Scheda Tecnica LED SMD LTST-C171KDKT - Rosso AllnGaP - 20mA - 50mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

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

1.1 Caratteristiche Principali

• Conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).
• Utilizza un chip semiconduttore in Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AllnGaP) ultra-luminoso per l'emissione di luce rossa.
• Fornito su nastro da 8mm standard del settore, avvolto su bobine da 7 pollici di diametro per macchinari automatici pick-and-place.
• Confezionato in un fattore di forma standard EIA (Electronic Industries Alliance).
• Compatibile elettricamente con i livelli di pilotaggio dei circuiti integrati (IC).
• Progettato per la compatibilità con apparecchiature di posizionamento automatico.
• Resiste ai processi standard di saldatura a rifusione a infrarossi (IR).

1.2 Applicazioni Target

Questo LED è destinato all'uso come indicatore di stato, retroilluminazione o sorgente di segnale in vari settori:

• Apparecchiature di telecomunicazioni (es. telefoni cordless/cellulari).
• Dispositivi per l'automazione d'ufficio (es. computer portatili, sistemi di rete).
• Elettrodomestici ed elettronica di consumo.
• Pannelli di controllo e strumentazione industriale.
• Retroilluminazione per tastiere o keypad.
• Indicatori di stato e di alimentazione.
• Micro-display e elementi luminosi simbolici.

2. Dimensioni e Configurazione del Package

Il dispositivo presenta una lente trasparente che incapsula una sorgente luminosa rossa AllnGaP. Tutte le specifiche dimensionali sono fornite in millimetri (mm). Salvo indicazione esplicita contraria, la tolleranza standard per tutte le dimensioni lineari è ±0,1 mm. Sono inclusi nella scheda tecnica disegni meccanici dettagliati che definiscono il contorno del package, la configurazione dei terminali e l'impronta PCB consigliata, per garantire un corretto layout della scheda e una saldatura adeguata.

3. Valori Nominali e Caratteristiche

Tutte le specifiche sono definite a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C, salvo diversa indicazione. Il superamento dei Valori Massimi Assoluti può causare danni permanenti al dispositivo.

3.1 Valori Massimi Assoluti

• Dissipazione di Potenza (Pd):50 mW
• Corrente Diretta di Picco (I_F(peak)):40 mA (a ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0,1ms)
• Corrente Diretta Continua in CC (I_F):20 mA
• Tensione Inversa (V_R):5 V
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento:-30°C a +85°C
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-40°C a +85°C
• Condizione di Saldatura a Rifusione IR:Temperatura di picco 260°C per un massimo di 10 secondi.

3.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

La seguente tabella dettaglia i parametri di prestazione tipici quando il dispositivo è alimentato alla sua corrente diretta nominale di 20mA.

• Intensità Luminosa (I_V):4,5 - 45,0 mcd (millicandela). Misurata utilizzando un sensore filtrato per corrispondere alla curva di risposta fotopica dell'occhio CIE.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):130 gradi. Definita come l'angolo totale in cui l'intensità scende alla metà del valore sull'asse.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):650 nm (tipico).
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):630 - 645 nm. Rappresenta il punto di colore percepito sul diagramma di cromaticità CIE.
• Larghezza a Metà Altezza della Linea Spettrale (Δλ):20 nm (tipico). La banda di lunghezza d'onda a metà dell'intensità spettrale di picco.
• Tensione Diretta (V_F):1,6 - 2,4 V a I_F=20mA.
• Corrente Inversa (I_R):10 μA (massimo) a V_R=5V.

3.3 Precauzioni per le Scariche Elettrostatiche (ESD)

Questo dispositivo è sensibile alle scariche elettrostatiche e ai sovraccarichi elettrici. Devono essere seguite le opportune procedure di controllo ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio. Ciò include l'uso di braccialetti a terra, guanti antistatici e garantire che tutte le attrezzature e le superfici di lavoro siano correttamente messe a terra per prevenire danni latenti o catastrofici.

4. Sistema di Classificazione (Bin Ranking)

Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i dispositivi vengono suddivisi in bin in base all'intensità luminosa misurata. Il codice del bin è marcato per la tracciabilità.

4.1 Classificazione per Intensità Luminosa

Per la variante di colore rosso, i bin sono definiti come segue (misurati a I_F=20mA):

• Bin J:4,5 - 7,1 mcd
• Bin K:7,1 - 11,2 mcd
• Bin L:11,2 - 18,0 mcd
• Bin M:18,0 - 28,0 mcd
• Bin N:28,0 - 45,0 mcd

Si applica una tolleranza di ±15% ai limiti di ciascun bin di intensità.

5. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include rappresentazioni grafiche delle caratteristiche chiave, essenziali per la progettazione del circuito e la previsione delle prestazioni.

5.1 Curva Corrente vs. Tensione (I-V)

Questa curva illustra la relazione tra tensione diretta (V_F) e corrente diretta (I_F). Mostra la tipica tensione di soglia e la resistenza dinamica del LED, cruciali per progettare il circuito di limitazione della corrente.

5.2 Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta

Questo grafico mostra come l'emissione luminosa scala con la corrente di pilotaggio. Tipicamente dimostra una relazione quasi lineare all'interno dell'intervallo operativo raccomandato, aiutando nel controllo della luminosità attraverso la modulazione della corrente.

5.3 Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

Questa curva descrive la riduzione termica dell'emissione luminosa. L'intensità luminosa generalmente diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione, un fattore critico per le applicazioni che operano in ambienti a temperatura elevata o ad alte correnti di pilotaggio.

5.4 Distribuzione Spettrale

Il grafico della distribuzione spettrale di potenza mostra l'intensità della luce emessa in funzione della lunghezza d'onda. Conferma la lunghezza d'onda di picco (λ_P) e la larghezza a metà altezza spettrale (Δλ), definendo la purezza del colore dell'emissione rossa.

6. Linee Guida per l'Assemblaggio e la Manipolazione

6.1 Pulizia

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

6.2 Layout Consigliato per i Pads PCB

Viene fornito un disegno dettagliato della geometria consigliata per i pad di saldatura, per garantire la formazione affidabile del giunto saldato, il corretto allineamento e una sufficiente resistenza meccanica. Rispettare questa impronta è vitale per una riuscita saldatura a rifusione.

6.3 Specifiche del Confezionamento a Nastro e Bobina

Il dispositivo è fornito su nastro portante goffrato con nastro coprente protettivo. I dettagli chiave del confezionamento includono:

• Larghezza del nastro portante: 8 mm.
• Diametro della bobina: 7 pollici (178 mm).
• Quantità per bobina: 3000 pezzi.
• Quantità minima d'ordine per rimanenze: 500 pezzi.
• Il confezionamento è conforme agli standard ANSI/EIA-481.

7. Note Applicative e Avvertenze

7.1 Uso Previsto

Questo componente è progettato per apparecchiature elettroniche commerciali e industriali standard. Non è classificato per applicazioni critiche per la sicurezza in cui un guasto potrebbe mettere direttamente a rischio la vita o la salute (es. aviazione, supporto vitale medico, controllo dei trasporti). Per tali applicazioni, è necessaria la consultazione con il produttore.

7.2 Condizioni di Conservazione

• Confezione Sigillata:Conservare a ≤30°C e ≤90% di Umidità Relativa (UR). La durata di conservazione è di un anno quando la busta barriera al vapore con essiccante è intatta.
• Confezione Aperta:Per i componenti rimossi dalla loro busta sigillata, l'ambiente di conservazione non deve superare i 30°C / 60% UR. Si raccomanda di completare la saldatura a rifusione IR entro 672 ore (28 giorni) dall'esposizione, corrispondente al Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL) 2a. Per esposizioni più lunghe, è necessario un pre-riscaldamento (baking) a circa 60°C per almeno 20 ore prima della saldatura, per prevenire il fenomeno del "popcorning" durante la rifusione.

7.3 Raccomandazioni per la Saldatura

Saldatura a Rifusione (Processo Senza Piombo):

• Temperatura di Pre-riscaldo: 150-200°C
• Tempo di Pre-riscaldo: Massimo 120 secondi
• Temperatura di Picco del Corpo: Massimo 260°C
• Tempo Sopra i 260°C: Massimo 10 secondi totali (max. 2 cicli di rifusione)

Saldatura Manuale (Saldatore):

• Temperatura della Puntina: Massimo 300°C
• Tempo di Contatto: Massimo 3 secondi (una sola volta)

Nota: Il profilo di rifusione ottimale dipende dal design specifico del PCB, dalla pasta saldante e dal forno. Le condizioni fornite sono linee guida basate sugli standard JEDEC e sulla verifica a livello di componente.

7.4 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando si pilotano più LED in parallelo, deve essere inserito un resistore di limitazione della corrente individuale in serie con ciascun LED. Ciò compensa la naturale variazione della tensione diretta (V_F) da dispositivo a dispositivo, prevenendo l'"accaparramento" di corrente e un'illuminazione non uniforme. Non è raccomandato pilotare i LED direttamente da una sorgente di tensione senza resistenza in serie, poiché ciò probabilmente porterebbe a un guasto prematuro.

8. Approfondimento Tecnico e Considerazioni di Progettazione

8.1 Tecnologia AllnGaP

Il Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AllnGaP) è un sistema di materiale semiconduttore particolarmente adatto per produrre LED rossi, arancioni e gialli ad alta efficienza. Rispetto a tecnologie più datate come il Fosfuro di Arseniuro di Gallio (GaAsP), l'AllnGaP offre un'efficienza luminosa significativamente più alta (emissione luminosa per watt elettrico), una migliore stabilità termica e una purezza del colore superiore. Questo lo rende la scelta preferita per applicazioni che richiedono indicatori rossi luminosi e affidabili.

8.2 Gestione Termica

Sebbene il package sia piccolo, gestire la temperatura di giunzione è critico per l'affidabilità a lungo termine e il mantenimento dell'emissione luminosa. Il valore nominale massimo di dissipazione di potenza di 50mW deve essere rispettato. I progettisti dovrebbero considerare il percorso termico dalla giunzione del LED all'ambiente circostante. Utilizzare un'area adeguata di pad in rame sul PCB agisce da dissipatore di calore, aiutando a disperdere il calore e abbassare la temperatura di giunzione operativa, preservando così l'intensità luminosa e la durata di vita.

8.3 Considerazioni sul Design Ottico

L'angolo di visione di 130 gradi classifica questo LED come ad ampio angolo. Ciò è ideale per indicatori di stato che devono essere visibili da un'ampia gamma di prospettive. Per applicazioni che richiedono un fascio più focalizzato, sarebbero necessarie ottiche secondarie (come lenti o light pipe). La lente trasparente fornisce la massima estrazione di luce possibile dal chip, massimizzando l'intensità luminosa in avanti.

8.4 Confronto con Tecnologie Alternative

Il vantaggio principale di questo LED rosso AllnGaP è la sua combinazione di luminosità ed efficienza. Per applicazioni meno impegnative dove non è richiesta la massima luminosità, i LED GaAsP più vecchi potrebbero essere un'alternativa a costo inferiore, ma sarebbero meno luminosi e meno efficienti. Per applicazioni che richiedono emissione rosso scuro o infrarossa, potrebbero essere utilizzati chip in Arseniuro di Gallio (GaAs) o Arseniuro di Alluminio Gallio (AlGaAs). La scelta dipende dagli obiettivi specifici di lunghezza d'onda, efficienza e costo dell'applicazione.