Scheda Tecnica LED SMD LTST-C990NSKT-PO - Giallo AlInGaP - 25mA - 62.5mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED ad alte prestazioni per montaggio superficiale, progettato per l'assemblaggio automatizzato e applicazioni con vincoli di spazio. Il dispositivo utilizza un chip AlInGaP Ultra Bright per fornire una vivace emissione di luce gialla, rendendolo adatto a una vasta gamma di apparecchiature elettroniche moderne.

1.1 Caratteristiche

• Conforme agli standard ambientali RoHS.
• Dotato di lente a cupola per una distribuzione ottimizzata della luce.
• Utilizza un chip semiconduttore Ultra Bright in Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP).
• Fornito su nastro standard da 8 mm su bobine da 7 pollici di diametro per il prelievo e posizionamento automatizzato.
• Il package è conforme agli standard EIA (Electronic Industries Alliance).
• Corrente di pilotaggio compatibile con livelli logici.
• Completamente compatibile con apparecchiature di posizionamento e assemblaggio automatizzate.
• Resiste ai processi standard di saldatura a rifusione a infrarossi (IR).

1.2 Applicazioni

This LED is engineered for integration into various electronic systems, including but not limited to:

• Dispositivi di telecomunicazione e apparecchiature per l'automazione d'ufficio.
• Elettrodomestici e pannelli di controllo industriali.
• Retroilluminazione per tastiere e keypad.
• Indicatori di stato e di alimentazione.
• Micro-display e pannelli informativi compatti.
• Illuminazione di segnalazione e apparecchi simbolici.

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

2.1 Valori Massimi Assoluti

I seguenti limiti non devono essere superati in nessuna condizione, poiché ciò potrebbe causare danni permanenti al dispositivo. Tutti i valori sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Dissipazione di Potenza (Pd):62.5 mW. Questa è la potenza totale massima che il package può dissipare sotto forma di calore.
• Corrente Diretta di Picco (I_F(PEAK)):60 mA. Consentita solo in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0.1ms).
• Corrente Diretta Continua (I_F):25 mA DC. La corrente massima raccomandata per il funzionamento continuo.
• Tensione Inversa (V_R):5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può danneggiare la giunzione del LED.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento:-30°C a +85°C.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-40°C a +85°C.
• Condizione di Saldatura a Rifusione IR:Resiste a una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati a Ta=25°C e I_F=20mA, salvo diversa indicazione. Definiscono il comportamento operativo del LED.

• Intensità Luminosa (I_V):710.0 a 1800.0 mcd (millicandela). Misurata utilizzando un sensore filtrato per corrispondere alla curva di risposta fotopica dell'occhio CIE. L'ampio intervallo è gestito dal sistema di binning.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):75 gradi. Questo è l'angolo totale in cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore assiale di picco, indicando un cono di visione relativamente ampio tipico dei package con lente a cupola.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):Tipicamente 591 nm. La lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):587.0 a 597.0 nm. Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano che definisce il colore giallo del LED, derivata dalle coordinate di cromaticità CIE.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):Tipicamente 15 nm. La larghezza di banda dello spettro di luce emessa a metà della sua intensità massima, che indica la purezza del colore.
• Tensione Diretta (V_F):1.7 a 2.5 V. La caduta di tensione ai capi del LED quando pilotato a 20mA.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 10 µA quando viene applicata una polarizzazione inversa di 5V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire prestazioni consistenti nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri chiave. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano requisiti specifici dell'applicazione per luminosità, colore e tensione.

3.1 Binning della Tensione Diretta (V_F)

I bin definiscono l'intervallo della caduta di tensione diretta a 20mA. La tolleranza all'interno di ciascun bin è di ±0.1V.

• E2:1.7V – 1.9V
• E3:1.9V – 2.1V
• E4:2.1V – 2.3V
• E5:2.3V – 2.5V

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa (I_V)

I bin categorizzano l'output luminoso minimo e massimo a 20mA. La tolleranza all'interno di ciascun bin è del ±15%.

• V1:710.0 – 900.0 mcd
• V2:900.0 – 1120.0 mcd
• W1:1120.0 – 1400.0 mcd
• W2:1400.0 – 1800.0 mcd

3.3 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante (Tonalità)

I bin garantiscono la coerenza del colore raggruppando i LED in base alla loro lunghezza d'onda dominante. La tolleranza all'interno di ciascun bin è di ±1 nm.

• J:587.0 – 589.5 nm
• K:589.5 – 592.0 nm
• L:592.0 – 594.5 nm
• M:594.5 – 597.0 nm

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Le curve caratteristiche tipiche forniscono informazioni sul comportamento del LED in condizioni variabili. Sono essenziali per una progettazione del circuito robusta.

4.1 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)

La curva I-V dimostra la relazione esponenziale tra corrente e tensione. La tensione diretta (V_F) ha un coefficiente di temperatura negativo, il che significa che diminuisce leggermente all'aumentare della temperatura di giunzione. I progettisti devono tenerne conto quando progettano circuiti limitatori di corrente per prevenire la fuga termica in configurazioni parallele.

4.2 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta

Questa curva mostra che l'output luminoso è approssimativamente lineare con la corrente nel tipico intervallo operativo (fino al valore massimo DC). Pilotare il LED oltre i suoi valori massimi assoluti porterà a un calo di efficienza super-lineare, aumento del calore e accelerazione del deprezzamento dei lumen.

4.3 Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente

L'output luminoso dei LED AlInGaP diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. Questa curva di derating è fondamentale per le applicazioni che operano in ambienti a temperatura elevata, poiché indica il margine di progettazione necessario per mantenere i livelli di luminosità richiesti.

4.4 Distribuzione Spettrale

Il grafico spettrale conferma la lunghezza d'onda di picco vicina a 591nm e la stretta larghezza a mezza altezza spettrale di circa 15nm, caratteristica della tecnologia AlInGaP che risulta in un colore giallo saturo.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED è conforme a un'impronta SMD standard del settore. Le dimensioni chiave includono una dimensione del corpo e una spaziatura dei terminali progettate per una saldatura affidabile e una manipolazione automatizzata. Tutte le dimensioni sono in millimetri con una tolleranza standard di ±0.1mm salvo diversa specifica. Il package presenta una lente trasparente a forma di cupola.

5.2 Layout Consigliato dei Pad di Attacco PCB

Viene fornito un diagramma del land pattern per garantire una corretta formazione del giunto di saldatura, gestione termica e stabilità meccanica. Rispettare questa impronta consigliata minimizza l'effetto "tombstone" e altri difetti di saldatura durante la rifusione.

5.3 Identificazione della Polarità

Il catodo è tipicamente contrassegnato sul corpo del dispositivo. La scheda tecnica dovrebbe essere consultata per lo schema di marcatura specifico. La polarità corretta deve essere osservata durante l'assemblaggio per prevenire danni da polarizzazione inversa.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Parametri di Saldatura a Rifusione IR

Per processi di saldatura senza piombo (Pb-free), si raccomanda il seguente profilo:

• Temperatura di Pre-riscaldo:150°C a 200°C.
• Tempo di Pre-riscaldo:Massimo 120 secondi.
• Temperatura di Picco del Corpo:Massimo 260°C.
• Tempo Sopra i 260°C:Massimo 10 secondi.
• Numero Massimo di Passaggi di Rifusione: Two.

Il profilo dovrebbe essere conforme agli standard JEDEC. È necessaria una caratterizzazione specifica della scheda poiché la massa termica e il layout variano.

6.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, utilizzare un saldatore a temperatura controllata.

• Temperatura della Puntina:Massimo 300°C.
• Tempo di Saldatura per Terminale:Massimo 3 secondi.
• Importante:La saldatura manuale dovrebbe essere limitata alla sola riparazione occasionale, non per l'assemblaggio iniziale.

6.3 Pulizia

Se è richiesta la pulizia post-saldatura, utilizzare solo solventi a base alcolica specificati come alcol isopropilico (IPA) o alcol etilico. L'immersione dovrebbe essere a temperatura ambiente per meno di un minuto. Detergenti chimici non specificati potrebbero danneggiare la lente epossidica o il package.

6.4 Conservazione e Manipolazione

• Precauzioni ESD:Questo dispositivo è sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD). Devono essere utilizzati controlli ESD adeguati (braccialetti, postazioni di lavoro messe a terra, pavimentazione conduttiva) durante la manipolazione.
• Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL):Il componente è classificato MSL 3. Una volta aperta la busta barriera all'umidità originale, i LED devono essere sottoposti a rifusione IR entro una settimana in condizioni ambientali non superiori a 30°C/60% UR.
• Conservazione a Lungo Termine (Busta Aperta):Per conservazioni oltre una settimana, essiccare i LED a 60°C per almeno 20 ore prima della saldatura, o conservarli in un contenitore sigillato con essiccante o in un essiccatore a azoto.
• Durata di Conservazione (Busta Sigillata):Un anno se conservati a ≤ 30°C e ≤ 90% UR nell'imballaggio originale a prova di umidità con essiccante.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I LED sono forniti su nastro portante goffrato per l'assemblaggio automatizzato.

• Larghezza del Nastro:8 mm.
• Diametro della Bobina:7 pollici (178 mm).
• Quantità per Bobina:3000 pezzi.
• Quantità Minima d'Ordine (MOQ):500 pezzi per quantità residue.
• Standard di Imballaggio:Conforme alle specifiche ANSI/EIA-481. Le tasche vuote sono sigillate con nastro coprente.

8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progettazione

8.1 Limitazione della Corrente

Un LED è un dispositivo pilotato a corrente. Utilizzare sempre una resistenza limitatrice di corrente in serie o un circuito driver a corrente costante. Il valore della resistenza può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Utilizzare il valore massimo di V_Fdal bin o dalla scheda tecnica per garantire una corrente sufficiente in tutte le condizioni.

8.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, un layout PCB adeguato è essenziale per la longevità. Assicurare un'adeguata area di rame attorno ai pad di saldatura per fungere da dissipatore di calore, specialmente quando si opera vicino alla corrente massima o ad alte temperature ambientali. Evitare di posizionare i LED vicino ad altri componenti che generano calore.

8.3 Progettazione Ottica

L'angolo di visione di 75 gradi fornisce un fascio ampio. Per applicazioni che richiedono un fascio più focalizzato, saranno necessarie ottiche secondarie (lenti, guide luminose). La lente a cupola offre una buona intensità sull'asse adatta per la visione diretta come indicatore.

8.4 Affidabilità e Durata

La durata di vita del LED è tipicamente definita come il punto in cui l'output luminoso si degrada al 50% (L70) o al 70% (L50) del suo valore iniziale. Far funzionare il LED al di sotto dei suoi valori massimi assoluti, in particolare per quanto riguarda corrente e temperatura, è il fattore principale per massimizzare la durata operativa.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

9.1 Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco e Lunghezza d'Onda Dominante?

Lunghezza d'Onda di Picco (λ_P):La specifica lunghezza d'onda alla quale il LED emette la massima potenza ottica. È una misura fisica dello spettro.Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):La singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che apparirebbe dello stesso colore del LED a un osservatore umano standard. È calcolata dalle coordinate di cromaticità CIE ed è più rilevante per la specifica del colore.

9.2 Posso pilotare questo LED con un'alimentazione da 3.3V senza resistenza?

No.La tensione diretta è solo 1.7-2.5V. Collegarlo direttamente a 3.3V causerebbe un flusso di corrente eccessivo, superando di gran lunga il massimo di 25mA, portando a un guasto immediato o rapido. È sempre richiesta una resistenza limitatrice di corrente o un regolatore.

9.3 Perché esiste un sistema di binning per tensione e intensità?

Le variazioni di produzione nei processi semiconduttori causano lievi differenze nelle prestazioni. Il binning suddivide i LED in gruppi con parametri strettamente controllati. Ciò consente ai progettisti di selezionare un bin che garantisce il corretto funzionamento del loro progetto (ad esempio, garantendo una luminosità uniforme tra più LED in un array selezionando lo stesso bin di intensità).

9.4 Come interpreto la classificazione MSL 3?

MSL (Moisture Sensitivity Level) 3 significa che il package può essere esposto alle condizioni del pavimento di fabbrica ( ≤ 30°C / 60% UR) fino a 168 ore (7 giorni) dopo l'apertura della busta prima che sia richiesta la saldatura a rifusione. Se questo tempo viene superato, i componenti devono essere essiccati per rimuovere l'umidità assorbita che potrebbe causare l'effetto "popcorn" (crepe nel package) durante la rifusione.

10. Introduzione Tecnologica e Tendenze

10.1 Principio della Tecnologia AlInGaP

Il Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP) è un composto semiconduttore III-V utilizzato principalmente per produrre LED ad alta efficienza nelle regioni rossa, arancione, ambra e gialla dello spettro visibile. Regolando le proporzioni di alluminio, indio e gallio, è possibile sintonizzare il bandgap del materiale, che determina direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa. I LED AlInGaP sono noti per la loro alta efficienza luminosa e buona stabilità termica rispetto a tecnologie più vecchie come il GaAsP.

10.2 Tendenze del Settore

La tendenza generale nei LED SMD è verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), una maggiore densità di potenza in package più piccoli e un miglioramento della coerenza e resa del colore. C'è anche una forte spinta per un'adozione più ampia di materiali senza piombo e senza alogeni per soddisfare normative ambientali stringenti a livello globale. La tecnologia di packaging continua a evolversi per gestire meglio l'estrazione del calore, che è il principale fattore limitante delle prestazioni e della durata nelle applicazioni ad alta potenza.