Scheda Tecnica LED SMD LTST-C193KRKT-5A - Dimensioni 1.6x0.8x0.35mm - Tensione Diretta 1.7-2.3V - Colore Rosso - Potenza 50mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per il LTST-C193KRKT-5A, un LED chip SMD ultra-sottile progettato per applicazioni elettroniche moderne con vincoli di spazio. Il dispositivo utilizza un materiale semiconduttore avanzato AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) per produrre un'uscita luminosa rossa ad alta luminosità. I suoi obiettivi di progetto principali sono la miniaturizzazione, la compatibilità con i processi di assemblaggio automatizzati e prestazioni affidabili in condizioni operative standard. Il LED è fornito su nastro standard da 8mm montato su bobine da 7 pollici, facilitando la produzione in volumi elevati con macchine pick-and-place.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Le prestazioni del LTST-C193KRKT-5A sono definite da un set completo di parametri elettrici, ottici e termici misurati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento a questi limiti non è garantito.

• Dissipazione di Potenza (Pd):50 mW. Questa è la potenza totale massima che il package può dissipare sotto forma di calore.
• Corrente Diretta di Picco (I_F(PEAK)):40 mA. Questa corrente è ammissibile solo in condizioni pulsate con un ciclo di lavoro di 1/10 e una larghezza di impulso di 0.1ms.
• Corrente Diretta Continua (I_F):20 mA. Questa è la corrente massima raccomandata per il funzionamento in corrente continua.
• Tensione Inversa (V_R):5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Intervallo di Temperatura Operativa:-30°C a +85°C. Il dispositivo è funzionale entro questo intervallo di temperatura ambiente.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-40°C a +85°C.
• Condizione di Saldatura a Rifusione a Infrarossi:Resiste a una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi, compatibile con processi di assemblaggio senza piombo (Pb-free).

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri definiscono l'emissione luminosa e il comportamento elettrico in condizioni operative tipiche (I_F= 5mA, Ta=25°C).

• Intensità Luminosa (I_V):Varia da un minimo di 7.1 mcd a un massimo di 45.0 mcd. Il valore effettivo è determinato dal codice bin (vedi Sezione 3). L'intensità è misurata utilizzando un sensore filtrato per corrispondere alla curva di risposta fotopica (CIE) dell'occhio umano.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):130 gradi. Questo ampio angolo di visione indica un pattern di emissione lambertiano o quasi-lambertiano, adatto per applicazioni che richiedono un'illuminazione ampia piuttosto che un fascio focalizzato.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):639 nm. Questa è la lunghezza d'onda alla quale la distribuzione spettrale di potenza è al massimo.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):631 nm. Derivata dal diagramma di cromaticità CIE, questa singola lunghezza d'onda rappresenta al meglio il colore percepito (rosso) del LED.
• Larghezza a Metà Altezza della Linea Spettrale (Δλ):20 nm. Questo indica la purezza spettrale; una larghezza più stretta indicherebbe una sorgente luminosa più monocromatica.
• Tensione Diretta (V_F):Varia da 1.70 V a 2.30 V a 5mA. L'intervallo specifico è definito dal codice bin della tensione diretta.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 10 μA quando viene applicata una tensione inversa di 5V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione di massa, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri prestazionali chiave. Il LTST-C193KRKT-5A utilizza un sistema di binning bidimensionale.

3.1 Binning della Tensione Diretta

Le unità vengono suddivise in base alla loro caduta di tensione diretta a una corrente di test di 5mA. Ciò consente ai progettisti di selezionare LED con caratteristiche elettriche simili per una luminosità uniforme quando pilotati da una sorgente di tensione costante o per semplificare i calcoli della resistenza limitatrice di corrente.

• Codice Bin E2: V_F= 1.70V - 1.90V
• Codice Bin E3: V_F= 1.90V - 2.10V
• Codice Bin E4: V_F= 2.10V - 2.30V
• Tolleranza all'interno di ogni bin: ±0.1V.

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa

Questo è il parametro di binning principale, che categorizza i LED in base alla loro emissione luminosa a 5mA. I progettisti possono scegliere un bin per soddisfare specifici requisiti di luminosità.

• Codice Bin K: I_V= 7.1 mcd - 11.2 mcd
• Codice Bin L: I_V= 11.2 mcd - 18.0 mcd
• Codice Bin M: I_V= 18.0 mcd - 28.0 mcd
• Codice Bin N: I_V= 28.0 mcd - 45.0 mcd
• Tolleranza all'interno di ogni bin: ±15%.

Un numero di parte completo include tipicamente questi codici bin per specificare l'esatta classe prestazionale.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene i dati grafici specifici siano referenziati nella scheda tecnica, le relazioni tipiche possono essere descritte:

• Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V):Il materiale AlInGaP presenta una caratteristica tensione di soglia intorno a 1.7-2.3V, dopo la quale la corrente aumenta esponenzialmente con la tensione. Un driver a corrente costante è essenziale per un'emissione luminosa stabile.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:L'intensità generalmente aumenta linearmente con la corrente nell'intervallo operativo raccomandato (fino a 20mA). Superare la corrente massima porta a un calo di efficienza e a una degradazione accelerata.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Come tutti i LED, l'emissione luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Una corretta gestione termica nel progetto del PCB è cruciale per mantenere una luminosità costante e la longevità.
• Distribuzione Spettrale:Lo spettro di emissione è centrato intorno a 639 nm (picco) con una tipica larghezza a metà altezza di 20 nm, caratteristica dei LED rossi AlInGaP, che offrono alta efficienza e una buona saturazione del colore.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LTST-C193KRKT-5A presenta un package chip-scale extra-sottile.

• Altezza del Package (H):Massimo 0.35 mm. Questo profilo ultra-basso è critico per applicazioni in dispositivi sottili come smartphone, tablet e display ultra-sottili.
• Footprint:Il package rispetta le dimensioni standard EIA (Electronic Industries Alliance) per i LED chip, garantendo compatibilità con i land pattern PCB standard e i sistemi di ispezione ottica automatizzata (AOI).

5.2 Identificazione della Polarità e Progetto dei Pad

La scheda tecnica include un disegno dimensionale dettagliato. La polarità è tipicamente indicata da una marcatura sulla parte superiore del package o da un disegno asimmetrico dei pad (il pad del catodo può essere più grande o di forma unica). Viene fornito un layout suggerito per i pad di saldatura per garantire la formazione affidabile del giunto saldato e un corretto allineamento durante la rifusione. Lo spessore raccomandato per lo stencil per l'applicazione della pasta saldante è un massimo di 0.10mm.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Il LED è compatibile con i processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR), in particolare quelli progettati per pasta saldante senza piombo (Pb-free). Viene fornito un profilo suggerito, che generalmente segue gli standard JEDEC:

• Pre-riscaldamento:Rampa dalla temperatura ambiente a 150-200°C.
• Tempo di Soak/Pre-riscaldamento:Massimo 120 secondi per attivare il flussante e omogeneizzare la temperatura del circuito.
• Rifusione (Liquidus):La temperatura di picco non deve superare i 260°C.
• Tempo Sopra il Liquidus (TAL):La durata a o sopra il punto di fusione della saldatura deve essere controllata, con un massimo di 10 secondi alla temperatura di picco.
• Numero di Cicli di Rifusione:Massimo due volte.

Poiché i profili termici dipendono dal progetto specifico del PCB, dalla pasta saldante e dal forno, il profilo fornito dovrebbe essere utilizzato come riferimento, ed è raccomandata una caratterizzazione a livello di scheda.

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 pad.
• Numero di Volte:Una volta sola. Riscaldamenti ripetuti possono danneggiare il LED o il giunto saldato.

6.3 Pulizia

Dovrebbero essere utilizzati solo agenti di pulizia specificati. Prodotti chimici non specificati potrebbero danneggiare il package in plastica.

• Agenti Raccomandati:Alcool etilico o alcol isopropilico.
• Procedura:Immergere il LED a temperatura ambiente per meno di un minuto se è necessaria la pulizia dopo la saldatura.

6.4 Conservazione e Manipolazione

• Precauzioni ESD (Scarica Elettrostatica):I LED sono sensibili all'ESD. Utilizzare braccialetti antistatici, tappetini antistatici e apparecchiature correttamente messe a terra durante la manipolazione.
• Sensibilità all'Umidità:Il package è sensibile all'umidità.
  • Confezione Sigillata:Conservare a ≤30°C e ≤90% UR. Utilizzare entro un anno.
  • Confezione Aperta:Per i componenti rimossi dalla busta anti-umidità, l'ambiente di conservazione non deve superare i 30°C / 60% UR. Si raccomanda di completare la rifusione IR entro 672 ore (28 giorni).
  • Conservazione Prolungata/Baking:Se esposti per più di 672 ore, è richiesto un baking a circa 60°C per almeno 20 ore prima della saldatura per prevenire il fenomeno del "popcorning" durante la rifusione.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

Il prodotto è fornito per l'assemblaggio automatizzato.

• Larghezza del Nastro Portante:8 mm.
• Diametro della Bobina:7 pollici.
• Quantità per Bobina:5000 pezzi.
• Quantità Minima d'Ordine (MOQ):500 pezzi per quantità residue.
• Standard di Imballaggio:Conforme alle specifiche ANSI/EIA-481. Le tasche vuote sono sigillate con nastro coprente.
• Qualità:Il numero massimo di componenti mancanti consecutivi nel nastro è due.

8. Note Applicative e Considerazioni di Progetto

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Il profilo ultra-sottile e l'alta luminosità rendono questo LED adatto per:

• Retroilluminazione:Retroilluminazione di tastiere, icone o piccoli display in telefoni cellulari, telecomandi ed elettronica di consumo portatile.
• Indicatori di Stato:Indicatori di alimentazione, carica, connettività e stato operativo in un'ampia gamma di dispositivi.
• Indicatori su Pannello:Illuminazione di pulsanti, interruttori e simboli su pannelli di controllo.
• Elettronica di Consumo:Illuminazione generale e segnalazione in elettrodomestici, apparecchiature per ufficio e dispositivi di comunicazione.

Nota Importante:La scheda tecnica specifica che questi LED sono destinati a equipaggiamenti elettronici ordinari. Per applicazioni che richiedono un'affidabilità eccezionale dove un guasto potrebbe mettere in pericolo la vita o la salute (aviazione, medicale, sistemi di sicurezza), è richiesta la consultazione con il produttore prima dell'integrazione nel progetto.

8.2 Metodo di Pilotaggio e Progetto del Circuito

Un LED è un dispositivo pilotato in corrente. Per garantire un'intensità luminosa uniforme e prevenire danni, deve essere pilotato da una corrente controllata, non da una tensione.

• Pilotaggio a Corrente Costante:Il metodo preferito. Utilizzare un driver IC dedicato per LED o un semplice circuito limitatore di corrente.
• Resistenza Limitante di Corrente:Quando si utilizza una sorgente di tensione (V_CC), una resistenza in serie (R_S) è obbligatoria. Calcolarla utilizzando la Legge di Ohm: R_S= (V_CC- V_F) / I_F. Utilizzare il valore massimo di V_Fdal bin per garantire che I_Fnon superi il limite anche con variazioni da unità a unità.
• Dimming PWM:Per il controllo della luminosità, la Modulazione di Larghezza di Impulso (PWM) è efficace. Assicurarsi che la frequenza sia abbastanza alta da evitare sfarfallio visibile (tipicamente >100Hz).

8.3 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (50mW max), un corretto progetto termico estende la durata di vita e mantiene la stabilità del colore.

• Layout del PCB:Utilizzare pad con termorilievo collegati a una zona di rame per aiutare a dissipare il calore.
• Evitare il Sovrapilotaggio:Operare a o vicino alla corrente continua massima (20mA) genererà più calore. Ridurre la corrente operativa (es. a 10-15mA) migliora significativamente la longevità e l'affidabilità.

9. Panoramica sulla Tecnologia e i Materiali

9.1 Tecnologia a Semiconduttore AlInGaP

Il LTST-C193KRKT-5A utilizza un chip AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio). Questo sistema di materiali è rinomato per produrre LED ad alta efficienza nelle gamme di lunghezza d'onda ambra, rossa e arancione. Rispetto a tecnologie più vecchie come il GaAsP, l'AlInGaP offre un'efficienza luminosa significativamente più alta (più luce per watt elettrico), una migliore stabilità termica e un'affidabilità a lungo termine superiore. Il materiale della lente "water clear" permette di vedere il vero colore del chip, risultando in un aspetto rosso saturo.

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 singola lunghezza d'onda alla quale il LED emette la massima potenza ottica. È una misura fisica dallo spettro.
Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):Un valore calcolato dalle coordinate colore CIE che rappresenta il colore percepito. Per una sorgente monocromatica, sono identiche. Per i LED con una larghezza spettrale, λ_dè ciò che l'occhio umano percepisce come colore, ed è il parametro standard utilizzato per il binning del colore.

10.2 Posso utilizzare un'alimentazione a 3.3V per pilotare direttamente questo LED?

No, non deve essere collegato direttamente.Con una V_Ftipica di ~2.0V, collegarlo a 3.3V senza una resistenza limitatrice di corrente causerebbe un flusso di corrente eccessivo, distruggendo il LED quasi istantaneamente. Utilizzare sempre una resistenza in serie o un driver a corrente costante.

10.3 Perché c'è una durata di 672 ore (28 giorni) dopo l'apertura della busta?

Il package in plastica del LED assorbe umidità dall'aria. Durante il processo di saldatura a rifusione ad alta temperatura, questa umidità intrappolata può vaporizzarsi rapidamente, creando una pressione interna che può incrinare il package ("popcorning"). Il limite di 672 ore è il tempo in cui il componente può essere esposto alle condizioni ambientali della fabbrica (≤30°C/60% UR) prima che questo rischio diventi inaccettabile. Oltre questo tempo, è richiesto il baking per rimuovere l'umidità.

10.4 Come seleziono il Codice Bin corretto?

La selezione dipende dai requisiti della tua applicazione:

• Per uniformità di luminosità in un array:Specificare lo stesso Bin di Intensità Luminosa (K, L, M, N) per tutte le unità. Potresti anche voler specificare lo stesso Bin di Tensione Diretta (E2, E3, E4) se utilizzi uno schema di pilotaggio con resistenza semplice.
• Per applicazioni sensibili al costo:Un bin più ampio (es. K-N) potrebbe essere accettabile e più economico.
• Per requisiti di colore precisi:Assicurarsi che la specifica della Lunghezza d'Onda Dominante soddisfi le tue esigenze. La scheda tecnica fornisce un valore tipico; per applicazioni critiche sul colore, consultare il produttore per informazioni dettagliate sul binning della cromaticità.