Scheda Tecnica LED SMD LTST-T680KFWT - Bianco Diffuso Arancio AlInGaP - 30mA - 72mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED a montaggio superficiale (SMD). Questo componente è progettato per l'assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB), rendendolo adatto ad applicazioni con vincoli di spazio. Le sue dimensioni ridotte e la compatibilità con i processi di assemblaggio standard ne consentono l'integrazione in un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I vantaggi principali di questo LED includono la conformità alle normative RoHS, l'imballaggio su nastro da 8mm in bobine da 7 pollici per la manipolazione automatizzata e la compatibilità con i processi di saldatura a rifusione a infrarossi. È progettato per essere compatibile con i circuiti integrati (IC). Il dispositivo è precondizionato secondo gli standard JEDEC Level 3 per la sensibilità all'umidità. Le sue applicazioni target spaziano dalle telecomunicazioni, all'automazione d'ufficio, agli elettrodomestici e alle apparecchiature industriali. Gli usi specifici includono indicatori di stato, illuminazione per segnali e simboli e retroilluminazione per pannelli frontali.

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

Questa sezione fornisce una suddivisione dettagliata dei limiti operativi e delle caratteristiche prestazionali del dispositivo in condizioni di test standard.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento a questi limiti o oltre non è garantito. I valori chiave includono una dissipazione di potenza massima di 72 mW, una corrente diretta continua di 30 mA e una corrente diretta di picco di 80 mA in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0.1ms). Il dispositivo è classificato per un intervallo di temperatura operativa da -40°C a +85°C e un intervallo di temperatura di conservazione da -40°C a +100°C.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Misurato a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C e una corrente diretta (IF) di 20 mA, il dispositivo presenta le seguenti prestazioni tipiche. L'intensità luminosa (Iv) ha un ampio intervallo, da un minimo di 140.0 mcd a un massimo di 450.0 mcd, con valori specifici determinati dalla classe di bin. Presenta un ampio angolo di visione (2θ1/2) di 120 gradi. La lunghezza d'onda di emissione di picco (λP) è di circa 609 nm, con una lunghezza d'onda dominante (λd) tipicamente a 605 nm, che definisce la percezione del suo colore arancio. La semilarghezza della linea spettrale (Δλ) è di 15 nm. La tensione diretta (VF) varia da 1.8V a 2.4V alla corrente di test. La corrente inversa (IR) è specificata con un massimo di 10 μA quando viene applicata una tensione inversa (VR) di 5V, sebbene il dispositivo non sia progettato per il funzionamento in inversa.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire coerenza nell'applicazione, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri chiave. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfino specifici requisiti di tensione, luminosità e colore.

3.1 Classe di Tensione Diretta (VF)

I LED sono classificati in tre bin di tensione (D2, D3, D4) con intervalli rispettivamente di 1.8-2.0V, 2.0-2.2V e 2.2-2.4V, misurati a 20mA. Si applica una tolleranza di ±0.1V all'interno di ciascun bin.

3.2 Classe di Intensità Luminosa (IV)

La luminosità è classificata in cinque bin (R2, S1, S2, T1, T2). L'intensità luminosa minima varia da 140.0 mcd (R2) a 355.0 mcd (T2), con massimi corrispondenti fino a 450.0 mcd. Si applica una tolleranza di ±11%.

3.3 Classe di Lunghezza d'Onda Dominante (WD)

Il colore, definito dalla lunghezza d'onda dominante, è suddiviso in quattro bin (P, Q, R, S) che coprono l'intervallo da 600 nm a 612 nm. La tolleranza per la lunghezza d'onda dominante è di ±1 nm.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene i dati grafici specifici siano riferiti nel documento sorgente, le curve tipiche per tali dispositivi illustrano la relazione tra corrente diretta e tensione diretta (curva IV), la variazione dell'intensità luminosa con la temperatura ambiente e la distribuzione della potenza spettrale che mostra la lunghezza d'onda di picco e la larghezza spettrale. Queste curve sono essenziali per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni non standard e per la progettazione del circuito.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package e Identificazione della Polarità

Il LED è fornito in un package standard EIA. Disegni dimensionali dettagliati specificano lunghezza, larghezza, altezza e posizione dei terminali. Il catodo è tipicamente identificato da una marcatura sul package o da una geometria specifica del pad. Tutte le dimensioni sono fornite in millimetri con una tolleranza standard di ±0.2 mm salvo diversa indicazione.

5.2 Layout Consigliato dei Pad di Saldatura su PCB

È consigliato un disegno del land pattern per la saldatura a rifusione a infrarossi o in fase di vapore. Questo pattern garantisce una corretta formazione del giunto di saldatura, lo smaltimento termico e la stabilità meccanica durante e dopo il processo di assemblaggio.

6. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio

6.1 Profilo di Rifusione IR Consigliato

Per i processi di saldatura senza piombo, si suggerisce un profilo conforme a J-STD-020B. I parametri chiave includono una zona di pre-riscaldamento, un tempo definito sopra il liquidus e una temperatura di picco non superiore a 260°C. Il tempo totale entro 5°C dalla temperatura di picco dovrebbe essere limitato. Poiché le variabili del progetto della scheda influenzano il profilo termico, si raccomanda una caratterizzazione specifica per la scheda.

6.2 Condizioni di Conservazione

Le buste sigillate sensibili all'umidità non aperte devono essere conservate a ≤30°C e ≤70% di umidità relativa (UR), con un periodo di utilizzo consigliato di un anno. Una volta aperte, i componenti devono essere conservati a ≤30°C e ≤60% UR. Si raccomanda di completare la rifusione IR entro 168 ore dall'apertura della busta. Per conservazioni oltre questo periodo, si consiglia di eseguire un baking a circa 60°C per almeno 48 ore prima dell'assemblaggio.

6.3 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 normale per meno di un minuto. Prodotti chimici non specificati potrebbero danneggiare il package.

6.4 Metodo di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire un'intensità luminosa stabile e una lunga durata, devono essere pilotati da una sorgente di corrente costante o con una resistenza limitatrice in serie quando si utilizza una sorgente di tensione. La corrente diretta non deve superare il valore massimo assoluto in continua di 30 mA.

7. Informazioni su Imballaggio e Manipolazione

I componenti sono forniti su nastro portante goffrato da 8mm di larghezza sigillato con nastro di copertura, avvolto su bobine da 7 pollici (178mm) di diametro. Ogni bobina contiene 2000 pezzi. L'imballaggio è conforme alle specifiche ANSI/EIA 481. Si applica una quantità minima di imballaggio di 500 pezzi per le quantità residue. Sono fornite le dimensioni dettagliate per la tasca del nastro e la bobina.

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è particolarmente adatto per l'indicazione di stato nell'elettronica di consumo (telefoni, laptop, elettrodomestici), per la retroilluminazione di pannelli frontali e simboli, e per l'illuminazione generale di basso livello in cartelli. Il suo ampio angolo di visione lo rende efficace per applicazioni in cui la visibilità da più angolazioni è importante.

8.2 Considerazioni di Progettazione

Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, garantire un'adeguata area di rame sul PCB o l'uso di via termiche può aiutare a mantenere temperature di giunzione più basse, preservando l'output luminoso e la durata.
Limitazione di Corrente:Utilizzare sempre una resistenza in serie o un driver a corrente costante adattati alla tensione di alimentazione e alla corrente diretta desiderata (≤30mA).
Protezione ESD:Devono essere osservate le normali precauzioni ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio.
Progettazione Ottica:La lente "bianca diffusa" fornisce un'emissione di luce morbida e ad ampio angolo. Per luce focalizzata o diretta, potrebbero essere necessarie ottiche secondarie.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Rispetto alle tecnologie LED più datate, l'uso del materiale AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) per una sorgente arancio offre tipicamente un'efficienza più elevata e una migliore stabilità della lunghezza d'onda e dell'output in temperatura rispetto ad alcuni altri sistemi di materiali per colori nella gamma rosso-arancio-ambra. La combinazione con una lente bianca diffusa crea un aspetto arancio uniforme e morbido, differenziandosi dai LED con lente trasparente che presentano un punto luminoso più focalizzato e intenso.

10. Domande Frequenti Basate sui Parametri Tecnici

D: Qual è la differenza tra lunghezza d'onda di picco e lunghezza d'onda dominante?
R: La lunghezza d'onda di picco è la singola lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica emessa è massima. La lunghezza d'onda dominante è la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che corrisponde al colore percepito del LED quando confrontato con una luce bianca di riferimento. La lunghezza d'onda dominante è più rilevante per la specifica del colore.

D: Posso pilotare questo LED a 30mA in modo continuo?
R: Il Valore Massimo Assoluto specifica 30mA in continua come limite superiore. Per un funzionamento affidabile a lungo termine, è pratica comune pilotare i LED al di sotto del loro valore massimo, spesso a 20mA come utilizzato nelle condizioni di test, per migliorarne la longevità e gestire gli effetti termici.

D: Perché è importante la specifica della corrente inversa se il dispositivo non è per il funzionamento in inversa?
R: Questa specifica è principalmente per scopi di test (test IR) e indica la caratteristica di dispersione del dispositivo. Sottolinea che l'applicazione di una tensione inversa può causare il flusso di corrente e potenzialmente danneggiare il LED, quindi la progettazione del circuito deve prevenire la polarizzazione inversa.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un pannello indicatore multi-stato.Un progettista necessita di tre livelli di luminosità distinti (Basso, Medio, Alto) per un indicatore di stato arancio su un dispositivo alimentato da una linea a 5V. Utilizzando il LED T680KFWT dal bin di luminosità T2 (355-450 mcd), può ottenere la luminosità Alta pilotandolo a 20mA. Per Medio e Basso, può utilizzare la modulazione a larghezza d'impulso (PWM) a una frequenza sufficientemente alta per evitare lo sfarfallio visibile (es. >100Hz) con cicli di lavoro rispettivamente del 50% e del 10%. Ciò mantiene la coerenza del colore mentre varia la luminosità percepita. Il valore di una semplice resistenza in serie sarebbe calcolato come R = (5V - VF) / 0.020A. Utilizzando una VF tipica di 2.0V (dal bin D2), R = (5-2)/0.02 = 150 ohm. Una resistenza da 150 ohm, 1/8W sarebbe sufficiente.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

I diodi emettitori di luce sono dispositivi a semiconduttore che emettono luce attraverso l'elettroluminescenza. Quando una tensione diretta viene applicata alla giunzione p-n, gli elettroni dalla regione di tipo n e le lacune dalla regione di tipo p vengono iniettati nella regione attiva. Quando questi portatori di carica si ricombinano, l'energia viene rilasciata sotto forma di fotoni. La lunghezza d'onda specifica (colore) della luce emessa è determinata dall'energia del bandgap del materiale semiconduttore utilizzato nella regione attiva. In questo dispositivo, l'AlInGaP è utilizzato per produrre fotoni nella gamma di lunghezze d'onda arancio (~605 nm). La lente in epossidica è drogata con particelle diffusori per disperdere la luce, creando un pattern di emissione più ampio e uniforme.

13. Tendenze e Sviluppi del Settore

La tendenza generale nei LED SMD continua verso un'efficienza luminosa più elevata (più luce emessa per watt elettrico), un miglioramento della coerenza del colore attraverso un binning più stretto e un'affidabilità potenziata. C'è anche un focus sullo sviluppo di package in grado di resistere a profili di rifusione a temperature più elevate richiesti per la saldatura senza piombo e l'assemblaggio con altri componenti. La miniaturizzazione rimane un driver chiave, insieme all'integrazione con l'elettronica di controllo. I principi dell'illuminazione a stato solido, inclusi efficienza e longevità, continuano a rendere i LED la soluzione dominante per applicazioni di indicazione e illuminazione in tutti i settori.