Scheda Tecnica LED SMD LTST-C198KGKT - Spessore 0.2mm - Tensione Diretta 2.6V - AlInGaP Verde - Potenza 78mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTST-C198KGKT è un LED chip a montaggio superficiale ultra sottile, progettato per applicazioni elettroniche moderne e compatte. La sua caratteristica principale è uno spessore eccezionalmente ridotto di soli 0,2 millimetri, che lo rende adatto a dispositivi in cui lo spazio e l'altezza dei componenti sono vincoli critici. Il dispositivo utilizza un materiale semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) per produrre un'emissione luminosa verde ad alta luminosità. È confezionato su nastro da 8mm standard del settore su bobine da 7 pollici, garantendo compatibilità con le attrezzature di assemblaggio automatico pick-and-place ad alta velocità e con i processi di saldatura a rifusione a infrarossi. Questo LED è classificato come prodotto verde e rispetta le direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).

1.1 Vantaggi Principali

I vantaggi chiave di questo componente derivano dalla combinazione di miniaturizzazione e prestazioni. Lo spessore di 0,2 mm consente l'integrazione in prodotti estremamente sottili. La tecnologia del chip AlInGaP offre un'efficienza luminosa superiore rispetto ai materiali tradizionali, garantendo un'elevata luminosità a fronte di dimensioni ridotte. La piena compatibilità con le linee di assemblaggio SMT (Surface Mount Technology) automatizzate semplifica la produzione e riduce i costi. Il suo design è anche compatibile con i circuiti integrati (I.C.), consentendo la pilotaggio diretto da uscite a livello logico standard.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'analisi dettagliata e oggettiva delle caratteristiche elettriche, ottiche e termiche specificate nella scheda tecnica.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di sollecitazione oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non sono destinati al funzionamento normale. La corrente diretta continua (DC) massima è di 30 mA. È consentita una corrente diretta di picco più elevata di 80 mA, ma solo in condizioni pulsate con un ciclo di lavoro di 1/10 e una larghezza di impulso di 0,1 ms per prevenire il surriscaldamento. La tensione inversa massima applicabile è di 5V. Superare questo valore può causare la rottura della giunzione. Il dispositivo può dissipare fino a 78 mW di potenza. L'intervallo di temperatura di funzionamento è compreso tra -30°C e +85°C e può essere conservato a temperature da -40°C a +85°C. Per la saldatura, può resistere a una temperatura di picco di rifusione a infrarossi di 260°C per un massimo di 10 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi parametri sono misurati in condizioni di prova standard di 25°C di temperatura ambiente e una corrente diretta (IF) di 20 mA, salvo diversa indicazione. L'intensità luminosa (Iv) ha un valore tipico di 60,0 millicandele (mcd), con un valore minimo specificato di 36,0 mcd. Questa intensità è misurata utilizzando un sensore e un filtro che simulano la risposta fotopica dell'occhio umano. L'angolo di visione (2θ1/2), definito come l'angolo totale in cui l'intensità scende alla metà del valore sull'asse, è di 130 gradi, indicando un pattern di visione ampio. La lunghezza d'onda dominante (λd), che definisce il colore percepito, è di 570 nm (verde). La lunghezza d'onda di picco di emissione (λp) è di 574 nm. La semilarghezza della linea spettrale (Δλ) è di 15 nm, descrivendo la purezza spettrale. La tensione diretta (VF) varia tipicamente da 2,1V a 2,6V a 20mA. La corrente inversa (IR) è al massimo di 10,0 μA quando viene applicata una polarizzazione inversa di 5V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin di prestazioni. Il LTST-C198KGKT utilizza un sistema di binning bidimensionale basato sull'intensità luminosa e sulla lunghezza d'onda dominante.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa è suddivisa in tre bin: N2 (36,0 - 45,0 mcd), P (45,0 - 71,0 mcd) e Q (71,0 - 112,0 mcd). A ciascun bin viene applicata una tolleranza di +/-15%. Ciò consente ai progettisti di selezionare i LED in base al livello di luminosità richiesto per la loro applicazione, garantendo uniformità visiva nei prodotti che utilizzano più LED.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

La lunghezza d'onda dominante, che determina la tonalità esatta del verde, è suddivisa in tre bin: C (567,5 - 570,5 nm), D (570,5 - 573,5 nm) ed E (573,5 - 576,5 nm). La tolleranza per ciascun bin è di +/- 1 nm. Questo controllo rigoroso è fondamentale per applicazioni in cui la coerenza del colore è importante, come negli indicatori di stato o nei display a colori completi.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene nella scheda tecnica siano referenziati grafici specifici (Fig.1, Fig.5), se ne possono discutere le implicazioni. La relazione tra corrente diretta (IF) e tensione diretta (VF) è tipicamente esponenziale, seguendo l'equazione del diodo. I progettisti devono tenere conto dell'intervallo di VF quando progettano i circuiti di limitazione della corrente. La curva dell'intensità luminosa in funzione della corrente diretta è generalmente lineare nell'intervallo di funzionamento, ma saturerà a correnti più elevate a causa degli effetti termici. La dipendenza della tensione diretta dalla temperatura è negativa (VF diminuisce all'aumentare della temperatura), caratteristica standard dei diodi a semiconduttore. La curva di distribuzione spettrale mostrerebbe un picco a 574 nm con una larghezza di 15 nm a metà altezza.

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

5.1 Dimensioni del Package e Polarità

Il LED presenta un contorno del package standard EIA. Il catodo è chiaramente identificato nel diagramma del nastro e della bobina. Nella scheda tecnica sono forniti disegni dimensionali precisi, con tutte le misure in millimetri e una tolleranza generale di ±0,10 mm. Lo spessore ultra sottile di 0,2 mm è una specifica meccanica chiave.

5.2 Progetto Consigliato dei Piazzole di Saldatura

Viene fornito un layout suggerito per le piazzole di saldatura per garantire la formazione affidabile del giunto saldato e il corretto allineamento durante la rifusione. La raccomandazione include uno spessore massimo dello stencil di 0,08 mm per controllare il volume della pasta saldante e prevenire ponticelli o l'effetto "tombstone" del componente molto piccolo.

6. Guida alla Saldatura e all'Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Viene fornito un profilo di rifusione a infrarossi suggerito per processi di saldatura senza piombo (Pb-free), conforme agli standard JEDEC. I parametri chiave includono una zona di pre-riscaldamento di 150-200°C, un tempo massimo di pre-riscaldamento di 120 secondi, una temperatura di picco non superiore a 260°C e un tempo sopra il liquidus (alla temperatura di picco) limitato a un massimo di 10 secondi. Il profilo è progettato per minimizzare lo stress termico sul package del LED garantendo al contempo una corretta rifusione della saldatura.

6.2 Condizioni di Conservazione e Manipolazione

Le scariche elettrostatiche (ESD) possono danneggiare il LED. È obbligatorio manipolarlo con braccialetti antistatici collegati a terra e su attrezzature correttamente messe a terra. Per la conservazione, le buste ermetiche non aperte con essiccante devono essere mantenute a ≤30°C e ≤90% UR, con una durata di conservazione di un anno. Una volta aperte, i LED devono essere conservati a ≤30°C e ≤60% UR e utilizzati entro una settimana. Se conservati più a lungo fuori dalla busta originale, devono essere sottoposti a "baking" a 60°C per almeno 20 ore prima della saldatura per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire l'effetto "popcorning" durante la rifusione.

6.3 Pulizia

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, devono essere utilizzati solo solventi specificati. Si consiglia di immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente per meno di un minuto. Prodotti chimici non specificati potrebbero danneggiare il materiale del package o la lente.

7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

Il confezionamento standard è su nastro da 8 mm su bobine di diametro da 7 pollici (178 mm). Ogni bobina completa contiene 5000 pezzi. Per quantità inferiori a una bobina intera, si applica una quantità minima di imballaggio di 500 pezzi per i lotti rimanenti. Le specifiche del nastro e della bobina seguono gli standard ANSI/EIA 481. Il nastro ha una copertura superiore per proteggere i componenti e il numero massimo consentito di componenti mancanti consecutivi nel nastro è due.

8. Suggerimenti Applicativi

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è destinato a normali apparecchiature elettroniche. Il suo profilo sottile lo rende ideale per l'illuminazione di sfondo in elettronica di consumo ultra-sottile (smartphone, tablet, laptop), indicatori di stato in dispositivi portatili e illuminazione di pannelli in strumentazione. La sua elevata luminosità e l'ampio angolo di visione lo rendono adatto ad applicazioni che richiedono una buona visibilità.

8.2 Considerazioni di Progetto

I progettisti di circuiti devono implementare una corretta limitazione di corrente, tipicamente utilizzando una resistenza in serie, per garantire che la corrente diretta non superi il valore massimo DC di 30 mA. La variazione della tensione diretta (da 2,1V a 2,6V) deve essere considerata nella progettazione dell'alimentazione. Per garantire uniformità visiva in array multi-LED, è fondamentale specificare LED dello stesso bin di intensità e lunghezza d'onda. Il layout del PCB deve seguire le dimensioni consigliate per le piazzole di saldatura e le linee guida per lo stencil per garantire un assemblaggio affidabile.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

La principale differenziazione del LTST-C198KGKT risiede nella combinazione di estrema sottigliezza (0,2 mm) e nell'uso della tecnologia AlInGaP. Rispetto ai vecchi LED verdi al GaP (Fosfuro di Gallio), l'AlInGaP offre un'efficienza luminosa significativamente più elevata e una migliore stabilità termica. Rispetto ad altri LED sottili, il suo angolo di visione specificato di 130 gradi è notevolmente ampio, fornendo una migliore visibilità fuori asse. La sua compatibilità con la rifusione IR standard e il confezionamento su nastro e bobina lo rendono una soluzione "drop-in" per la produzione automatizzata ad alto volume, a differenza di alcuni vecchi LED a foro passante o posizionati manualmente.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare questo LED direttamente da un pin di un microcontrollore a 3,3V o 5V?

R: No. È necessario utilizzare una resistenza di limitazione della corrente. La tensione diretta è di ~2,6V max. Collegare direttamente 3,3V permetterebbe il passaggio di una corrente eccessiva, potenzialmente distruggendo il LED. Calcolare il valore della resistenza usando R = (Vcc - Vf) / If.

D: Cosa significa il valore "Corrente Diretta di Picco"?

R: Significa che è possibile inviare brevi impulsi al LED fino a 80 mA per ottenere una luminosità istantanea più elevata, ma solo in condizioni molto specifiche: una larghezza di impulso di 0,1 ms e un ciclo di lavoro del 10% o inferiore. Questo non è per il funzionamento continuo.

D: Perché è necessario il "baking" se i LED vengono conservati fuori dalla busta?

R: Il package in plastica può assorbire umidità dall'aria. Durante il rapido riscaldamento della saldatura a rifusione, questa umidità può vaporizzarsi in modo esplosivo, causando delaminazione interna o crepe (effetto "popcorning"). Il "baking" elimina questa umidità assorbita.

11. Caso Pratico di Progetto

Si consideri la progettazione di un indicatore di stato per un dispositivo indossabile. Il dispositivo ha un PCB rigido-flessibile con vincoli di altezza inferiori a 0,3 mm nell'area dell'indicatore. Il LTST-C198KGKT, spesso 0,2 mm, si adatta perfettamente. È richiesto un indicatore verde per mostrare "carica completa". Il progettista seleziona LED dal bin "P" per l'intensità e dal bin "D" per la lunghezza d'onda per garantire colore e luminosità uniformi in tutte le unità. Il LED è pilotato a 15 mA (ben al di sotto del massimo di 30 mA) tramite una resistenza di limitazione della corrente dalla linea della batteria del dispositivo a 3,0 V, fornendo luminosità sufficiente con basso consumo energetico. Il layout del PCB utilizza la geometria delle piazzole consigliata e l'officina di assemblaggio utilizza il profilo di rifusione fornito, ottenendo una produzione affidabile e ad alta resa.

12. Introduzione al Principio Tecnologico

Il LED si basa su una giunzione p-n semiconduttrice realizzata con materiali AlInGaP. Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva dove si ricombinano. Questo processo di ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega AlInGaP determina l'energia della banda proibita del semiconduttore, che definisce direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa - in questo caso, verde intorno ai 570 nm. Il package ultra sottile è ottenuto utilizzando un die LED di dimensioni chip con una quantità minima di materiale di incapsulamento, a differenza dei LED tradizionali con lente in plastica stampata.

13. Tendenze Tecnologiche

La tendenza nei LED per indicatori e retroilluminazione continua verso un'ulteriore miniaturizzazione, una maggiore efficienza e una migliore coerenza cromatica. Le altezze dei package si stanno spostando da 0,2 mm verso profili ancora più sottili. C'è un crescente utilizzo di materiali semiconduttori avanzati come InGaN (per blu/verde/bianco) e AlInGaP (per rosso/arancio/giallo/verde) per sostituire materiali meno efficienti. L'integrazione è un'altra tendenza, con array multi-LED o LED combinati con circuiti integrati di pilotaggio in package singoli. Inoltre, la spinta all'efficienza energetica spinge verso valori più elevati di lumen-per-watt, riducendo il consumo energetico nelle applicazioni finali. I test automatizzati e specifiche di binning più rigorose stanno diventando standard per soddisfare le esigenze di display ad alta risoluzione e applicazioni che richiedono un abbinamento cromatico preciso.