Scheda Tecnica LED SMD LTST-T680QEWT - Lente Diffusa Bianca, Sorgente Rossa AlInGaP - 50mA, 2.4V, 120mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED a montaggio superficiale (SMD) progettato per l'assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB). Il componente è caratterizzato dalle sue dimensioni ridotte, che lo rendono adatto per applicazioni con vincoli di spazio in un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I principali vantaggi di questo LED includono la conformità alle direttive RoHS, l'imballaggio ottimizzato per processi di assemblaggio automatizzato (nastro da 8mm su bobine da 7 pollici) e la compatibilità con le tecniche standard di saldatura a rifusione a infrarossi. Il suo design è compatibile con circuiti integrati, facilitando l'integrazione in circuiti digitali moderni. Il dispositivo è precondizionato secondo gli standard JEDEC Level 3, migliorandone l'affidabilità per applicazioni impegnative.

Le applicazioni target spaziano dalle telecomunicazioni, all'automazione d'ufficio, agli elettrodomestici e alle apparecchiature industriali. È specificamente destinato all'uso come indicatore di stato, per scopi di illuminazione di segnali e simboli e per retroilluminazione di pannelli frontali.

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

2.1 Valori Massimi Assoluti

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

• Dissipazione di Potenza:120 mW. Questa è la potenza massima che il dispositivo può dissipare sotto forma di calore senza degradarsi.
• Corrente Diretta di Picco:100 mA. Questo valore è consentito solo in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0.1ms) per gestire il carico termico.
• Corrente Diretta Continua:50 mA. Questa è la massima corrente diretta continua raccomandata per un funzionamento affidabile.
• Tensione Inversa:5 V. Applicare una tensione inversa oltre questo limite può causare la rottura della giunzione.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento:-40°C a +85°C. Il dispositivo è garantito per funzionare entro questo intervallo di temperatura ambiente.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-40°C a +100°C. Il dispositivo può essere conservato senza degradarsi entro questi limiti.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Queste caratteristiche sono misurate a Ta=25°C e una corrente diretta (IF) di 20mA, salvo diversa indicazione.

• Intensità Luminosa (IV):Varia da un minimo di 560 mcd a un massimo di 1400 mcd, con valori tipici all'interno di questo intervallo. La misurazione utilizza un sensore e un filtro che approssimano la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE.
• Angolo di Visione (2θ1/2):120 gradi (tipico). Questo ampio angolo di visione è caratteristico di una lente diffusa, fornendo una distribuzione della luce ampia e uniforme.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λP):633 nm (tipico). Questa è la lunghezza d'onda alla quale la distribuzione spettrale di potenza è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):Varia da 618 nm a 630 nm, con un valore tipico di 624 nm. Questo parametro definisce il colore percepito del LED (rosso).
• Larghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ):15 nm (tipico). Questo indica la purezza spettrale della luce emessa.
• Tensione Diretta (VF):Varia da 1.8 V a 2.4 V a IF=20mA, con una tolleranza di ±0.1V. Questo è un parametro critico per la progettazione del circuito di pilotaggio.
• Corrente Inversa (IR):Massimo di 10 μA a una tensione inversa (VR) di 5V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

L'intensità luminosa dei LED è suddivisa in specifici bin per garantire coerenza nelle applicazioni. Il binning è definito come segue, misurato a 20mA:

• Codice Bin U2:560 mcd (Min) a 710 mcd (Max)
• Codice Bin V1:710 mcd a 900 mcd
• Codice Bin V2:900 mcd a 1120 mcd
• Codice Bin W1:1120 mcd a 1400 mcd

Si applica una tolleranza di ±11% a ciascun bin di intensità. Questo sistema di binning consente ai progettisti di selezionare LED con il livello di luminosità richiesto per la loro specifica applicazione, garantendo coerenza visiva nei prodotti che utilizzano più LED.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento a curve di prestazione tipiche essenziali per comprendere il comportamento del dispositivo in varie condizioni. Sebbene i dati grafici specifici non siano riprodotti nel testo, le curve tipicamente incluse in tali documenti analizzano:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:Mostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, fino ai limiti massimi nominali.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:Illustra la caratteristica I-V del diodo, cruciale per la gestione termica e la progettazione del driver.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra la riduzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione, aspetto vitale per applicazioni ad alta temperatura o alta corrente.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra le lunghezze d'onda di picco e dominante e la larghezza spettrale.

Queste curve consentono agli ingegneri di prevedere le prestazioni in condizioni operative reali al di là del punto di test standard di 25°C e 20mA.

5. Informazioni Meccaniche e sull'Involucro

5.1 Dimensioni dell'Involucro e Identificazione della Polarità

Il dispositivo è conforme a un involucro SMD standard EIA. Le note dimensionali chiave includono: tutte le dimensioni sono in millimetri e la tolleranza generale è di ±0.2 mm salvo diversa specifica. Il prodotto presenta una lente diffusa bianca con una sorgente luminosa rossa AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio). Il catodo è tipicamente identificato da una marcatura sull'involucro o da una geometria specifica del pad sul diagramma dell'impronta. Viene fornito il layout consigliato dei pad di attacco PCB per la saldatura a rifusione a infrarossi o a fase di vapore per garantire una corretta formazione del giunto saldato e stabilità meccanica.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Rifusione Consigliato

Per processi di saldatura senza piombo (Pb-free), si raccomanda un profilo conforme a J-STD-020B. I parametri chiave includono:

• Temperatura di Pre-riscaldamento:150–200°C.
• Tempo di Pre-riscaldamento:Massimo 120 secondi.
• Temperatura di Picco:Massimo 260°C.
• Tempo Sopra il Liquido:Massimo 10 secondi (sono consentiti massimo due cicli di rifusione).

Per la saldatura manuale con saldatore, la temperatura massima della punta non deve superare i 300°C, con un tempo di saldatura massimo di 3 secondi per una sola operazione. È fondamentale seguire le specifiche del produttore della pasta saldante ed eseguire una caratterizzazione specifica per il circuito, poiché progetti diversi richiedono profili personalizzati.

6.2 Condizioni di Conservazione

Una corretta conservazione è essenziale per prevenire l'assorbimento di umidità, che può causare "popcorning" o crepe durante la rifusione.

• Confezione Sigillata:Conservare a ≤30°C e ≤70% UR. Utilizzare entro un anno dall'imballaggio con essiccante.
• Confezione Aperta:Conservare a ≤30°C e ≤60% UR. I componenti devono essere rifusi entro 168 ore (7 giorni) dall'esposizione.
• Conservazione Prolungata (Aperta):Conservare in un contenitore sigillato con essiccante o in un essiccatore a azoto.
• Riasciugatura:Se esposti per più di 168 ore, asciugare a circa 60°C per almeno 48 ore prima della saldatura.

6.3 Pulizia

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, utilizzare solventi a base alcolica come alcol etilico o isopropilico. Immergere il LED a temperatura normale per meno di un minuto. Non utilizzare liquidi chimici non specificati.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

Il dispositivo è fornito in imballaggio standard del settore per l'assemblaggio automatizzato:

• Nastro:Nastro portacomponenti largo 8mm.
• Bobina:Bobina di diametro 7 pollici (178mm).
• Quantità:2000 pezzi per bobina.
• Sigillatura delle Tasche:Le tasche vuote dei componenti sono sigillate con un nastro di copertura superiore.
• Componenti Mancanti:È consentito un massimo di due componenti mancanti consecutivi (lampade) secondo la specifica di imballaggio (ANSI/EIA 481).

8. Raccomandazioni Applicative

8.1 Circuiti Applicativi Tipici e Considerazioni di Progettazione

I LED sono dispositivi pilotati a corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando si pilotano più LED in parallelo, si raccomanda vivamente di utilizzare una resistenza limitatrice di corrente individuale in serie con ciascun LED. Non è consigliabile pilotare più LED in parallelo da una singola sorgente di corrente senza resistenze individuali, poiché lievi variazioni nella caratteristica della tensione diretta (VF) di ciascun LED causeranno differenze significative nella ripartizione della corrente e, di conseguenza, nella luminosità. Una resistenza in serie stabilizza la corrente per ciascun dispositivo in modo indipendente.

8.2 Precauzioni contro le Scariche Elettrostatiche (ESD)

Come la maggior parte dei dispositivi a semiconduttore, questo LED è sensibile alle scariche elettrostatiche. Dovrebbero essere seguite le procedure standard di manipolazione ESD durante l'assemblaggio e la manipolazione per prevenire danni latenti o catastrofici. Ciò include l'uso di postazioni di lavoro messe a terra, braccialetti e contenitori conduttivi.

9. Avvertenze e Uso Previsto

Questo LED è progettato e destinato all'uso in apparecchiature elettroniche ordinarie come apparecchiature per ufficio, dispositivi di comunicazione ed elettrodomestici. Non è specificamente progettato o qualificato per applicazioni in cui è richiesta un'affidabilità eccezionale, in particolare dove un guasto potrebbe mettere a rischio la vita o la salute (ad es., aviazione, controllo dei trasporti, sistemi medici/di supporto vitale, dispositivi di sicurezza critici). Per tali applicazioni, è necessaria la consultazione con il produttore prima dell'integrazione nel progetto.

10. Confronto e Differenziazione Tecnica

I fattori chiave di differenziazione di questo componente risiedono nella sua specifica combinazione di una lente diffusa bianca con un chip rosso AlInGaP. La lente diffusa fornisce un ampio e uniforme angolo di visione ideale per applicazioni indicatori dove la visibilità da più angoli è importante. Il sistema di materiali AlInGaP è noto per la sua alta efficienza e stabilità nello spettro dei colori rosso/arancio/ambra rispetto a tecnologie più vecchie come il GaAsP. L'involucro è progettato per la compatibilità con linee di assemblaggio SMT automatizzate ad alto volume, inclusi rigorosi processi di rifusione IR, che è un fattore critico per la moderna produzione elettronica.

11. Domande Frequenti Basate sui Parametri Tecnici

D: Posso pilotare questo LED a 50mA in modo continuo?

R: Sì, 50mA è la massima corrente diretta continua nominale. Assicurarsi che sia presente una corretta gestione termica (ad es., un'adeguata area di rame sul PCB per lo smaltimento del calore), specialmente a temperature ambiente più elevate, poiché la dissipazione di potenza sarà al massimo (VF * IF).

D: Perché esiste un sistema di binning per l'intensità luminosa?

R: Le variazioni di produzione causano lievi differenze nell'emissione luminosa. Il binning suddivide i LED in gruppi con prestazioni simili, consentendo ai progettisti di approvvigionare componenti con luminosità coerente per il loro prodotto, evitando variazioni evidenti tra le unità.

D: Qual è la differenza tra lunghezza d'onda di picco e lunghezza d'onda dominante?

R: La lunghezza d'onda di picco (λP) è dove la potenza spettrale è massima. La lunghezza d'onda dominante (λd) è la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che corrisponderebbe al colore percepito del LED. λd è più rilevante per la specifica del colore nelle applicazioni.

D: Quanto è critica la "floor life" di 168 ore dopo l'apertura della busta barriera all'umidità?

R: È molto importante. Superare questo tempo senza riasciugatura rischia danni all'involucro indotti dall'umidità durante il processo di saldatura a rifusione ad alta temperatura, potenzialmente portando a delaminazione interna o crepe.

12. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un pannello indicatore di stato per un router di rete.Il pannello richiede più LED rossi per alimentazione e attività visibili da varie angolazioni. Il progettista seleziona il LTST-T680QEWT per il suo ampio angolo di visione di 120 gradi e la lente diffusa bianca, che fornisce un aspetto morbido e uniformemente illuminato. Utilizzando la tensione diretta tipica di ~2.1V a 20mA dalla scheda tecnica e un'alimentazione di sistema a 5V, viene calcolato il valore della resistenza in serie: R = (Valimentazione - VF) / IF = (5V - 2.1V) / 0.02A = 145 Ohm. Viene scelta una resistenza standard da 150 Ohm. Ogni LED sul pannello ottiene la propria resistenza da 150 Ohm collegata a un pin GPIO del microcontrollore, garantendo una luminosità uniforme indipendentemente dalle minori variazioni di VF tra i singoli LED. Il progettista specifica il Codice Bin V1 (710-900 mcd) per garantire una luminosità adeguata e coerente.

13. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo LED è un dispositivo fotonico a semiconduttore. Il suo nucleo è un chip realizzato in materiali AlInGaP che forma una giunzione p-n. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia della giunzione, elettroni e lacune vengono iniettati attraverso la giunzione. Quando questi portatori di carica si ricombinano, l'energia viene rilasciata sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica degli strati AlInGaP determina il bandgap di energia, che detta la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa—in questo caso, rossa. La luce generata passa attraverso una lente epossidica di incapsulamento. La proprietà "diffusa bianca" della lente è ottenuta aggiungendo particelle di diffusione all'epossidico, che randomizzano la direzione dei raggi luminosi in uscita dal chip, risultando in un fascio ampio e non direzionale piuttosto che in un fascio stretto.

14. Tendenze Tecnologiche

La tendenza generale nella tecnologia dei LED SMD continua verso una maggiore efficienza luminosa (più luce emessa per watt elettrico), un miglioramento della coerenza e stabilità del colore e dimensioni dell'involucro più piccole che consentono progetti ad alta densità. C'è anche un focus sul miglioramento dell'affidabilità sotto stress termico e di corrente più elevati per soddisfare le esigenze delle applicazioni automobilistiche e industriali. Il passaggio a materiali senza piombo e senza alogeni in conformità con le normative ambientali globali è ora standard. Inoltre, l'integrazione con driver intelligenti e circuiti di controllo all'interno dei moduli è un'area di sviluppo in corso, andando oltre i semplici componenti discreti.