Scheda Tecnica LED SMD LTST-C21TGKT - 3.2x1.6x1.1mm - 2.8-3.8V - 76mW - Lente Trasparente Verde - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per il LTST-C21TGKT, un LED a montaggio superficiale (SMD). Questo componente appartiene a una famiglia di LED miniaturizzati progettati specificamente per l'assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB) e per applicazioni in cui lo spazio è un vincolo critico. Il fattore di forma compatto e l'imballaggio standardizzato lo rendono altamente adatto all'integrazione nei moderni processi di produzione elettronica.

Le aree di applicazione principali per questo LED sono ampie e comprendono apparecchiature di telecomunicazione, dispositivi per l'automazione d'ufficio, vari elettrodomestici e sistemi di controllo industriale. Le sue funzioni primarie includono l'indicazione di stato, l'illuminazione di retro per tastiere e keypad, l'abilitazione di micro-display e l'impiego come sorgente luminosa per segnali o simboli nella segnaletica interna.

1.1 Caratteristiche Principali

• Conformità RoHS:Il dispositivo è fabbricato per rispettare la direttiva sulla restrizione delle sostanze pericolose, garantendo l'assenza di materiali specifici come piombo, mercurio e cadmio.
• Design a Montaggio Inverso:Presenta una struttura unica "chip-on-board" in cui il chip LED è montato in orientamento inverso, offrendo vantaggi in specifici progetti ottici e scenari di assemblaggio.
• Chip InGaN Ultra-Luminoso:Utilizza un materiale semiconduttore a Nitruro di Indio e Gallio (InGaN) per produrre un'emissione di luce verde ad alta intensità.
• Compatibile con Assemblaggio Automatico:Fornito su nastro standard da 8mm avvolto su bobine da 7 pollici di diametro, conforme agli standard EIA, rendendolo pienamente compatibile con le attrezzature automatiche pick-and-place ad alta velocità.
• Saldabile a Rifusione:Il package è progettato per resistere ai processi standard di saldatura a rifusione a infrarossi (IR) utilizzati nelle linee di assemblaggio SMT.
• Compatibile con IC:Le caratteristiche elettriche sono adatte per l'interfacciamento diretto con le uscite dei circuiti integrati standard.

2. Dimensioni e Configurazione del Package

Il LTST-C21TGKT è contenuto in un package SMD compatto e standard del settore. La lente appare trasparente, mentre la sorgente luminosa stessa è un emettitore verde basato su InGaN. Le dimensioni tipiche del package sono approssimativamente 3.2mm di lunghezza, 1.6mm di larghezza e 1.1mm di altezza, sebbene i progettisti debbano sempre fare riferimento al disegno dimensionale dettagliato per il progetto meccanico critico. Tutte le dimensioni specificate sono in millimetri, con una tolleranza standard di ±0.1mm salvo diversa indicazione sul disegno.

3. Valori Nominali e Caratteristiche

Comprendere i valori massimi assoluti è cruciale per garantire un funzionamento affidabile e prevenire guasti prematuri del dispositivo. Questi valori specificano i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente.

3.1 Valori Massimi Assoluti (Ta=25°C)

• Dissipazione di Potenza (Pd):76 mW. Questa è la massima quantità di potenza che il dispositivo può dissipare sotto forma di calore.
• Corrente Diretta di Picco (I_F(PEAK)):100 mA. Questa è la massima corrente diretta istantanea ammissibile, tipicamente specificata in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms) per prevenire il surriscaldamento.
• Corrente Diretta Continua (I_F):20 mA. Questa è la massima corrente continua DC raccomandata per il funzionamento continuo.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento (T_opr):-20°C a +80°C. L'intervallo di temperatura ambiente entro il quale il dispositivo è progettato per funzionare.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione (T_stg):-30°C a +100°C. L'intervallo di temperatura per la conservazione in condizioni di non funzionamento.
• Condizione di Saldatura a Rifusione IR:Resistenza a una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi. Questo definisce la tolleranza del profilo termico durante l'assemblaggio del PCB.

3.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche (Ta=25°C)

Questi parametri definiscono le prestazioni tipiche del LED in condizioni di test standard.

• Intensità Luminosa (I_V):Varia da un minimo di 180.0 mcd a un massimo di 1120.0 mcd con una corrente diretta (I_F) di 20 mA. Il valore effettivo è classificato in bin (vedi Sezione 4). L'intensità è misurata utilizzando un sensore filtrato per corrispondere alla curva di risposta fotopica dell'occhio CIE.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):70 gradi. Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore di picco (sull'asse), definendo l'ampiezza del fascio.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):Tipicamente 530 nm. La lunghezza d'onda alla quale la potenza spettrale in uscita è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):Tipicamente 525 nm a I_F=20mA. Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano che meglio rappresenta il colore della luce, derivata dal diagramma di cromaticità CIE.
• Larghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ):Approssimativamente 35 nm. La larghezza di banda dello spettro emesso misurata a metà dell'intensità di picco.
• Tensione Diretta (V_F):Tra 2.8 V e 3.8 V a I_F=20mA. La caduta di tensione ai capi del LED quando conduce corrente.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 10 μA con una tensione inversa (V_R) di 5V. I LED non sono progettati per funzionare in polarizzazione inversa; questo parametro è solo a scopo di test.

3.3 Note Importanti sulle Caratteristiche

• Sensibilità alle Scariche Elettrostatiche (ESD):I LED sono suscettibili ai danni da elettricità statica e sovratensioni. Controlli ESD adeguati, come l'uso di braccialetti a terra, guanti antistatici e l'assicurazione che tutte le attrezzature siano messe a terra, sono obbligatori durante la manipolazione.
• Funzionamento in Tensione Inversa:Il dispositivo non è progettato per essere operato con una polarizzazione inversa. Il parametro della corrente inversa è solo a scopo informativo e di test.

4. Sistema di Classificazione in Bin

Per garantire coerenza nelle applicazioni, i LED vengono selezionati (binnati) in base a parametri prestazionali chiave. Il LTST-C21TGKT utilizza un sistema di binning bidimensionale.

4.1 Bin dell'Intensità Luminosa (I_V)

Colore verde, misurato in millicandele (mcd) a 20mA. La tolleranza all'interno di ogni bin è ±15%.

• Codice Bin S:180.0 – 280.0 mcd
• Codice Bin T:280.0 – 450.0 mcd
• Codice Bin U:450.0 – 710.0 mcd
• Codice Bin V:710.0 – 1120.0 mcd

4.2 Bin della Tonalità (Lunghezza d'Onda Dominante)

Colore verde, misurato in nanometri (nm) a 20mA. La tolleranza per ogni bin è ±1 nm.

• Codice Bin AP:520.0 – 525.0 nm
• Codice Bin AQ:525.0 – 530.0 nm
• Codice Bin AR:530.0 – 535.0 nm

Un numero di parte completo include tipicamente questi codici bin per specificare l'esatta classe prestazionale.

5. Curve di Prestazione Tipiche

I dati grafici forniscono una comprensione più approfondita del comportamento del dispositivo in condizioni variabili. Sebbene i grafici specifici delle curve non siano riprodotti qui, la scheda tecnica include tipicamente i seguenti grafici essenziali per l'analisi di progetto:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta (I_V/ I_F):Mostra come l'emissione luminosa aumenta con la corrente, spesso diventando sub-lineare a correnti più elevate a causa del riscaldamento e del calo di efficienza.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta (V_F/ I_F):Illustra la caratteristica I-V del diodo, cruciale per progettare il circuito di limitazione della corrente.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente (I_V/ T_a):Dimostra la dipendenza termica dell'emissione luminosa, che generalmente diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione.
• Distribuzione della Potenza Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra il picco a ~530nm e la larghezza spettrale di ~35nm.
• Diagramma dell'Angolo di Visione:Un grafico polare che raffigura la distribuzione spaziale dell'intensità luminosa, confermando l'angolo di visione di 70 gradi.

6. Linee Guida per l'Assemblaggio e la Manipolazione

6.1 Layout Consigliato dei Pad di Attacco PCB

Viene fornito un land pattern (impronta) suggerito per il PCB per garantire una corretta formazione del giunto di saldatura, stabilità meccanica e gestione termica. Questo pattern include tipicamente dimensioni e spaziatura dei pad leggermente maggiori dei terminali del dispositivo per facilitare una buona bagnatura della saldatura e la formazione del filetto.

6.2 Processo di Saldatura

Il dispositivo è qualificato per processi di saldatura senza piombo (Pb-free). Viene fornito un profilo di rifusione IR suggerito, conforme agli standard JEDEC. I parametri chiave includono:

• Preriscaldamento:150°C – 200°C.
• Tempo di Preriscaldamento:Massimo 120 secondi per consentire un riscaldamento uniforme e l'attivazione della pasta.
• Temperatura di Picco:Massimo 260°C.
• Tempo Sopra il Liquido (al picco):Massimo 10 secondi. Il dispositivo non deve essere sottoposto a più di due cicli di rifusione.

Per la riparazione manuale con saldatore, la temperatura della punta non deve superare i 300°C e il tempo di contatto deve essere limitato a un massimo di 3 secondi per un singolo intervento di riparazione. È fondamentale seguire le linee guida del produttore della pasta saldante e caratterizzare il profilo per il design specifico del PCB.

6.3 Pulizia

Se è richiesta la pulizia post-saldatura, devono essere utilizzati solo solventi a base alcolica specificati come alcol etilico o alcol isopropilico. Il LED deve essere immerso a temperatura ambiente per meno di un minuto. Detergenti chimici non specificati potrebbero danneggiare la lente epossidica o il package.

6.4 Conservazione e Sensibilità all'Umidità

I LED sono imballati in una busta barriera all'umidità con essiccante. Mentre sono sigillati, devono essere conservati a ≤ 30°C e ≤ 90% di Umidità Relativa (UR) e utilizzati entro un anno. Una volta aperta la busta originale, i componenti sono classificati al Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL) 3. Ciò significa che devono essere sottoposti a saldatura a rifusione IR entro una settimana dall'esposizione alle condizioni ambientali di fabbrica (≤ 30°C / 60% UR). Per la conservazione oltre una settimana al di fuori della busta originale, devono essere conservati in un contenitore sigillato con essiccante o in atmosfera di azoto. I componenti esposti per più di una settimana richiedono un trattamento di "bake-out" a circa 60°C per almeno 20 ore prima dell'assemblaggio per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire danni da "popcorning" durante la rifusione.

7. Specifiche di Imballaggio

Il prodotto è fornito in formato nastro e bobina compatibile con le attrezzature di assemblaggio automatico.

• Larghezza del Nastro:8 mm.
• Diametro della Bobina:7 pollici (178 mm).
• Quantità per Bobina:3000 pezzi.
• Quantità Minima d'Ordine (MOQ):500 pezzi per quantità residue.
• Sigillatura delle Tasche:Le tasche vuote nel nastro sono coperte con un nastro di copertura superiore.
• Componenti Mancanti:È consentito un massimo di due LED mancanti consecutivi secondo lo standard di imballaggio.
• Standard:L'imballaggio è conforme alle specifiche ANSI/EIA-481.

8. Note Applicative e Considerazioni di Progetto

8.1 Metodo di Pilotaggio

Un LED è un dispositivo controllato in corrente. Per garantire un'intensità luminosa, un colore e una longevità consistenti e stabili, deve essere pilotato da una sorgente di corrente costante, non da una sorgente di tensione costante. La tensione diretta (V_F) ha una tolleranza e un coefficiente di temperatura negativo (diminuisce all'aumentare della temperatura). L'uso di una semplice resistenza in serie con un'alimentazione di tensione è comune per indicatori di base, ma per applicazioni che richiedono una luminosità stabile, è consigliato un driver LED dedicato o un circuito di regolazione della corrente più sofisticato. Il progetto deve rispettare i valori massimi assoluti per la corrente continua (20mA) e pulsata (100mA).

8.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia relativamente bassa a 76mW, una gestione termica efficace è comunque importante per mantenere prestazioni e affidabilità, specialmente ad alte temperature ambiente o quando pilotato vicino ai valori massimi. I pad di rame del PCB fungono da dissipatore di calore primario. Seguire il layout dei pad consigliato, utilizzare via termiche sotto il pad (se applicabile al package) e garantire un adeguato flusso d'aria contribuiscono a mantenere la temperatura di giunzione del LED entro limiti sicuri, preservando così l'emissione luminosa e la vita operativa.

8.3 Integrazione Ottica

L'angolo di visione di 70 gradi fornisce un pattern di emissione ampio e diffuso, adatto per l'illuminazione d'area e indicatori di stato. Per applicazioni che richiedono un fascio più focalizzato, possono essere necessarie ottiche secondarie come lenti o guide luminose. La lente trasparente permette l'emissione del vero colore del chip (verde) senza alterazioni.

8.4 Polarità e Orientamento

Essendo un diodo, il LED ha un anodo (+) e un catodo (-). Il package include un indicatore di polarità, tipicamente una tacca, un punto verde o un angolo smussato sul lato del catodo. L'orientamento corretto sul PCB è essenziale affinché il dispositivo si illumini. Il design a montaggio inverso può avere implicazioni specifiche su come la luce viene estratta dal package, che dovrebbero essere considerate nel progetto ottico.

9. Affidabilità e Ambito di Applicazione

I LED descritti sono destinati all'uso in apparecchiature elettroniche commerciali e industriali standard, inclusa automazione d'ufficio, comunicazioni, sistemi di rete ed elettrodomestici. Per applicazioni che richiedono un'affidabilità eccezionale in cui un guasto potrebbe compromettere la sicurezza, la salute o la vita—come in aviazione, trasporti, medicale o sistemi di sicurezza critici—sono necessarie una qualifica speciale e una consultazione prima dell'integrazione nel progetto. Le precauzioni fornite su conservazione, manipolazione e saldatura sono fondamentali per raggiungere l'affidabilità attesa nelle applicazioni previste.