Scheda Tecnica LED SMD LTST-C170KSKT - Dimensioni Package - Tensione Diretta 1.8-2.4V - Intensità Luminosa 28-112mcd - Colore Giallo - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per un LED a montaggio superficiale (SMD). Progettato per l'assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB), questo componente è ideale per applicazioni con vincoli di spazio in un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche.

1.1 Caratteristiche

• Conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).
• Utilizza un chip semiconduttore ultra-luminoso in Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP) per produrre luce gialla.
• Confezionato su nastro da 8 mm avvolto su bobine da 7 pollici di diametro per una gestione automatizzata efficiente.
• Conforme ai profili standard del package EIA (Electronic Industries Alliance).
• Compatibile elettricamente con i livelli logici dei circuiti integrati (IC).
• Progettato per la compatibilità con le attrezzature standard di assemblaggio automatico pick-and-place.
• Resiste ai processi standard di saldatura a rifusione a infrarossi (IR) utilizzati nella tecnologia a montaggio superficiale (SMT).

1.2 Applicazioni

Questo LED è adatto per un'ampia gamma di scopi di indicazione e illuminazione, tra cui ma non limitati a:

• Apparecchiature di telecomunicazione, dispositivi per l'automazione d'ufficio, elettrodomestici e sistemi di controllo industriale.
• Retroilluminazione per tastiere e keypad.
• Indicatori di stato e di alimentazione.
• Micro-display e indicatori su pannello.
• Apparecchi di segnalazione e illuminazione simbolica.

2. Dimensioni del Package e Informazioni Meccaniche

Il dispositivo presenta un package SMD standard. La lente è trasparente, mentre la sorgente luminosa emette un colore giallo tramite il chip AlInGaP. Tutte le dimensioni critiche sono fornite nei disegni tecnici all'interno della scheda tecnica, con tolleranze standard di ±0,1 mm salvo diversa specifica. Ciò include lunghezza, larghezza, altezza del corpo e posizionamento dei terminali catodo/anodo.

3. Parametri e Caratteristiche Tecniche

Tutte le specifiche e le caratteristiche sono indicate a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C salvo diversa indicazione.

3.1 Valori Massimi Assoluti

Sollecitazioni oltre questi limiti possono causare danni permanenti al dispositivo.

• Dissipazione di Potenza (Pd):75 mW
• Corrente Diretta di Picco (IFP):80 mA (a ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0,1ms)
• Corrente Diretta Continua (IF):30 mA DC
• Tensione Inversa (VR):5 V
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento:-55°C a +85°C
• Intervallo di Temperatura di Stoccaggio:-55°C a +85°C
• Condizione di Saldatura a Rifusione IR:Temperatura di picco 260°C per un massimo di 10 secondi.

3.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Parametri di prestazione tipici misurati in condizioni di test standard (IF = 20mA, Ta=25°C).

• Intensità Luminosa (Iv):28,0 - 112,0 mcd (millicandela). Il valore effettivo è classificato in bin.
• Angolo di Visione (2θ1/2):130 gradi. Questo è l'angolo totale a cui l'intensità è la metà del valore assiale di picco.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λP):588,0 nm (tipico).
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):587,0 - 594,5 nm. Definisce il colore percepito ed è classificata in bin.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):15 nm (tipico).
• Tensione Diretta (VF):1,80 - 2,40 V. Il valore effettivo è classificato in bin.
• Corrente Inversa (IR):10 μA massimo a VR = 5V.

3.3 Precauzioni sulle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Questo dispositivo è sensibile alle scariche elettrostatiche e ai sovraccarichi elettrici. Devono essere implementate adeguate misure di controllo ESD durante la manipolazione, inclusi l'uso di braccialetti a terra, guanti antistatici e garantendo che tutte le apparecchiature siano correttamente messe a terra. La specifica della tensione inversa è solo a scopo di test; il LED non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa.

4. Sistema di Classificazione (Bin Rank)

Per garantire coerenza nell'applicazione, i dispositivi sono suddivisi in bin in base a parametri chiave. Ciò consente ai progettisti di selezionare LED con caratteristiche strettamente raggruppate.

4.1 Classificazione della Tensione Diretta (Vf)

Classificata a una corrente di test di 20mA. Tolleranza per bin ±0,1V.

• Bin 3: 1,80V - 1,90V
• Bin 4: 1,90V - 2,00V
• Bin 5: 2,00V - 2,10V
• Bin 6: 2,10V - 2,20V
• Bin 7: 2,20V - 2,30V
• Bin 8: 2,30V - 2,40V

4.2 Classificazione dell'Intensità Luminosa (Iv)

Classificata a una corrente di test di 20mA. Tolleranza per bin ±15%.

• Bin N: 28,0 mcd - 45,0 mcd
• Bin P: 45,0 mcd - 71,0 mcd
• Bin Q: 71,0 mcd - 112,0 mcd

4.3 Classificazione della Tonalità (Lunghezza d'Onda Dominante λd)

Classificata a una corrente di test di 20mA. Tolleranza per bin ±1 nm.

• Bin J: 587,0 nm - 589,5 nm
• Bin K: 589,5 nm - 592,0 nm
• Bin L: 592,0 nm - 594,5 nm

5. Analisi delle Curve di Prestazione Tipiche

La scheda tecnica include rappresentazioni grafiche delle relazioni chiave, fondamentali per la progettazione del circuito e la gestione termica.

• Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V):Mostra la relazione esponenziale, critica per determinare il valore della resistenza limitatrice di corrente richiesta e la dissipazione di potenza.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:Illustra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, fino al valore massimo specificato.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra la diminuzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione, aspetto vitale per applicazioni in ambienti ad alta temperatura.
• Distribuzione Spettrale di Potenza Relativa:Raffigura lo spettro di emissione, centrato attorno alla lunghezza d'onda di picco di ~588 nm, confermando l'emissione di colore giallo.
• Diagramma dell'Angolo di Visione:Un diagramma polare che mostra la distribuzione angolare dell'intensità luminosa, confermando l'ampio angolo di visione di 130 gradi.

6. Linee Guida per il Montaggio e la Manipolazione

6.1 Pulizia

Dovrebbero essere utilizzati solo agenti di pulizia specificati. Prodotti chimici non specificati potrebbero danneggiare il package del LED. Se necessaria, immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente per meno di un minuto.

6.2 Layout Consigliato per i Piazzole PCB

Viene fornito un land pattern (impronta) dettagliato per garantire una corretta formazione del giunto di saldatura, l'allineamento del componente e lo smaltimento termico durante la saldatura a rifusione. Rispettare questo pattern è essenziale per la resa produttiva e l'affidabilità.

6.3 Processo di Saldatura

Saldatura a Rifusione (Processo Senza Piombo Consigliato):

• Temperatura di Pre-riscaldo:150°C - 200°C
• Tempo di Pre-riscaldo:Massimo 120 secondi.
• Temperatura di Picco:Massimo 260°C.
• Tempo Sopra il Liquido (al picco):Massimo 10 secondi. Il processo di rifusione non dovrebbe essere ripetuto più di due volte.

Saldatura Manuale (Saldatore):

• Temperatura della Puntina:Massimo 300°C.
• Tempo di Contatto:Massimo 3 secondi per giunto. Questa operazione dovrebbe essere eseguita una sola volta.

Il profilo di temperatura fornito si basa sugli standard JEDEC. Il profilo effettivo deve essere caratterizzato per il design PCB specifico, la pasta saldante e il forno utilizzati.

6.4 Condizioni di Stoccaggio

Sacchetto Barriera all'Umidità Sigillato (MBP):Conservare a ≤30°C e ≤90% di Umidità Relativa (UR). La durata di conservazione all'interno del sacchetto sigillato con essiccante è di un anno.

Dopo l'Apertura del Sacchetto:Conservare a ≤30°C e ≤60% UR. I componenti dovrebbero essere sottoposti a rifusione IR entro 672 ore (28 giorni) dall'esposizione. Per conservazioni oltre questo periodo, preriscaldare a circa 60°C per almeno 20 ore prima dell'assemblaggio per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire il "popcorning" durante la rifusione.

7. Informazioni sull'Imballaggio

I LED sono forniti su nastro portante goffrato con nastro protettivo di copertura.

• Dimensione Bobina:7 pollici (178 mm) di diametro.
• Larghezza Nastro:8 mm.
• Quantità per Bobina:3000 pezzi.
• Quantità Minima di Imballo:500 pezzi per lotti residui.
• L'imballaggio è conforme alle specifiche ANSI/EIA-481. È consentito un massimo di due componenti mancanti consecutivi (tasche) per bobina.

8. Note Applicative e Precauzioni

8.1 Uso Previsto

Questo LED è progettato per apparecchiature elettroniche di uso generale (es. elettronica di consumo, apparecchiature per ufficio, dispositivi di comunicazione). Non è classificato per applicazioni critiche per la sicurezza in cui un guasto potrebbe comportare un rischio diretto per la vita o la salute (es. aviazione, supporto vitale medico, controllo dei trasporti). Per tali applicazioni, è obbligatoria la consultazione con il produttore del componente per valutarne l'idoneità e i requisiti di affidabilità.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Limitazione di Corrente:È sempre necessaria una resistenza esterna in serie per limitare la corrente diretta al valore desiderato (≤30 mA DC). Il valore della resistenza si calcola con la Legge di Ohm: R = (Valimentazione - VF) / IF, dove VF è la tensione diretta del bin appropriato.
• Gestione Termica:La dissipazione di potenza (Pd = VF * IF) non deve superare 75 mW. Un'adeguata area di rame sul PCB (utilizzando il layout dei piazzole consigliato) aiuta a dissipare il calore e mantenere una temperatura di giunzione più bassa, preservando l'emissione luminosa e la longevità.
• Protezione dalla Tensione Inversa:Se il circuito espone il LED a potenziale polarizzazione inversa (es. in circuiti AC o multiplexati), si consiglia un diodo di protezione in parallelo (catodo a catodo).

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

I principali vantaggi di questo componente nella sua categoria includono:

• Tecnologia dei Materiali:L'uso di AlInGaP fornisce una maggiore efficienza e una migliore stabilità termica per i colori rosso, arancione e giallo rispetto a tecnologie più datate come il GaAsP.
• Ampio Angolo di Visione:L'angolo di visione di 130 gradi offre un'illuminazione ampia e uniforme, adatta per indicatori di stato che devono essere visibili da varie angolazioni.
• Packaging Robusto:La compatibilità con la saldatura a rifusione IR e i processi SMT standard garantisce un'elevata affidabilità nella produzione di massa.
• Classificazione Completa:La classificazione a tre parametri (Vf, Iv, Lunghezza d'onda) consente un abbinamento preciso di colore e luminosità nelle applicazioni che richiedono più LED.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D: Qual è la tensione diretta tipica per calcolare la mia resistenza limitatrice di corrente?

R: Utilizza il valore massimo di Vf del bin specificato (es. 2,40V per il Bin 8) per un progetto conservativo che garantisce che la corrente non superi mai il limite desiderato, anche con la variazione dei componenti.

D: Posso pilotare questo LED con un'alimentazione logica a 3,3V o 5V?

R: Sì. Per un'alimentazione a 3,3V e una corrente target di 20mA, utilizzando una Vf tipica di 2,0V, la resistenza in serie sarebbe circa (3,3V - 2,0V) / 0,020A = 65 Ohm. Una resistenza standard da 68 Ohm sarebbe adatta. Per un'alimentazione a 5V, la resistenza sarebbe circa (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ohm.

D: In che modo la temperatura influisce sulla luminosità?

R: L'intensità luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente (e quindi di giunzione). Fare riferimento alla curva "Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente" nella scheda tecnica. Per ambienti ad alta temperatura, potrebbe essere necessario ridurre la corrente di funzionamento o migliorare il dissipatore termico.

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 la singola lunghezza d'onda alla quale lo spettro di emissione è più forte. La Lunghezza d'Onda Dominante (λd) è derivata dalle coordinate cromatiche e rappresenta la singola lunghezza d'onda di una luce monocromatica pura che apparirebbe dello stesso colore all'occhio umano. λd è più rilevante per la specifica del colore.

11. Esempio di Progetto e Caso d'Uso

Scenario: Progettazione di un pannello multi-LED per indicatori di stato per un router di rete.

1. Requisito:Quattro indicatori di stato gialli per "Alimentazione", "Internet", "Wi-Fi" e "Ethernet". Devono essere uniformemente luminosi e visivamente abbinati nel colore.
2. Selezione:Specificare LED dello stesso Bin di Intensità (es. Bin Q per alta luminosità) e dello stesso Bin di Tonalità (es. Bin K) per garantire coerenza. Il Bin della Tensione Diretta è meno critico per l'abbinamento ma influisce sulla progettazione dell'alimentazione.
3. Progettazione del Circuito:Utilizzando un'alimentazione di sistema a 5V. Assumendo una Vf scelta di 2,2V (valore medio) e una corrente target di 20mA per una buona luminosità e longevità. Calcolo resistenza: R = (5V - 2,2V) / 0,020A = 140 Ohm. Utilizzare una resistenza standard da 150 Ohm per una leggera riduzione (~19mA).
4. Layout:Posizionare i LED sul PCB utilizzando il land pattern consigliato. Assicurare un'adeguata spaziatura per il flusso d'aria e per prevenire l'accoppiamento termico. Collegare ciascun LED in parallelo con la propria resistenza limitatrice di corrente all'alimentazione 5V, controllato da singoli pin GPIO del microcontrollore configurati per assorbire corrente.
5. Produzione:Seguire il profilo di rifusione IR consigliato. Dopo l'assemblaggio, verificare l'emissione luminosa e la coerenza del colore.

12. 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 il potenziale interno della giunzione, elettroni e lacune vengono iniettati attraverso la giunzione. Quando questi portatori di carica si ricombinano, rilasciano energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica composizione della lega AlInGaP determina l'energia del bandgap, che definisce direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa - in questo caso, nella regione del giallo (~587-595 nm). La lente epossidica trasparente incapsula il chip, fornisce protezione meccanica e modella il fascio luminoso in uscita.

13. Tendenze Tecnologiche

Lo sviluppo di LED SMD come questo è guidato da diverse tendenze in corso nell'elettronica:

• Miniaturizzazione:Riduzione continua delle dimensioni del package per consentire progetti PCB a maggiore densità e prodotti finali più piccoli.
• Aumento dell'Efficienza:I progressi nella crescita epitassiale e nel design del chip producono una maggiore efficienza luminosa (più luce per watt elettrico), riducendo il consumo energetico e il carico termico.
• Miglioramento della Resa Cromatica e della Gamma:Sebbene questo sia un LED monocromatico, le tendenze più ampie riguardano lo sviluppo di emettitori a banda stretta per retroilluminazione di display e illuminazione speciale per ottenere gamme di colori più ampie.
• Affidabilità e Robustezza Migliorate:I miglioramenti nei materiali e nei processi di packaging portano a una maggiore durata operativa e a una migliore resistenza ai cicli termici, all'umidità e ad altri stress ambientali.
• Integrazione:Una tendenza verso l'integrazione di più chip LED (es. RGB), circuiti di controllo e persino driver in moduli di package singoli e più intelligenti.