Scheda Tecnica LED SMD LTST-T180UWET - Angolo di Visione 120° - Tensione Diretta 2.45-3.25V - Corrente 30mA - Luce Bianca con Lente Gialla - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTST-T180UWET è un diodo a emissione luminosa (LED) a montaggio superficiale (SMD) progettato per l'assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB). Presenta un fattore di forma compatto adatto per applicazioni con vincoli di spazio. Il LED emette luce bianca attraverso una lente di colore giallo, che può influenzare la temperatura di colore percepita e la diffusione dell'emissione luminosa. Questo componente è progettato per processi di produzione ad alto volume, inclusa la compatibilità con i profili di saldatura a rifusione a infrarossi (IR).

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

Le caratteristiche principali di questo LED includono la conformità alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose), il confezionamento su nastro da 8mm all'interno di bobine da 7 pollici per apparecchiature automatiche pick-and-place, e il precondizionamento secondo gli standard di sensibilità all'umidità JEDEC Livello 3. Le sue applicazioni principali spaziano dalle apparecchiature di telecomunicazione, dispositivi per l'automazione d'ufficio, elettrodomestici, pannelli di controllo industriali e segnaletica interna. È comunemente utilizzato per l'indicazione di stato, l'illuminazione simbolica e la retroilluminazione di pannelli frontali dove è richiesta una sorgente luminosa compatta e affidabile.

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

2.1 Valori Massimi Assoluti

Ad una temperatura ambiente (Ta) di 25°C, il dispositivo ha limiti operativi definiti per garantire l'affidabilità e prevenire danni. La massima dissipazione di potenza è di 97,5 mW. Può sopportare una corrente diretta di picco di 100 mA in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0,1ms), mentre la corrente continua DC consigliata è di 30 mA. Il dispositivo è classificato per funzionare e essere immagazzinato in un intervallo di temperatura compreso tra -40°C e +100°C.

2.2 Caratteristiche Termiche

La massima temperatura di giunzione (Tj) ammissibile è di 125°C. La tipica resistenza termica dalla giunzione all'ambiente (Rθja) è di 60°C/W. Questo parametro è cruciale per la progettazione della gestione termica; la potenza dissipata dal LED causerà un aumento della temperatura di giunzione rispetto a quella ambiente di 60°C per ogni watt di potenza. È necessario considerare un layout PCB adeguato e, se necessario, un dissipatore di calore aggiuntivo per mantenere la giunzione entro limiti sicuri durante il funzionamento continuo.

2.3 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Misurati a Ta=25°C e una corrente diretta (IF) di 20mA, sono definiti i parametri prestazionali chiave. L'intensità luminosa (Iv) ha un intervallo tipico da 1500 mcd (millicandela) a 3050 mcd, indicando un'emissione luminosa brillante. L'angolo di visione (2θ1/2), definito come l'angolo totale in cui l'intensità scende alla metà del valore assiale, è di 120 gradi, fornendo un campo di illuminazione molto ampio. La tensione diretta (VF) varia da un minimo di 2,45V a un massimo di 3,25V. La corrente inversa (IR) è specificata con un massimo di 10 μA quando viene applicata una tensione inversa (VR) di 5V, notando che il dispositivo non è progettato per funzionamento in polarizzazione inversa.

3. Spiegazione del Sistema di Classificazione (Bin)

I LED sono suddivisi in bin in base a parametri chiave per garantire la coerenza nella produzione di massa. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano requisiti specifici del circuito o di luminosità.

3.1 Classe di Tensione Diretta (VF)

I LED sono categorizzati in quattro bin di tensione (da D5 a D8), ciascuno con un intervallo di 0,2V che va da 2,45V a 3,25V a 20mA. Ad ogni bin si applica una tolleranza di ±0,1V. Questo aiuta nella progettazione di alimentatori e circuiti limitatori di corrente con cadute di tensione prevedibili.

3.2 Classe di Intensità Luminosa (IV)

Sono definiti tre bin di intensità: W2 (1500-1800 mcd), X1 (1800-2340 mcd) e X2 (2340-3050 mcd). Ad ogni bin si applica una tolleranza di ±11%. Selezionare un bin più alto garantisce una maggiore emissione luminosa, che può essere necessaria per applicazioni che richiedono una maggiore visibilità o per compensare la diffusione della luce attraverso materiali.

3.3 Classe di Colore

Le coordinate di cromaticità (x, y) sul diagramma CIE 1931 sono suddivise in sei gruppi principali (da A1 a F1). Ogni bin definisce un'area quadrilatera sulla carta dei colori. La tolleranza per la tonalità (x, y) all'interno di un bin è di ±0,01. Questa classificazione è fondamentale per applicazioni in cui la coerenza del colore tra più LED è importante, come negli array di retroilluminazione o negli indicatori di stato dove si desidera un aspetto uniforme.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene nel documento siano referenziati dati grafici specifici (es. curve tipiche), i dati tabellari forniti consentono l'analisi. La relazione tra corrente diretta (IF) e tensione diretta (VF) è non lineare e tipica di un diodo. La condizione di test a 20mA fornisce il punto operativo standard. L'ampio angolo di visione di 120 gradi suggerisce un diagramma di radiazione Lambertiano o simile, dove la luce è emessa su un'ampia area piuttosto che in un fascio focalizzato. La variazione dell'intensità luminosa e della tensione diretta con la temperatura di giunzione è una considerazione critica per il progetto; in generale, l'efficienza del LED diminuisce e la tensione diretta cala all'aumentare della temperatura.

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

5.1 Dimensioni del Package

Il LED è conforme a un'impronta standard per package SMD EIA. Tutte le dimensioni sono fornite in millimetri con una tolleranza standard di ±0,2mm salvo diversa indicazione. Le dimensioni specifiche per lunghezza, larghezza, altezza del corpo e spaziatura dei terminali/pad sono definite nel disegno del package, essenziale per creare pattern di saldatura PCB accurati.

5.2 Identificazione della Polarità e Progetto dei Pad

Il componente include un diagramma consigliato del layout dei pad di attacco PCB per la saldatura a rifusione a infrarossi o a fase di vapore. Questo layout garantisce una corretta formazione del giunto di saldatura e stabilità meccanica. Il diagramma indica tipicamente i pad dell'anodo e del catodo, che devono essere allineati correttamente con le marcature di polarità sul package del LED stesso (spesso una tacca, un punto o un terminale accorciato).

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Rifusione IR Consigliato

Viene fornito un profilo di saldatura a rifusione suggerito per processi senza piombo (Pb-free), con riferimento allo standard J-STD-020B. Questo profilo include fasi di pre-riscaldamento, stabilizzazione termica, rifusione e raffreddamento con vincoli specifici di tempo e temperatura, con una temperatura di picco non superiore a 260°C. Il rispetto di questo profilo è necessario per prevenire danni termici al package o alla lente del LED.

6.2 Condizioni di Magazzinaggio

I LED sono sensibili all'umidità. Quando sigillati nella loro busta originale a tenuta d'umidità con essiccante, dovrebbero essere conservati a ≤30°C e ≤70% UR e utilizzati entro un anno. Una volta aperta la busta, l'ambiente di conservazione non deve superare i 30°C e il 60% UR. I componenti esposti oltre 168 ore richiedono una cottura a circa 60°C per almeno 48 ore prima della saldatura per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire l'effetto "popcorn" durante la rifusione.

6.3 Pulizia

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, dovrebbero essere utilizzati solo solventi a base alcolica specificati come alcol etilico o isopropilico. Il LED dovrebbe essere immerso a temperatura ambiente per meno di un minuto. Prodotti chimici non specificati potrebbero danneggiare la lente epossidica o il package.

7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

Il confezionamento standard è su nastro da 8mm su bobine da 7 pollici di diametro, con 5000 pezzi per bobina. È disponibile una quantità minima d'ordine di 500 pezzi per rimanenze. Le specifiche del nastro e della bobina sono conformi agli standard ANSI/EIA 481. Il confezionamento include un nastro di copertura superiore per sigillare le tasche vuote, ed esiste un limite sul numero di componenti mancanti consecutivi.

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è ideale per indicatori di stato nell'elettronica di consumo (telefoni, laptop, elettrodomestici), retroilluminazione per pulsanti o pannelli in apparecchiature di rete e controlli industriali, e illuminazione di basso livello per segnaletica interna. Il suo ampio angolo di visione lo rende adatto per applicazioni in cui la luce deve essere visibile da varie angolazioni.

8.2 Considerazioni di Progetto

1. Limitazione della Corrente:Utilizzare sempre una resistenza in serie o un driver a corrente costante per limitare la corrente diretta a 30mA DC o meno. Il progetto del circuito deve tenere conto del bin di tensione diretta per garantire una corretta regolazione della corrente.
2. Gestione Termica:Considerare la resistenza termica di 60°C/W. Per un funzionamento continuo ad alte correnti, assicurarsi che il PCB possa dissipare efficacemente il calore per mantenere la temperatura di giunzione al di sotto di 125°C.
3. Progetto Ottico:La lente gialla influenzerà il colore in uscita. Per requisiti di luce bianca pura, verificare il bin di cromaticità. L'ampio angolo di visione potrebbe richiedere diffusori o guide luminose per modellare il fascio per applicazioni specifiche.
4. Precauzioni ESD:Sebbene non esplicitamente dichiarato per questo modello, si raccomandano le precauzioni standard di manipolazione ESD per i LED durante l'assemblaggio.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Rispetto ai LED SMD generici, questo componente offre una classificazione specifica per tensione, intensità e colore, fornendo una maggiore coerenza per le serie di produzione. L'angolo di visione di 120° è notevolmente più ampio di molti LED standard (che possono essere 60-90 gradi), offrendo un'illuminazione più diffusa. La sua compatibilità con il precondizionamento JEDEC Livello 3 e i profili standard di rifusione IR indica robustezza per le linee di assemblaggio standard a montaggio superficiale. La classificazione esplicita della resistenza termica fornisce un parametro concreto per il progetto termico, spesso omesso in schede tecniche più semplici.

10. Domande Frequenti Basate sui Parametri Tecnici

D: Che valore di resistenza dovrei usare con un'alimentazione a 5V?
R: Utilizzando la Legge di Ohm (R = (Valimentazione - Vf) / If) e il caso peggiore per Vf (max 3,25V a 20mA), la resistenza minima è (5 - 3,25) / 0,02 = 87,5 ohm. Utilizzare un valore standard come 100 ohm o leggermente superiore per garantire che la corrente non superi i 20mA per un LED tipico.

D: Posso pilotare questo LED con un segnale PWM per la regolazione dell'intensità?
R: Sì, il funzionamento pulsato è accettabile. Il valore massimo assoluto consente una corrente di picco di 100 mA con un ciclo di lavoro di 1/10 e una larghezza dell'impulso di 0,1ms. Per la regolazione PWM, assicurarsi che la corrente media nel tempo non superi il valore nominale DC di 30mA e che la corrente istantanea durante l'impulso "on" rispetti il valore di picco.

D: In che modo la temperatura influisce sulla luminosità?
R: L'emissione luminosa dei LED generalmente diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Per un controllo preciso della luminosità in funzione della temperatura, potrebbe essere necessario un feedback o una compensazione. Il valore della resistenza termica aiuta a calcolare l'aumento previsto della temperatura di giunzione per una data condizione operativa.

11. Caso Pratico di Progetto e Utilizzo

Caso: Array di Indicatori di Stato per Pannello Frontale
In un router di rete, dieci LED LTST-T180UWET sono utilizzati per indicare lo stato del collegamento per diverse porte. I passi di progettazione includono: 1) Selezionare LED dallo stesso bin di intensità (es. X1) e di colore per garantire uniformità di luminosità e tonalità sul pannello. 2) Progettare un PCB con il layout dei pad consigliato. 3) Utilizzare un'alimentazione a 3,3V e calcolare una resistenza limitatrice per circa 18mA per LED (es. (3,3V - 2,85V_typ) / 0,018A = 25 ohm). 4) Assicurarsi che l'area di rame del PCB attorno ai pad sia sufficiente per fungere da dissipatore di calore, specialmente se tutti i LED sono accesi continuativamente. 5) Seguire il profilo di rifusione specificato durante l'assemblaggio. 6) Eseguire un'ispezione visiva post-assemblaggio per verificare la corretta saldatura e allineamento.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

I diodi a emissione luminosa sono dispositivi a semiconduttore che emettono luce quando una corrente elettrica li attraversa. Questo fenomeno, chiamato elettroluminescenza, si verifica quando gli elettroni si ricombinano con le lacune elettroniche all'interno del dispositivo, rilasciando energia sotto forma di fotoni. Il colore della luce è determinato dalla banda proibita del materiale semiconduttore. I LED bianchi sono tipicamente creati utilizzando un chip LED blu o ultravioletto rivestito con un materiale fosforescente che converte parte della luce emessa in lunghezze d'onda più lunghe (giallo, rosso), risultando in una miscela percepita come luce bianca. La lente gialla su questo modello specifico può ulteriormente modificare lo spettro di emissione o diffondere la luce.

13. Tendenze di Sviluppo

La tendenza generale nella tecnologia dei LED SMD continua verso una maggiore efficienza luminosa (più luce emessa per watt di potenza elettrica in ingresso), un indice di resa cromatica (CRI) migliorato per i LED bianchi e dimensioni del package più piccole che consentono layout ad alta densità. C'è anche un focus su un'affidabilità migliorata in condizioni operative a temperature più elevate e una classificazione più precisa per colore e flusso luminoso per soddisfare le esigenze di applicazioni come display ad alta risoluzione e illuminazione automobilistica. La spinta verso l'efficienza energetica in tutti i dispositivi elettronici favorisce ulteriormente l'adozione di LED con caratteristiche prestazionali ottimali.