Scheda Tecnica LED SMD LTST-C194KGKT - Dimensioni 1.6x0.8x0.3mm - Tensione 1.8-2.4V - Colore Verde - Potenza 75mW - Documentazione Tecnica in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTST-C194KGKT è un LED Chip a montaggio superficiale (SMD) progettato per applicazioni elettroniche moderne e compatte. La sua principale collocazione è come componente indicatore o di retroilluminazione ad alta luminosità e profilo ultra-basso. Il vantaggio principale di questo prodotto risiede nella sua altezza del package eccezionalmente ridotta, di soli 0,30 millimetri, che ne consente l'uso in progetti con vincoli di spazio come dispositivi mobili ultra-sottili, indossabili e pannelli a illuminazione laterale. Si tratta di un LED verde che utilizza la tecnologia a semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio), nota per l'alta efficienza e la buona purezza del colore. Il mercato target include l'elettronica di consumo, i pannelli di controllo industriali, l'illuminazione interna automobilistica e le applicazioni generiche di indicazione dove sono obbligatorie prestazioni affidabili e la conformità RoHS.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo è classificato per una dissipazione di potenza massima di 75 mW a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. La corrente diretta continua massima assoluta è di 30 mA, mentre è ammessa una corrente di picco più elevata di 80 mA in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0.1ms). Questa distinzione è fondamentale per il progetto: il limite di 30mA è per il funzionamento continuo, mentre il valore di 80mA consente brevi impulsi ad alta intensità negli schemi di pilotaggio multiplexati. La tensione inversa massima è di 5V, un livello di protezione standard. Gli intervalli di temperatura di funzionamento e di stoccaggio sono rispettivamente -30°C a +85°C e -40°C a +85°C, indicando prestazioni robuste in un ampio range ambientale. La condizione di saldatura a infrarossi è specificata a 260°C per 10 secondi, un profilo standard per i processi di rifusione senza piombo (Pb-free).

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Misurati a Ta=25°C e una corrente di test standard (IF) di 20mA, i parametri chiave definiscono le prestazioni del LED. L'intensità luminosa (Iv) ha un range tipico da 18,0 a 112,0 millicandele (mcd). Questa ampia gamma è gestita attraverso un sistema di binning. L'angolo di visione (2θ1/2) è di 130 gradi, fornendo un pattern di emissione molto ampio e diffuso, adatto per l'illuminazione di aree piuttosto che per fasci focalizzati. La lunghezza d'onda di picco di emissione (λP) è tipicamente 574 nm. La lunghezza d'onda dominante (λd), che definisce il colore percepito, varia da 567,5 nm a 576,5 nm a 20mA, corrispondente a una tonalità di verde puro. La semilarghezza della linea spettrale (Δλ) è di 15 nm, indicando una larghezza di banda spettrale relativamente stretta e una buona saturazione del colore. La tensione diretta (VF) varia da 1,80V a 2,40V a 20mA, dato importante per calcolare i valori delle resistenze in serie e progettare l'alimentazione. La corrente inversa (IR) è al massimo di 10 μA a una tensione inversa (VR) di 5V, indicando buone caratteristiche della giunzione.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto utilizza un sistema di binning bidimensionale per garantire la coerenza di colore e luminosità all'interno di un'applicazione. Questo è cruciale per le applicazioni che utilizzano più LED dove è richiesta uniformità visiva.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa è categorizzata in quattro bin (M, N, P, Q) misurati in mcd a 20mA. Ogni bin ha un valore minimo e massimo: M (18,0-28,0), N (28,0-45,0), P (45,0-71,0), Q (71,0-112,0). A ogni bin di intensità è applicata una tolleranza di +/-15%. I progettisti devono specificare il codice bin richiesto per garantire il livello di luminosità per la loro applicazione.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Il colore (lunghezza d'onda dominante) è anch'esso suddiviso in tre codici: C (567,5-570,5 nm), D (570,5-573,5 nm) ed E (573,5-576,5 nm). Per ogni bin di lunghezza d'onda è mantenuta una stretta tolleranza di +/- 1 nm. Combinando un codice di bin di intensità e un codice di bin di lunghezza d'onda, è possibile selezionare un sottoinsieme specifico e consistente delle prestazioni del prodotto LTST-C194KGKT.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene nel datasheet siano referenziate curve grafiche specifiche (es. Fig.1, Fig.6), il loro comportamento tipico può essere descritto in base alla tecnologia. La relazione tra corrente diretta (IF) e intensità luminosa (Iv) è generalmente lineare nell'intervallo operativo, il che significa che la luminosità aumenta proporzionalmente con la corrente fino al valore massimo nominale. La tensione diretta (VF) ha un coefficiente di temperatura negativo; diminuisce leggermente all'aumentare della temperatura di giunzione. Anche la lunghezza d'onda dominante (λd) può subire una leggera variazione (tipicamente verso lunghezze d'onda maggiori) con l'aumento della temperatura di giunzione, una caratteristica comune dei LED a semiconduttore. La curva dell'ampio angolo di visione di 130 gradi implica un pattern di emissione quasi Lambertiano, dove l'intensità è massima al centro e diminuisce gradualmente verso i bordi.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED presenta un footprint di package standard EIA. Le dimensioni chiave includono una lunghezza e una larghezza tipiche, con la caratteristica distintiva dell'altezza ultra-sottile di 0,30 mm. Tutte le tolleranze dimensionali sono tipicamente ±0,10 mm salvo diversa specifica. Il materiale della lente è trasparente (water-clear), il che permette l'emissione del colore verde nativo del chip AlInGaP senza filtri o diffusione del colore, massimizzando l'output luminoso.

5.2 Progetto dei Pad di Saldatura e Polarità

Il datasheet include le dimensioni consigliate per i pad di saldatura per garantire una corretta formazione del giunto saldato e stabilità meccanica durante la rifusione. Viene fornito uno spessore massimo consigliato dello stencil di 0,10mm per l'applicazione della pasta saldante. Il componente ha marcature per anodo e catodo; la polarità corretta deve essere osservata durante il posizionamento per garantire il corretto funzionamento. Il progetto dei pad facilita una buona bagnabilità della saldatura e aiuta l'auto-allineamento del componente durante la rifusione.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Rifusione (Reflow)

Viene fornito un profilo di rifusione a infrarossi (IR) suggerito, conforme agli standard JEDEC per processi senza piombo. I parametri chiave includono una zona di pre-riscaldamento (150-200°C), un tempo di pre-riscaldamento (max 120 sec), una temperatura di picco (max 260°C) e un tempo sopra il liquido (tempo specifico alla temperatura di picco, max 10 sec). Questo profilo è fondamentale per prevenire shock termici, garantire una corretta rifusione della saldatura ed evitare danni al package del LED o al die semiconduttore.

6.2 Condizioni di Stoccaggio e Manipolazione

I LED sono sensibili all'umidità. Quando si trovano nell'imballaggio di fabbrica sigillato con essiccante, dovrebbero essere stoccati a ≤30°C e ≤90% UR e utilizzati entro un anno. Una volta aperta la busta anti-umidità, l'ambiente di stoccaggio non deve superare i 30°C e il 60% UR. I componenti esposti alle condizioni ambientali per più di 672 ore (28 giorni) sono raccomandati per essere sottoposti a "baking" a circa 60°C per almeno 20 ore prima della saldatura, per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire il fenomeno del "popcorning" durante la rifusione.

6.3 Pulizia

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

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

Il prodotto è fornito in confezione a nastro e bobina (tape-and-reel) compatibile con le attrezzature automatiche pick-and-place. La larghezza del nastro è di 8mm, avvolto su bobine da 7 pollici (178mm) di diametro. Ogni bobina contiene 5000 pezzi. Per quantità minori, è disponibile una quantità minima di imballaggio di 500 pezzi per lotti residui. Le specifiche del nastro e della bobina seguono gli standard ANSI/EIA 481-1-A-1994. L'imballaggio include un nastro di copertura superiore per sigillare le tasche vuote e il numero massimo di componenti mancanti consecutivi nel nastro è due.

8. Raccomandazioni Applicative

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è ideale per indicatori di stato su laptop, tablet e smartphone ultra-sottili. Si presta bene come retroilluminazione per interruttori a membrana, tastierini e piccoli display grafici nei controlli industriali o nei dispositivi medici. Il suo ampio angolo di visione lo rende adatto per l'illuminazione generale di pannelli dove è necessaria una luce uniforme e diffusa.

8.2 Considerazioni per il Progetto del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire una luminosità uniforme, specialmente quando più LED sono collegati in parallelo, si raccomanda vivamente di utilizzare una resistenza limitatrice di corrente individuale in serie con ciascun LED. Non è consigliabile pilotare i LED direttamente da una sorgente di tensione senza limitazione di corrente, poiché piccole variazioni nella tensione diretta possono portare a differenze significative nella corrente e, di conseguenza, nella luminosità. Il valore della resistenza in serie (R) può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, dove Vcc è la tensione di alimentazione, VF è la tensione diretta del LED (usare il valore massimo per il calcolo della corrente nel caso peggiore) e IF è la corrente diretta desiderata (≤30mA DC).

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Il principale fattore di differenziazione del LTST-C194KGKT è la sua altezza di 0,30mm, significativamente inferiore a quella di molti LED chip standard (spesso 0,6mm o più). Ciò ne consente l'integrazione in dispositivi sottili di prossima generazione. L'uso della tecnologia AlInGaP per la luce verde offre un'efficienza più elevata e una migliore stabilità termica rispetto a tecnologie più datate come il tradizionale GaP. La combinazione di un ampio angolo di visione di 130 gradi e di una lente trasparente fornisce un punto luminoso verde puro con una buona visibilità anche da angoli fuori asse, a differenza delle lenti diffuse che disperdono maggiormente la luce ma riducono l'intensità di picco.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D: Qual è la differenza tra lunghezza d'onda di picco e lunghezza d'onda dominante?

R: La lunghezza d'onda di picco (λP) è la lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica in uscita è massima. La lunghezza d'onda dominante (λd) è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano, calcolata dal diagramma di cromaticità CIE. La λd è più rilevante per la specifica del colore.

D: Posso pilotare questo LED a 30mA in modo continuo?

R: Sì, 30mA è la corrente diretta continua massima nominale. Per una longevità e affidabilità ottimali, è spesso raccomandato operare a una corrente inferiore, come 20mA (la condizione di test).

D: Perché il binning è importante?

R: Le variazioni di produzione causano lievi differenze di luminosità e colore. Il binning suddivide i LED in gruppi con caratteristiche strettamente controllate. Specificare un codice bin garantisce la coerenza visiva quando si utilizzano più LED in un singolo prodotto.

D: Come interpreto il bin "Q" per l'intensità luminosa?

R: Il bin "Q" contiene i LED con la luminosità più elevata, che varia da 71,0 a 112,0 mcd a 20mA. È garantito che qualsiasi LED del bin Q rientrerà in questo intervallo (con una tolleranza di +/-15% sulle singole unità).

11. Caso Pratico di Progetto e Utilizzo

Si consideri la progettazione di un pannello indicatore di stato per un router di rete che richiede dieci LED verdi. Per garantire che tutte e dieci le luci appaiano identiche in luminosità e colore, il progettista specificherebbe il LTST-C194KGKT con una combinazione di bin specifica, ad esempio, bin di intensità "P" e bin di lunghezza d'onda "D". Ogni LED sarebbe pilotato da un'alimentazione a 5V attraverso una resistenza in serie separata. Calcolando il valore della resistenza utilizzando la VF massima (2,4V) e una IF target di 20mA: R = (5V - 2,4V) / 0,020A = 130 Ohm. Si potrebbe utilizzare una resistenza standard da 130Ω o 150Ω. Il profilo ultra-sottile consente al PCB di essere posizionato molto vicino al sottile alloggiamento in plastica del router. L'ampio angolo di visione garantisce che l'indicatore sia visibile da varie angolazioni in una stanza.

12. Introduzione al Principio Tecnologico

Questo LED si basa su materiale semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) cresciuto su un substrato. Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del semiconduttore, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega AlInGaP determina l'energia del bandgap, che corrisponde direttamente alla lunghezza d'onda (colore) della luce emessa – in questo caso, verde. Il package epossidico trasparente funge da lente, modellando l'output luminoso e fornendo protezione ambientale per il delicato chip semiconduttore e i bonding wires.

13. Tendenze e Sviluppi del Settore

La tendenza nei LED SMD continua verso la miniaturizzazione, una maggiore efficienza e un'affidabilità superiore. Le altezze dei package stanno diminuendo per consentire prodotti finali più sottili. I miglioramenti di efficienza (più lumen per watt) riducono il consumo energetico e la generazione di calore. C'è anche un focus su tolleranze di binning più strette e un miglioramento della coerenza del colore tra i lotti di produzione. Inoltre, la compatibilità con i processi di assemblaggio automatizzati e i profili di saldatura ad alta temperatura e senza piombo rimane un requisito fondamentale per un'ampia adozione nel mercato della produzione elettronica globale.