Scheda Tecnica LED SMD Giallo LTST-C281KSKT - Altezza 0.35mm - 2.4V Tipico - 75mW - Documentazione Tecnica in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTST-C281KSKT è un LED chip a montaggio superficiale ultra-sottile, progettato per applicazioni elettroniche moderne che richiedono un profilo verticale minimo. Questo dispositivo utilizza un materiale semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) per produrre una luminosità gialla brillante. I suoi obiettivi di progettazione principali sono la compatibilità con i processi di assemblaggio automatizzati, l'aderenza alle normative ambientali e prestazioni affidabili in un fattore di forma compatto.

Il vantaggio principale di questo LED risiede nel suo profilo eccezionalmente basso di 0.35mm, che lo rende adatto per applicazioni dove i vincoli di spazio sono critici, come nei display ultra-sottili, nell'illuminazione di retro per elettronica di consumo slim e nelle luci spia su PCB ad alta densità. È confezionato su nastro da 8mm e fornito su bobine da 7 pollici di diametro, facilitando la produzione ad alta velocità con macchine pick-and-place.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

I limiti operativi del dispositivo sono definiti a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. Superare questi valori può causare danni permanenti.

• Dissipazione di Potenza (Pd):75 mW. Questa è la massima quantità di potenza che il LED può dissipare come calore senza degradarsi.
• Corrente Diretta di Picco (I_F(PEAK)):80 mA. Questo è consentito solo in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0.1ms) per prevenire il surriscaldamento.
• Corrente Diretta Continua (I_F):30 mA DC. Questa è la corrente massima raccomandata per il funzionamento continuo.
• Tensione Inversa (V_R):5 V. Applicare una tensione inversa oltre questo limite può danneggiare la giunzione PN del LED.
• Intervallo di Temperatura Operativa:-30°C a +85°C. Il dispositivo è garantito per funzionare entro questo intervallo di temperatura ambiente.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-40°C a +85°C.
• Condizione di Rifusione a Riflusso a Infrarossi:Resiste a una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi, compatibile con i processi standard di saldatura senza piombo (Pb-free).

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

I parametri di prestazione chiave sono misurati a Ta=25°C e una corrente di test standard di I_F= 20mA.

• Intensità Luminosa (I_V):Varia da un minimo di 28.0 mcd a un massimo di 180.0 mcd. Il valore tipico rientra in questo ampio intervallo di binning (vedi Sezione 3). La misurazione viene eseguita utilizzando un sensore filtrato per corrispondere alla curva di risposta fotopica dell'occhio CIE.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):130 gradi. Questo è l'angolo completo a cui l'intensità luminosa scende alla metà del valore misurato sull'asse. Indica un pattern di emissione della luce ampio e diffuso, adatto per l'illuminazione di aree o indicatori ad ampio angolo.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):588 nm. Questa è la lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale raggiunge il suo massimo.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):587 nm a 597 nm. Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano che definisce il colore (giallo) del LED, derivata dal diagramma di cromaticità CIE.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):15 nm. Questo parametro descrive la purezza spettrale o la larghezza di banda della luce emessa, misurata a metà dell'intensità massima.
• Tensione Diretta (V_F):Il valore tipico è 2.4V, con un intervallo da 2.0V al massimo specificato. Questa è la caduta di tensione ai capi del LED quando conduce 20mA.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo di 10 μA quando viene applicata una polarizzazione inversa di 5V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri chiave. Il LTST-C281KSKT utilizza un sistema di binning a tre codici (es. D4-P-K).

3.1 Binning della Tensione Diretta

I bin assicurano che i LED in un circuito abbiano cadute di tensione simili, prevenendo squilibri di corrente in configurazioni parallele.

• Bin D2: V_F= 1.80V - 2.00V @20mA
• Bin D3: V_F= 2.00V - 2.20V @20mA
• Bin D4: V_F= 2.20V - 2.40V @20mA
• Tolleranza per bin: ±0.1V

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa

Questo raggruppa i LED in base alla loro luminosità di uscita.

• Bin N: I_V= 28.0 mcd - 45.0 mcd @20mA
• Bin P: I_V= 45.0 mcd - 71.0 mcd @20mA
• Bin Q: I_V= 71.0 mcd - 112.0 mcd @20mA
• Bin R: I_V= 112.0 mcd - 180.0 mcd @20mA
• Tolleranza per bin: ±15%

3.3 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Critico per applicazioni con corrispondenza di colore, questo definisce la precisa tonalità di giallo.

• Bin J: λ_d= 587.00 nm - 589.50 nm @20mA
• Bin K: λ_d= 589.50 nm - 592.00 nm @20mA
• Bin L: λ_d= 592.00 nm - 594.50 nm @20mA
• Bin M: λ_d= 594.50 nm - 597.00 nm @20mA
• Tolleranza per bin: ±1 nm

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene le curve grafiche specifiche siano referenziate nella scheda tecnica (Fig.1, Fig.6), le loro implicazioni sono standard per i LED AlInGaP.

• Curva I-V (Corrente-Tensione):Mostra la tipica relazione esponenziale di un diodo. La tensione diretta mostra un coefficiente di temperatura positivo, il che significa che V_Fdiminuisce leggermente all'aumentare della temperatura di giunzione per una data corrente.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:L'intensità è approssimativamente proporzionale alla corrente diretta nell'intervallo operativo normale (fino a 30mA). Pilotare oltre questo punto porta ad aumenti sub-lineari a causa del calo di efficienza e degli aumentati effetti termici.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:L'uscita luminosa dei LED AlInGaP generalmente diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente (e di giunzione). Questo derating termico deve essere considerato in ambienti ad alta temperatura.
• Distribuzione Spettrale:Lo spettro di emissione è centrato attorno a 588nm (giallo) con una larghezza a mezza altezza relativamente stretta di 15nm, indicando una buona saturazione del colore.
• Pattern dell'Angolo di Visione:L'angolo di visione di 130 gradi suggerisce un pattern di emissione quasi-Lambertiano, dove l'intensità dipende approssimativamente dal coseno dell'angolo di visione fuori asse.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

5.1 Dimensioni del Package e Polarità

Il dispositivo è conforme a un profilo standard del package EIA. Le caratteristiche dimensionali chiave includono l'altezza complessiva di 0.35mm. Il package incorpora una lente trasparente. La polarità è indicata da un segno del catodo, tipicamente una tacca, un punto verde o un altro indicatore visivo sul package o sul nastro. La marcatura esatta deve essere verificata dal disegno del package.

5.2 Layout Consigliato dei Piazzole di Saldatura

Viene fornito un land pattern (impronta delle piazzole di saldatura) per garantire la formazione affidabile dei giunti di saldatura durante il riflusso. Questo pattern è progettato per facilitare una corretta bagnatura della saldatura, l'auto-allineamento del componente durante il riflusso e l'affidabilità meccanica a lungo termine. Rispettare questo layout raccomandato è cruciale per prevenire l'effetto "tombstoning" o connessioni di saldatura scadenti.

5.3 Specifiche del Nastro e della Bobina

I LED sono forniti in nastro portante goffrato con nastro protettivo di copertura, avvolto su bobine da 7 pollici (178mm) di diametro.

• Passo delle Tasche:8mm (standard per molti componenti SMD piccoli).
• Quantità per Bobina:5000 pezzi.
• Quantità Minima d'Ordine (MOQ) per rimanenze:500 pezzi.
• Componenti Mancanti:È consentito un massimo di due tasche vuote consecutive.
• Standard:L'imballaggio è conforme alle specifiche ANSI/EIA-481.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Rifusione a Riflusso

Viene fornito un profilo di riflusso a infrarossi (IR) suggerito per processi di saldatura senza piombo. I parametri chiave includono:

• Preriscaldamento:150°C a 200°C.
• Tempo di Preriscaldamento:Massimo 120 secondi per consentire un riscaldamento uniforme e l'evaporazione del solvente dalla pasta saldante.
• Temperatura di Picco:Massimo 260°C.
• Tempo Sopra il Liquido (TAL):La durata entro 5°C dalla temperatura di picco deve essere limitata a un massimo di 10 secondi. Il componente può resistere a questa temperatura di picco per un massimo di due cicli di riflusso.

Il profilo si basa sugli standard JEDEC. Gli ingegneri devono caratterizzare il profilo per il loro specifico design PCB, pasta saldante e forno per creare giunti di saldatura affidabili.

6.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, è necessario prestare estrema attenzione:

• Temperatura del Saldatore:Massimo 300°C.
• Tempo di Saldatura:Massimo 3 secondi per terminale.
• Limite:È consentito solo un ciclo di saldatura manuale per evitare danni termici al package plastico e al die semiconduttore.

6.3 Pulizia

La pulizia generalmente non è richiesta dopo il riflusso con pasta saldante no-clean. Se la pulizia è necessaria (es. dopo saldatura manuale con flussante):

• Solventi Consigliati:Utilizzare solo detergenti a base alcolica come alcol etilico o alcol isopropilico (IPA).
• Processo:Immergere il LED a temperatura ambiente normale per meno di un minuto. Può essere utilizzata una leggera agitazione.
• Evitare:Non utilizzare liquidi chimici non specificati, pulizia ad ultrasuoni (può causare stress meccanico) o solventi aggressivi che potrebbero danneggiare la lente epossidica o le marcature del package.

7. Conservazione e Manipolazione

7.1 Sensibilità all'Umidità

Il package del LED è sensibile all'umidità. Il rispetto delle condizioni di conservazione è fondamentale per prevenire l'"effetto popcorn" (crepe del package) durante il riflusso a causa della rapida vaporizzazione dell'umidità assorbita.

• Busta Sigillata (Imballaggio Originale):Conservare a ≤30°C e ≤90% di Umidità Relativa (UR). La durata di conservazione è di un anno quando conservato nella busta anti-umidità con essiccante.
• Dopo l'Apertura della Busta:Il tempo di esposizione fuori dalla busta è limitato. La "vita a banco" raccomandata prima del riflusso è di 672 ore (28 giorni) quando conservato a ≤30°C e ≤60% UR.
• Conservazione Prolungata (Aperta):Per conservazione oltre le 672 ore, posizionare i componenti in un contenitore sigillato con essiccante o in un essiccatore a azoto.
• Ribaking:I componenti esposti per più di 672 ore devono essere sottoposti a baking a circa 60°C per almeno 20 ore prima della saldatura per rimuovere l'umidità assorbita.

7.2 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

I LED sono suscettibili ai danni da scariche elettrostatiche. È necessario prendere precauzioni durante tutte le fasi di manipolazione e assemblaggio.

• Gli operatori dovrebbero indossare un braccialetto collegato a terra o guanti antistatici.
• Tutte le postazioni di lavoro, gli strumenti e le attrezzature devono essere correttamente collegati a terra.
• Utilizzare tappetini conduttivi o dissipativi sulle superfici di lavoro.
• Trasportare e conservare i componenti in imballaggi protettivi ESD.

8. Suggerimenti Applicativi

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Indicatori di Stato:Luci di alimentazione, connettività e stato funzione in elettronica di consumo (router, decoder, dispositivi per smart home), apparecchiature per ufficio e pannelli di controllo industriale.
• Retroilluminazione:Retroilluminazione edge-lit o diretta per display LCD in dispositivi sottili, illuminazione tastierino e retroilluminazione di icone dove l'altezza è limitata.
• Illuminazione Interna Automobilistica:Indicatori del cruscotto, illuminazione degli interruttori e illuminazione ambientale (soggetto a verifica dei requisiti specifici di grado automobilistico).
• Dispositivi Portatili e Indossabili:Indicatori del livello della batteria, luci di notifica in smartphone, tablet e fitness tracker che beneficiano del profilo ultra-basso.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Limitazione di Corrente:Utilizzare sempre una resistenza di limitazione di corrente in serie o un driver a corrente costante. Calcolare il valore della resistenza usando R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Non collegare direttamente a una sorgente di tensione.
• Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, assicurare un'adeguata area di rame sul PCB o via termiche sotto le piazzole di saldatura per disperdere il calore, specialmente quando si opera vicino alla corrente massima o ad alte temperature ambiente. Questo mantiene l'uscita luminosa e la longevità.
• Connessioni in Parallelo:Evitare di collegare più LED direttamente in parallelo da una singola sorgente di tensione. Lievi variazioni in V_Fpossono causare uno squilibrio significativo della corrente, con un LED che assorbe la maggior parte della corrente. Utilizzare resistenze di limitazione di corrente separate per ogni LED o un driver a corrente costante con più canali.
• Progettazione Ottica:L'ampio angolo di visione di 130 gradi fornisce una buona visibilità fuori asse. Per luce focalizzata, potrebbero essere necessarie lenti esterne o guide luminose.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Il LTST-C281KSKT offre vantaggi specifici nella sua classe:

• vs. LED di Spessore Standard (0.6mm+):Il differenziatore principale è l'altezza di 0.35mm, che consente il design in applicazioni critiche per lo spazio dove i LED tradizionali non possono entrare.
• vs. Altre Tecnologie di LED Gialli:L'uso del materiale semiconduttore AlInGaP, rispetto a tecnologie più vecchie come GaAsP, fornisce una maggiore efficienza luminosa (più luce per unità di potenza elettrica), una migliore stabilità termica e una superiore purezza del colore (spettro più stretto).
• vs. LED non Imballati su Bobina:L'imballaggio su nastro da 8mm su bobina è un vantaggio significativo per la produzione di massa, garantendo compatibilità con macchine pick-and-place automatizzate ad alta velocità, riducendo tempi e costi di assemblaggio.
• Conformità:Soddisfa le direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose) ed è classificato come Prodotto Verde, un requisito obbligatorio per l'elettronica venduta in molti mercati globali.

10. Domande Frequenti (FAQ)

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

Lunghezza d'Onda di Picco (λ_P):La lunghezza d'onda fisica letterale alla quale il LED emette la massima potenza ottica. Viene misurata direttamente dallo spettro.

Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):Un valore calcolato basato sulla percezione del colore umana (grafico CIE). È la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che apparirebbe dello stesso colore dell'uscita a spettro ampio del LED. Per la definizione e la corrispondenza del colore, la lunghezza d'onda dominante è il parametro più rilevante.

10.2 Posso pilotare questo LED a 30mA in modo continuo?

Sì, 30mA è la corrente diretta continua massima nominale. Tuttavia, per una longevità ottimale e per tenere conto di condizioni reali come temperature ambiente elevate, è considerata una buona pratica ingegneristica deratare questo valore. Operare a 20mA (la condizione di test standard) o inferiore prolungherà significativamente la vita operativa del LED e manterrà un'uscita luminosa più stabile.

10.3 Perché il binning è importante e quale bin dovrei scegliere?

Il binning è cruciale per la coerenza nell'aspetto e nelle prestazioni all'interno di un'applicazione. Ad esempio, in un pannello con più LED di stato, l'uso di LED da bin di intensità o lunghezza d'onda diversi comporterebbe luminosità e tonalità di colore visibilmente diverse.

Scegli i bin in base alle esigenze della tua applicazione: Per una stretta corrispondenza di colore (es. giallo specifico del marchio), specifica un bin di lunghezza d'onda dominante stretto (J, K, L o M). Per una luminosità coerente tra più unità, specifica un bin di intensità luminosa (N, P, Q o R). Per il bilanciamento della corrente in stringhe parallele, specifica un bin di tensione diretta (D2, D3, D4).

10.4 È necessario un dissipatore di calore?

Un dissipatore di calore dedicato non è tipicamente richiesto per un singolo LED che opera a o sotto i 30mA a causa della sua bassa dissipazione di potenza di 75mW. Tuttavia, una gestione termica efficace a livello PCB è essenziale. Ciò significa fornire un'adeguata area di rame (piazzola termica) collegata alle piazzole di saldatura del LED per condurre il calore nel substrato PCB, che funge da diffusore di calore. Questo è particolarmente importante per array di LED o per il funzionamento in ambienti ad alta temperatura.

11. Caso di Studio Pratico di Progettazione

Scenario:Progettazione di un indicatore di batteria scarica per un dispositivo medico portatile. L'alloggiamento del dispositivo ha una limitazione di altezza interna di 0.5mm per il PCB e tutti i componenti nell'area dell'indicatore.

Sfida:Un LED standard con altezza 0.6mm non entrerebbe.

Soluzione:Viene selezionato il LTST-C281KSKT, con la sua altezza di 0.35mm. Viene calcolata una resistenza di limitazione di corrente per un'alimentazione di 3.3V: R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45Ω. Viene scelta una resistenza di valore standard 47Ω, risultando in I_F≈ 19mA. L'ampio angolo di visione di 130 gradi garantisce che l'indicatore sia visibile da varie angolazioni. Il colore giallo è scelto come indicatore universale di attenzione/avviso. L'imballaggio su nastro e bobina consente l'assemblaggio automatizzato, garantendo efficienza e affidabilità produttiva.

12. Introduzione al Principio Tecnologico

Il LTST-C281KSKT si basa sulla tecnologia semiconduttore AlInGaP. Questo materiale è un semiconduttore composto del gruppo III-V. Quando viene applicata una tensione diretta, gli elettroni dalla regione di tipo n e le lacune dalla regione 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 di Alluminio, Indio, Gallio e Fosfuro nello strato attivo determina l'energia del bandgap del semiconduttore, che determina direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa. Per la luce gialla (~590nm), viene progettata una specifica energia di bandgap. La lente epossidica trasparente incapsula il chip, fornisce protezione meccanica e modella il pattern di uscita della luce.

13. Tendenze Tecnologiche

La tendenza generale nei LED SMD per applicazioni di indicazione e retroilluminazione continua verso:

• Efficienza Aumentata:Sviluppo di materiali e strutture che producono più lumen per watt (lm/W), riducendo il consumo energetico a parità di luce emessa.
• Miniaturizzazione:Ulteriore riduzione delle dimensioni del package (impronta e altezza) per consentire dispositivi elettronici sempre più sottili. L'altezza di 0.35mm di questo dispositivo fa parte di questa tendenza.
• Migliore Resa Cromatica e Gamut:Per la retroilluminazione dei display, c'è una tendenza verso LED con picchi spettrali più stretti e lunghezze d'onda specifiche per consentire gamut di colore più ampi (es. Rec. 2020).
• Affidabilità e Durata Maggiori:Progressi nei materiali di packaging (epossidica, silicone) e nelle tecnologie di attacco del die per resistere a temperature di giunzione più elevate e condizioni ambientali più severe, estendendo la durata operativa.
• Integrazione:Incorporazione di più chip LED (RGB, RGBW) in un unico package o integrazione dell'elettronica di pilotaggio (IC) con il LED per un design semplificato ("LED intelligenti").