Scheda Tecnica LED SMD LTST-020KRKT - 2.0x1.25x1.1mm - 2.4V - 72mW - Rosso AlInGaP - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per un diodo a emissione luminosa (LED) in miniatura a montaggio superficiale (SMD). Questo componente è progettato per processi di assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB), rendendolo ideale per la produzione di grandi volumi. Il suo fattore di forma compatto risponde alle esigenze di applicazioni con vincoli di spazio in un'ampia gamma di dispositivi elettronici moderni.

1.1 Vantaggi Principali

Il LED offre diversi vantaggi chiave per progettisti e produttori. È conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose), garantendo la sicurezza ambientale. Il componente è fornito su nastro standard da 12 mm su bobine da 7 pollici, pienamente compatibile con le macchine pick-and-place automatizzate, ottimizzando la linea di assemblaggio. Inoltre, è progettato per resistere ai processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR), standard per l'assemblaggio di PCB senza piombo (Pb-free). Le sue caratteristiche elettriche sono compatibili con i livelli logici dei circuiti integrati (IC), semplificando la progettazione del circuito di pilotaggio.

1.2 Mercato di Riferimento e Applicazioni

La versatilità di questo LED SMD lo rende adatto a un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche. Le principali aree di applicazione includono dispositivi di telecomunicazione come telefoni cordless e cellulari, informatica portatile come notebook e tablet, e sistemi di rete. È anche comunemente utilizzato negli elettrodomestici per l'indicazione di stato e in varie apparecchiature industriali. Le funzioni specifiche all'interno di questi dispositivi comprendono indicatori di stato, retroilluminazione per pannelli frontali e tastiere, e illuminazione di basso livello per simboli e segnali.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Una comprensione approfondita dei parametri elettrici e ottici è cruciale per una progettazione del circuito affidabile e per ottenere prestazioni consistenti.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. La massima corrente continua diretta (IF) è di 30 mA. In condizioni pulsate con un ciclo di lavoro di 1/10 e una larghezza di impulso di 0.1 ms, è consentita una corrente di picco diretta di 80 mA. La dissipazione di potenza totale (Pd) non deve superare i 72 mW. Il dispositivo è classificato per funzionare in un intervallo di temperatura da -40°C a +85°C e può essere conservato in ambienti da -40°C a +100°C.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Queste caratteristiche sono misurate in condizioni di test standard (Ta=25°C, IF=20mA) e definiscono le prestazioni tipiche. L'intensità luminosa (Iv) ha un valore tipico all'interno di un intervallo definito, con valori minimi e massimi specifici dettagliati nella sezione di binning. L'angolo di visione (2θ1/2), dove l'intensità è la metà del valore sull'asse, è di 110 gradi, fornendo un pattern di fascio ampio. La luce emessa è nello spettro rosso, con una lunghezza d'onda di picco di emissione (λp) di 639 nm e una lunghezza d'onda dominante (λd) di 631 nm. La larghezza di banda spettrale (Δλ) è di circa 20 nm. La tensione diretta (VF) misura tipicamente 2.0 volt, con un massimo di 2.4 volt a 20mA. La corrente inversa (IR) è limitata a un massimo di 10 μA a una tensione inversa (VR) di 5V; si noti che il dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione di massa, i LED vengono suddivisi in bin di prestazioni. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano criteri di prestazione minima specifici per la loro applicazione.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa è categorizzata in bin distinti, ciascuno definito da un codice (R1, R2, S1, S2) e da un intervallo di intensità min/max misurato in millicandele (mcd) a 20mA. Ad esempio, il bin R1 copre intensità da 112 a 140 mcd, mentre il bin S2 copre da 220 a 280 mcd. Una tolleranza di +/-11% si applica all'interno di ciascun bin. Questo sistema consente l'approvvigionamento di LED con livelli di luminosità minima garantiti.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

I dati grafici forniscono una visione più approfondita del comportamento del dispositivo in condizioni variabili, essenziale per una progettazione robusta.

4.1 Corrente Diretta vs. Intensità Luminosa

La relazione tra corrente diretta (IF) e intensità luminosa (Iv) è generalmente lineare nell'intervallo operativo. Aumentare la corrente aumenta l'output luminoso, ma i progettisti devono rimanere entro i limiti assoluti di corrente massima e dissipazione di potenza per garantire la longevità.

4.2 Tensione Diretta vs. Corrente Diretta

Questa curva mostra la caratteristica IV del diodo. La tensione diretta aumenta in modo logaritmico con la corrente. Comprendere questa curva è importante per progettare la resistenza limitatrice di corrente in serie con il LED per impostare il punto operativo desiderato e compensare le variazioni della tensione di alimentazione.

4.3 Dipendenza dalla Temperatura

Le prestazioni del LED sono sensibili alla temperatura. Tipicamente, la tensione diretta (VF) diminuisce leggermente con l'aumento della temperatura di giunzione, mentre l'intensità luminosa (Iv) diminuisce anch'essa. I progetti per ambienti ad alta temperatura ambiente o per funzionamento ad alta potenza devono tenere conto di questa derating.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il dispositivo rispetta un profilo standard del package SMD. Le dimensioni chiave includono una lunghezza del corpo di 2.0 mm, una larghezza di 1.25 mm e un'altezza di 1.1 mm. Tutte le tolleranze dimensionali sono tipicamente ±0.1 mm salvo diversa specifica. Per un disegno preciso del land pattern, si consiglia di consultare i disegni meccanici dettagliati.

5.2 Identificazione della Polarità e Progetto dei Pad

Il catodo è tipicamente contrassegnato sul dispositivo, spesso da una tacca, un punto verde o una diversa lunghezza del terminale. Viene fornito il land pattern (footprint) PCB consigliato per garantire una corretta formazione del giunto di saldatura durante la rifusione. Questo pattern è cruciale per ottenere una connessione meccanica ed elettrica affidabile, prevenendo ponticelli di saldatura o l'effetto "tombstoning".

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Una manipolazione e un assemblaggio corretti sono fondamentali per mantenere l'affidabilità e le prestazioni del dispositivo.

6.1 Profilo di Rifusione IR Consigliato

Per i processi di saldatura senza piombo (Pb-free), è consigliato un profilo di temperatura di rifusione specifico, conforme a standard come J-STD-020. Questo profilo include una fase di preriscaldamento, una rampa di temperatura, un tempo sopra il liquido (TAL), una temperatura di picco non superiore a 260°C e una velocità di raffreddamento controllata. Il rispetto di questo profilo previene shock termici e danni al package del LED.

6.2 Condizioni di Conservazione

I LED SMD sono dispositivi sensibili all'umidità (MSD). Quando conservati nella loro originale busta sigillata barriera all'umidità con essiccante, dovrebbero essere mantenuti a ≤30°C e ≤70% di umidità relativa (RH) e utilizzati entro un anno. Una volta aperta la busta, inizia la "vita a scaffale". I componenti dovrebbero essere conservati a ≤30°C e ≤60% RH ed è consigliato procedere alla lavorazione (saldatura a rifusione) entro 168 ore (7 giorni). Se esposti più a lungo, è necessaria una procedura di baking (es. 60°C per 48 ore) per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire l'effetto "popcorning" durante la rifusione.

6.3 Pulizia

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, dovrebbero essere utilizzati solo solventi specificati. È accettabile immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente per meno di un minuto. Prodotti chimici aggressivi o non specificati possono danneggiare la lente in epossidica o il materiale del package.

7. Imballaggio e Manipolazione

I componenti sono forniti su nastro portante goffrato con nastro protettivo di copertura, avvolti su bobine da 7 pollici (178 mm) di diametro. Le quantità standard per bobina sono di 4000 pezzi. L'imballaggio è conforme alle specifiche ANSI/EIA-481. Durante la manipolazione, dovrebbero essere osservate le opportune precauzioni ESD (scarica elettrostatica).

8. Note Applicative e Considerazioni di Progetto

8.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire una luminosità uniforme e prevenire l'assorbimento eccessivo di corrente, ogni LED in una configurazione parallela deve avere la propria resistenza limitatrice di corrente. Il valore della resistenza è calcolato usando la Legge di Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, dove Vcc è la tensione di alimentazione, VF è la tensione diretta del LED e IF è la corrente diretta desiderata. Pilotare il LED con una sorgente di corrente costante è il metodo più stabile.

8.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, una gestione termica efficace sul PCB può migliorare la longevità e mantenere stabile l'output luminoso. Garantire un'adeguata area di rame attorno ai pad del LED aiuta a dissipare il calore. Per applicazioni che coinvolgono alte temperature ambiente o correnti di pilotaggio elevate, le considerazioni termiche diventano più critiche.

8.3 Progetto Ottico

L'angolo di visione di 110 gradi fornisce un pattern di emissione ampio adatto per indicatori di stato. Per applicazioni che richiedono un fascio più focalizzato, possono essere impiegate ottiche secondarie come lenti o light pipe. La scelta del colore della lente (in questo caso trasparente) influisce sul colore percepito e sulla diffusione della luce emessa.

9. Affidabilità e Avvertenze

Questo prodotto è progettato per l'uso in apparecchiature elettroniche commerciali e industriali standard. Per applicazioni che richiedono un'affidabilità eccezionale dove un guasto potrebbe mettere a rischio la sicurezza (es. aviazione, supporto vitale medico), sono obbligatorie ulteriori qualifiche e consultazioni con il produttore del componente. Far funzionare sempre il dispositivo entro i suoi Valori Massimi Assoluti pubblicati e le condizioni operative raccomandate.

10. Confronto Tecnico e Tendenze

Questo LED rosso basato su AlInGaP offre vantaggi in termini di efficienza e stabilità del colore rispetto a tecnologie più datate come il GaAsP. La tendenza nei LED SMD continua verso una maggiore efficienza luminosa (più luce per watt), dimensioni del package più piccole e un'affidabilità migliorata in condizioni ambientali severe. L'adozione di materiali e processi senza piombo e conformi RoHS è ormai standard in tutta l'industria.