Scheda Tecnica LED SMD LTST-C191KGKT - Spessore 0.55mm - Tensione Max 2.4V - Potenza 75mW - Verde - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTST-C191KGKT è un LED a montaggio superficiale (SMD) progettato per l'assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB). La sua impronta miniaturizzata e il profilo ridotto lo rendono ideale per applicazioni con spazio limitato in un'ampia gamma di elettronica di consumo e industriale.

1.1 Caratteristiche

• Conforme agli standard ambientali RoHS.
• Profilo del package estremamente sottile, alto solo 0,55 mm.
• Utilizza un chip semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) ultra-luminoso per produrre luce verde.
• Confezionato su nastro da 8mm avvolto su bobine da 7 pollici di diametro per compatibilità con attrezzature automatiche pick-and-place ad alta velocità.
• Outline del package standard EIA (Electronic Industries Alliance).
• Compatibile con la logica di ingresso, adatto per pilotaggio diretto da circuiti integrati.
• Progettato per l'utilizzo con processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR).

1.2 Applicazioni

Questo LED è adatto per vari scopi di illuminazione e indicazione, tra cui:

• Retroilluminazione per tastiere, micro-display e keypad.
• Indicatori di stato e alimentazione in apparecchiature di telecomunicazione, dispositivi per l'ufficio, elettrodomestici e sistemi di controllo industriale.
• Apparecchi di segnalazione e illuminazione simbolica.

2. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il dispositivo presenta una lente trasparente che consente alla luce verde del chip AlInGaP di essere emessa in modo efficiente. I disegni dimensionali dettagliati sono forniti nella scheda tecnica, con tutte le misure critiche specificate in millimetri. Le caratteristiche principali del package includono un'orma standard progettata per una saldatura affidabile e un profilo basso che minimizza l'altezza complessiva dell'assemblaggio. La polarità è chiaramente marcata sul corpo del dispositivo per il corretto orientamento sul PCB.

3. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

3.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento a questi limiti non è garantito.

• Dissipazione di Potenza (Pd):75 mW. Questa è la massima quantità di potenza che il package LED può dissipare come calore senza degradare prestazioni o affidabilità.
• Corrente Diretta Continua (IF):30 mA. La massima corrente continua che può essere applicata al LED.
• Corrente Diretta di Picco:80 mA, ammissibile solo in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0,1ms) per ottenere brevemente un'uscita luminosa più elevata.
• Tensione Inversa (VR):5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare un'immediata rottura della giunzione.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento & Stoccaggio:-55°C a +85°C. Specifica l'intervallo ambientale completo per la funzionalità del dispositivo e lo stoccaggio non operativo.
• Condizione di Saldatura a Infrarossi:Resiste a una temperatura di picco di 260°C per 10 secondi, fondamentale per i processi di assemblaggio senza piombo (Pb-free).

3.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi parametri sono misurati in condizioni di test standard di Ta=25°C e IF=20mA, fornendo i parametri di riferimento tipici delle prestazioni.

• Intensità Luminosa (Iv):Varia da 18,0 a 71,0 millicandele (mcd). Questa ampia gamma è gestita attraverso un sistema di binning (vedi Sezione 4).
• Angolo di Visione (2θ½):130 gradi. Questo ampio angolo di visione indica un pattern di emissione Lambertiano o quasi-Lambertiano, adatto per l'illuminazione d'area piuttosto che per fasci focalizzati.
• Lunghezza d'Onda di Picco di Emissione (λP):Tipicamente 574,0 nm. Questa è la lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):Specificata tra 567,5 nm e 576,5 nm. Definisce il colore percepito (verde) del LED ed è anch'essa soggetta a binning.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):Circa 15 nm. Indica la purezza spettrale o la larghezza di banda della luce verde emessa.
• Tensione Diretta (VF):Tra 1,9 V e 2,4 V a 20mA. La caduta di tensione ai capi del LED durante il funzionamento, importante per la progettazione del circuito di pilotaggio.
• Corrente Inversa (IR):Massimo di 10 µA a VR=5V. Una misura della dispersione della giunzione nello stato di spegnimento.

4. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire coerenza nella produzione di massa, i LED vengono suddivisi in bin di prestazione. Il LTST-C191KGKT utilizza tre criteri di binning indipendenti.

4.1 Classe di Tensione Diretta (Vf)

I bin assicurano che i LED abbiano cadute di tensione simili, semplificando la progettazione del circuito limitatore di corrente. I bin vanno dal Codice 4 (1,90V-2,00V) al Codice 8 (2,30V-2,40V), ciascuno con una tolleranza di ±0,1V.

4.2 Classe di Intensità Luminosa (Iv)

Raggruppa i LED in base alla loro intensità luminosa. I codici sono M (18,0-28,0 mcd), N (28,0-45,0 mcd) e P (45,0-71,0 mcd), ciascuno con una tolleranza del ±15%.

4.3 Classe di Tonalità (Lunghezza d'Onda Dominante)

Ordina i LED in base alla loro precisa sfumatura di verde. I codici sono C (567,5-570,5 nm), D (570,5-573,5 nm) ed E (573,5-576,5 nm), ciascuno con una tolleranza di ±1 nm.

5. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include curve caratteristiche tipiche che forniscono una visione più approfondita del comportamento del dispositivo in condizioni variabili.

• Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V):Mostra la relazione esponenziale, cruciale per determinare la tensione di pilotaggio richiesta per una corrente target.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:Dimostra come l'uscita luminosa aumenti con la corrente, tipicamente in una relazione quasi-lineare entro l'intervallo operativo prima che l'efficienza cali a correnti molto elevate.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Illustra la derating termico dell'uscita luminosa. All'aumentare della temperatura di giunzione, l'efficienza luminosa generalmente diminuisce.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra il picco a ~574nm e la larghezza a mezza altezza di ~15nm, confermando il punto di colore verde.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Rifusione IR Raccomandato (Senza Piombo)

Un processo critico per un fissaggio affidabile. Il profilo dovrebbe includere una zona di pre-riscaldamento (150-200°C), una rampa controllata fino a una temperatura di picco non superiore a 260°C e un tempo alla temperatura di picco (es. 260°C) limitato a un massimo di 10 secondi. L'intero processo dovrebbe essere completato entro un tempo massimo di pre-riscaldamento di 120 secondi. Questo profilo si basa sugli standard JEDEC per prevenire danni termici al package LED o al chip.

6.2 Progetto dei Pad di Attacco PCB

Viene fornito un land pattern (orma) raccomandato per garantire una corretta formazione del giunto di saldatura, l'allineamento del componente e la gestione termica durante il reflow.

6.3 Pulizia

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

6.4 Stoccaggio e Manipolazione

• Precauzione ESD:Il dispositivo è sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD). Durante la manipolazione devono essere utilizzati adeguati controlli ESD (braccialetti, apparecchiature messe a terra).
• Sensibilità all'Umidità:Il package è classificato MSL2a. Una volta aperta la busta originale a tenuta d'umidità, i componenti devono essere sottoposti a rifusione IR entro 672 ore (28 giorni) in condizioni di stoccaggio di ≤30°C e ≤60% UR. Per uno stoccaggio più lungo fuori dalla busta originale, è necessario un baking a 60°C per almeno 20 ore prima della saldatura.

7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

I LED sono forniti su nastro portante goffrato da 8mm di larghezza, sigillato con nastro coprente. Il nastro è avvolto su bobine standard da 7 pollici (178mm) di diametro. Ogni bobina contiene 5000 pezzi. Il confezionamento è conforme alle specifiche ANSI/EIA-481. Si applica una quantità d'ordine minima di 500 pezzi per quantità residue.

8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progetto

8.1 Circuiti Applicativi Tipici

Per un funzionamento affidabile, una resistenza limitatrice di corrente deve essere collegata in serie al LED. Il valore della resistenza (R) può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (Valimentazione - VF) / IF, dove VF è la tensione diretta del bin scelto e IF è la corrente di pilotaggio desiderata (da non superare 30mA CC).

8.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, mantenere la temperatura di giunzione entro i limiti è fondamentale per l'affidabilità a lungo termine e la stabilità dell'uscita luminosa. Assicurarsi che il progetto dei pad PCB fornisca un adeguato rilievo termico, specialmente quando si opera alla corrente diretta massima o vicino ad essa.

8.3 Progetto Ottico

L'angolo di visione di 130 gradi fornisce un pattern di luce ampio e diffuso. Per una luce più focalizzata, sarebbero necessarie ottiche secondarie (lenti o guide luminose). La lente trasparente è adatta per applicazioni in cui il chip LED stesso non è visibile.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Le caratteristiche differenzianti primarie del LTST-C191KGKT sono il suoprofilo ultra-sottile di 0,55mme l'utilizzo di unchip AlInGaPper l'emissione verde. Rispetto a tecnologie più datate come il GaP, l'AlInGaP offre un'efficienza luminosa significativamente più elevata e una migliore saturazione del colore. Il profilo sottile è un vantaggio chiave rispetto ai LED chip standard da 0,6mm o 0,8mm nei moderni dispositivi consumer sottili.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare questo LED direttamente da un'uscita logica a 3,3V o 5V?

R: No. È necessario utilizzare una resistenza limitatrice di corrente in serie. Un'alimentazione a 3,3V con una VF tipica di 2,1V lascia 1,2V ai capi della resistenza. Per 20mA, R = 60Ω. Calcolare sempre in base alla VF massima del proprio bin specifico per garantire una corrente sufficiente.

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

R: La Lunghezza d'Onda di Picco (λP) è la lunghezza d'onda fisica di massima emissione spettrale. La Lunghezza d'Onda Dominante (λd) è la singola lunghezza d'onda percettiva che corrisponde al colore del LED come visto dall'occhio umano, calcolata dal diagramma di cromaticità CIE. La λd è più rilevante per la specifica del colore.

D: Come interpreto i codici di bin quando ordino?

R: È possibile specificare una combinazione di codici di bin per Vf, Iv e λd per ottenere LED con caratteristiche elettriche e ottiche strettamente raggruppate, essenziale per prestazioni coerenti in array multi-LED o applicazioni di retroilluminazione.

11. Esempio Pratico di Caso d'Uso

Scenario: Progettazione di un indicatore di stato a bassa potenza per un dispositivo portatile.

Il dispositivo funziona con una batteria a bottone da 3,0V. L'obiettivo è un indicatore verde chiaro. Viene scelta una corrente di pilotaggio di 10mA per bilanciare luminosità e durata della batteria. Assumendo un bin VF di 5 (2,05V tipico), la resistenza in serie è calcolata: R = (3,0V - 2,05V) / 0,01A = 95Ω. Verrebbe utilizzata una resistenza standard da 100Ω, risultando in una corrente di ~9,5mA. Un bin Iv di M o N fornirebbe una luminosità sufficiente a questa corrente. L'altezza di 0,55mm gli consente di adattarsi a un contenitore ultra-sottile.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

L'emissione di luce in questo LED AlInGaP si basa sull'elettroluminescenza in una giunzione p-n semiconduttrice. Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune vengono iniettati attraverso la giunzione e si ricombinano nella regione attiva. L'energia rilasciata durante questa ricombinazione viene emessa come fotoni (luce). La composizione specifica della lega semiconduttrice AlInGaP determina l'energia del bandgap, che definisce direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa, in questo caso verde. La lente epossidica trasparente incapsula e protegge il chip semiconduttore modellando anche il pattern di emissione luminosa.

13. Tendenze Tecnologiche

Lo sviluppo di LED SMD come il LTST-C191KGKT segue diverse tendenze chiave del settore:Miniaturizzazione(package più sottili, più piccoli),Aumento dell'Efficienza(maggiore output luminoso per unità di input elettrico, guidato da miglioramenti nella crescita epitassiale e nel design del chip), eAffidabilità Migliorata(materiali e processi di packaging migliori per resistere a temperature di reflow più elevate e condizioni ambientali più severe). Il passaggio all'AlInGaP per il verde fa parte di una transizione più ampia dai tradizionali materiali a bassa efficienza verso semiconduttori composti ad alte prestazioni in tutto lo spettro visibile.