Scheda Tecnica Indicatore LED SMT CBI LTL-M11KS1AH310Q - LED Giallo con Lente Diffusa Bianca - Corrente Diretta 10mA - Tensione Diretta Tipica 2.5V - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

L'LTL-M11KS1AH310Q è un Indicatore per Circuiti Stampati (CBI) a Montaggio Superficiale (SMT). È costituito da un supporto (alloggiamento) nero in plastica ad angolo retto, progettato per accogliere una specifica lampada LED. La sua funzione principale è fungere da indicatore di stato o di alimentazione su circuiti stampati (PCB). Il design enfatizza la facilità di assemblaggio e integrazione nelle linee di produzione SMT automatizzate.

1.1 Vantaggi Principali

• Compatibilità SMT:Progettato per i processi standard di assemblaggio a montaggio superficiale, consente il popolamento automatizzato e ad alto volume dei PCB.
• Contrasto Migliorato:Il materiale nero dell'alloggiamento fornisce un elevato rapporto di contrasto con il LED illuminato, migliorando la visibilità.
• Flessibilità di Progettazione:Il fattore di forma ad angolo retto consente l'emissione della luce parallelamente al piano del PCB, ideale per applicazioni a vista laterale o design con vincoli di spazio.
• Ecocompatibilità:Il prodotto è senza piombo e conforme alla direttiva sulla restrizione delle sostanze pericolose (RoHS).
• Affidabilità:Il dispositivo è sottoposto a precondizionamento accelerato fino al Livello 3 JEDEC, indicando un'attenzione alla sensibilità all'umidità e all'affidabilità per i componenti a montaggio superficiale.

1.2 Applicazioni Target

Questo indicatore è adatto per un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche che richiedono un'indicazione di stato affidabile e a basso consumo. Settori applicativi tipici includono:

• Periferiche e schede madri per computer
• Apparecchiature di comunicazione (router, switch, modem)
• Elettronica di consumo (apparecchi audio/video, elettrodomestici)
• Sistemi di controllo industriale e strumentazione

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non è consigliato operare a o vicino a questi limiti.

• Dissipazione di Potenza (Pd):Massimo 72 mW. È la potenza totale che il dispositivo può dissipare sotto forma di calore.
• Corrente Diretta Continua (IF):Massimo 30 mA in corrente continua.
• Corrente Diretta di Picco:80 mA, consentita solo in condizioni pulsate (ciclo di lavoro ≤ 1/10, larghezza dell'impulso ≤ 0.1ms).
• Intervallo di Temperatura Operativa (Topr):-40°C a +85°C. Il dispositivo è classificato per ambienti a temperatura industriale.
• Intervallo di Temperatura di Stoccaggio (Tstg):-40°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura dei Terminali:260°C per un massimo di 5 secondi, misurata a 2.0mm dal corpo. Questo è critico per i processi di saldatura a onda o manuale.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati a una temperatura ambiente (TA) di 25°C e una corrente diretta (IF) di 10mA, salvo diversa specificazione.

• Intensità Luminosa (Iv):Varia da 8.7 mcd (minimo) a 50 mcd (massimo), con un valore tipico di 25 mcd. L'intensità è misurata utilizzando un filtro che approssima la curva di risposta fotopica (dell'occhio umano) (CIE). Il codice di classificazione Iv specifico è marcato sulla confezione del prodotto.
• Angolo di Visione (2θ1/2):40 gradi. Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore di picco (assiale). Definisce l'ampiezza del fascio del LED.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λP):592 nm. Questa è la lunghezza d'onda alla quale la potenza spettrale in uscita è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):Varia da 582 nm a 595 nm, con un valore tipico di 589 nm. Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano che definisce il colore (giallo, in questo caso), derivata dal diagramma di cromaticità CIE.
• Larghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ):15 nm. Questo indica la purezza spettrale o la larghezza di banda della luce emessa.
• Tensione Diretta (VF):Varia da 2.0V a 2.5V, con un valore tipico di 2.5V a IF=10mA.
• Corrente Inversa (IR):Massimo 10 μA quando viene applicata una tensione inversa (VR) di 5V.Importante:Questo LED non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa; questo parametro è solo per scopi di test.

3. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento a curve caratteristiche tipiche, essenziali per i progettisti. Sebbene i grafici specifici non siano riprodotti in testo, le loro implicazioni sono analizzate di seguito.

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

Questa curva mostrerebbe la relazione non lineare tra la corrente attraverso il LED e la tensione ai suoi capi. Il tipico VF di 2.5V a 10mA è un punto operativo chiave. I progettisti usano questa curva per calcolare il valore necessario della resistenza limitatrice di corrente per una data tensione di alimentazione.

3.2 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta

Questa relazione è generalmente lineare nell'intervallo operativo. Aumentare la corrente diretta aumenta l'emissione luminosa, ma aumenta anche la dissipazione di potenza e la temperatura di giunzione, il che può influenzare la longevità e lo spostamento del colore.

3.3 Distribuzione Spettrale

Il grafico spettrale di riferimento mostrerebbe la potenza in uscita relativa attraverso le lunghezze d'onda, con un picco a 592 nm (λP) e una larghezza a mezza altezza definita di 15 nm (Δλ), confermando l'emissione monocromatica gialla.

4. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

4.1 Dimensioni di Contorno e Costruzione

Il dispositivo presenta un alloggiamento nero in plastica ad angolo retto. Note meccaniche chiave includono:

• Tutte le dimensioni sono fornite in millimetri, con tolleranze tipicamente ±0.25mm salvo diversa specificazione.
• Il materiale dell'alloggiamento è plastica nera.
• Il LED integrato emette luce gialla attraverso una lente diffusa bianca, che aiuta ad ampliare l'angolo di visione e ad ammorbidire il punto luminoso.

4.2 Identificazione della Polarità

Per i componenti SMT, la polarità è tipicamente indicata da una marcatura sull'alloggiamento o da un design asimmetrico dei pad sull'impronta PCB. Il disegno di contorno nella scheda tecnica specificherebbe l'identificazione del catodo/anodo.

4.3 Specifiche di Confezionamento

Il prodotto è fornito in confezione a nastro e bobina adatta per macchine pick-and-place automatizzate.

• Nastro Portante:Realizzato in lega di polistirene conduttivo nero, spessore 0.40mm.
• Capacità della Bobina:1,400 pezzi per bobina standard da 13 pollici.
• Confezionamento in Cartone:Le bobine sono confezionate con essiccante e una carta indicatrice di umidità in sacchetti barriera all'umidità (MBB). Tre MBB sono confezionati in una scatola interna (4,200 pezzi totali). Dieci scatole interne sono confezionate in una scatola esterna (42,000 pezzi totali).

5. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

5.1 Condizioni di Stoccaggio

• Confezione Sigillata:Conservare a ≤30°C e ≤70% UR. Utilizzare entro un anno.
• Confezione Aperta:Conservare a ≤30°C e ≤60% UR. I componenti devono essere saldati a rifusione IR entro 168 ore (1 settimana) dall'esposizione. Se conservati più a lungo, è richiesta una cottura (baking) di 48 ore a 60°C prima della saldatura per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire il fenomeno del \"popcorning\" durante la rifusione.

5.2 Parametri del Processo di Saldatura

Saldatura Manuale/a Onda:Temperatura massima del saldatore 350°C per ≤3 secondi. Per la saldatura a onda, mantenere una distanza minima di 2mm tra la lente/il supporto e il punto di saldatura. La temperatura massima di saldatura dei terminali è 260°C per 5 secondi.

Saldatura a Rifusione:Il processo deve rispettare un profilo di temperatura standard JEDEC. I parametri chiave includono:

• Preriscaldamento: 150-200°C per un massimo di 120 secondi.
• Temperatura di Picco di Rifusione: Massimo 260°C.
• Tempo Sopra il Liquido: Massimo 5 secondi.
• Critico:Il numero totale di cicli di rifusione non deve superare due.

Il profilo deve essere caratterizzato per il design PCB specifico, la pasta saldante e il forno utilizzati.

5.3 Pulizia e Manipolazione

• Utilizzare solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico per la pulizia, se necessario.
• Evitare qualsiasi stress meccanico sui terminali o sulla lente durante la manipolazione e l'assemblaggio.

6. Considerazioni per Applicazione e Progettazione

6.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire una luminosità uniforme e prevenire l'assorbimento eccessivo di corrente, una resistenza limitatrice di corrente in serie èobbligatoriaper ogni LED, anche quando più LED sono collegati in parallelo alla stessa sorgente di tensione (vedi il Circuito A raccomandato nella scheda tecnica). Non è consigliato collegare i LED direttamente in parallelo senza resistenze individuali (Circuito B), poiché lievi variazioni nella tensione diretta (VF) possono causare differenze significative nella corrente e quindi nella luminosità tra i dispositivi.

Il valore della resistenza (R) è calcolato usando la Legge di Ohm: R = (V_alimentazione - VF_LED) / I_desiderata. Usando il tipico VF di 2.5V e una corrente desiderata di 10mA con un'alimentazione di 5V: R = (5V - 2.5V) / 0.01A = 250 Ohm. Una resistenza standard da 240 o 270 Ohm sarebbe adatta, e la sua potenza nominale dovrebbe essere verificata (P = I²R).

6.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (max 72mW), garantire che il dispositivo operi entro i suoi limiti di temperatura è cruciale per l'affidabilità a lungo termine. Un'adeguata area di rame sul PCB attorno ai pad può aiutare a dissipare il calore. Evitare di operare alla corrente massima assoluta (30mA) in modo continuo a meno che un'analisi termica non confermi che è sicuro.

6.3 Integrazione Ottica

Il design ad angolo retto dirige la luce orizzontalmente attraverso il PCB. Considerare il posizionamento relativo a cornici, guide luminose o pannelli di visualizzazione. La lente diffusa bianca fornisce un punto luminoso più morbido e ampio rispetto a una lente trasparente.

7. Confronto e Differenziazione Tecnica

I fattori chiave di differenziazione di questo CBI SMT sono la sua specifica combinazione di attributi: l'alloggiamento nero ad angolo retto, la tecnologia del chip giallo AlInGaP (nota per alta efficienza e stabilità), la lente diffusa bianca integrata per l'angolo di visione e l'aspetto, e la sua qualifica per i processi standard di rifusione SMT incluso il precondizionamento JEDEC Livello 3. Ciò lo rende una scelta robusta per la produzione automatizzata di elettronica professionale e industriale dove affidabilità e prestazioni costanti sono critiche.

8. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

8.1 Qual è lo scopo del \"codice di classificazione Iv\" sulla busta?

L'intensità luminosa (Iv) dei LED può variare da lotto a lotto entro l'intervallo specificato min/max. Il codice di classificazione consente la tracciabilità e la selezione per applicazioni che richiedono un abbinamento preciso della luminosità.

8.2 Posso pilotare questo LED a 20mA invece di 10mA?

Sì, la corrente diretta continua massima è 30mA. Pilotare a 20mA produrrà un'emissione luminosa più alta (fare riferimento alla curva Iv vs. IF) ma aumenterà anche la dissipazione di potenza (Pd = VF * IF) e la temperatura di giunzione. Assicurarsi che la Pd totale non superi i 72mW e che le condizioni termiche siano accettabili.

8.3 Perché è richiesta la cottura (baking) se la busta è aperta per più di 168 ore?

I package plastici SMT assorbono umidità dall'atmosfera. Durante il processo di saldatura a rifusione ad alta temperatura, questa umidità intrappolata può vaporizzarsi rapidamente, creando una pressione interna che può delaminare il package o crepare il die (\"popcorning\"). La cottura elimina questa umidità assorbita, rendendo il componente sicuro per la rifusione.

9. Caso di Studio Pratico di Progettazione

Scenario:Progettazione di un pannello indicatore di stato per un router industriale. Sono necessari quattro indicatori di potenza/attività gialli identici, distanziati lungo un bordo del PCB, visibili dal pannello frontale.

Implementazione:

1. Selezione del Componente:L'LTL-M11KS1AH310Q è scelto per la sua emissione ad angolo retto (la luce viaggia verso il bordo del pannello), la compatibilità SMT (assemblaggio automatizzato) e la classificazione di temperatura industriale.
2. Layout PCB:Quattro impronte identiche sono posizionate con la lente rivolta verso il bordo della scheda. L'orientamento catodo/anodo è coerente. Una piccola area di rame è collegata ai pad termici per la dissipazione del calore.
3. Progettazione del Circuito:Viene utilizzata una rail comune da 5V. Ogni LED ha la propria resistenza limitatrice di corrente da 240Ω in serie, calcolata per una corrente di pilotaggio di ~10mA ( (5V - 2.5V)/240Ω ≈ 10.4mA ). Ciò garantisce una luminosità uniforme.
4. Note di Produzione:Alla ditta di assemblaggio viene indicato di seguire il profilo di rifusione JEDEC con una temperatura di picco ≤260°C. I componenti sono mantenuti in buste sigillate fino a poco prima del setup della linea SMT per rispettare la durata di vita a banco di 168 ore.

10. Principio di Funzionamento

Il dispositivo è un diodo a emissione luminosa (LED). Quando viene applicata una tensione diretta che supera la sua caratteristica tensione diretta (VF), gli elettroni si ricombinano con le lacune all'interno del materiale semiconduttore (AlInGaP - Fosfuro di Alluminio Indio Gallio), rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica degli strati semiconduttori determina la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa, che in questo caso è nella regione del giallo (~589 nm lunghezza d'onda dominante). La lente epossidica diffusa bianca incapsula il chip, fornendo protezione meccanica, modellando l'emissione luminosa (angolo di visione di 40 gradi) e diffondendo la sorgente luminosa per un aspetto più morbido.

11. Tendenze Tecnologiche

L'uso del materiale AlInGaP per LED gialli rappresenta una tecnologia matura e altamente efficiente. Le tendenze generali negli LED indicatori includono la continua miniaturizzazione, l'aumento dell'efficienza luminosa (più luce per watt), l'adozione più ampia di standard di packaging e test ad alta affidabilità (come i livelli MSL JEDEC) e l'integrazione di funzionalità come resistenze integrate o driver IC per semplificare la progettazione del circuito. L'attenzione alle norme RoHS e altri standard di conformità ambientale rimane forte in tutto il settore.