Scheda Tecnica LED SMT CBI LTLM11KF1H310U - Colore Ambra - 2.0V Tip. - 72mW Max. - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

L'LTLM11KF1H310U è un Indicatore per Circuiti Stampati (CBI) progettato per processi di assemblaggio a montaggio superficiale (SMT). È composto da un alloggiamento (holder) nero in plastica ad angolo retto che integra un diodo emettitore di luce. Questo componente è progettato per applicazioni che richiedono una chiara indicazione di stato su circuiti stampati (PCB).

1.1 Caratteristiche Principali

• Compatibilità SMT:Progettato per processi automatizzati di pick-and-place e saldatura a riflusso.
• Contrasto Migliorato:Il materiale dell'alloggiamento nero migliora il rapporto di contrasto visivo dell'indicatore illuminato rispetto allo sfondo del PCB.
• Alta Efficienza:Offre basso consumo energetico con alta efficienza luminosa.
• Conformità Ambientale:Questo è un prodotto senza piombo conforme alla direttiva RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).
• Progettazione Ottica:Utilizza un chip semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) che emette luce ambra, accoppiato a una lente diffusa bianca per un angolo di visione uniforme e ampio.
• Affidabilità:I dispositivi sono sottoposti a precondizionamento accelerato al Livello di Sensibilità all'Umidità JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) 3, garantendo robustezza contro danni indotti dall'umidità durante la saldatura.

1.2 Applicazioni Target

Questo LED indicatore è adatto per un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche, tra cui:

• Periferiche e schede madri per computer
• Dispositivi di comunicazione e apparecchiature di rete
• Elettronica di consumo
• Sistemi di controllo industriale e strumentazione

2. Analisi dei Parametri Tecnici

Tutte le specifiche sono definite a una temperatura ambiente (TA) di 25°C salvo diversa indicazione.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento in queste condizioni non è garantito.

• Dissipazione di Potenza (Pd):72 mW massimi.
• Corrente Diretta di Picco (IFP):80 mA massimi. Questo valore si applica in condizioni impulsive con un duty cycle ≤ 1/10 e una larghezza di impulso ≤ 0.1 ms.
• Corrente Diretta Continua (IF):30 mA DC massimi.
• Intervallo di Temperatura Operativa:-40°C a +85°C.
• Intervallo di Temperatura di Stoccaggio:-40°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura:Resiste a 260°C per un massimo di 5 secondi durante la rifusione a riflusso.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici in condizioni di test standard.

• Intensità Luminosa (Iv):8.7 mcd (minimo), 30 mcd (tipico), 50 mcd (massimo) a una corrente diretta (IF) di 10 mA. Il codice di classificazione Iv è stampato su ogni busta di imballaggio per scopi di binning.
• Angolo di Visione (2θ1/2):40 gradi. Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore assiale di picco.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λP):608 nm (tipico). Questa è la lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):598 nm (minimo), 605 nm (tipico), 612 nm (massimo) a IF=10 mA. Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano che definisce il colore (ambra).
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):18 nm (tipico). Questo indica la purezza spettrale o la larghezza di banda della luce emessa.
• Tensione Diretta (VF):1.8 V (minimo), 2.0 V (tipico), 2.6 V (massimo) a IF = 10 mA.
• Corrente Inversa (IR):10 μA massimi a una tensione inversa (VR) di 5V.Nota Importante:Questo dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa; questa condizione di test è solo per caratterizzazione.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto utilizza un sistema di binning per garantire la coerenza di colore e prestazioni.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa (Iv) è classificata in bin, con il codice bin specifico stampato sulla busta di imballaggio del prodotto. Ciò consente ai progettisti di selezionare LED con livelli di luminosità coerenti per le loro applicazioni, fondamentale per pannelli multi-indicatore dove si desidera un aspetto uniforme.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda

La lunghezza d'onda dominante (λd) è specificata con un intervallo da 598 nm a 612 nm. Sebbene non dettagliati esplicitamente come bin separati in questa scheda tecnica, i valori min/tip/max indicano la variazione controllata del punto colore (tonalità) tra i lotti di produzione. Per applicazioni con requisiti di colore stringenti, si consiglia di consultare il produttore per la disponibilità di bin specifici.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Le curve di prestazione tipiche (riferite nella scheda tecnica) illustrano la relazione tra i parametri chiave. Sebbene i grafici specifici non siano riprodotti qui, se ne analizzano le implicazioni.

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

La curva I-V per un LED AlInGaP mostra tipicamente una relazione esponenziale. La tensione diretta specificata (VF) di 2.0V tipici a 10mA è un parametro di progettazione chiave per calcolare il valore della resistenza limitatrice di corrente in serie nel circuito di pilotaggio.

4.2 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta

L'intensità luminosa generalmente aumenta linearmente con la corrente diretta nell'intervallo operativo normale (fino alla corrente continua nominale). Operare sopra i 10mA produrrà una luminosità maggiore ma aumenterà anche la dissipazione di potenza e la temperatura di giunzione, il che può influenzare la longevità e lo spostamento del colore.

4.3 Dipendenza dalla Temperatura

Le prestazioni del LED sono sensibili alla temperatura. L'intensità luminosa dei LED AlInGaP tipicamente diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. L'intervallo di temperatura operativa specificato da -40°C a +85°C definisce le condizioni ambientali in cui sono garantite le specifiche pubblicate.

5. Informazioni Meccaniche e di Package

5.1 Dimensioni di Contorno

Il dispositivo presenta una configurazione di montaggio ad angolo retto (90 gradi), che consente alla luce di essere emessa parallelamente alla superficie del PCB. Questo è ideale per pannelli illuminati lateralmente o indicatori di stato visti dal lato di un contenitore. Il materiale dell'alloggiamento è specificato come plastica nera. Le tolleranze dimensionali critiche sono ±0.25mm salvo diversa indicazione sul disegno meccanico dettagliato fornito nella scheda tecnica.

5.2 Identificazione della Polarità

Come dispositivo a montaggio superficiale, la polarità è indicata dal design fisico dell'impronta del componente sul nastro e sulla bobina di imballaggio e dal corrispondente layout dei pad sul PCB. I progettisti devono attenersi rigorosamente al land pattern consigliato per garantire l'orientamento corretto durante l'assemblaggio automatizzato e prevenire la polarizzazione inversa.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Condizioni di Stoccaggio

• Confezione Sigillata:Conservare a ≤30°C e ≤70% di Umidità Relativa (UR). La durata di conservazione nella busta barriera all'umidità (MBB) sigillata con essiccante è di un anno.
• Confezione Aperta:Se la MBB viene aperta, l'ambiente di stoccaggio non deve superare i 30°C e il 60% di UR. I componenti devono essere sottoposti a saldatura a riflusso IR entro 168 ore (7 giorni) dall'esposizione. Per lo stoccaggio oltre le 168 ore, si raccomanda vivamente una "baking" di 48 ore a 60°C prima dell'assemblaggio SMT per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire danni da "popcorning" durante il riflusso.

6.2 Profilo di Rifusione a Riflusso

Si raccomanda un profilo di riflusso conforme a JEDEC per garantire giunti di saldatura affidabili senza danneggiare il LED. I parametri chiave del profilo includono:

• Preriscaldamento/Soak:Da 150°C a 200°C in un massimo di 100 secondi.
• Tempo Sopra il Liquido (T_L=217°C):Da 60 a 150 secondi.
• Temperatura di Picco (T_P):260°C massimi.
• Tempo entro 5°C dalla Temperatura di Classificazione Specificata (T_C=255°C):30 secondi massimi.
• Tempo Totale da 25°C al Picco:5 minuti massimi.

Attenzione:Superare la temperatura di picco o il tempo a temperatura può causare deformazioni della lente in plastica o guasti catastrofici del die del LED.

6.3 Pulizia

Se è necessaria una pulizia post-saldatura, dovrebbero essere utilizzati solo solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico (IPA). Detergenti chimici aggressivi possono danneggiare l'alloggiamento in plastica o la lente.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche di Imballaggio

• Nastro Portacomponenti:I componenti sono forniti su bobine da 13 pollici. Il nastro portacomponenti è realizzato in lega di polistirene conduttivo nero, spesso 0.40mm ±0.06mm.
• Quantità per Bobina:1.400 pezzi.
• Cartone Interno:Contiene 3 bobine (totale 4.200 pz), ciascuna sigillata in una Busta Barriera all'Umidità (MBB) con essiccante e scheda indicatrice di umidità.
• Cartone Esterno:Contiene 10 cartoni interni (totale 42.000 pz).

7.2 Numero di Parte

Il numero di parte base èLTLM11KF1H310U. Questo codice alfanumerico identifica in modo univoco gli attributi specifici del prodotto, incluso il tipo di package, il colore, il bin di luminosità e altri codici di produzione.

8. Considerazioni per la Progettazione dell'Applicazione

8.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati a corrente. Per garantire un'emissione luminosa stabile e coerente, devono essere pilotati da una sorgente di corrente o, più comunemente, da una sorgente di tensione con una resistenza limitatrice di corrente in serie.

Circuito Consigliato:Un metodo di pilotaggio semplice ed efficace è collegare il LED in serie con una resistenza a un'alimentazione a tensione continua (V_CC). Il valore della resistenza (R_S) può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R_S= (V_CC- V_F) / I_F, dove V_Fè la tensione diretta del LED (usare 2.0V tipici per il margine di progetto) e I_Fè la corrente diretta desiderata (es. 10mA).

Nota Critica per Collegamenti in Parallelo:Quando si pilotano più LED da una singola sorgente di tensione, èfortemente raccomandatoutilizzare una resistenza limitatrice di corrente separata per ciascun LED. Sconsigliamo di collegare i LED direttamente in parallelo senza resistenze individuali a causa della variazione naturale della tensione diretta (V_F) da dispositivo a dispositivo. Questa variazione può causare uno squilibrio significativo della corrente, dove un LED potrebbe assorbire molta più corrente degli altri, portando a luminosità non uniforme e potenziale sovraccarico e guasto del LED con la V_F.

8.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia relativamente bassa (72mW max), una corretta progettazione termica prolunga la vita del LED e mantiene la stabilità del colore. Assicurarsi che il PCB abbia un'adeguata area di rame collegata ai pad termici del LED (se presenti) o all'area generale della scheda per fungere da dissipatore di calore, specialmente quando si opera a correnti più elevate o a temperature ambiente elevate.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Questo LED CBI SMT si differenzia attraverso diversi attributi chiave:

• Fattore di Forma ad Angolo Retto:A differenza dei LED a vista dall'alto che emettono luce perpendicolarmente alla scheda, questo design ad angolo retto è ottimale per applicazioni con emissione laterale, risparmiando spazio verticale all'interno di un contenitore.
• Tecnologia AlInGaP:L'uso di AlInGaP per l'emissione ambra offre alta efficienza ed eccellente saturazione del colore rispetto a tecnologie più vecchie come il GaP filtrato.
• Lente Diffusa Bianca:La lente diffusa fornisce un angolo di visione ampio e uniforme (40°) e ammorbidisce l'aspetto del chip luminoso, creando una piacevole luce indicatrice.
• Classificazione JEDEC MSL3:Il precondizionamento al Livello di Sensibilità all'Umidità 3 fornisce garanzia di affidabilità negli ambienti standard di assemblaggio SMT.

10. Domande Frequenti (FAQ)

10.1 Qual è lo scopo dell'alloggiamento nero?

L'alloggiamento nero svolge due funzioni principali: 1) Aumenta il contrasto visivo tra il LED illuminato e l'area circostante, rendendo l'indicatore più visibile. 2) Aiuta a prevenire la dispersione di luce o il "crosstalk" tra indicatori adiacenti su un PCB ad alta densità.

10.2 Posso pilotare questo LED a 20mA invece che a 10mA?

Sì, il valore massimo assoluto della corrente diretta continua è 30 mA. Operare a 20 mA produrrà un'intensità luminosa maggiore rispetto alla condizione di test a 10mA. Tuttavia, è necessario ricalcolare di conseguenza il valore della resistenza in serie, assicurarsi che la dissipazione di potenza totale (V_F* I_F) non superi i 72mW e considerare il potenziale impatto sull'affidabilità a lungo termine a causa dell'aumento della temperatura di giunzione.

10.3 Perché è necessaria la "baking" se la busta è aperta per più di 168 ore?

I package in plastica per montaggio superficiale possono assorbire umidità dall'atmosfera. Durante il processo di saldatura a riflusso ad alta temperatura, questa umidità intrappolata può vaporizzarsi rapidamente, creando una pressione interna che può delaminare il package, crepare il die o danneggiare i bond dei fili - un fenomeno noto come "popcorning". La "baking" a 60°C per 48 ore rimuove in sicurezza questa umidità assorbita prima che il componente subisca il riflusso.

11. Esempio Pratico di Progettazione

Scenario:Progettazione di un indicatore di alimentazione "ON" per un dispositivo alimentato da una linea a 5V. L'obiettivo è far funzionare il LED alla sua corrente tipica di 10mA.

1. Selezione del Componente:Scegliere l'LTLM11KF1H310U per la sua luce ambra ad angolo retto.
2. Calcolo della Resistenza in Serie: R_S= (V_CC- V_F) / I_F= (5V - 2.0V) / 0.010A = 300 Ohm. Il valore standard E24 più vicino è 300Ω o 330Ω. Usando 330Ω si otterrà una corrente leggermente inferiore: I_F≈ (5V - 2.0V) / 330Ω ≈ 9.1mA, che è sicuro e conforme alle specifiche.
3. Verifica della Dissipazione di Potenza:Nella resistenza: P_R= I_F²* R = (0.0091)²* 330 ≈ 0.027W (una resistenza standard da 1/8W o 1/10W è sufficiente). Nel LED: P_LED= V_F* I_F≈ 2.0V * 0.0091A ≈ 18.2mW, ben al di sotto del massimo di 72mW.
4. Layout del PCB:Posizionare il componente secondo il land pattern consigliato. Assicurarsi che la polarità (anodo/catodo) corrisponda all'impronta. Fornire una piccola area di rame intorno ai pad per una leggera dissipazione termica.

12. Principio di Funzionamento

Questo LED funziona sul principio dell'elettroluminescenza in una giunzione p-n di un semiconduttore. La regione attiva è composta da AlInGaP. Quando viene applicata una tensione diretta che supera il potenziale interno della giunzione, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva rispettivamente dagli strati di tipo n e di tipo p. Questi portatori di carica si ricombinano in modo radiativo, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La composizione specifica della lega AlInGaP determina l'energia del bandgap, che definisce direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa - in questo caso, ambra (~605 nm). La luce generata viene quindi modellata e diffusa dalla lente in plastica bianca integrata per ottenere l'angolo di visione e l'aspetto desiderati.

13. Tendenze Tecnologiche

Lo sviluppo di LED indicatori come questo segue tendenze più ampie nell'optoelettronica e nell'assemblaggio SMT:

• Efficienza Aumentata:I continui miglioramenti nella scienza dei materiali mirano a produrre una maggiore efficienza luminosa (più luce emessa per unità di potenza elettrica in ingresso), consentendo correnti operative più basse e riducendo il consumo energetico del sistema.
• Miniaturizzazione:C'è una spinta continua verso impronte e altezze dei package più piccole per adattarsi all'elettronica di consumo e industriale in continua riduzione.
• Affidabilità Migliorata:Miglioramenti nei materiali del package, nelle tecniche di attacco del die e nella resistenza all'umidità (classificazioni MSL più elevate) contribuiscono a una maggiore durata operativa e robustezza in ambienti ostili.
• Integrazione:Esiste una tendenza verso l'integrazione di funzionalità aggiuntive, come resistenze limitatrici di corrente integrate ("LED con resistenza integrata") o addirittura driver IC all'interno del package, semplificando la progettazione del circuito e il layout della scheda.