Scheda Tecnica LED SMD LTST-008GEBW - Lente Diffusa Bianca - Chip RGB - Pacchetto EIA - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTST-008GEBW è un LED a montaggio superficiale (SMD) progettato per l'assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB). Presenta una lente diffusa bianca e integra tre distinti chip semiconduttori in un unico pacchetto: Verde (InGaN), Rosso (AlInGaP) e Blu (InGaN). Questa configurazione consente applicazioni versatili per indicazione e retroilluminazione. Il dispositivo è alloggiato in un pacchetto standard di settore EIA, garantendo compatibilità con un'ampia gamma di attrezzature per il prelievo e posizionamento automatizzato e la saldatura a rifusione.

1.1 Caratteristiche

• Conforme alle direttive ambientali RoHS.
• Confezionato su nastro da 12mm su bobine da 7 pollici di diametro per assemblaggio ad alto volume.
• Impronta del pacchetto EIA standard per compatibilità progettuale.
• Ingresso/uscita compatibile con circuiti integrati (compatibile I.C.).
• Progettato per la compatibilità con attrezzature di posizionamento automatizzate.
• Adatto per processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR).
• Precondizionato al Livello di Sensibilità all'Umidità JEDEC 3.

1.2 Applicazioni

Questo LED è adatto per un ampio spettro di apparecchiature elettroniche dove è richiesto risparmio di spazio, indicazione affidabile o retroilluminazione sottile. Le principali aree di applicazione includono:

• Apparecchiature di telecomunicazione (es. router, switch, telefoni).
• Dispositivi per l'automazione d'ufficio (es. stampanti, scanner, multifunzione).
• Elettrodomestici ed elettronica di consumo.
• Pannelli di controllo e apparecchiature industriali.
• Indicatori di stato e di alimentazione.
• Illuminazione di segnali e simboli.
• Retroilluminazione di pannelli frontali e tastiere.

2. Dimensioni del Pacchetto e Assegnazione dei Pin

Il contorno meccanico del LTST-008GEBW è conforme alle dimensioni standard del pacchetto EIA. Tutte le dimensioni specificate sono in millimetri, con una tolleranza generale di ±0,1 mm salvo diversa indicazione. L'assegnazione dei pin per i chip RGB integrati è la seguente:

• Chip Verde: Anodo sul pin (0,1), Catodo sul pin 2.
• Chip Rosso: Anodo sul pin 3, Catodo sul pin 4.
• Chip Blu: Anodo sul pin 5, Catodo sul pin (6,7).

Questo pinout è fondamentale per un corretto design del circuito e deve essere rispettato per un controllo individuale appropriato dei colori.

3. Valori Nominali e Caratteristiche

3.1 Valori Massimi Assoluti

I valori massimi assoluti definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Questi valori sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Dissipazione di Potenza:102 mW (Verde, Blu), 72 mW (Rosso).
• Corrente Diretta di Picco:100 mA per tutti i colori (a ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0,1ms).
• Corrente Diretta Continua:30 mA per tutti i colori.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento:-40°C a +85°C.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-40°C a +100°C.

Non è raccomandato operare al di fuori di questi intervalli, poiché potrebbe compromettere l'affidabilità e la durata.

3.2 Profilo di Rifusione IR Consigliato

Per processi di saldatura senza piombo, il profilo di rifusione a infrarossi raccomandato deve essere conforme allo standard J-STD-020B. Il profilo include tipicamente una zona di preriscaldamento, una zona di stabilizzazione, una zona di rifusione con una temperatura di picco e una zona di raffreddamento. Rispettare questo profilo è essenziale per prevenire shock termici e garantire giunzioni saldate affidabili senza danneggiare il pacchetto LED o il die interno.

3.3 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Queste caratteristiche sono misurate a Ta=25°C in condizioni di test specificate e rappresentano le prestazioni tipiche del dispositivo.

• Flusso Luminoso (Φv):Misurato con un sensore/filtro che approssima la risposta fotopica dell'occhio CIE.
  • Verde (IF=25mA): Min 2,81 lm, Max 7,12 lm.
  • Rosso (IF=20mA): Min 1,07 lm, Max 2,71 lm.
  • Blu (IF=15mA): Min 0,32 lm, Max 0,82 lm.
• Angolo di Visione (θ1/2):Tipicamente 130 gradi. Questo è l'angolo fuori asse in cui l'intensità luminosa è la metà del valore a 0 gradi (sull'asse).
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):La singola lunghezza d'onda percepita come colore.
  • Verde: da 518 nm a 533 nm.
  • Rosso: da 618 nm a 628 nm.
  • Blu: da 455 nm a 464 nm.
• Larghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ):I valori tipici sono 33 nm (Verde), 20 nm (Rosso) e 22 nm (Blu).
• Tensione Diretta (VF):Tolleranza di +/-0,1V.
  • Verde: da 2,9V a 3,4V a 25mA.
  • Rosso: da 1,8V a 2,4V a 20mA.
  • Blu: da 2,6V a 3,4V a 15mA.
• Corrente Inversa (IR):Massimo 10 μA a VR=5V.Nota:Il dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa; questo parametro è solo per la qualifica del test IR.

4. Sistema di Codici Bin

Il LTST-008GEBW è classificato utilizzando un sistema di codici bin per garantire coerenza nell'emissione luminosa e nelle coordinate cromatiche per applicazioni che richiedono uniformità.

4.1 Classe del Flusso Luminoso (IV)

I LED sono suddivisi in bin in base al loro flusso luminoso misurato a correnti di pilotaggio specificate. I codici bin (H2, J1, J2, K1) definiscono intervalli da valori minimi a massimi di flusso luminoso. La tolleranza su ogni bin di intensità luminosa è +/- 11%.

4.2 Classe delle Coordinate Cromatiche (CIE)

La coerenza del colore è gestita attraverso un dettagliato sistema di binning delle coordinate cromatiche CIE 1931. La scheda tecnica fornisce una tabella completa e un diagramma di cromaticità che traccia vari codici bin (es. H2-H7, J2-J7, K2-K7, ecc.). Ogni bin è definito da un'area quadrilatera sul grafico CIE specificata da quattro punti di coordinate (x, y). La tolleranza per ogni bin di tonalità (x, y) è +/- 0,01. Questo binning preciso consente ai progettisti di selezionare LED con punti colore quasi identici per array multi-LED o indicatori di stato dove l'abbinamento dei colori è critico.

5. Curve di Prestazione Tipiche

La scheda tecnica include una sezione per le curve di prestazione tipiche, che rappresentano graficamente la relazione tra vari parametri in diverse condizioni. Queste curve sono essenziali per un'analisi progettuale approfondita. Sebbene le curve specifiche non siano dettagliate nel testo fornito, tipicamente includono:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:Mostra come l'emissione luminosa cambia con la corrente di pilotaggio per ogni colore.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:Illustra la caratteristica IV di ciascun diodo.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra la derating termico dell'emissione luminosa.
• Distribuzione Spettrale della Potenza:Traccia l'intensità relativa della luce emessa attraverso le lunghezze d'onda per ciascun chip di colore.

Consultare queste curve aiuta a ottimizzare il circuito di pilotaggio, gestire le prestazioni termiche e prevedere il comportamento in condizioni operative non standard.

6. Guida all'Uso e Informazioni per il Montaggio

6.1 Istruzioni per la Pulizia

La pulizia post-assemblaggio deve essere eseguita con cura. Utilizzare solo alcol etilico o alcol isopropilico a temperatura ambiente normale. Il LED deve essere immerso per meno di un minuto. L'uso di detergenti chimici non specificati può danneggiare il materiale del pacchetto LED, la lente epossidica o le connessioni interne.

6.2 Pattern di Piazzamento PCB Raccomandato

Viene fornita un'impronta raccomandata (land pattern) per il PCB per garantire una corretta formazione del giunto saldato, stabilità meccanica e gestione termica durante la rifusione. Seguire questo pattern è cruciale per ottenere un fissaggio superficiale affidabile.

6.3 Dimensioni dell'Imballaggio a Nastro e Bobina

Il dispositivo è fornito su un nastro portante goffrato standard da 12mm di larghezza avvolto su bobine da 7 pollici (178mm) di diametro. La scheda tecnica include le dimensioni dettagliate delle tasche del nastro, del nastro di copertura e del mozzo della bobina per facilitare la compatibilità con gli alimentatori delle attrezzature di assemblaggio automatizzate.

7. Considerazioni Progettuali e Note Applicative

7.1 Limitazione della Corrente

Come per tutti i LED, la corrente diretta deve essere limitata utilizzando una resistenza in serie o un driver a corrente costante. Il valore deve essere calcolato in base alla tensione di alimentazione, alla tensione diretta (VF) del chip di colore specifico alla corrente desiderata e alla corrente diretta continua massima nominale (30mA). Per un'affidabilità a lungo termine, è raccomandato operare a o al di sotto delle correnti di test tipiche (25mA Verde, 20mA Rosso, 15mA Blu).

7.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia relativamente bassa, un corretto design termico sul PCB è importante, specialmente in ambienti ad alta temperatura o quando si pilotano più LED. L'area di rame del PCB funge da dissipatore di calore. Garantire un buon percorso termico dai pad di saldatura del LED a un piano di rame più ampio può aiutare a mantenere temperature di giunzione più basse, preservando l'emissione luminosa e la vita operativa.

7.3 Progettazione Ottica con Lente Diffusa

La lente diffusa bianca fornisce un ampio e uniforme angolo di visione (tipicamente 130°) diffondendo la luce proveniente dalle piccole e luminose sorgenti a chip. Ciò rende il LED ideale per indicatori di stato che devono essere visibili da un'ampia gamma di angoli. Riduce l'abbagliamento e i punti caldi, creando un'illuminazione morbida e uniforme adatta per la retroilluminazione dei pannelli. I progettisti dovrebbero tenere conto di questa diffusione quando modellano l'emissione luminosa per la loro applicazione specifica.

7.4 Controllo Colore Indipendente

Con coppie anodo/catodo separate per ogni chip di colore, il LTST-008GEBW offre un controllo completamente indipendente. Ciò consente l'indicazione statica di tre diversi stati (Verde, Rosso, Blu) o, utilizzando la modulazione a larghezza di impulso (PWM) sui singoli canali, la creazione di una moltitudine di colori misti. È necessario un attento design del circuito per gestire tre percorsi di limitazione della corrente separati.

8. Confronto e Guida alla Selezione

Il LTST-008GEBW occupa una nicchia specifica. I principali fattori di differenziazione includono la sua capacità RGB integrata in un unico pacchetto SMD standard e la sua lente diffusa per la visione ad ampio angolo. Quando si seleziona un LED, gli ingegneri dovrebbero confrontare:

• Monocolore vs. Multi-chip:Questo dispositivo consolida tre indicatori in un'unica impronta, risparmiando spazio sulla scheda.
• Lente Trasparente vs. Diffusa:Le lenti diffuse scambiano l'intensità assiale di picco per una visione più ampia e uniforme.
• Binning del Flusso Luminoso:Per applicazioni che richiedono una luminosità uniforme su più unità, è consigliabile specificare un bin di flusso più stretto (es. K1).
• Binning del Colore:Per applicazioni critiche per il colore, specificare un codice bin CIE specifico garantisce coerenza visiva tra diversi lotti di produzione o LED adiacenti.

9. Domande Frequenti (FAQ)

D: Posso pilotare tutti e tre i colori simultaneamente alla loro corrente continua massima?

R: No. La dissipazione di potenza massima assoluta per il pacchetto non deve essere superata. Pilotare simultaneamente Verde (102mW), Rosso (72mW) e Blu (102mW) ai loro valori massimi nominali supererebbe di gran lunga la capacità termica del pacchetto. Ridurre le correnti o utilizzare multiplexing/PWM per gestire la potenza totale.

D: Qual è lo scopo del precondizionamento JEDEC Livello 3?

R: Indica la sensibilità all'umidità del dispositivo. Il Livello 3 significa che il pacchetto può essere esposto alle condizioni del pavimento di fabbrica (≤30°C/60% UR) per un massimo di 168 ore prima che debba essere essiccato prima della saldatura a rifusione per prevenire l'"effetto popcorn" (crepe del pacchetto dovute all'umidità vaporizzata).

D: Come interpreto la tabella dei codici bin CIE?

R: Ogni codice bin (es. H2) definisce una piccola regione quadrilatera sul diagramma di cromaticità CIE 1931. Le quattro coppie di coordinate (x,y) nella tabella sono gli angoli di quella regione. A un LED le cui coordinate cromatiche misurate rientrano in quella regione viene assegnato quel codice bin.

D: È necessario un diodo di protezione inversa?

R: Sebbene il dispositivo possa sopportare una tensione inversa di 5V a scopo di test, non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa. In circuiti dove sono possibili transitori di tensione inversa (es. carichi induttivi, hot-plugging), è fortemente raccomandata una protezione esterna come un diodo in serie o un diodo TVS in parallelo al LED per prevenire danni.

10. Principi Tecnici e Tendenze

10.1 Principio di Funzionamento

L'emissione di luce nei LED si basa sull'elettroluminescenza nei materiali semiconduttori. Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n, elettroni e lacune si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni. I composti semiconduttori specifici (InGaN per verde/blu, AlInGaP per rosso) determinano l'energia del bandgap e quindi la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa. La lente diffusa bianca è tipicamente realizzata in epossidico o silicone con particelle di diffusione (es. biossido di titanio) aggiunte per diffondere la luce puntiforme del chip.

10.2 Tendenze del Settore

Il mercato dei LED SMD continua a evolversi verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), un miglioramento della resa cromatica e una maggiore miniaturizzazione. Pacchetti multi-chip come il LTST-008GEBW rappresentano una tendenza verso l'integrazione funzionale, riducendo il numero di componenti e la complessità dell'assemblaggio. Inoltre, c'è una crescente enfasi su tolleranze di binning più strette sia per il flusso che per il colore per soddisfare le esigenze di applicazioni come display a colori completi e illuminazione architettonica dove la coerenza è fondamentale. La spinta verso un'affidabilità più elevata nelle applicazioni automobilistiche e industriali spinge anche i progressi nei materiali del pacchetto e nelle prestazioni termiche.