Scheda Tecnica LED SMD LTST-E682QETBWT - Rosso & Blu - 30mA - 75mW/108mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTST-E682QETBWT è un diodo a emissione luminosa (LED) a montaggio superficiale (SMD) che integra una configurazione a doppio colore in un unico package. È progettato per processi di assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB), risultando quindi ideale per la produzione di grandi volumi. Il componente combina due materiali semiconduttori distinti: AlInGaP per l'emissione di luce rossa e InGaN per l'emissione di luce blu, ciascuno controllato tramite coppie anodo-catodo separate. Questo design è mirato ad applicazioni che richiedono un'indicazione di stato compatta e affidabile o un'illuminazione di fondo in dispositivi elettronici con spazio limitato.

1.1 Caratteristiche

• Conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).
• Confezionato su nastro da 8mm su bobine da 7 pollici di diametro per compatibilità con attrezzature pick-and-place automatizzate.
• Profilo del package standard EIA (Electronic Industries Alliance).
• Livelli di pilotaggio compatibili con circuiti integrati (IC).
• Adatto per processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR).
• Precondizionato al livello di sensibilità all'umidità JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) 3.

1.2 Applicazioni

Questo LED è destinato a un'ampia gamma di elettronica di consumo e industriale dove sono necessari indicatori visivi affidabili. Casi d'uso tipici includono indicatori di stato e di alimentazione in apparecchiature di telecomunicazione (es. router, modem), dispositivi per l'automazione d'ufficio (es. stampanti, scanner), elettrodomestici e vari pannelli di controllo industriali. Può anche essere utilizzato per l'illuminazione di fondo di pulsanti o simboli su pannelli frontali e in segnaletica interna a bassa risoluzione dove sono richiesti precisi segnali cromatici.

2. Approfondimento delle Specifiche Tecniche

Questa sezione fornisce un'analisi dettagliata dei parametri elettrici, ottici e termici che definiscono i limiti operativi e le prestazioni del LED.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori rappresentano i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non è garantito il funzionamento a questi limiti o oltre. Tutti i valori sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Dissipazione di Potenza (Pd):Rosso: 75 mW, Blu: 108 mW. Questa è la massima potenza dissipabile come calore consentita. Superarla può portare a un aumento della temperatura di giunzione e a un degrado accelerato.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):100 mA per entrambi i colori. Questo è consentito solo in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0.1ms) per prevenire il surriscaldamento.
• Corrente Diretta Continua (I_F):30 mA per entrambi i colori. Questa è la massima corrente continua raccomandata per un funzionamento affidabile a lungo termine.
• Intervallo di Temperatura Operativa:-40°C a +85°C. Il dispositivo è progettato per funzionare entro questo intervallo di temperatura ambiente.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-40°C a +100°C. Il dispositivo può essere conservato senza alimentazione applicata entro questi limiti.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati a Ta=25°C con una corrente diretta (I_F) di 20mA, che è la condizione di test standard.

• Intensità Luminosa (I_V):Una misura chiave della luminosità percepita. Per il LED Rosso, l'intervallo tipico è 450-1080 millicandele (mcd). Per il LED Blu, l'intervallo è 280-680 mcd. Il valore effettivo per un'unità specifica dipende dal suo bin di classificazione.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):Tipicamente 120 gradi. Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore massimo assiale. La lente diffondente crea un pattern di emissione ampio, simile a Lambertiano, adatto per una visione ad ampio angolo.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):Rosso: 632 nm (tipico), Blu: 468 nm (tipico). Questa è la lunghezza d'onda alla quale la distribuzione spettrale di potenza è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):Rosso: 616-628 nm, Blu: 465-475 nm. Questa è l'unica lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano che meglio corrisponde al colore del LED. È derivata dalle coordinate di cromaticità CIE.
• Larghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ):Rosso: 20 nm, Blu: 25 nm (tipico). Questo indica la purezza spettrale; un valore più piccolo significa un colore più monocromatico.
• Tensione Diretta (V_F):Rosso: 1.7-2.5V, Blu: 2.6-3.6V a 20mA. Il LED Blu richiede una tensione più alta a causa del bandgap più ampio del materiale InGaN. I progettisti devono tenere conto di questa differenza quando pilotano i due colori dalla stessa linea di tensione.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 10 µA a una tensione inversa (V_R) di 5V. I LED non sono progettati per funzionare in polarizzazione inversa; questo parametro è principalmente per test di qualità.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione di massa, i LED vengono suddivisi in bin di prestazione. Il LTST-E682QETBWT utilizza un sistema di binning basato sull'intensità luminosa.

3.1 Bin di Intensità Luminosa

Ogni colore ha tre bin di intensità con una tolleranza di ±11% all'interno di ciascun bin.

• Bin Rosso (AlInGaP):
  • R1: 450 - 600 mcd
  • R2: 600 - 805 mcd
  • R3: 805 - 1080 mcd
• Bin Blu (InGaN):
  • B1: 280 - 375 mcd
  • B2: 375 - 500 mcd
  • B3: 500 - 680 mcd

Questo sistema di binning consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano specifici requisiti di luminosità per la loro applicazione, garantendo coerenza visiva tra più unità in un prodotto.

4. Informazioni Meccaniche e sul Package

4.1 Dimensioni del Package e Pinout

Il dispositivo è conforme a un footprint SMD standard. Le dimensioni critiche includono le dimensioni del corpo e la spaziatura dei terminali, essenziali per il design del land pattern sul PCB. L'assegnazione dei pin è la seguente: i Pin 1 e 2 sono per il LED Blu, e i Pin 3 e 4 sono per il LED Rosso. Il catodo e l'anodo per ogni colore sono collegati internamente a pin specifici; è necessario consultare il disegno dettagliato del package per un orientamento corretto. Tutte le tolleranze dimensionali sono tipicamente ±0.2mm salvo diversa specifica.

4.2 Pad di Montaggio PCB Raccomandato

Viene fornito un land pattern suggerito (layout delle piazzole di rame) per la saldatura a rifusione a infrarossi o in fase di vapore. Rispettare questa raccomandazione aiuta a ottenere filetti di saldatura affidabili, un corretto allineamento e un'efficace trasmissione del calore durante il processo di saldatura, minimizzando difetti come il tombstoning o il disallineamento.

5. Linee Guida per il Montaggio e la Manipolazione

5.1 Processo di Saldatura

Il componente è compatibile con processi di saldatura a rifusione a infrarossi senza piombo (Pb-free). Viene fornito un profilo di temperatura suggerito conforme a J-STD-020B. I parametri chiave includono:

• Preriscaldamento:150-200°C per un massimo di 120 secondi per riscaldare gradualmente il circuito e attivare il flussante.
• Temperatura di Picco:Massimo 260°C. Il tempo sopra i 217°C (temperatura di liquidus per la saldatura SnAgCu) deve essere controllato.
• Tempo Totale di Saldatura:Massimo 10 secondi alla temperatura di picco, con un massimo di due cicli di rifusione consentiti.

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 3 secondi per giunto, una sola volta, per prevenire danni termici al package in plastica e al die semiconduttore.

5.2 Pulizia

Se è richiesta una pulizia post-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. Prodotti chimici aggressivi o non specificati possono danneggiare la lente in epossidica e il package, causando scolorimento o crepe.

5.3 Sensibilità all'Umidità e Conservazione

Confezionato al Livello di Sensibilità all'Umidità 3 (MSL3), i LED sono sigillati in una busta barriera all'umidità con essiccante. Dovrebbero essere conservati a ≤30°C e ≤70% di umidità relativa (UR). Una volta aperta la busta originale, la \"vita a banco\" è di 168 ore (7 giorni) in condizioni di ≤30°C/60% UR prima che debbano essere saldati. Se questo intervallo viene superato, è necessario un trattamento di essiccamento a circa 60°C per almeno 48 ore per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire il \"popcorning\" (crepe del package) durante la rifusione.

6. Note Applicative e Considerazioni di Progetto

6.1 Metodo di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire una luminosità uniforme, specialmente quando si collegano più LED in parallelo, ogni LED o ogni canale colore dovrebbe essere pilotato con una sorgente di corrente costante o attraverso una resistenza di limitazione. La tensione diretta (V_F) ha una tolleranza e varia con la temperatura; pilotare con una sorgente di tensione costante senza una resistenza in serie può portare a una corrente eccessiva e a un guasto rapido.

6.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia relativamente bassa, un corretto design termico prolunga la durata e mantiene stabile l'emissione luminosa. Il PCB stesso funge da dissipatore di calore. Garantire un'adeguata area di rame collegata ai pad termici (se presenti) o ai terminali del LED aiuta a dissipare il calore. Operare a o vicino alla massima corrente continua in alte temperature ambientali aumenterà la temperatura di giunzione, il che può ridurre l'output luminoso e accelerare il decadimento a lungo termine del flusso luminoso.

6.3 Design Ottico

L'angolo di visione di 120 gradi e la lente diffondente forniscono un'emissione di luce ampia e morbida, adatta per indicatori su pannelli dove la visione non è strettamente assiale. Per applicazioni che richiedono luce più direzionale, potrebbero essere necessarie ottiche secondarie (es. light pipe, lenti). Le diverse intensità luminose dei chip rosso e blu possono richiedere una regolazione di corrente indipendente se l'equilibrio cromatico in uno scenario di luce mista è critico.

7. Affidabilità e Limiti Operativi

Il dispositivo è destinato all'elettronica di uso generale. Applicazioni che coinvolgono requisiti di affidabilità estrema, come in aviazione, trasporti, supporto vitale medico o sistemi critici per la sicurezza, richiedono una preventiva consultazione e qualificazione. I limiti operativi definiti nei Valori Massimi Assoluti e le linee guida per l'assemblaggio devono essere rigorosamente osservati per garantire le prestazioni e la longevità specificate. Il mancato rispetto, come l'applicazione di polarizzazione inversa, il superamento dei limiti di corrente o una saldatura impropria, annullerà le aspettative di affidabilità.