Scheda Tecnica LED SMD LTST-C150KEKT - 3.2x2.8x1.9mm - 2.4V - 75mW - Rosso - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTST-C150KEKT è un LED a montaggio superficiale ad alte prestazioni, progettato per applicazioni che richiedono elevata visibilità e affidabilità. Utilizza un chip in AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio), noto per la sua alta efficienza luminosa e l'eccellente purezza del colore, in particolare nello spettro del rosso. Questo LED è confezionato in un formato standard compatibile EIA, rendendolo adatto alle linee di assemblaggio automatizzate pick-and-place comunemente utilizzate nella produzione elettronica di alto volume.

I principali campi di applicazione di questo componente includono indicatori di stato, retroilluminazione per piccoli display, illuminazione interna automobilistica e vari dispositivi elettronici di consumo dove è richiesta un'indicazione rossa brillante e uniforme. Il suo design privilegia la compatibilità con i moderni processi di saldatura, garantendo che possa resistere ai profili termici della saldatura a rifusione a infrarossi (IR) e a fase vapore senza degradarsi.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non è consigliabile far funzionare il LED in modo continuativo a questi limiti o in loro prossimità.

• Dissipazione di Potenza (Pd):75 mW. Questa è la massima quantità di potenza che il package del LED può dissipare sotto forma di calore a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. Superare questo limite rischia di surriscaldare la giunzione del semiconduttore.
• Corrente Diretta Continua (IF):30 mA. La massima corrente continua che può essere applicata in modo continuativo.
• Corrente Diretta di Picco:80 mA. Questo valore è ammissibile solo in condizioni di impulso (ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0.1ms) per ottenere brevemente un'uscita luminosa più elevata senza surriscaldamento.
• Fattore di Derating:0.4 mA/°C. Per temperature ambiente superiori a 25°C, la massima corrente diretta continua ammissibile deve essere ridotta linearmente di questo fattore per prevenire la fuga termica.
• Tensione Inversa (VR):5 V. Applicare una tensione inversa superiore a questa può portare al breakdown della giunzione PN del LED.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento e Stoccaggio:-55°C a +85°C. Questo ampio intervallo indica prestazioni robuste in ambienti ostili.
• Tolleranza alla Temperatura di Saldatura:Il LED può resistere a 260°C per 5 secondi (IR/Onda) o a 215°C per 3 minuti (Fase Vapore), confermando la sua idoneità per i processi di rifusione senza piombo.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati a Ta=25°C con una corrente diretta (IF) di 20 mA, che è la condizione di test standard.

• Intensità Luminosa (Iv):30.0 - 50.0 mcd (millicandela). Questo specifica la luminosità percepita del LED dall'occhio umano (utilizzando un filtro corrispondente CIE). Il valore tipico è 50 mcd, indicando un'uscita molto brillante per un LED indicatore standard.
• Angolo di Visione (2θ1/2):130 gradi. Questo è un angolo di visione molto ampio, il che significa che il LED emette luce su un cono ampio. L'intensità all'angolo di metà (65° fuori asse) è il 50% dell'intensità assiale (centrale).
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λPeak):632 nm (tipico). Questa è la lunghezza d'onda alla quale l'uscita di potenza spettrale è massima. Rientra nella regione rossa dello spettro visibile.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):624 nm (tipico). Questo valore è derivato dal diagramma di cromaticità CIE e rappresenta la singola lunghezza d'onda che meglio descrive il colore percepito della luce. La differenza tra lunghezza d'onda di picco e dominante è caratteristica della forma spettrale del LED.
• Larghezza a Metà Altezza della Linea Spettrale (Δλ):20 nm. Questo misura la purezza spettrale, indicando l'intervallo di lunghezze d'onda emesse al 50% dell'intensità di picco. Un valore di 20 nm è tipico per un LED monocromatico AlInGaP.
• Tensione Diretta (VF):2.0V (Min) - 2.4V (Tip) a IF=20mA. Questa è la caduta di tensione ai capi del LED durante il funzionamento. È cruciale per progettare la resistenza limitatrice di corrente nel circuito di pilotaggio.
• Corrente Inversa (IR):100 µA (Max) a VR=5V. Questa è la piccola corrente di dispersione che scorre quando il LED è polarizzato inversamente entro il suo valore massimo.
• Capacità (C):40 pF (Tip) a VF=0V, f=1MHz. Questa è la capacità di giunzione, che può essere rilevante nelle applicazioni di commutazione ad alta frequenza.

3. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene grafici specifici non siano dettagliati nel testo fornito, le curve tipiche per un tale LED includerebbero:

• Curva IV (Corrente vs. Tensione):Mostra la relazione esponenziale tra tensione diretta e corrente. La tensione di ginocchio è intorno a 2.0V, dopo la quale la corrente aumenta rapidamente con piccoli incrementi di tensione.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:Dimostra che l'uscita luminosa è approssimativamente proporzionale alla corrente diretta fino a un certo punto, oltre il quale l'efficienza può diminuire a causa del riscaldamento.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra la riduzione dell'uscita luminosa all'aumentare della temperatura ambiente. I LED AlInGaP tipicamente hanno buone prestazioni ad alte temperature rispetto ad altre tecnologie.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra un picco a 632 nm e una larghezza a metà altezza di 20 nm, confermando l'uscita monocromatica rossa.

4. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

4.1 Dimensioni del Package

Il LED è fornito in un package standard a montaggio superficiale. Le dimensioni chiave (in mm) includono una dimensione del corpo e una spaziatura dei terminali compatibile con l'assemblaggio automatizzato. La lente è trasparente, il che massimizza l'uscita luminosa minimizzando l'assorbimento interno.

4.2 Identificazione della Polarità e Progetto dei Pad di Saldatura

Il catodo è tipicamente contrassegnato sul package. La scheda tecnica include le dimensioni consigliate per i pad di saldatura per garantire una giunzione saldata affidabile, un corretto allineamento e un adeguato smaltimento termico durante la saldatura a rifusione.

4.3 Confezionamento in Nastro e Bobina

I componenti sono forniti su nastro da 8mm avvolto su bobine di diametro 7 pollici (178mm). Ogni bobina contiene 3000 pezzi. Questo confezionamento è conforme agli standard ANSI/EIA 481-1-A-1994, garantendo la compatibilità con gli alimentatori automatici standard. Il nastro utilizza una copertura superiore per sigillare le tasche vuote e mantenere l'orientamento del componente.

5. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

5.1 Condizioni di Saldatura a Rifusione

Il LED è qualificato per processi di saldatura senza piombo. Il profilo raccomandato prevede un picco a 260°C per 5 secondi per la saldatura a infrarossi o a onda, e a 215°C per 3 minuti per la saldatura a fase vapore. È fondamentale seguire questi profili termici per evitare di danneggiare la lente in epossidico o i bonding interni a causa di eccessivi stress termici.

5.2 Pulizia

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, devono essere utilizzati solo solventi specificati. La scheda tecnica raccomanda di immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura normale per meno di un minuto. L'uso di prodotti chimici non specificati o aggressivi può danneggiare il package plastico, portando a crepe o scolorimento.

5.3 Condizioni di Stoccaggio

I componenti devono essere conservati nelle loro buste originali barriera all'umidità a temperature comprese tra -55°C e +85°C e a bassa umidità per prevenire l'assorbimento di umidità, che può causare il fenomeno del \"popcorning\" durante la saldatura a rifusione.

6. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progetto

6.1 Circuiti Applicativi Tipici

Il metodo di pilotaggio più comune è una semplice resistenza in serie. Il valore della resistenza (R) si calcola utilizzando la Legge di Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, dove Vcc è la tensione di alimentazione, VF è la tensione diretta del LED (utilizzare 2.4V per un margine di progetto) e IF è la corrente diretta desiderata (es. 20mA). Per un'alimentazione a 5V: R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ohm. Una resistenza standard da 130 o 150 Ohm sarebbe adatta. Per una luminosità costante su un intervallo di tensioni di alimentazione o temperature, è consigliato un driver a corrente costante.

6.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (75mW max), una corretta progettazione termica è comunque importante per longevità e prestazioni stabili, specialmente quando si opera ad alte temperature ambiente o vicino alla corrente massima. Assicurarsi che il PCB abbia un'adeguata area di rame collegata al pad termico del LED (se presente) o ai terminali per fungere da dissipatore di calore. Seguire la linea guida del derating di corrente di 0.4 mA/°C sopra i 25°C.

6.3 Considerazioni Ottiche

L'ampio angolo di visione di 130 gradi rende questo LED ideale per applicazioni in cui l'indicatore deve essere visto da un'ampia gamma di posizioni. Per una luce più direzionale, possono essere utilizzate lenti esterne o light pipe. La lente trasparente fornisce la massima possibile uscita luminosa ma può apparire come una sorgente puntiforme brillante; lenti diffuse sono disponibili in altre varianti se si desidera un aspetto più uniforme.

7. Confronto Tecnico e Differenziazione

I principali fattori di differenziazione del LTST-C150KEKT sono la sua tecnologia AlInGaP e l'alta luminosità. Rispetto ai vecchi LED rossi GaAsP (Fosfuro di Gallio Arseniuro), l'AlInGaP offre un'efficienza luminosa significativamente più alta, il che significa più luce in uscita per la stessa potenza elettrica in ingresso. Mantiene anche meglio il suo colore e intensità a temperature elevate. L'ampio angolo di visione e la compatibilità con i processi di saldatura automatizzati ad alta temperatura lo rendono una scelta moderna ed economica per l'elettronica prodotta in serie.

8. Domande Frequenti (FAQ)

D: Posso pilotare questo LED direttamente da un pin di un microcontrollore a 3.3V?

R: Possibilmente, ma dipende dalla capacità di erogazione di corrente del pin. La VF del LED è ~2.4V, lasciando solo 0.9V ai capi di una resistenza limitatrice a 3.3V. Per ottenere 20mA, la resistenza dovrebbe essere di 45 Ohm (0.9V/0.02A). Verificare se il pin del microcontrollore può erogare 20mA. Un transistor buffer è spesso una soluzione più sicura e affidabile.

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

R: La Lunghezza d'Onda di Picco è il picco fisico dello spettro della luce emessa. La Lunghezza d'Onda Dominante è un valore calcolato basato sulla percezione del colore umana (grafico CIE) che meglio corrisponde al colore percepito. Sono spesso vicine ma non identiche, specialmente se lo spettro non è perfettamente simmetrico.

D: Come interpreto i valori \"Tipici\" nella scheda tecnica?

R: I valori \"Tipici\" rappresentano le prestazioni più comuni o attese in condizioni specificate. Non sono garantiti. A scopo di progetto, utilizzare sempre i limiti \"Min\" e \"Max\" per garantire che il circuito funzioni correttamente in tutte le possibili variazioni del componente.

9. Esempi Pratici di Progetto e Utilizzo

Esempio 1: Indicatore di Stato su un Alimentatore:Utilizzare il LED con una resistenza da 150 ohm in serie collegata a una linea a 5V. La sua alta luminosità garantisce una chiara visibilità anche in ambienti ben illuminati. L'ampio angolo di visione consente di vedere lo stato da varie angolazioni in un rack o su un banco.

Esempio 2: Retroilluminazione per un Pannello a Tastiera a Membrana:Più LED possono essere disposti dietro un pannello traslucido. Il colore uniforme (624 nm lunghezza d'onda dominante) e la luminosità garantiscono un'illuminazione omogenea. La compatibilità con la saldatura a rifusione consente di saldare tutti i LED e gli altri componenti SMD in un'unica passata, riducendo i costi di assemblaggio.

10. Introduzione al Principio di Funzionamento

Un LED è un diodo a semiconduttore. Quando una tensione diretta viene applicata alla sua giunzione PN, gli elettroni del materiale di tipo N si ricombinano con le lacune del materiale di tipo P nella regione attiva. Questa ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica lunghezza d'onda (colore) della luce è determinata dall'energia della banda proibita del materiale semiconduttore. L'AlInGaP ha una banda proibita corrispondente alla luce rossa, arancione e gialla. Il package in epossidico trasparente funge da lente, modellando l'uscita luminosa e proteggendo il delicato chip semiconduttore.

11. Tendenze Tecnologiche

La tendenza per i LED indicatori come questo è verso un'efficienza sempre più alta (più lumen per watt), consentendo la stessa luminosità a corrente inferiore, il che risparmia energia e riduce il calore. C'è anche una spinta verso la miniaturizzazione mantenendo o migliorando le prestazioni ottiche. Inoltre, una maggiore affidabilità e una qualifica più ampia per gli intervalli di temperatura automobilistici e industriali sono obiettivi comuni. L'uso di materiali come l'AlInGaP rappresenta un cambiamento continuo dalle tecnologie più vecchie e meno efficienti per fornire prestazioni migliori in package standard.