LTST-C191KRKT SMD LED Scheda Tecnica - Dimensione 1.6x0.8x0.55mm - Tensione 2.4V - Potenza 75mW - Colore Rosso - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTST-C191KRKT è un diodo a emissione luminosa (LED) per montaggio superficiale (SMD) progettato per applicazioni elettroniche moderne con vincoli di spazio. Appartiene alla categoria dei LED chip ultrasottili, offrendo un vantaggio significativo nelle applicazioni dove lo spessore è un fattore critico di progetto.

Vantaggi Principali:Il vantaggio primario di questo componente è il suo spessore eccezionalmente ridotto di 0.55mm, che lo rende adatto per l'elettronica di consumo ultrasottile, i dispositivi indossabili e le applicazioni di indicazione dietro pannelli sottili. Utilizza un materiale semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio, Indio e Gallio), noto per produrre luce rossa ad alta efficienza con buona luminosità e purezza del colore. Il dispositivo è pienamente conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose), qualificandosi come prodotto "verde" per i mercati globali.

Mercato di Riferimento:Questo LED è destinato ad applicazioni che richiedono indicatori affidabili e luminosi con un ingombro minimo. Casi d'uso tipici includono indicatori di stato in smartphone, tablet, laptop, gruppi strumenti per cruscotti automobilistici, pannelli di controllo industriali ed elettrodomestici. La sua compatibilità con le attrezzature di posizionamento automatico e i processi di saldatura a rifusione a infrarossi lo rende ideale per linee di produzione automatizzate ad alto volume.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e oggettiva dei principali parametri elettrici, ottici e termici specificati nella scheda tecnica.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non sono destinati al funzionamento normale.

• Dissipazione di Potenza (Pd):75 mW. Questa è la massima quantità di potenza che il package del LED può dissipare come calore a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. Superare questo limite rischia di surriscaldare la giunzione del semiconduttore, portando a un degrado accelerato o a un guasto catastrofico.
• Corrente Diretta Continua (IF):30 mA. La massima corrente diretta continua che può essere applicata. Per un funzionamento affidabile a lungo termine, è pratica standard pilotare il LED al di sotto di questo massimo, spesso alla tipica condizione di test di 20mA.
• Corrente Diretta di Picco:80 mA (con ciclo di lavoro 1/10, larghezza di impulso 0.1ms). Questo valore consente brevi impulsi ad alta corrente, utili per schemi di multiplexing o per ottenere momentanea alta luminosità, ma la corrente media deve comunque rispettare il valore DC.
• Tensione Inversa (VR):5 V. Applicare una tensione di polarizzazione inversa superiore a questo valore può causare l'immediata rottura e la distruzione della giunzione PN del LED.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento e Stoccaggio:-55°C a +85°C. Questo ampio intervallo garantisce la funzionalità del componente e l'integrità durante lo stoccaggio in condizioni ambientali severe, dai congelatori industriali agli interni caldi delle automobili.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri, misurati a Ta=25°C e IF=20mA (salvo diversa indicazione), definiscono le prestazioni del dispositivo in condizioni operative normali.

• Intensità Luminosa (Iv):54.0 mcd (Tipico), con un intervallo da 18.0 mcd (Min) a 180.0 mcd (Max). Questo ampio intervallo è gestito attraverso un sistema di binning (vedi Sezione 3). L'intensità luminosa è misurata utilizzando un sensore filtrato per corrispondere alla risposta fotopica dell'occhio umano (curva CIE).
• Angolo di Visione (2θ1/2):130 gradi (Tipico). Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del valore misurato sull'asse (0°). Un angolo di 130° indica un pattern di visione molto ampio, adatto per indicatori che devono essere visti da posizioni fuori asse.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λP):639 nm (Tipico). Questa è la lunghezza d'onda alla quale l'emissione spettrale di potenza è massima. Definisce la tonalità percepita della luce rossa.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):631 nm (Tipico a IF=20mA). Questa è una quantità colorimetrica derivata dal diagramma di cromaticità CIE. Rappresenta la singola lunghezza d'onda di una luce monocromatica che corrisponderebbe al colore del LED. Spesso è un parametro più rilevante per la specifica del colore rispetto alla lunghezza d'onda di picco.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):20 nm (Tipico). Questa è la larghezza di banda spettrale misurata a metà dell'intensità massima (Full Width at Half Maximum - FWHM). Un valore di 20nm indica un'emissione spettrale relativamente stretta, caratteristica della tecnologia AlInGaP, che risulta in un colore rosso saturo.
• Tensione Diretta (VF):2.4 V (Tipico), con un massimo di 2.4V e un minimo di 2.0V a 20mA. Questa è la caduta di tensione ai capi del LED durante il funzionamento. È cruciale per progettare il circuito di limitazione della corrente. La scheda tecnica riporta una derating della corrente diretta sopra i 50°C di 0.4 mA/°C, il che significa che la massima corrente DC consentita diminuisce all'aumentare della temperatura per prevenire il surriscaldamento.
• Corrente Inversa (IR):10 μA (Max) a VR=5V. Questa è la piccola corrente di dispersione che scorre quando il dispositivo è polarizzato inversamente entro il suo valore massimo.
• Capacità (C):40 pF (Tipico) a VF=0V, f=1MHz. Questa capacità parassita può essere rilevante in applicazioni di commutazione ad alta velocità o multiplexing.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per gestire le variazioni naturali nel processo di produzione dei semiconduttori, i LED vengono suddivisi in bin di prestazione. Il LTST-C191KRKT utilizza un sistema di binning principalmente per l'intensità luminosa.

Binning dell'Intensità Luminosa:I LED sono categorizzati in cinque bin (M, N, P, Q, R) in base alla loro intensità luminosa misurata a 20mA. Ogni bin ha un valore minimo e massimo definito (es., Bin M: 18.0-28.0 mcd, Bin R: 112.0-180.0 mcd). La scheda tecnica specifica una tolleranza di +/-15% su ogni bin di intensità. Questo sistema consente ai progettisti di selezionare LED con luminosità coerente per la loro applicazione. Ad esempio, un prodotto che richiede un'illuminazione uniforme del pannello specificherebbe LED da un singolo bin stretto (es., Bin P o Q), mentre un'applicazione sensibile al costo con un matching di luminosità meno critico potrebbe utilizzare un mix più ampio.

La scheda tecnica non indica un binning separato per la lunghezza d'onda dominante o la tensione diretta nel contenuto fornito, suggerendo che questi parametri sono controllati per rientrare negli intervalli min/tip/max pubblicati senza ulteriori codici di ordinamento per questo specifico numero di parte.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene i grafici specifici non siano riprodotti nel testo, la scheda tecnica fa riferimento a curve caratteristiche tipiche. Basandoci sul comportamento standard dei LED e sui parametri forniti, possiamo analizzare le tendenze attese:

• Curva I-V (Corrente-Tensione):La tensione diretta (VF) ha un valore tipico di 2.4V a 20mA. La curva mostrerebbe una relazione esponenziale, con pochissima corrente che scorre al di sotto della tensione di "accensione" (~1.8-2.0V per AlInGaP), dopo di che la corrente aumenta rapidamente con un piccolo aumento di tensione. Ciò sottolinea perché i LED devono essere pilotati con una sorgente di corrente o una sorgente di tensione con una resistenza di limitazione della corrente in serie.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta (Iv-IF):L'intensità luminosa è approssimativamente proporzionale alla corrente diretta nell'intervallo di funzionamento normale. Pilotare il LED a una corrente inferiore a 20mA ridurrà la luminosità proporzionalmente, mentre pilotarlo a una corrente più alta (fino al massimo assoluto) aumenterà la luminosità ma genererà anche più calore e potenzialmente ridurrà la durata di vita.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente (Iv-Ta):L'emissione luminosa dei LED AlInGaP tipicamente diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. Ciò è dovuto alla ridotta efficienza quantistica interna a temperature più elevate. La specifica di derating (0.4 mA/°C sopra i 50°C) è una misura diretta per contrastare questo effetto termico sulle prestazioni e sull'affidabilità.
• Distribuzione Spettrale:Lo spettro mostrerebbe un singolo picco centrato intorno a 639 nm (λP) con una larghezza stretta di 20 nm (Δλ), confermando l'emissione di colore rosso puro.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED è confezionato in un package standard per montaggio superficiale conforme EIA (Electronic Industries Alliance). La caratteristica meccanica chiave è la sua altezza di 0.55 mm (H), che lo qualifica come "Super Sottile". Le altre dimensioni primarie (lunghezza e larghezza) sono tipiche per un LED chip di questa classe, probabilmente intorno a 1.6mm x 0.8mm, sebbene il disegno esatto sia referenziato nella scheda tecnica. Tutte le tolleranze dimensionali sono ±0.10 mm salvo diversa specifica.

5.2 Identificazione della Polarità e Progetto dei Pad

La scheda tecnica include un suggerimento per le dimensioni dei pad di saldatura. Un layout corretto dei pad è critico per una saldatura affidabile e per prevenire l'effetto "tombstoning". Il catodo (lato negativo) è tipicamente contrassegnato, spesso da una tinta verde sul corpo del package o da una tacca/smussatura. Il progetto del pad raccomandato includerà pattern di alleggerimento termico per garantire un riscaldamento uniforme durante la rifusione e una connessione meccanica stabile.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Il rispetto di queste linee guida è essenziale per mantenere l'affidabilità del dispositivo e prevenire danni durante il processo di assemblaggio.

• Saldatura a Rifusione:Il LED è compatibile con i processi di rifusione a infrarossi. La condizione specificata è una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 5 secondi. È raccomandata una fase di pre-riscaldamento a 150-200°C per un massimo di 120 secondi per minimizzare lo shock termico. Il dispositivo non dovrebbe essere sottoposto a più di due cicli di rifusione.
• Saldatura Manuale:Se necessario, può essere utilizzato un saldatore con una temperatura massima della punta di 300°C e un tempo di saldatura non superiore a 3 secondi per terminale. Questa dovrebbe essere un'operazione una tantum.
• Pulizia:Dovrebbero essere utilizzati solo agenti di pulizia specificati. La scheda tecnica raccomanda l'immersione in alcol etilico o isopropilico a temperatura normale per meno di un minuto se è necessaria la pulizia. Prodotti chimici non specificati potrebbero danneggiare la lente in plastica o il package in epossidico.
• Stoccaggio:I LED dovrebbero essere stoccati in un ambiente non superiore a 30°C e al 60% di umidità relativa. Una volta rimossi dalla loro confezione originale a barriera di umidità, dovrebbero essere sottoposti a rifusione IR entro 672 ore (28 giorni, MSL 2a). Per uno stoccaggio più lungo fuori dalla busta originale, devono essere conservati in un contenitore sigillato con essiccante o in un essiccatore a azoto. Se stoccati oltre le 672 ore, è richiesta una cottura a 60°C per almeno 20 ore prima della saldatura per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire l'effetto "popcorning" durante la rifusione.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

Il LTST-C191KRKT è fornito in imballaggio standard del settore per l'assemblaggio automatizzato.

• Nastro e Bobina:I dispositivi sono confezionati in nastro portacomponenti goffrato da 8mm di larghezza su bobine da 13 pollici (330mm) di diametro.
• Quantità di Imballo:Le bobine standard contengono 5000 pezzi. Per quantità inferiori a una bobina intera, è disponibile una quantità minima di imballo di 500 pezzi per i rimanenti.
• Standard di Imballaggio:L'imballaggio è conforme alle specifiche ANSI/EIA-481. Il nastro utilizza una copertura superiore per sigillare le tasche vuote dei componenti. Il numero massimo consentito di componenti mancanti consecutivi ("lampade mancanti") nel nastro è due.

8. Note Applicative e Considerazioni di Progetto

8.1 Progetto del Circuito di Pilotaggio

Un LED è un dispositivo operato a corrente. La sua luminosità è controllata dalla corrente diretta, non dalla tensione. Per garantire una luminosità uniforme quando si pilotano più LED, specialmente in parallelo, èfortemente raccomandatoutilizzare una resistenza di limitazione della corrente dedicata in serie con ciascun LED (Modello di Circuito A).

Modello di Circuito A (Raccomandato):[Vcc] -- [Resistenza] -- [LED] -- [GND]. Questa configurazione compensa la variazione naturale della tensione diretta (VF) tra i singoli LED. Anche con la stessa tensione applicata, i LED con una VF leggermente inferiore assorbirebbero più corrente e apparirebbero più luminosi se collegati in parallelo senza resistenze individuali.

Modello di Circuito B (Non Raccomandato per il Parallelo):Sconsigliato collegare più LED direttamente in parallelo a una singola resistenza di limitazione della corrente. Le differenze nelle caratteristiche I-V causeranno un "accaparramento" di corrente, dove un LED assorbe la maggior parte della corrente, portando a luminosità non uniforme e potenziale sovrastress di un dispositivo.

8.2 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche. Il danno da ESD potrebbe non causare un guasto immediato ma può degradare le prestazioni, portando ad alta corrente di dispersione inversa, bassa tensione diretta o mancata illuminazione a basse correnti.

Misure di Prevenzione:

• Utilizzare braccialetti conduttivi o guanti antistatici quando si maneggiano i LED.
• Assicurarsi che tutte le postazioni di lavoro, le attrezzature e i rack di stoccaggio siano correttamente messi a terra.
• Utilizzare un ionizzatore per neutralizzare la carica statica che potrebbe accumularsi sulla lente in plastica durante la manipolazione.

Test per Danni da ESD:I LED sospetti possono essere testati controllando l'illuminazione e misurando la tensione diretta (Vf) a una corrente molto bassa (es., 0.1mA). Per questo prodotto AlInGaP, un LED "buono" dovrebbe avere una Vf > 1.4V a 0.1mA. Una Vf significativamente più bassa o nessuna emissione di luce indica un potenziale danno da ESD.

8.3 Ambito Applicativo e Affidabilità

La scheda tecnica specifica che questo LED è destinato a equipaggiamenti elettronici ordinari (attrezzature per ufficio, comunicazioni, elettrodomestici). Per applicazioni che richiedono un'affidabilità eccezionale dove un guasto potrebbe mettere a rischio la vita o la salute (aviazione, dispositivi medici, sistemi di sicurezza), è richiesta la consultazione con il produttore prima dell'integrazione nel progetto. Il documento fa riferimento a test di affidabilità standard (test di resistenza) condotti secondo gli standard del settore per garantire la robustezza del prodotto in condizioni operative tipiche.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

La differenziazione primaria del LTST-C191KRKT risiede nella combinazione dei suoi attributi:

• vs. LED di Spessore Standard:La sua altezza di 0.55mm è un vantaggio chiave, abilitando progetti impossibili con LED tradizionali di altezza 1.0mm+.
• vs. Altre Tecnologie di LED Rossi:L'uso di AlInGaP, rispetto alle tecnologie più vecchie GaAsP o GaP, fornisce una maggiore efficienza luminosa (più luce emessa per mA), una migliore saturazione del colore (spettro più stretto) e prestazioni superiori a temperature elevate.
• vs. LED non Confezionati su Bobina:L'imballaggio su nastro e bobina da 8mm garantisce la compatibilità con le macchine pick-and-place ad alta velocità, un fattore critico per l'efficienza della produzione di massa rispetto all'imballaggio sfuso o su stick.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare questo LED direttamente da un'alimentazione logica a 3.3V o 5V?

R: No. Devi utilizzare una resistenza di limitazione della corrente in serie. Ad esempio, con un'alimentazione a 3.3V e una corrente target di 20mA (VF tip=2.4V), il valore della resistenza sarebbe R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 Ohm. Una resistenza standard da 47 Ohm sarebbe adatta.

D: Perché c'è un intervallo così ampio nell'intensità luminosa (18-180 mcd)?

R: Questo riflette la variazione naturale del processo. Il sistema di binning (da M a R) ti consente di acquistare LED garantiti all'interno di uno specifico intervallo di luminosità più stretto per le esigenze di coerenza della tua applicazione.

D: La temperatura di rifusione di 260°C è un requisito o un massimo?

R: È la massima temperatura di picco che il package può sopportare per 5 secondi. Un tipico profilo di rifusione salirà fino a un picco leggermente inferiore a questo (es., 245-250°C) per fornire un margine di sicurezza.

D: Come posso garantire una luminosità uniforme in un array multi-LED?

R: Utilizza il Modello di Circuito A: una resistenza di limitazione della corrente individuale per ciascun LED. Inoltre, specifica al tuo fornitore LED dello stesso bin di intensità.

11. Esempi Pratici di Progetto e Utilizzo

Esempio 1: LED di Notifica per Smartphone:Il profilo ultrasottile di 0.55mm consente a questo LED di essere posizionato dietro i display in vetro e OLED sempre più sottili degli smartphone moderni. Il suo ampio angolo di visione di 130° garantisce che il bagliore della notifica sia visibile anche quando il telefono è appoggiato piatto su un tavolo. Il progettista selezionerebbe un bin di intensità specifico (es., Bin P o Q) per ottenere il livello di luminosità desiderato e lo abbinerà a una resistenza di limitazione della corrente adatta pilotata dal PMIC (Power Management IC) del telefono.

Esempio 2: Retroilluminazione del Pannello di Controllo Climatizzatore Automobilistico:Più LED LTST-C191KRKT potrebbero essere utilizzati per retroilluminare pulsanti o icone. La loro compatibilità con la rifusione IR consente di saldarli sullo stesso PCB di altri componenti. L'ampio intervallo di temperatura di funzionamento (-55°C a +85°C) garantisce un funzionamento affidabile nell'abitacolo del veicolo in tutte le condizioni climatiche. Il progettista deve tenere conto del derating della corrente diretta alle alte temperature ambiente vicino alle prese d'aria del riscaldamento.

12. Introduzione al Principio Tecnico

Il LTST-C191KRKT è basato sulla tecnologia semiconduttore AlInGaP. Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione PN, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva. La loro ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica composizione degli strati di Alluminio, Indio, Gallio e Fosfuro nel cristallo semiconduttore determina l'energia del bandgap, che direttamente detta la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa – in questo caso, rosso a circa 639 nm. Il materiale della lente "Water Clear" è tipicamente una epossidica o silicone incolore che non altera il colore intrinseco del chip, permettendo alla luce rossa pura di passare efficientemente. Il package sottile è ottenuto attraverso tecniche avanzate di stampaggio e attacco del die che minimizzano la distanza tra il chip emettitore di luce e la parte superiore della lente.

13. Tendenze e Sviluppi del Settore

La tendenza nei LED per indicatori e retroilluminazione continua verso una maggiore efficienza, ingombri più piccoli e profili più bassi. L'altezza di 0.55mm di questo dispositivo rappresenta un passo nella tendenza alla miniaturizzazione guidata dall'elettronica di consumo. C'è anche una spinta continua verso una maggiore efficienza luminosa (più lumen per watt) anche per i piccoli LED di segnale, riducendo il consumo energetico nei dispositivi alimentati a batteria. Inoltre, l'integrazione è una tendenza, con alcune applicazioni che si muovono verso driver LED con regolazione di corrente integrata e diagnostica. Tuttavia, componenti discreti come il LTST-C191KRKT rimangono essenziali per la flessibilità di progetto, la convenienza in applicazioni ad alto volume e la loro affidabilità comprovata in package standardizzati compatibili con l'infrastruttura di assemblaggio globale.