Scheda Tecnica LED SMD LTST-108TGKT - Lente Trasparente - Verde InGaN - 2.8-3.8V - 80mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per il LTST-108TGKT, un diodo a emissione luminosa (LED) a montaggio superficiale (SMD). Questo componente è progettato per processi di assemblaggio automatizzato di schede a circuito stampato (PCB) ed è adatto per applicazioni in cui lo spazio è un vincolo critico. Il LED presenta una lente trasparente e utilizza un materiale semiconduttore al nitruro di indio e gallio (InGaN) per produrre luce verde.

Gli obiettivi di progettazione principali per questa serie di LED includono la miniaturizzazione, la compatibilità con attrezzature pick-and-place ad alto volume e l'affidabilità attraverso i processi standard di saldatura a rifusione a infrarossi (IR). Queste caratteristiche lo rendono un componente versatile per la moderna produzione elettronica.

1.1 Caratteristiche

• Conforme alle direttive sulla restrizione delle sostanze pericolose (RoHS).
• Confezionato in nastro da 8 mm su bobine da 7 pollici di diametro per la movimentazione automatizzata.
• Contorno del package standardizzato conforme alle specifiche dell'Electronic Industries Alliance (EIA).
• Le caratteristiche di ingresso/uscita sono compatibili con i livelli logici standard dei circuiti integrati (IC).
• Progettato per la compatibilità con macchinari automatici di posizionamento componenti.
• Adatto per processi di saldatura a rifusione IR comunemente utilizzati nella tecnologia a montaggio superficiale (SMT).
• Precondizionato per accelerare al livello di sensibilità all'umidità 3 del Joint Electron Device Engineering Council (JEDEC).

1.2 Applicazioni

Questo LED è destinato all'uso in un ampio spettro di apparecchiature elettroniche. Le aree di applicazione tipiche includono:

• Apparecchiature di Telecomunicazione:Indicatori di stato su router, modem e switch di rete.
• Automazione d'Ufficio:Luci di pannello su stampanti, scanner e dispositivi multifunzione.
• Elettrodomestici:Indicatori di alimentazione e funzione su vari dispositivi elettronici domestici.
• Apparecchiature Industriali:Pannelli di indicazione stato e guasto macchina.
• Indicazione di Stato:Luci generiche di accensione, standby o attività.
• Illuminazione Segnali e Simboli:Retroilluminazione per icone o simboli su pannelli di controllo.
• Retroilluminazione Pannello Frontale:Illuminazione per pulsanti o tastiere.

2. Dimensioni del Package

Il contorno meccanico del LTST-108TGKT segue un'impronta standard per LED SMD. Tutte le dimensioni critiche sono fornite nei disegni ufficiali della scheda tecnica. Le note chiave riguardanti le dimensioni includono:

• Tutte le dimensioni lineari sono specificate in millimetri (mm).
• La tolleranza standard per dimensioni non specificate è ±0,1 mm (circa ±0,004 pollici).

Identificazione Numero di Parte:

Colore Lente: Trasparente

Colore Sorgente Luminosa: Verde InGaN

3. Valori Nominali e Caratteristiche

Questa sezione definisce i limiti operativi e i parametri di prestazione in condizioni di test specificate. Superare i valori nominali massimi assoluti può causare danni permanenti al dispositivo.

3.1 Valori Nominali Massimi Assoluti

I valori nominali sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Dissipazione di Potenza (Pd):80 mW - La potenza totale massima che il dispositivo può dissipare.
• Corrente Diretta di Picco (I_F(peak)):100 mA - Corrente massima ammissibile in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0,1ms).
• Corrente Diretta Continua (I_F):20 mA - La massima corrente continua DC operativa raccomandata.
• Intervallo di Temperatura Operativa (T_opr):-40°C a +85°C - L'intervallo di temperatura ambiente per il funzionamento normale.
• Intervallo di Temperatura di Stoccaggio (T_stg):-40°C a +100°C - L'intervallo di temperatura sicuro per il dispositivo quando non alimentato.

3.2 Profilo di Rifusione IR Suggerito

Per processi di saldatura senza piombo (Pb-free), si raccomanda un profilo di rifusione conforme allo standard J-STD-020B. Il profilo include tipicamente una zona di pre-riscaldamento, una zona di stabilizzazione termica, una zona di rifusione con una temperatura di picco e una zona di raffreddamento. I parametri critici sono:

• Temperatura di Picco:Massimo di 260°C.
• Tempo Sopra il Liquido (TAL):Generalmente raccomandato entro limiti specificati (es. 30-90 secondi).
• Velocità di Rampa:Velocità di riscaldamento e raffreddamento controllate per prevenire shock termici.

È cruciale notare che il profilo ottimale dipende dal design specifico del PCB, dalla pasta saldante e dalle caratteristiche del forno. Il profilo fornito serve come linea guida generica basata sugli standard JEDEC.

3.3 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi parametri sono misurati a Ta=25°C e I_F=20mA, salvo diversa indicazione.

• Intensità Luminosa (I_V):355 - 900 millicandele (mcd). Misurata utilizzando un rivelatore filtrato per corrispondere alla curva di risposta fotopica standard CIE.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):110 gradi (tipico). Definito come l'angolo totale in cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore assiale (sull'asse).
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_p):518 nm (tipico). La lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica in uscita è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):520 - 535 nm. La singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano che definisce il colore. Tolleranza ±1 nm.
• Larghezza a Metà Altezza della Linea Spettrale (Δλ):35 nm (tipico). La larghezza dello spettro di emissione a metà della sua intensità massima.
• Tensione Diretta (V_F):2,8 - 3,8 Volt. La caduta di tensione ai capi del LED quando conduce 20mA. Tolleranza ±0,1V.
• Corrente Inversa (I_R):10 μA (massimo) a una Tensione Inversa (V_R) di 5V.Importante:Questo dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa; questo parametro è solo a scopo informativo/di test.

4. Sistema di Classificazione (Bin Ranking)

Per garantire la coerenza nella produzione, i LED vengono ordinati (binnati) secondo parametri chiave. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano criteri di prestazione specifici per la loro applicazione.

4.1 Classificazione Tensione Diretta (V_F)

Classificato a I_F= 20mA. Tolleranza all'interno di ogni bin ±0,10V.

• D7:2,8V (Min) - 3,0V (Max)
• D8:3,0V - 3,2V
• D9:3,2V - 3,4V
• D10:3,4V - 3,6V
• D11:3,6V - 3,8V

4.2 Classificazione Intensità Luminosa (I_V)

Classificato a I_F= 20mA. Tolleranza all'interno di ogni bin ±11%.

• T2:355,0 mcd (Min) - 450,0 mcd (Max)
• U1:450,0 mcd - 560,0 mcd
• U2:560,0 mcd - 710,0 mcd
• V1:710,0 mcd - 900,0 mcd

4.3 Classificazione Lunghezza d'Onda Dominante (WD)

Classificato a I_F= 20mA. Tolleranza all'interno di ogni bin ±1 nm.

• AP:520,0 nm (Min) - 525,0 nm (Max)
• AQ:525,0 nm - 530,0 nm
• AR:530,0 nm - 535,0 nm

5. Curve di Prestazione Tipiche

La scheda tecnica include rappresentazioni grafiche delle caratteristiche chiave, tipicamente tracciate in funzione della corrente diretta o della temperatura ambiente. Queste curve forniscono informazioni sul comportamento del dispositivo in condizioni non standard. Le curve comuni includono:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:Mostra come l'emissione luminosa aumenta con la corrente, spesso diventando sub-lineare ad alte correnti a causa del riscaldamento.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:Dimostra la caratteristica I-V del diodo.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Illustra la diminuzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra la forma e la larghezza dello spettro della luce emessa.

Queste curve sono essenziali per progettare circuiti di pilotaggio e sistemi di gestione termica per ottenere prestazioni consistenti.

6. Guida all'Uso e Manipolazione

6.1 Pulizia

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, utilizzare solo solventi approvati. Immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente per meno di un minuto. Non utilizzare detergenti chimici non specificati poiché potrebbero danneggiare la lente epossidica o il package.

6.2 Layout Consigliato dei Pads PCB

Viene fornito un land pattern (impronta) consigliato per il PCB per garantire una corretta saldatura e stabilità meccanica. Ciò include la dimensione e la forma dei pad di rame per anodo e catodo, nonché l'apertura consigliata della maschera saldante. Rispettare questo layout aiuta a ottenere giunti saldati affidabili durante la rifusione.

6.3 Confezionamento in Nastro e Bobina

I LED sono forniti in nastro portante goffrato con nastro protettivo di copertura, avvolti su bobine da 7 pollici (178mm) di diametro. Il confezionamento standard contiene 4000 pezzi per bobina. Note chiave sul confezionamento:

• Le tasche vuote nel nastro sono sigillate con il nastro di copertura.
• È disponibile una quantità minima d'ordine di 500 pezzi per i residui.
• È consentito un massimo di due componenti mancanti consecutivi per specifica della bobina.
• Il confezionamento è conforme agli standard ANSI/EIA-481.

7. Avvertenze e Note d'Uso Importanti

7.1 Applicazione Prevista

Questi LED sono progettati per l'uso in apparecchiature elettroniche commerciali e industriali standard. Non sono classificati o destinati ad applicazioni critiche per la sicurezza in cui un guasto potrebbe portare a un rischio diretto per la vita o la salute, come nell'aviazione, nei sistemi di supporto vitale medico o nei sistemi di controllo dei trasporti. Per tali applicazioni, devono essere utilizzati componenti con appropriate certificazioni di affidabilità.

7.2 Condizioni di Stoccaggio

Uno stoccaggio corretto è fondamentale per prevenire l'assorbimento di umidità, che può causare \"popcorning\" (crepe del package) durante la saldatura a rifusione.

• Confezione Sigillata:Conservare a ≤30°C e ≤70% di Umidità Relativa (UR). La durata di conservazione è di un anno quando la busta barriera all'umidità con essiccante è intatta.
• Confezione Aperta:Per i componenti rimossi dalla loro busta sigillata, l'ambiente di stoccaggio non deve superare i 30°C e il 60% di UR.
• Tempo di Lavoro a Punto (Floor Life):Si raccomanda di completare il processo di rifusione IR entro 168 ore (7 giorni) dall'apertura della busta anti-umidità.
• Stoccaggio Prolungato/Precottura (Baking):Se i componenti sono esposti oltre le 168 ore, devono essere precotti a circa 60°C per almeno 48 ore prima della saldatura per rimuovere l'umidità assorbita.

7.3 Istruzioni di Saldatura

Vengono forniti parametri di saldatura dettagliati per garantire l'affidabilità:

Saldatura a Rifusione (Consigliata):

• Temperatura di Pre-riscaldamento: 150-200°C
• Tempo di Pre-riscaldamento: Massimo 120 secondi
• Temperatura Massima del Corpo: Massimo 260°C
• Tempo al Picco/Tempo di Saldatura: Massimo 10 secondi (sono consentiti al massimo due cicli di rifusione)

Saldatura Manuale (Saldatore):

• Temperatura Puntale: Massimo 300°C
• Tempo di Contatto: Massimo 3 secondi per giunto saldato (saldatura una tantum).

7.4 Principio del Metodo di Pilotaggio

Un LED è un dispositivo controllato in corrente. La sua emissione luminosa (intensità luminosa) è principalmente una funzione della corrente diretta (I_F) che lo attraversa, non della tensione. Pertanto, per garantire una luminosità costante, specialmente quando più LED sono utilizzati in parallelo, ogni LED dovrebbe essere pilotato da una sorgente di corrente controllata o avere la propria resistenza limitatrice di corrente. Non è consigliabile pilotare LED in parallelo direttamente da una sorgente di tensione a causa delle variazioni della tensione diretta (V_F) da dispositivo a dispositivo, che possono portare a differenze significative nella corrente e quindi nella luminosità.

8. Considerazioni di Progettazione e Note Applicative

8.1 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia relativamente bassa (80mW max), una gestione termica efficace è comunque importante per longevità e prestazioni stabili. La tensione diretta e l'intensità luminosa dipendono dalla temperatura. Progettare il PCB con adeguati rilievi termici, utilizzare un piano di massa ed evitare il posizionamento vicino ad altri componenti che generano calore può aiutare a mantenere una temperatura di giunzione più bassa.

8.2 Calcolo della Resistenza Limitante di Corrente

Quando si utilizza una semplice sorgente di tensione e una resistenza in serie per pilotare il LED, il valore della resistenza (R_s) può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R_s= (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Utilizzare il V_Fmassimo dalla scheda tecnica (3,8V) per garantire che la corrente non superi i 20mA anche con un dispositivo a basso V_F. Ad esempio, con un'alimentazione di 5V: R_s= (5V - 3,8V) / 0,020A = 60 Ohm. Una resistenza standard da 62 ohm sarebbe una scelta sicura. La potenza nominale della resistenza dovrebbe essere almeno P = I_F²* R_s.

8.3 Progettazione Ottica

L'angolo di visione di 110 gradi fornisce un pattern di luce ampio e diffuso, adatto per indicatori di stato pensati per essere visti da varie angolazioni. Per applicazioni che richiedono un fascio più focalizzato, sarebbero necessarie ottiche secondarie (come lenti o light pipe). La lente trasparente è ottimale per ottenere il vero colore del chip InGaN senza alterazioni.

9. Confronto e Guida alla Selezione

Il LTST-108TGKT si colloca in una categoria di LED SMD verdi standard, a media luminosità. I suoi principali fattori di differenziazione sono la sua specifica struttura di binning per colore e intensità, la sua conformità ai processi di assemblaggio automatizzati e le sue dettagliate specifiche di manipolazione e saldatura. Quando si seleziona un LED, gli ingegneri dovrebbero confrontare:

• Lunghezza d'Onda/Colore:Assicurarsi che il bin della lunghezza d'onda dominante (AP, AQ, AR) soddisfi i requisiti di colore dell'applicazione.
• Luminosità:Selezionare il bin di intensità luminosa appropriato (T2, U1, U2, V1) per la visibilità richiesta.
• Angolo di Visione:Un angolo di 110 gradi è standard per una visione ampia. Angoli più stretti forniscono luce più focalizzata.
• Tensione Diretta:Il bin V_Finfluisce sulla progettazione del circuito di pilotaggio e sul consumo energetico.

Questo componente è una scelta robusta e generica dove prestazioni affidabili e producibilità sono prioritarie rispetto a luminosità ultra-elevate o caratteristiche ottiche specializzate.