Scheda Tecnica LED SMD LTST-G683GEBW - Package 3.2x2.8x1.9mm - Tensione Diretta 2.8V/3.8V - Corrente 20mA/30mA - Colori RGB - Documentazione Tecnica in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTST-G683GEBW è un LED a montaggio superficiale (SMD) progettato per l'assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB). Le sue dimensioni ridotte lo rendono adatto per applicazioni con spazio limitato in un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche. Il dispositivo integra tre chip LED distinti in un unico package: un chip verde InGaN, un chip rosso AlInGaP e un chip blu InGaN, ciascuno con connessioni elettriche indipendenti. Questa configurazione consente il controllo individuale di ogni colore, abilitando funzioni di indicazione di stato, illuminazione di simboli e retroilluminazione del pannello frontale.

1.1 Caratteristiche Principali

• Conforme alle direttive ambientali RoHS.
• Imballato su nastro da 8mm su bobine da 7 pollici di diametro per l'assemblaggio automatizzato pick-and-place.
• L'impronta del package standard EIA garantisce la compatibilità con le attrezzature di posizionamento standard del settore.
• Caratteristiche di pilotaggio compatibili con circuiti integrati (I.C.).
• Progettato per resistere ai processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR).
• Precondizionato al Livello di Sensibilità all'Umidità JEDEC 3 (MSL 3).

1.2 Applicazioni Target

• Apparecchiature di telecomunicazione (telefoni cordless/cellulari).
• Dispositivi per l'automazione d'ufficio e computer portatili.
• Sistemi di rete ed elettrodomestici.
• Insegne interne e indicatori di stato.
• Apparecchi di illuminazione per segnali e simboli.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Tutti i valori sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. Superare questi valori può causare danni permanenti.

• Dissipazione di Potenza:80 mW (Verde/Blu), 72 mW (Rosso).
• Corrente Diretta di Picco (Ciclo di Lavoro 1/10, Impulso 0.1ms):100 mA (Verde/Blu), 80 mA (Rosso).
• Corrente Diretta in CC:20 mA (Verde/Blu), 30 mA (Rosso).
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento:-40°C a +85°C.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-40°C a +100°C.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Misurato a Ta=25°C con una corrente diretta (IF) di 20mA, salvo diversa indicazione.

• Intensità Luminosa (Iv):
  • Verde: Min 900 mcd, Tip 2240 mcd (Max).
  • Rosso: Min 355 mcd, Tip 900 mcd (Max).
  • Blu: Min 180 mcd, Tip 355 mcd (Max).
• Flusso Luminoso (Φv):Valori tipici: 3.5 lm (Verde), 2.1 lm (Rosso), 0.9 lm (Blu).
• Angolo di Visione (2θ1/2):Tipicamente 120 gradi.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λP):Valori tipici: 518 nm (Verde), 630 nm (Rosso), 465 nm (Blu).
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):
  • Verde: 520-530 nm.
  • Rosso: 617-629 nm.
  • Blu: 465-475 nm.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):Valori tipici: 35 nm (Verde), 20 nm (Rosso), 25 nm (Blu).
• Tensione Diretta (VF):
  • Verde/Blu: Min 2.8V, Max 3.8V.
  • Rosso: Min 1.8V, Max 2.4V.
• Corrente Inversa (IR):Massimo 10 μA a VR=5V. Il dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto è classificato in bin in base all'intensità luminosa e alla lunghezza d'onda dominante per garantire coerenza di colore e luminosità nella produzione.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità è classificata utilizzando un codice a due caratteri (es. A1, B4, D12). La prima lettera (A-D) definisce l'intervallo di intensità del verde, mentre il numero (1-12) definisce gli intervalli di intensità corrispondenti per il rosso e il blu. Ogni bin ha una tolleranza di ±11%.

• Gruppi di Intensità Verde:A (900-1120 mcd), B (1120-1400 mcd), C (1400-1800 mcd), D (1800-2240 mcd).
• Sottogruppi di Intensità Rosso/Blu:I numeri 1-12 corrispondono a specifici valori minimi e massimi per i LED rossi e blu come dettagliato nella tabella incrociata.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

La lunghezza d'onda è classificata utilizzando i codici da E1 a E4, con una tolleranza di ±1 nm per bin.

• E1:Verde 520-525 nm, Rosso 617-629 nm, Blu 465-470 nm.
• E2:Verde 520-525 nm, Rosso 617-629 nm, Blu 470-475 nm.
• E3:Verde 525-530 nm, Rosso 617-629 nm, Blu 465-470 nm.
• E4:Verde 525-530 nm, Rosso 617-629 nm, Blu 470-475 nm.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include curve caratteristiche tipiche essenziali per la progettazione del circuito.

4.1 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)

Questa curva mostra la relazione non lineare tra la tensione diretta applicata e la corrente risultante per ciascun chip di colore. I progettisti la utilizzano per selezionare resistori di limitazione della corrente appropriati. Il LED rosso ha tipicamente una tensione diretta inferiore (~2.0V) rispetto ai LED verde e blu (~3.2V).

4.2 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta

Questo grafico illustra come l'output luminoso aumenti con la corrente di pilotaggio. È generalmente lineare nell'intervallo di funzionamento consigliato, ma può saturarsi a correnti più elevate. Questo aiuta a determinare la corrente di pilotaggio necessaria per ottenere un livello di luminosità desiderato.

4.3 Distribuzione Spettrale

Sebbene non sia esplicitamente graficata, la lunghezza d'onda di picco e la larghezza a mezza altezza spettrale specificate definiscono lo spettro di emissione per ciascun colore. I LED verde e blu, basati su InGaN, hanno larghezze spettrali più ampie (~25-35 nm) rispetto al LED rosso AlInGaP (~20 nm).

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il dispositivo si conforma a un'impronta SMD standard. Le dimensioni chiave (in millimetri) sono: Lunghezza: 3.2 mm, Larghezza: 2.8 mm, Altezza: 1.9 mm. Le tolleranze sono tipicamente ±0.2 mm.

5.2 Assegnazione Pin e Polarità

Il package a 6 pad ha le seguenti connessioni anodo/catodo indipendenti:

• Pin 1 & 6: LED Blu.
• Pin 2 & 5: LED Rosso.
• Pin 3 & 4: LED Verde.

La polarità corretta deve essere osservata durante il layout del PCB.

5.3 Layout PCB Consigliato per i Pad

Viene fornito un diagramma del land pattern per garantire una saldatura affidabile. Il design dei pad tiene conto dello sfiato termico e della corretta formazione del filetto di saldatura durante la rifusione.

6. Guida alla Saldatura e al Montaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione IR

Si raccomanda un profilo di saldatura senza piombo, conforme a J-STD-020B.

• Preriscaldamento:150-200°C per un massimo di 120 secondi.
• Temperatura di Picco:Massimo 260°C.
• Tempo Sopra il Liquido:Come da curva del profilo.
• Limite di Saldatura:Massimo due cicli di rifusione, 10 secondi di tempo di picco ciascuno.

6.2 Condizioni di Conservazione

• Busta Sigillata (MSL 3):Conservare a ≤30°C e ≤70% UR. Utilizzare entro un anno dall'apertura della busta.
• Dopo l'Apertura della Busta:Conservare a ≤30°C e ≤60% UR. Completare la rifusione IR entro 168 ore (1 settimana).
• Conservazione Prolungata (Aperta):Utilizzare contenitori sigillati con essiccante. Se conservati >168 ore, preriscaldare a 60°C per 48+ ore prima della saldatura.

6.3 Pulizia

Se necessaria, utilizzare solventi a base alcolica come alcol isopropilico o etilico. Immergere il LED a temperatura ambiente per meno di un minuto. Evitare detergenti chimici non specificati.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I LED sono forniti in nastro portante a rilievo.

• Larghezza del Nastro:8 mm.
• Diametro della Bobina:7 pollici.
• Quantità per Bobina:2000 pezzi.
• Quantità Minima d'Ordine (MOQ):500 pezzi per rimanenze.
• L'imballaggio è conforme alle specifiche EIA-481-1-B.

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Circuiti di Applicazione Tipici

Ogni canale colore richiede un resistore di limitazione della corrente in serie. Il valore del resistore (R) può essere 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 (es. 20mA). Resistori separati per ogni colore sono obbligatori a causa delle loro diverse caratteristiche VF.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Gestione Termica:Assicurarsi che il layout del PCB fornisca un'adeguata dissipazione termica, specialmente quando si pilotano più LED o a temperature ambiente elevate.
• Protezione ESD:Sebbene non dichiarato esplicitamente come sensibile, si raccomandano le precauzioni standard di manipolazione ESD per i semiconduttori durante l'assemblaggio.
• Progettazione Ottica:La lente diffusa fornisce un ampio angolo di visione (120°). Per luce diretta, potrebbero essere necessarie ottiche secondarie.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Il LTST-G683GEBW offre una soluzione RGB integrata e compatta. I principali fattori di differenziazione includono:

• Tri-Colore Integrato:Combina tre colori discreti in un'unica impronta di 3.2x2.8mm, risparmiando spazio sulla scheda rispetto a tre LED separati.
• Controllo Indipendente:Anodi/catodi separati consentono una regolazione individuale dell'intensità e la miscelazione dei colori, a differenza dei LED RGB ad anodo comune o catodo comune.
• Alta Luminosità:Offre bin di alta intensità luminosa, in particolare per il verde, adatti per applicazioni che richiedono alta visibilità.
• Compatibilità di Processo:Completamente compatibile con l'assemblaggio SMT automatizzato ad alto volume e i processi di rifusione senza piombo.

10. Domande Frequenti (FAQ)

10.1 Posso pilotare il LED rosso a 30mA e il verde/blu a 20mA contemporaneamente?

Sì, i Valori Massimi Assoluti specificano una corrente diretta in CC di 30mA per il LED rosso e 20mA per i LED verde/blu. È necessario progettare il circuito di pilotaggio per fornire queste correnti specifiche a ciascun canale. Superare la corrente nominale ridurrà la durata di vita e potrebbe causare guasti.

10.2 Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco e Lunghezza d'Onda Dominante?

Lunghezza d'Onda di Picco (λP)è la lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica in uscita è massima.Lunghezza d'Onda Dominante (λd)è derivata dal diagramma di cromaticità CIE e rappresenta la singola lunghezza d'onda di una luce monocromatica che apparirebbe dello stesso colore all'occhio umano. λd è più rilevante per la percezione del colore nelle applicazioni.

10.3 Come interpreto il codice di bin A7 o D12?

Il codice di bin garantisce l'abbinamento di colore e luminosità. Ad esempio, il codice "A7" significa che l'intensità del LED verde è nel bin "A" (900-1120 mcd) e le intensità dei LED rosso e blu corrispondono al sottogruppo "7" (vedi tabella incrociata per i valori esatti min/max per rosso e blu). Specificare sempre i codici di bin richiesti per lotti di produzione consistenti.

11. Caso Pratico di Progettazione

Scenario:Progettazione di un indicatore multi-stato per un dispositivo di rete. L'indicatore deve mostrare Alimentazione (Verde), Attività (Blu Lampeggiante) e Guasto (Rosso).Implementazione:Utilizzare il LTST-G683GEBW. Collegare ogni canale colore a un pin GPIO di un microcontrollore tramite un resistore di limitazione della corrente. Calcolare i resistori: Per un'alimentazione a 5V, R_Verde/Blu ≈ (5V - 3.2V) / 0.02A = 90Ω (usare 91Ω standard). R_Rosso ≈ (5V - 2.0V) / 0.02A = 150Ω. Il firmware può quindi controllare indipendentemente ciascun LED per stati fissi, lampeggianti o di colore misto, tutto all'interno di un'unica, minuscola impronta.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a semiconduttore che emettono luce quando una corrente elettrica li attraversa. Questo fenomeno è chiamato elettroluminescenza. Nel LTST-G683GEBW:

• I chipVerde e Bluutilizzano materiale semiconduttore Nitruro di Gallio e Indio (InGaN). L'energia del bandgap dello strato attivo InGaN determina il colore emesso (verde o blu).
• Il chipRossoutilizza materiale Fosfuro di Alluminio, Indio e Gallio (AlInGaP), ottimizzato per l'emissione rossa e ambra ad alta efficienza.
• Quando polarizzato in diretta, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La lente epossidica diffusa incapsula il chip, fornisce protezione meccanica e modella il fascio luminoso in uscita.

13. Tendenze Tecnologiche

Il mercato dei LED SMD continua a evolversi verso:

• Maggiore Efficienza:Aumento dei lumen per watt (lm/W) per fornire più luce a parità di input elettrico, riducendo consumo energetico e carico termico.
• Miniaturizzazione:Sviluppo di dimensioni di package ancora più piccole (es. 2.0x1.6mm, 1.6x0.8mm) per l'elettronica di consumo ultra-compatta.
• Migliore Resa Cromatica e Coerenza:Tolleranze di binning più strette e nuove tecnologie di fosfori per punti colore più precisi e stabili, fondamentali per retroilluminazione display e illuminazione architetturale.
• Funzionalità Intelligenti Integrate:Tendenza verso LED con driver, controller o interfacce di comunicazione integrate (come I2C) per semplificare la progettazione del sistema.

Dispositivi come il LTST-G683GEBW rappresentano la tecnologia mainstream consolidata, offrendo una soluzione multicolore affidabile ed economica per applicazioni di indicazione generali.