Scheda Tecnica LED SMD LTST-C190TGKT-5A - Dimensione 1.6x0.8x0.6mm - Tensione 3.2V - Verde - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per un LED chip ad alta prestazione per montaggio superficiale. Il dispositivo è caratterizzato da un profilo eccezionalmente sottile, che lo rende adatto per applicazioni con severe restrizioni di altezza. Si tratta di un diodo emettitore di luce verde che utilizza la tecnologia a semiconduttore InGaN (Nitruro di Indio e Gallio), incapsulato in un package con lente trasparente. Il prodotto è progettato per la compatibilità con i moderni processi di assemblaggio automatizzato, inclusa la saldatura a rifusione a infrarossi, e rispetta gli standard ambientali come prodotto verde conforme alla direttiva RoHS.

I vantaggi principali di questo LED includono il suo fattore di forma ultra compatto, l'elevata intensità luminosa in uscita e la costruzione robusta adatta alla produzione di grandi volumi. I suoi mercati target principali sono l'elettronica di consumo, le luci spia, l'illuminazione di sfondo per piccoli display e qualsiasi applicazione che richieda una sorgente di luce verde affidabile, luminosa e miniaturizzata.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

I limiti operativi del dispositivo sono definiti a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. La massima corrente diretta continua (DC) è nominalmente di 20 mA. Per il funzionamento in impulso, è consentita una corrente diretta di picco di 100 mA sotto un rigoroso ciclo di lavoro di 1/10 con una larghezza di impulso di 0.1 ms. La dissipazione di potenza totale non deve superare i 76 mW. Il componente può operare entro un intervallo di temperatura da -20°C a +80°C e può essere conservato in ambienti da -30°C a +100°C. Fondamentalmente, è classificato per la saldatura a rifusione a infrarossi a una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Le metriche di prestazione chiave sono misurate a Ta=25°C e una corrente di test standard (IF) di 5 mA. L'intensità luminosa (Iv) ha un valore tipico di 60.0 millicandele (mcd), con un valore minimo specificato di 28.0 mcd. Ciò indica un'uscita luminosa adatta per indicatori visibili in pieno giorno. Il dispositivo presenta un angolo di visione (2θ1/2) molto ampio di 130 gradi, fornendo una distribuzione della luce ampia e uniforme.

Dal punto di vista elettrico, la tensione diretta (VF) misura tipicamente 3.20 volt, con un intervallo definito dal sistema di binning. La corrente inversa (IR) è specificata con un massimo di 10 μA quando viene applicata una tensione inversa (VR) di 5V, sebbene il dispositivo non sia progettato per il funzionamento in polarizzazione inversa. Otticamente, la lunghezza d'onda dominante (λd) è tipicamente di 525 nm, collocandola nello spettro verde, con una semilarghezza spettrale (Δλ) di 35 nm. La lunghezza d'onda di emissione di picco (λp) è di circa 530 nm.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione di massa, i LED vengono suddivisi in bin di prestazione. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfino specifici requisiti di tolleranza per la loro applicazione.

3.1 Binning della Tensione Diretta

Le unità sono categorizzate in base alla loro tensione diretta a 5mA. I codici bin D6, D7 e D8 rappresentano rispettivamente intervalli di tensione di 2.60-2.80V, 2.80-3.00V e 3.00-3.20V, ciascuno con una tolleranza di ±0.1V.

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa

I LED vengono binnati in base alla loro emissione luminosa a 5mA. I codici N, P, Q e R corrispondono rispettivamente a intervalli di intensità di 28.0-45.0 mcd, 45.0-71.0 mcd, 71.0-112.0 mcd e 112.0-180.0 mcd. A ciascun bin si applica una tolleranza di ±15%.

3.3 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Il colore (lunghezza d'onda) viene binnato per controllare la variazione di tonalità. I codici bin AP, AQ e AR coprono gli intervalli dello spettro verde di 520.0-525.0 nm, 525.0-530.0 nm e 530.0-535.0 nm, con una tolleranza stretta di ±1 nm per bin.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene specifiche curve grafiche siano referenziate nella scheda tecnica (ad es., Figura 1 per la distribuzione spettrale, Figura 5 per l'angolo di visione), i dati forniti consentono una comprensione analitica. La relazione tra corrente diretta e intensità luminosa è generalmente lineare entro l'intervallo operativo. La tensione diretta presenta un coefficiente di temperatura negativo, il che significa che diminuisce leggermente all'aumentare della temperatura di giunzione. La curva di distribuzione spettrale mostrerebbe un singolo picco centrato intorno a 530 nm con la semilarghezza dichiarata di 35 nm, confermando un'emissione di colore verde puro.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il LED è un package standard EIA con dimensioni ultra sottili. La caratteristica principale è la sua altezza di soli 0.80 mm. Disegni dimensionali dettagliati specificano la lunghezza, la larghezza, la spaziatura dei terminali e la geometria complessiva per garantire un corretto design dell'impronta sul PCB. Il package utilizza un materiale per lente trasparente. La polarità è indicata dalla struttura fisica del componente, tipicamente con un segno per il catodo. Vengono fornite le dimensioni consigliate per le piazzole di saldatura per garantire la formazione affidabile del giunto saldato e il corretto allineamento durante la rifusione.

6. Linee Guida per Saldatura e 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). Questo profilo si basa sugli standard JEDEC. I parametri chiave includono una fase di pre-riscaldamento tra 120-150°C, una temperatura di picco massima di 260°C e un tempo sopra il liquidus (tipicamente 217°C per la saldatura senza piombo) non superiore a 10 secondi. Il profilo mira a minimizzare lo stress termico sul package del LED garantendo al contempo una corretta rifusione della saldatura.

6.2 Manipolazione e Conservazione

Il dispositivo è sensibile alle Scariche Elettrostatiche (ESD). Si raccomanda la manipolazione con braccialetti a terra o guanti antistatici. Nella sua confezione originale sigillata a prova di umidità con essiccante, la durata di conservazione è di un anno se conservata a ≤30°C e ≤90% UR. Una volta aperta la confezione, i componenti devono essere conservati a ≤30°C e ≤60% UR e utilizzati entro una settimana. Per la conservazione oltre una settimana al di fuori della confezione originale, è necessario un processo di "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, devono essere utilizzati solo solventi specificati. È accettabile immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura normale per meno di un minuto. Prodotti chimici non specificati potrebbero danneggiare l'epossidica del package o la lente.

7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

I componenti sono forniti in confezione a nastro e bobina compatibile con apparecchiature automatiche pick-and-place. La larghezza del nastro è di 8 mm, avvolta su bobine da 7 pollici di diametro. Ogni bobina completa contiene 4000 pezzi. Si applica una quantità d'ordine minima di 500 pezzi per bobine parziali. Il confezionamento è conforme alle specifiche ANSI/EIA 481-1-A-1994. Il numero di parte LTST-C190TGKT-5A segue il sistema di codifica interno del produttore, dove gli elementi probabilmente denotano la serie, il colore (TG per verde) e specifici codici bin per intensità e lunghezza d'onda.

8. Raccomandazioni Applicative

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è ideale per indicatori di stato in dispositivi portatili (telefoni, tablet, dispositivi indossabili), per l'illuminazione di sfondo di piccoli LCD o tastiere, per indicatori su pannelli in controlli industriali e per l'illuminazione decorativa in prodotti di consumo. Il suo profilo sottile è fondamentale per i moderni design slim.

8.2 Considerazioni di Progettazione

I progettisti del circuito devono includere una resistenza limitatrice di corrente in serie con il LED. Il valore della resistenza è calcolato utilizzando la Legge di Ohm: R = (Valimentazione - VF) / IF, dove VF è la tensione diretta del bin scelto e IF è la corrente di pilotaggio desiderata (da non superare i 20 mA DC). Per una luminosità uniforme in array multi-LED, si consiglia di selezionare LED dallo stesso bin di intensità (ad es., tutti dal bin P). La gestione termica sul PCB dovrebbe garantire che la temperatura operativa intorno al LED non superi gli 80°C per mantenere la longevità e un'uscita luminosa stabile.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Il principale elemento di differenziazione di questo LED è la sua altezza di 0.8mm, che è inferiore a quella di molti LED chip standard (ad es., i package 0603 o 0805 che spesso sono >1.0mm di altezza). Rispetto a tecnologie più datate come i LED AlGaInP, il chip InGaN fornisce una maggiore efficienza e luminosità, in particolare nello spettro verde/blu. L'ampio angolo di visione di 130 gradi offre una luce più omnidirezionale rispetto ai LED con angoli di visione più stretti, il che è vantaggioso per applicazioni in cui la posizione di osservazione non è fissa direttamente sull'asse.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D: Posso pilotare questo LED a 20mA in modo continuo?

R: Sì, 20mA è la massima corrente diretta continua nominale. Per una longevità ottimale, è comune pilotarlo a una corrente inferiore, come 10-15mA, che fornirà comunque un'ampia luminosità riducendo lo stress e il calore.

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

R: La lunghezza d'onda dominante (λd) è derivata dal diagramma cromatico CIE e rappresenta il colore percepito. La lunghezza d'onda di picco (λp) è il picco fisico effettivo dello spettro emesso. Sono spesso vicine ma non identiche.

D: Perché è necessario il "baking" se la bobina è stata aperta per più di una settimana?

R: Il package in plastica può assorbire umidità dall'aria. Durante il processo di rifusione ad alta temperatura, questa umidità può vaporizzarsi rapidamente, causando delaminazione interna o crepe ("popcorning"). Il "baking" rimuove questa umidità assorbita.

D: Posso usare un saldatore a stagno invece della rifusione?

R: La saldatura manuale con saldatore è possibile ma non raccomandata per la produzione di volume. Se necessario, la temperatura della punta del saldatore non deve superare i 300°C e il tempo di contatto deve essere limitato a un massimo di 3 secondi per ogni operazione di saldatura.

11. Caso di Studio di Applicazione Pratica

Si consideri una progettazione per uno smartwatch con più LED di notifica. La restrizione di altezza all'interno della cassa dell'orologio è severa, a 1.0mm. Un LED standard potrebbe essere alto 1.2mm, causando problemi di montaggio. Questo LED alto 0.8mm si adatta perfettamente. Il progettista seleziona i bin D7 per la tensione (2.8-3.0V) e P per l'intensità (45-71 mcd) per garantire una luminosità e un consumo energetico coerenti dall'alimentazione a 3.3V dell'orologio. L'ampio angolo di visione di 130 gradi garantisce che la luce di notifica sia visibile anche quando il quadrante dell'orologio viene osservato di scorcio. I LED sono posizionati sul PCB e l'assemblaggio subisce un processo standard di rifusione senza piombo utilizzando il profilo fornito, ottenendo giunti saldati affidabili senza danneggiare i componenti.

12. Introduzione al Principio Tecnologico

Questo LED si basa sul materiale semiconduttore InGaN (Nitruro di Indio e Gallio). Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva. Essi si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica composizione della lega InGaN determina l'energia del bandgap, che a sua volta determina la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa. Per l'emissione verde, il contenuto di indio è attentamente controllato. La lente epossidica trasparente incapsula e protegge il chip semiconduttore, e la sua forma è progettata per ottimizzare l'estrazione della luce e l'angolo di visione.

13. Tendenze e Sviluppi del Settore

La tendenza nei LED SMD continua verso la miniaturizzazione, una maggiore efficienza (più luce in uscita per watt di ingresso elettrico) e un miglioramento della coerenza del colore. La spinta verso dispositivi più sottili, come si vede in questo prodotto, è guidata dall'incessante ricerca di elettronica di consumo più sottile. Inoltre, c'è una crescente integrazione, con LED combinati con driver e circuiti integrati di controllo in package singoli. La tecnologia InGaN sottostante è anche centrale per lo sviluppo di LED ad alta potenza per l'illuminazione generale e dei micro-LED per i display di prossima generazione, indicando una base tecnologica solida ed evolutiva.