Scheda Tecnica LED SMD Arancione LTST-C171KFKT-5A - Dimensioni 3.2x1.6x0.8mm - Tensione 1.7-2.3V - Potenza 75mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED chip a montaggio superficiale (SMD) ad alte prestazioni e ultra-sottile. Il dispositivo è progettato per applicazioni che richiedono un ingombro ridotto, un'elevata luminosità e un funzionamento affidabile nei processi di assemblaggio automatizzato. Utilizza un materiale semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) per produrre luce arancione, offrendo un'efficienza luminosa superiore rispetto alle tecnologie tradizionali.

I principali vantaggi di questo componente includono il suo profilo minimo, la compatibilità con le tecniche standard di saldatura a rifusione e l'idoneità per le attrezzature di posizionamento automatizzato ad alto volume. È destinato all'integrazione in un'ampia gamma di applicazioni di elettronica di consumo, indicatori, retroilluminazione e illuminazione generale dove lo spazio e la luminosità sono vincoli critici.

2. Approfondimento delle Specifiche Tecniche

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo non deve essere operato oltre questi limiti per prevenire danni permanenti.

• Dissipazione di Potenza (Pd):75 mW. Questa è la potenza totale massima che il package può dissipare come calore nelle condizioni specificate.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):80 mA. Questa è la massima corrente diretta istantanea ammissibile, tipicamente specificata in condizioni di impulso (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms) per prevenire il surriscaldamento.
• Corrente Diretta Continua (I_F):30 mA DC. Questa è la massima corrente che può essere applicata in modo continuativo.
• Tensione Inversa (V_R):5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento (T_opr):-30°C a +85°C. L'intervallo di temperatura ambiente per un funzionamento affidabile.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione (T_stg):-55°C a +85°C.
• Condizione di Saldatura a Rifusione a Infrarossi:Temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi. Questo definisce la tolleranza del profilo termico durante l'assemblaggio.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati a una temperatura ambiente (T_a) di 25°C e una corrente di prova standard (I_F) di 5 mA, salvo diversa indicazione.

• Intensità Luminosa (I_V):Varia da 11.2 mcd (minimo) a 45.0 mcd (massimo), con un valore tipico fornito. 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 è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore di picco (sull'asse), indicando un pattern di visione molto ampio.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):611 nm (tipico). La lunghezza d'onda alla quale l'uscita di potenza spettrale è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):597.0 nm a 612.0 nm. Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano per definire il colore, derivata dal diagramma di cromaticità CIE. Il valore specifico per una data unità dipende dal suo codice di bin.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):17 nm (tipico). La larghezza di banda spettrale misurata a metà dell'intensità massima (Full Width at Half Maximum - FWHM).
• Tensione Diretta (V_F):1.7 V a 2.3 V a I_F= 5mA. La caduta di tensione ai capi del LED quando conduce corrente.
• Corrente Inversa (I_R):10 μA (massimo) a V_R= 5V. La piccola corrente di dispersione quando il dispositivo è polarizzato inversamente.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri chiave. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano requisiti applicativi specifici.

3.1 Binning della Tensione Diretta

Le unità sono categorizzate in base alla loro tensione diretta (V_F) a 5 mA.

• Bin E2: V_F= 1.70V - 1.90V
• Bin E3: V_F= 1.90V - 2.10V
• Bin E4: V_F= 2.10V - 2.30V

La tolleranza all'interno di ciascun bin è di ±0.1V. Abbinare i bin V_Fè importante quando si collegano più LED in parallelo per garantire una ripartizione uniforme della corrente.

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa

Le unità sono categorizzate in base alla loro intensità luminosa (I_V) a 5 mA.

• Bin L: I_V= 11.2 mcd - 18.0 mcd
• Bin M: I_V= 18.0 mcd - 28.0 mcd
• Bin N: I_V= 28.0 mcd - 45.0 mcd

La tolleranza all'interno di ciascun bin è del ±15%. Ciò consente la selezione in base ai livelli di luminosità richiesti.

3.3 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Le unità sono categorizzate in base alla loro lunghezza d'onda dominante (λ_d) a 5 mA, che è direttamente correlata al colore percepito.

• Bin N: λ_d= 597.0 nm - 600.0 nm
• Bin P: λ_d= 600.0 nm - 603.0 nm
• Bin Q: λ_d= 603.0 nm - 606.0 nm
• Bin R: λ_d= 606.0 nm - 609.0 nm
• Bin S: λ_d= 609.0 nm - 612.0 nm

La tolleranza all'interno di ciascun bin è di ±1 nm. Il controllo stretto della lunghezza d'onda è cruciale per applicazioni che richiedono un'accurata corrispondenza dei colori.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene nel datasheet siano referenziate curve grafiche specifiche (ad es. Figura 1 per la distribuzione spettrale, Figura 6 per l'angolo di visione), le relazioni tipiche possono essere descritte.

Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V):La V_Fdi un LED AlInGaP ha una relazione logaritmica con I_F. Aumenta con la corrente ma presenta una tensione di "ginocchio" al di sotto della quale scorre pochissima corrente. Operare alla condizione di prova raccomandata di 5mA garantisce prestazioni stabili entro l'intervallo V_F range.

specificato.Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:_VL'emissione luminosa (I_F) è approssimativamente proporzionale alla corrente diretta (I

) entro i limiti operativi del dispositivo. Tuttavia, l'efficienza può diminuire a correnti molto elevate a causa dell'aumento della generazione di calore.Dipendenza dalla Temperatura:_FLa tensione diretta (V

) dei LED tipicamente diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione (coefficiente di temperatura negativo). Al contrario, l'intensità luminosa generalmente diminuisce all'aumentare della temperatura. Una corretta gestione termica è essenziale per mantenere una luminosità costante e una lunga durata.Distribuzione Spettrale:

Il sistema di materiale AlInGaP produce uno spettro di emissione relativamente stretto centrato nella regione arancione-rossa (picco a ~611 nm). La lunghezza d'onda dominante può spostarsi leggermente con variazioni della corrente di pilotaggio e della temperatura.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il dispositivo presenta un contorno del package standard del settore EIA. Le dimensioni chiave includono un profilo super-sottile con un'altezza di 0.80 mm. La lunghezza e la larghezza sono tipiche per questa classe di LED chip. I disegni meccanici dettagliati specificano tutte le dimensioni critiche, comprese le posizioni dei pad e le tolleranze (tipicamente ±0.10 mm).

5.2 Layout dei Pad e Polarità

Il datasheet include un layout suggerito per i pad di saldatura per il design del PCB. Questo layout è ottimizzato per la formazione affidabile dei giunti di saldatura durante la rifusione e aiuta a prevenire l'effetto "tombstoning". L'anodo e il catodo sono chiaramente marcati sul package, tipicamente con un indicatore visivo come una tacca, un punto o un angolo tagliato. L'orientamento corretto della polarità è obbligatorio per il funzionamento del dispositivo.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

• Il componente è compatibile con i processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR). Viene fornito un profilo suggerito conforme agli standard JEDEC per l'assemblaggio senza piombo (Pb-free). I parametri chiave includono:Preriscaldamento:
• Rampa fino a 150-200°C.Tempo di Soak/Preriscaldamento:
• Massimo 120 secondi per attivare il flussante e minimizzare lo shock termico.Temperatura di Picco:
• Massimo 260°C.Tempo Sopra il Liquido:

Il dispositivo dovrebbe essere esposto alla temperatura di picco per un massimo di 10 secondi. La rifusione non dovrebbe essere eseguita più di due volte.

Il profilo specifico deve essere caratterizzato per l'effettivo design del PCB, la pasta saldante e il forno utilizzati.

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.Limite:

La saldatura manuale dovrebbe essere eseguita una sola volta per evitare danni termici al package epossidico e al die semiconduttore.

6.3 Pulizia

Dovrebbero essere utilizzati solo agenti di pulizia specificati. I solventi raccomandati includono alcol etilico o alcol isopropilico a temperatura ambiente normale. Il LED dovrebbe essere immerso per meno di un minuto. Liquidi chimici non specificati potrebbero danneggiare il materiale del package o la lente ottica.

6.4 Conservazione e Manipolazione

• I LED sono dispositivi sensibili all'umidità (MSD).Confezione Sigillata:
• Conservare a ≤30°C e ≤90% di Umidità Relativa (UR). La durata di conservazione nella busta originale anti-umidità con essiccante è di un anno.Confezione Aperta:

Per i componenti rimossi dalla loro confezione originale, l'ambiente di conservazione non dovrebbe superare i 30°C / 60% UR. Si raccomanda di completare la rifusione IR entro 672 ore (28 giorni) dall'esposizione. Per esposizioni più lunghe, conservare in un contenitore sigillato con essiccante o in un essiccatore a azoto. I componenti esposti per più di 672 ore dovrebbero essere sottoposti a "baking" a circa 60°C per almeno 20 ore prima della saldatura per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire l'effetto "popcorning" durante la rifusione.

7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

• Il dispositivo è fornito in confezione a nastro e bobina compatibile con le attrezzature automatiche pick-and-place.Dimensione Bobina:
• Diametro 7 pollici.Quantità per Bobina:
• 3000 pezzi.Quantità Minima d'Ordine (MOQ):
• 500 pezzi per quantità residue.Specifiche del Nastro:
• Conforme a ANSI/EIA 481-1-A-1994. Le tasche vuote dei componenti sono sigillate con un nastro di copertura superiore.Qualità:

Il numero massimo di componenti mancanti consecutivi nel nastro è due.

Il numero di parte LTST-C171KFKT-5A codifica attributi specifici: probabilmente la serie (LTST-C171), il tipo di lente (K=Trasparente), il colore (FKT=Arancione AlInGaP) e i codici di binning (5A).

8. Raccomandazioni Applicative

• 8.1 Scenari Applicativi TipiciIndicatori di Stato:
• Indicatori di alimentazione, connettività o modalità in elettronica di consumo, elettrodomestici e apparecchiature industriali.Retroilluminazione:
• Retroilluminazione edge-lit o diretta per piccoli pannelli LCD, tastiere o simboli.Illuminazione Interna Automobilistica:
• Indicatori del cruscotto, illuminazione degli interruttori (soggetto a qualifica per specifici standard automobilistici).Illuminazione Decorativa:

Luce d'accento in dispositivi dove un profilo sottile è essenziale.

• 8.2 Considerazioni di ProgettoPilotaggio in Corrente:
• I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Utilizzare una sorgente di corrente costante o una resistenza limitatrice di corrente in serie con una sorgente di tensione per impostare la corrente operativa desiderata. Non collegare direttamente a una sorgente di tensione senza limitazione di corrente.Collegamento in Parallelo:_FQuando si collegano più LED in parallelo, lievi variazioni nella V_Fpossono causare uno squilibrio significativo della corrente, portando a una luminosità non uniforme e a uno stress potenziale delle unità con V
• più bassa. Si raccomanda vivamente di pilotare ogni LED o stringa in serie con la propria resistenza limitatrice di corrente o utilizzare un driver IC multicanale dedicato.Gestione Termica:
• Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, garantire un'adeguata area di rame sul PCB per i pad di saldatura aiuta a dissipare il calore, specialmente quando si opera vicino ai valori massimi o in alte temperature ambientali. Ciò aiuta a mantenere l'emissione luminosa e l'affidabilità del dispositivo.Protezione ESD:

Sebbene non sia esplicitamente dichiarato come sensibile in questo datasheet, è buona pratica manipolare tutti i dispositivi semiconduttori con appropriate precauzioni ESD.

9. Confronto Tecnico e DifferenziazioneQuesto dispositivo si differenzia principalmente attraverso la suaaltezza ultra-sottile di 0.80 mm, che è vantaggiosa per applicazioni con vincoli di spazio come display ultra-sottili o elettronica indossabile. L'uso dellatecnologia AlInGaPfornisce un'efficienza luminosa più elevata e una migliore stabilità termica per i colori arancione/rosso rispetto a tecnologie più vecchie come il GaAsP. La sua compatibilità con i processi standard dirifusione IRe il confezionamento sunastro da 8mm su bobine da 7\"

lo rende ideale per linee di assemblaggio SMT automatizzate ad alto volume, riducendo i costi e la complessità di produzione.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco e Lunghezza d'Onda Dominante?_PR: La Lunghezza d'Onda di Picco (λ_d) è il punto fisico di massima uscita di energia nello spettro. La Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d) è un valore calcolato basato sulla percezione del colore umana (grafico CIE) ed è la singola lunghezza d'onda che meglio descrive il colore percepito. λ

è più rilevante per la corrispondenza dei colori nelle applicazioni.

D: Perché il binning è importante?_FR: Le variazioni di produzione causano lievi differenze in V_F, intensità e colore tra i singoli LED. Il binning li suddivide in gruppi con parametri strettamente controllati. Selezionare dallo stesso bin garantisce coerenza visiva (stesso colore e luminosità) e coerenza elettrica (V

simile) in un prodotto finale.

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

R: Sì. La massima corrente diretta continua è 30 mA. Operare a 20mA è entro le specifiche. Tuttavia, l'intensità luminosa e la tensione diretta a 20mA saranno più alte dei valori della condizione di prova a 5mA. Fare riferimento alle tipiche curve di prestazione per una guida.

D: Come interpreto l'angolo di visione di 130°?_{R: Un angolo di visione di 130° (2θ}1/2

) è molto ampio. Significa che il LED emette luce su un ampio cono. L'intensità è massima quando si guarda frontalmente (0°), e quando ci si sposta di 65° fuori asse (130°/2), l'intensità scende al 50% del valore sull'asse. Ciò è adatto per applicazioni in cui il LED deve essere visibile da molti angoli.

11. Studio di Caso di Progetto e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un pannello multi-indicatore per un dispositivo medico portatile.Requisiti:

Più LED di stato arancione devono essere uniformemente luminosi e identici nel colore. L'involucro del dispositivo è molto sottile, limitando l'altezza dei componenti. L'assemblaggio è completamente automatizzato.

Scelte di Progetto Basate su Questo Datasheet:

1. L'altezza di 0.80mm consente ai LED di adattarsi ai vincoli meccanici.

2. Per garantire un colore uniforme, il progettista specifica LED da un singolo bin di Lunghezza d'Onda Dominante stretto (es. Bin Q: 603-606 nm).

3. Per garantire una luminosità uniforme, vengono selezionati LED da un singolo bin di Intensità Luminosa (es. Bin M: 18-28 mcd)._F4. Per prevenire disallineamenti di luminosità dovuti a variazioni di V

, ogni LED è pilotato dalla propria resistenza limitatrice di corrente collegata a un rail di tensione comune, piuttosto che collegarli direttamente in parallelo.

5. Il layout del PCB segue le dimensioni suggerite per i pad per garantire una saldatura affidabile durante il processo di rifusione IR specificato nel documento.

6. Il team di produzione segue le linee guida per la gestione dell'umidità, sottoponendo a "baking" i componenti che sono stati fuori dalla busta per più di 28 giorni prima dell'assemblaggio.

12. Introduzione al Principio Tecnologico

Questo LED è basato su materiale semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) cresciuto su un substrato. Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva della giunzione semiconduttore. La loro ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega AlInGaP determina l'energia del bandgap, che determina direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa - in questo caso, arancione. Il chip è incapsulato in un package epossidico che serve a proteggere il die semiconduttore, fornire stabilità meccanica e fungere da elemento ottico primario. Il materiale della lente "trasparente" non altera il colore ma aiuta a estrarre e dirigere la luce. Il profilo sottile è ottenuto attraverso tecniche avanzate di design del chip e di packaging.

13. Tendenze e Sviluppi del Settore