60°C per almeno 20 ore prima della saldatura.

7. Note Applicative & Considerazioni di Progetto

7.1 Limitazione della Corrente

Un LED è un dispositivo pilotato a corrente. Una resistenza limitatrice di corrente in serie è obbligatoria quando si pilota da una sorgente di tensione. Il valore della resistenza (R) può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (V_sorgente- V_F) / I_F. Utilizzare il massimo V_Fdalla scheda tecnica (2.4V) per un progetto conservativo per garantire che la corrente non superi il valore desiderato. Ad esempio, pilotando da un'alimentazione a 5V a 20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ω. Una resistenza standard da 130 Ω o 150 Ω sarebbe adatta.

7.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (75 mW max), un corretto design termico prolunga la durata di vita e mantiene stabile l'emissione ottica. Assicurare un'adeguata area di rame attorno ai pad del PCB per fungere da dissipatore di calore. Evitare di operare continuamente ai limiti massimi assoluti di corrente e temperatura.

7.3 Design Ottico

L'angolo di visione di 130 gradi produce un fascio ampio e diffuso. Per applicazioni che richiedono un fascio più focalizzato, sarebbero necessarie ottiche secondarie (lenti o guide luminose). La lente trasparente è ottimale per un'emissione del colore reale senza alterazioni.

8. Confronto Tecnico & Differenziazione

Questo LED verde AlInGaP offre vantaggi specifici:

• vs. LED Verdi GaP Tradizionali:La tecnologia AlInGaP fornisce un'efficienza luminosa e una luminosità (intensità luminosa) significativamente maggiori a parità di corrente di pilotaggio, insieme a una migliore saturazione del colore e stabilità in funzione della temperatura.
• vs. LED Blu/Verdi InGaN:Sebbene i LED InGaN possano raggiungere luminosità molto elevate, questo LED verde AlInGaP in questo formato di package offre una soluzione collaudata ed economica per applicazioni di indicatori a luminosità standard con una caratteristica di tensione diretta stabile.
• Differenziatori Chiave:La combinazione di un ampio angolo di visione di 130 gradi, la conformità RoHS, la compatibilità con la rifusione IR e il dettagliato binning per la consistenza di colore e luminosità rende questo componente una scelta affidabile per la produzione automatizzata ad alto volume.

9. Domande Frequenti (FAQ)

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

La Lunghezza d'Onda di Picco (λ_P)è la lunghezza d'onda fisica alla quale il LED emette la massima potenza ottica, misurata da uno spettrometro.La Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d)è la singola lunghezza d'onda percettiva che corrisponde al colore visto dall'occhio umano, calcolata dalle coordinate di cromaticità CIE. Per LED monocromatici come questo verde, i valori sono tipicamente vicini.

9.2 Posso pilotare questo LED senza una resistenza limitatrice di corrente?

No.La tensione diretta di un LED ha un coefficiente di temperatura negativo e varia da unità a unità. Collegarlo direttamente a una sorgente di tensione causerà un picco incontrollato di corrente, probabilmente superando il Valore Massimo Assoluto e distruggendo il dispositivo istantaneamente. Utilizzare sempre una resistenza in serie o un driver a corrente costante.

9.3 Perché c'è un intervallo così ampio nell'Intensità Luminosa (18-71 mcd)?

Questo intervallo riflette le variazioni naturali nella produzione dei semiconduttori. Ilsistema di binning(classi M, N, P) suddivide i LED in gruppi con intervalli di intensità molto più ristretti. Per applicazioni che richiedono uniformità di luminosità, specificare e utilizzare LED dello stesso bin di intensità.

9.4 Come interpreto l'\"Angolo di Visione\" di 130 gradi?

Questo è l'angolo totaleal quale l'intensità luminosa scende al 50% della sua intensità sull'asse (centro). Quindi, a 65 gradi fuori asse a sinistra e 65 gradi fuori asse a destra (totale 130 gradi), la luminosità è la metà di quella che si vede guardando direttamente il LED. Questo definisce l'ampiezza del fascio.

10. Esempi di Applicazione Pratica

10.1 Pannello Indicatori di Stato

In un router di rete o in un pannello di controllo industriale, più LED di questo tipo possono essere utilizzati per indicare alimentazione, attività di rete, errori di sistema o modalità operative. L'ampio angolo di visione garantisce la visibilità da varie angolazioni. Selezionando LED dello stesso bin V_Fe I_V, si può ottenere uniformità di luminosità e colore su tutto il pannello. Un circuito tipico comprende un'alimentazione a 5V, un pin GPIO di un microcontrollore, una resistenza limitatrice di corrente da 150Ω e il LED in serie.

10.2 Retroilluminazione Tastiera

Per illuminare i tasti su una tastiera a membrana o meccanica, questi LED SMD possono essere posizionati su un PCB sotto i tasti traslucidi. Le loro piccole dimensioni (3.2x1.6mm) consentono il posizionamento tra le impronte degli interruttori. Il chip verde AlInGaP fornisce un colore nitido e distinto. Le considerazioni di progetto includono la gestione della corrente per più LED in parallelo (preferibilmente con resistenze individuali o un driver array a corrente costante) e garantire una diffusione uniforme della luce attraverso il materiale del tasto.

11. Introduzione alla Tecnologia

Questo LED si basa sulla tecnologia semiconduttrice delFosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP). Questo sistema di materiali viene cresciuto epitassialmente su un substrato ed è particolarmente efficiente nelle regioni rossa, arancione, ambra e verde dello spettro visibile. Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva della giunzione semiconduttrice, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica degli strati AlInGaP determina l'energia del bandgap e quindi la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa. La lente epossidica trasparente incapsula il chip, fornisce protezione meccanica e modella il pattern di emissione luminosa.

12. Tendenze del Settore

La tendenza generale nei LED indicatori SMD continua versoun'efficienza aumentata(più emissione luminosa per unità di potenza elettrica),dimensioni del package più piccoleper schede ad alta densità, eaffidabilità migliorata. C'è anche una crescente enfasi sulla regolazione precisa del colore e su un binning più stretto per soddisfare le esigenze di applicazioni che richiedono alta consistenza cromatica, come display a colori completi e illuminazione interna automobilistica. Inoltre, l'integrazione con driver intelligenti per la regolazione dell'intensità e il controllo del colore sta diventando più comune. Il componente descritto in questa scheda tecnica rappresenta una tecnologia matura e affidabile, ben adatta alle sue applicazioni target nell'elettronica di consumo e industriale.