LTST-C194TGKT Scheda Tecnica LED SMD - Altezza 0.30mm - 3.2V - 76mW - Verde - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTST-C194TGKT è un LED chip a montaggio superficiale (SMD) progettato per applicazioni elettroniche moderne e con vincoli di spazio. È un componente extra-sottile con un'altezza di profilo di soli 0,30 mm, che lo rende adatto per dispositivi sottili come smartphone, tablet, display ultra-sottili e tecnologia indossabile. Il dispositivo emette luce verde utilizzando un materiale semiconduttore InGaN (Indio Gallio Nitruro) racchiuso in un package con lente trasparente. È conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose) ed è classificato come prodotto verde. Il LED è fornito su nastro da 8 mm standard del settore, avvolto su bobine da 7 pollici di diametro, compatibile con attrezzature automatiche pick-and-place ad alta velocità e processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR), facilitando una produzione di massa efficiente.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento in queste condizioni non è garantito. I limiti chiave includono una dissipazione di potenza massima di 76 mW, una corrente diretta continua di 20 mA e una corrente diretta di picco di 100 mA in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0,1 ms). Il dispositivo può sopportare una tensione inversa di 5V, ma è vietato il funzionamento continuo in polarizzazione inversa. L'intervallo di temperatura operativa è compreso tra -20°C e +80°C, con un intervallo di conservazione più ampio da -30°C a +100°C. Il componente 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

Questi parametri sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C e una corrente di prova standard (IF) di 20 mA, fornendo i dati di prestazione di base. L'intensità luminosa (Iv) ha un valore tipico di 450 millicandele (mcd) con un minimo di 71 mcd, indicando un'uscita luminosa. Presenta un ampio angolo di visione (2θ1/2) di 130 gradi, fornendo un'illuminazione ampia e uniforme. La lunghezza d'onda dominante (λd) è di 525 nm, definendo la percezione del suo colore verde, mentre la lunghezza d'onda di picco di emissione (λp) è di 530 nm. La larghezza di banda spettrale (Δλ) è di 35 nm. La tensione diretta (VF) misura tipicamente 3,2V, con un intervallo da 2,8V a 3,6V. La corrente inversa (IR) è al massimo di 10 μA alla piena tensione inversa di 5V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin di prestazione. Il LTST-C194TGKT utilizza un sistema di binning tridimensionale che copre la tensione diretta (Vf), l'intensità luminosa (Iv) e la lunghezza d'onda dominante (λd). Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano i loro requisiti specifici di circuito e luminosità/colore.

3.1 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è suddivisa in bin con passi di 0,2V. Sono disponibili i codici bin D7 (2,80-3,00V), D8 (3,00-3,20V), D9 (3,20-3,40V) e D10 (3,40-3,60V). All'interno di ogni bin viene applicata una tolleranza di ±0,1V. Selezionare LED dallo stesso bin Vf aiuta a mantenere una distribuzione uniforme della corrente quando più LED sono collegati in parallelo.

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa

I bin dell'intensità luminosa forniscono una gamma di livelli di luminosità. I bin sono Q (71,0-112,0 mcd), R (112,0-180,0 mcd), S (180,0-280,0 mcd) e T (280,0-450,0 mcd). A ciascun bin si applica una tolleranza di ±15%. Ciò consente una selezione conveniente dove la massima luminosità non è critica o per caratteristiche di prodotto a livelli differenziati.

3.3 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

I bin della lunghezza d'onda dominante garantiscono la coerenza del colore. I bin disponibili sono AP (520,0-525,0 nm), AQ (525,0-530,0 nm) e AR (530,0-535,0 nm), con una tolleranza stretta di ±1 nm per bin. Ciò è cruciale per applicazioni in cui è richiesta una corrispondenza precisa del colore, come negli indicatori multicolore o nell'illuminazione di fondo dei display.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene nel datasheet siano referenziate specifiche curve grafiche (ad es. Figura 1 per la distribuzione spettrale, Figura 6 per l'angolo di visione), i dati forniti consentono l'analisi delle relazioni chiave. La tensione diretta è specificata a una singola corrente (20mA). In pratica, Vf ha una relazione logaritmica con la corrente diretta (If) e un coefficiente di temperatura negativo, il che significa che Vf diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Anche l'intensità luminosa dipende dalla temperatura, tipicamente diminuendo all'aumentare della temperatura. L'ampio angolo di visione di 130 gradi suggerisce un pattern di radiazione lambertiano o quasi-lambertiano, in cui l'intensità luminosa è approssimativamente proporzionale al coseno dell'angolo di visione.

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

5.1 Dimensioni del Package

Il LED è conforme ai contorni standard del package EIA (Electronic Industries Alliance). La caratteristica distintiva è la sua altezza ultra-bassa di 0,30 mm. Disegni dimensionali dettagliati specificano la lunghezza, la larghezza, la spaziatura dei terminali e altre tolleranze meccaniche critiche, tipicamente con una tolleranza standard di ±0,10 mm salvo diversa indicazione. Queste dimensioni sono essenziali per il design dell'impronta sul PCB (Printed Circuit Board) e per garantire un posizionamento corretto da parte delle macchine automatiche.

5.2 Design del Piazzola di Saldatura

Il datasheet include le dimensioni suggerite per il pattern delle piazzole di saldatura. Rispettare queste raccomandazioni è vitale per ottenere giunzioni saldate affidabili durante la rifusione. Una nota chiave è la raccomandazione per uno spessore massimo dello stencil di 0,10 mm per controllare il volume della pasta saldante e prevenire ponticelli o l'effetto "tombstone" del piccolo componente.

5.3 Identificazione della Polarità

Come la maggior parte dei LED, questo dispositivo è sensibile alla polarità. Il catodo è tipicamente contrassegnato, spesso da una tacca, un punto verde o una forma diversa del terminale. L'orientamento corretto deve essere verificato rispetto al disegno del package per garantire il corretto funzionamento del circuito e prevenire danni da polarizzazione inversa.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Viene fornito un profilo di rifusione a infrarossi (IR) suggerito per processi di saldatura senza piombo (Pb-free). Questo profilo è conforme agli standard JEDEC. Include parametri critici: una fase di pre-riscaldamento (tipicamente 150-200°C per un massimo di 120 secondi), una rampa di salita, una zona di temperatura di picco (massimo 260°C) e un tempo sopra il liquidus (la temperatura a cui la lega si scioglie). Il componente non deve essere esposto alla temperatura di picco per più di 10 secondi. Questo profilo garantisce la formazione di giunzioni saldate affidabili senza sottoporre il package del LED a stress termici eccessivi.

6.2 Manipolazione e Conservazione

Il LED è sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD). Precauzioni di manipolazione come l'uso di braccialetti collegati a terra, tappetini antistatici e contenitori conduttivi sono obbligatorie. Per la conservazione, le buste barriera all'umidità non aperte (con essiccante) devono essere mantenute a ≤30°C e ≤90% UR, con una durata di conservazione di un anno. Una volta aperte, i componenti devono essere conservati a ≤30°C e ≤60% UR. Se esposti alle condizioni ambientali per più di 672 ore (28 giorni), si consiglia un trattamento di "baking" a circa 60°C per almeno 20 ore prima della saldatura per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire l'effetto "popcorn" durante la rifusione.

6.3 Pulizia

Se è necessaria una pulizia post-saldatura, devono essere utilizzati solo solventi specificati. Il datasheet raccomanda l'immersione in alcol etilico o alcol isopropilico a temperatura normale per meno di un minuto. Detergenti chimici non specificati potrebbero danneggiare la lente in plastica o il materiale del package.

7. Confezionamento e Informazioni d'Ordine

Il confezionamento standard è un nastro portacomponenti goffrato da 8 mm di larghezza avvolto su bobine da 7 pollici (178 mm) di diametro. Ogni bobina contiene 5000 pezzi. Le tasche vuote nel nastro sono sigillate con un nastro di copertura. Il confezionamento è conforme alle specifiche ANSI/EIA 481-1-A-1994. Per la continuità produttiva, il numero massimo consentito di componenti mancanti consecutivi nel nastro è due. Le quantità minime d'ordine per bobine residue sono di 500 pezzi. Il numero di parte LTST-C194TGKT segue un sistema di codifica specifico in cui gli elementi indicano probabilmente la serie, il package, il colore e i codici di binning.

8. Raccomandazioni Applicative

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED verde ultra-sottile è ideale per indicatori di stato, retroilluminazione per tasti o simboli e illuminazione decorativa nell'elettronica di consumo dove l'altezza è un vincolo critico. Esempi includono luci spia in smartphone, tablet, laptop, ultrabook, dispositivi indossabili (smartwatch, braccialetti fitness) e pannelli di controllo sottili. La sua compatibilità con il posizionamento automatico e la saldatura a rifusione lo rende perfetto per la produzione di grandi volumi.

8.2 Considerazioni di Progetto

Limitazione di Corrente:È sempre richiesto un resistore di limitazione della corrente esterno quando si pilota il LED da una sorgente di tensione superiore alla sua tensione diretta. Il valore del resistore è calcolato utilizzando la Legge di Ohm: R = (Vcc - Vf) / If, dove Vf è la tensione diretta (utilizzare il valore massimo per un progetto a condizioni peggiori), If è la corrente diretta desiderata (≤20 mA CC) e Vcc è la tensione di alimentazione.
Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, garantire un'adeguata area di rame sul PCB o l'uso di via termiche può aiutare a dissipare il calore, specialmente quando si opera ad alte temperature ambientali o alla corrente massima, mantenendo così l'output luminoso e la longevità.
Protezione ESD:In ambienti soggetti a ESD, considerare l'aggiunta di diodi di soppressione di tensione transiente (TVS) o altri circuiti di protezione sulle linee del LED.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Il principale fattore di differenziazione del LTST-C194TGKT è la sua altezza di 0,30 mm, che è significativamente più sottile di molti LED SMD standard (ad es., package 0603 o 0805 che sono spesso alti 0,6-0,8 mm). Ciò consente il design in applicazioni in cui l'altezza sull'asse Z è severamente limitata. Rispetto ai vecchi LED a foro passante, offre un enorme risparmio di spazio e consente l'assemblaggio automatizzato. L'uso della tecnologia InGaN fornisce un'elevata efficienza e un'uscita di luce verde brillante. La sua conformità ai profili di rifusione senza piombo lo allinea con le moderne normative ambientali e i processi produttivi.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D: Posso pilotare questo LED a 30 mA per una maggiore luminosità?
R: No. La corrente diretta continua massima assoluta è di 20 mA. Superare questo valore può causare danni irreversibili a causa del surriscaldamento e della degradazione accelerata della giunzione semiconduttrice.
D: Qual è la differenza tra lunghezza d'onda dominante e lunghezza d'onda di picco?
R: La lunghezza d'onda dominante (λd) è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano che corrisponde al colore del LED, derivata dal diagramma di cromaticità CIE. La lunghezza d'onda di picco (λp) è la lunghezza d'onda effettiva alla quale la potenza ottica emessa è massima. Spesso differiscono leggermente.
D: Posso usare la saldatura manuale?
R: La saldatura manuale con saldatore è possibile ma richiede estrema cautela. La raccomandazione è una temperatura massima della punta del saldatore di 300°C e un tempo di saldatura non superiore a 3 secondi per terminale, una sola volta. La saldatura a rifusione è il metodo preferito e più affidabile.
D: Come interpreto il codice di binning nel numero di parte?
R: Il suffisso "TGKT" contiene probabilmente informazioni codificate per i bin specifici di tensione diretta (T?), intensità luminosa (G?) e lunghezza d'onda dominante (K?). È necessario incrociare l'elenco completo dei bin con le informazioni d'ordine per selezionare l'esatto grado di prestazione richiesto.

11. Caso Pratico di Progetto e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un indicatore di stato per uno smartwatch.
Il progetto richiede un indicatore di carica verde. L'altezza interna dello smartwatch è estremamente limitata. Il LTST-C194TGKT è selezionato per il suo profilo di 0,30 mm. Il progettista sceglie il bin D8 per Vf (3,0-3,2V) e il bin T per l'intensità luminosa (280-450 mcd) per garantire la visibilità. Il LED è pilotato dalla linea a 3,3V dell'orologio. Utilizzando il Vf massimo di 3,6V per un progetto conservativo, il resistore di limitazione della corrente è calcolato: R = (3,3V - 3,6V) / 0,02A = -15 Ohm. Questo valore negativo indica che con un Vf peggiore superiore all'alimentazione, il LED potrebbe non accendersi. Pertanto, il progettista utilizza il Vf tipico di 3,2V: R = (3,3V - 3,2V) / 0,02A = 5 Ohm. Viene selezionato un resistore standard da 5,1Ω, ottenendo una corrente di ~19,6 mA. Il layout del PCB utilizza le dimensioni consigliate per le piazzole di saldatura e include una piccola connessione di alleggerimento termico a un piano di massa.

12. Introduzione alla Tecnologia

Il LTST-C194TGKT si basa sulla tecnologia semiconduttrice InGaN (Indio Gallio Nitruro). L'InGaN è un semiconduttore composto la cui energia di bandgap può essere regolata variando il rapporto tra indio e gallio. Per i LED verdi, viene utilizzato un contenuto specifico di indio per creare un bandgap che corrisponde all'emissione di fotoni nella gamma di lunghezze d'onda del verde (circa 525 nm). Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del semiconduttore, rilasciando energia sotto forma di luce - un processo chiamato elettroluminescenza. La resina epossidica della lente trasparente è formulata per estrarre efficientemente questa luce dal chip semiconduttore con assorbimento minimo, fornendo anche protezione meccanica e ambientale.

13. Tendenze Tecnologiche

La tendenza nei LED SMD per l'elettronica di consumo continua verso la miniaturizzazione, una maggiore efficienza e una maggiore integrazione. Le altezze dei package stanno diminuendo ulteriormente per consentire prodotti finali sempre più sottili. I miglioramenti di efficienza (più lumen per watt) riducono il consumo energetico, fondamentale per i dispositivi alimentati a batteria. C'è anche una tendenza verso un controllo del colore più preciso e un binning più stretto per soddisfare le esigenze di display di alta qualità e array multi-LED coerenti. Inoltre, l'integrazione dell'elettronica di controllo (come driver a corrente costante) direttamente nel package del LED sta diventando più comune, semplificando il design del circuito per l'utente finale. La scienza dei materiali sottostante continua ad avanzare, con ricerche in corso per migliorare l'efficienza dei LED verdi InGaN, storicamente inferiore a quella dei LED blu.