Scheda Tecnica Indicatore LED SMT CBI LTL-M11KS1H310Q - LED Giallo con Lente Diffusa Bianca - Corrente Diretta 10mA - Tensione Diretta Tipica 2.5V - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

L'LTL-M11KS1H310Q è un Indicatore per Circuito Stampato (CBI) a Montaggio Superficiale (SMT). È composto da un supporto (alloggiamento) nero in plastica ad angolo retto progettato per accogliere una specifica lampada LED. La funzione principale di questo componente è servire come luce di stato o indicatore altamente visibile su circuiti stampati (PCB). I suoi vantaggi principali includono la facilità di assemblaggio grazie alla compatibilità SMT e al design impilabile per creare array, l'elevato contrasto visivo fornito dall'alloggiamento nero e la conformità agli standard ambientali come prodotto senza piombo e conforme RoHS. Il LED integrato presenta un chip semiconduttore giallo in AlInGaP incapsulato da una lente diffusa bianca, che amplia l'angolo di visione e ammorbidisce l'emissione luminosa. Questo prodotto è destinato ad applicazioni nei settori informatico, delle telecomunicazioni, dell'elettronica di consumo e delle apparecchiature industriali dove sono richieste soluzioni indicatori affidabili e a basso consumo.

2. Analisi dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo è specificato per funzionare nelle seguenti condizioni massime assolute, misurate a una temperatura ambiente (TA) di 25°C. Superare questi limiti può causare danni permanenti.

• Dissipazione di Potenza (Pd):72 mW. Questa è la potenza massima che il dispositivo può dissipare in sicurezza sotto forma di calore.
• Corrente Diretta di Picco (IFP):80 mA. Questa corrente è ammessa solo in condizioni pulsate (ciclo di lavoro ≤ 1/10, larghezza di impulso ≤ 0.1ms) e non deve essere utilizzata per il funzionamento continuo in DC.
• Corrente Diretta Continua (IF):30 mA. Questa è la massima corrente diretta continua raccomandata per un funzionamento affidabile a lungo termine.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento (Topr):-40°C a +85°C. Il dispositivo è progettato per funzionare entro questo ampio intervallo di temperatura.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione (Tstg):-40°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura dei Terminali:260°C per un massimo di 5 secondi, misurata a 2.0mm (0.079") dal corpo del componente. Questo valore è critico per i processi di saldatura a onda o manuale.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

I parametri di prestazione chiave sono definiti a TA=25°C e una corrente di prova standard (IF) di 10mA.

• Intensità Luminosa (Iv):Varia da un minimo di 8.7 mcd a un valore tipico di 25 mcd e un massimo di 50 mcd. Il valore Iv effettivo per un'unità specifica è classificato e marcato sulla sua confezione.
• 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). La lente diffusa bianca è responsabile del raggiungimento di questo angolo di visione.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λP):592 nm. Questa è la lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):Varia da 582 nm (min) a 589 nm (tip) a 595 nm (max) a IF=10mA. Questo parametro, derivato dal diagramma di cromaticità CIE, definisce il colore percepito della luce (giallo).
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):15 nm. Questo indica la purezza spettrale o la larghezza di banda della luce emessa.
• Tensione Diretta (VF):Tipicamente 2.5V, con un massimo di 2.5V a IF=10mA. Il minimo è indicato come 2.0V.
• Corrente Inversa (IR):Massimo 10 μA quando viene applicata una tensione inversa (VR) di 5V. È esplicitamente notato che il dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa; questa condizione di prova è solo per caratterizzazione.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

La scheda tecnica indica l'uso di un sistema di binning per i parametri ottici chiave per garantire coerenza nella progettazione dell'applicazione. L'intensità luminosa (Iv) ha un codice di classificazione che è marcato su ogni singola busta di imballaggio. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti da uno specifico bin di intensità per ottenere una luminosità uniforme tra più indicatori in un sistema. Allo stesso modo, la lunghezza d'onda dominante (λd) è specificata con valori min/tip/max (582/589/595 nm), implicando una variazione di produzione che può essere ordinata in bin. I progettisti dovrebbero consultare le specifiche informazioni di imballaggio o ordine per ottenere componenti da un bin desiderato per l'abbinamento di colore o intensità.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento a curve caratteristiche tipiche essenziali per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni non standard. Sebbene i grafici specifici non siano dettagliati nel testo fornito, le curve standard per un tale dispositivo includerebbero tipicamente:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta (Curva I-V):Mostra come l'emissione luminosa aumenta con la corrente, tipicamente in modo sub-lineare a correnti più elevate a causa degli effetti termici.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:Illustra la caratteristica V-I del diodo, cruciale per progettare il circuito di limitazione della corrente.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra la riduzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione, vitale per applicazioni in ambienti ad alta temperatura.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra il picco a 592 nm e la larghezza a mezza altezza di 15 nm.

Queste curve consentono agli ingegneri di prevedere le prestazioni nelle loro specifiche condizioni operative, come pilotare il LED a una corrente diversa da 10mA o a una temperatura ambiente diversa da 25°C.

5. Informazioni Meccaniche e di Package

Il componente è un package SMT ad angolo retto. Il supporto (alloggiamento) è in plastica nera. Le note meccaniche chiave sono:

• Tutte le dimensioni sono fornite in millimetri con i pollici tra parentesi.
• Si applica una tolleranza generale di ±0.25mm (±0.010") a meno che non sia specificato diversamente nel disegno dimensionale.
• Il LED stesso è giallo, alloggiato all'interno di una lente diffusa bianca.
• Il contorno fisico e le dimensioni dell'impronta sono critici per il layout del PCB per garantire un corretto montaggio e saldatura. Il design ad angolo retto consente alla luce di essere emessa parallelamente alla superficie del PCB, ideale per pannelli illuminati lateralmente o indicatori di stato visibili dal lato di un assemblaggio.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Conservazione e Manipolazione

Il dispositivo è sensibile all'umidità. Nella sua originale busta barriera all'umidità (MBB) sigillata con essiccante, dovrebbe essere conservato a ≤30°C e ≤70% UR e utilizzato 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 prevenire danni da "popcorning" durante il reflow.

6.2 Processo di Saldatura

Vengono fornite istruzioni di saldatura dettagliate per prevenire danni termici o meccanici:

• Saldatura a Riflusso:Sono consentiti un massimo di due cicli di reflow. Viene fatto riferimento a un profilo di temperatura campione conforme agli standard JEDEC, che tipicamente coinvolge una fase di pre-riscaldamento (150-200°C per un massimo di 120s) e una temperatura di picco dell'onda di saldatura non superiore a 260°C per un massimo di 5 secondi.
• Saldatura Manuale/a Onda:Quando si utilizza un saldatore, la temperatura della punta non deve superare i 350°C e il tempo di contatto deve essere limitato a un massimo di 3 secondi, una sola volta. Deve essere mantenuta una distanza minima di 2mm tra il punto di saldatura e la base della lente/supporto.
• Pulizia:Si consiglia alcol isopropilico o solventi simili a base alcolica se è necessaria la pulizia.
• Stress Meccanico:Durante l'assemblaggio, dovrebbe essere utilizzata una forza di chiusura minima per evitare stress sui terminali o sull'alloggiamento.

7. Imballaggio e Informazioni d'Ordine

La specifica di imballaggio è dettagliata per l'assemblaggio automatizzato:

• 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, con una tolleranza cumulativa del passo a 10 fori di trascinamento di ±0.20.
• Capacità della Bobina:Ogni bobina da 13" contiene 1.400 pezzi.
• Imballaggio in Cartone:Una bobina è confezionata con una scheda indicatrice di umidità e essiccante in una busta barriera all'umidità (MBB). Tre MBB sono confezionate in una scatola interna (totale 4.200 pz). Dieci scatole interne sono confezionate in una scatola esterna (totale 42.000 pz).
• Numero di Parte:Il codice d'ordine base è LTL-M11KS1H310Q.

8. Raccomandazioni Applicative

8.1 Circuiti Applicativi Tipici

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando si pilotano più LED in parallelo, si raccomanda vivamente di utilizzare una resistenza di limitazione della corrente individuale in serie con ciascun LED. La scheda tecnica fa riferimento a un "Modello di Circuito (A)" che raffigura questa configurazione: Alimentazione (+) -> Resistenza -> Anodo LED -> Catodo LED -> Alimentazione (-). Questo metodo compensa le lievi variazioni nella tensione diretta (VF) dei singoli LED, prevenendo l'"accaparramento" di corrente e un'illuminazione non uniforme. Il valore della resistenza può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (V_alimentazione - VF_LED) / I_desiderata, dove I_desiderata non deve superare la massima corrente diretta continua di 30mA.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (72mW max), garantire un'adeguata area di rame sul PCB o uno sfiato termico attorno ai pad di saldatura può aiutare a mantenere temperature di giunzione più basse, preservando l'intensità luminosa e la longevità.
• Progettazione Ottica:L'angolo di visione di 40 gradi e la lente diffusa bianca forniscono un'emissione luminosa ampia e morbida. Per applicazioni che richiedono un fascio più focalizzato, potrebbero essere necessarie lenti esterne o guide luminose.
• Polarità:Essendo un diodo, il corretto orientamento anodo/catodo è essenziale. Il design dell'impronta sul PCB deve indicare chiaramente la polarità per prevenire errori di assemblaggio.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

L'LTL-M11KS1H310Q si differenzia grazie al suo design integrato di supporto SMT ad angolo retto. Rispetto ai LED chip standard saldati direttamente sulla scheda, questo package CBI offre protezione meccanica per il LED, una manipolazione più facile per l'assemblaggio e un'orientazione ottica definita. L'alloggiamento nero migliora significativamente il rapporto di contrasto, facendo apparire l'indicatore più luminoso e definito quando spento, un vantaggio chiave rispetto agli alloggiamenti trasparenti o bianchi. L'uso della tecnologia AlInGaP per il chip giallo offre alta efficienza e stabilità rispetto alle tecnologie più datate.

10. Domande Frequenti (FAQ)

10.1 Posso pilotare questo LED senza una resistenza di limitazione della corrente?

Risposta:No. Pilotare un LED direttamente da una sorgente di tensione non è raccomandato e probabilmente distruggerà il dispositivo a causa della sovracorrente. La tensione diretta di un LED ha un coefficiente di temperatura negativo e può variare da unità a unità. Una resistenza in serie (o un driver a corrente costante) è obbligatoria per un funzionamento stabile e sicuro.

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

Risposta:La Lunghezza d'Onda di Picco (λP) è la singola lunghezza d'onda alla quale il LED emette la massima potenza ottica. La Lunghezza d'Onda Dominante (λd) è un valore calcolato dalla colorimetria che rappresenta il colore percepito. Per una sorgente monocromatica come questo LED giallo, sono spesso vicine, ma λd è il parametro più rilevante per la specifica del colore in applicazioni centrate sull'uomo.

10.3 Perché c'è un limite di tempo rigoroso per il reflow dopo l'apertura della busta?

Risposta:La plastica del package è igroscopica (assorbe umidità). Durante il processo di saldatura a riflusso ad alta temperatura, questa umidità assorbita può trasformarsi rapidamente in vapore, causando delaminazione interna, crepe o "popcorning", che danneggia permanentemente il dispositivo. La vita utile di 168 ore e le procedure di cottura sono progettate per rimuovere questa umidità.

11. Esempio di Caso d'Uso Pratico

Scenario: Progettazione di un pannello indicatore di stato per un router di rete.Il pannello richiede più LED gialli per mostrare l'attività del collegamento e lo stato dell'alimentazione, visibili dal pannello frontale. Il progettista seleziona l'LTL-M11KS1H310Q per la sua emissione ad angolo retto (la luce brilla in avanti), l'alloggiamento nero (alto contrasto contro la cornice) e la compatibilità SMT (consente l'assemblaggio automatizzato). Sul PCB, il progettista crea un'impronta corrispondente alle dimensioni della scheda tecnica del componente. Ogni LED è pilotato in configurazione parallela da un rail a 5V. Utilizzando la VF tipica di 2.5V e una corrente target di 10mA per una luminosità adeguata, viene calcolata una resistenza in serie di R = (5V - 2.5V) / 0.01A = 250 Ohm. Viene selezionata una resistenza standard da 240 Ohm o 270 Ohm. Il layout del PCB mantiene la distanza raccomandata di 2mm tra il pad e l'alloggiamento del LED. Dopo l'assemblaggio, i LED forniscono indicatori gialli uniformi e luminosi facilmente visibili dall'angolo di visione previsto.

12. Principio di Funzionamento

Il dispositivo opera sul principio dell'elettroluminescenza in un diodo semiconduttore. La regione attiva del LED è composta da Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP). Quando viene applicata una tensione di polarizzazione diretta (che supera la tensione diretta del diodo, ~2.5V), gli elettroni dal semiconduttore di tipo n e le lacune dal semiconduttore di tipo p vengono iniettati nella regione attiva. 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 corrisponde direttamente alla lunghezza d'onda (colore) della luce emessa—in questo caso, giallo (~589 nm). La luce generata passa attraverso una lente epossidica diffusa bianca, che disperde i fotoni per creare un angolo di visione più ampio e uniforme.

13. Tendenze Tecnologiche

Il componente riflette diverse tendenze in corso nell'optoelettronica: il continuo dominio della Tecnologia a Montaggio Superficiale (SMT) per la miniaturizzazione e l'assemblaggio automatizzato; l'uso di materiali semiconduttori avanzati come l'AlInGaP per LED colorati ad alta efficienza; e l'integrazione di elementi meccanici e ottici (il supporto e la lente diffusa) in un unico package user-friendly. Gli sviluppi futuri in questa categoria di prodotti potrebbero concentrarsi su un'ulteriore miniaturizzazione, un aumento dell'efficienza luminosa (più luce emessa per watt), un'adozione più ampia del packaging a scala di chip (CSP) e l'integrazione di funzionalità intelligenti o driver nel package. L'enfasi sulla conformità RoHS e sulla produzione senza piombo è ormai un requisito standard del settore guidato dalle normative ambientali globali.