Scheda Tecnica LED SMD LTST-C171TGKT - Dimensioni 3.2x1.6x0.8mm - Tensione 3.2V - Colore Verde - Potenza 76mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTST-C171TGKT è un diodo a emissione luminosa (LED) ad alte prestazioni per montaggio superficiale (SMD), progettato per applicazioni elettroniche moderne che richiedono fattori di forma compatti e funzionamento affidabile. Questo componente utilizza la tecnologia a semiconduttore InGaN (Indio Gallio Nitruro) per produrre luce verde. Il suo obiettivo progettuale principale è fornire una sorgente luminosa robusta ed efficiente, compatibile con i processi di assemblaggio automatizzato comuni nella produzione di massa.

I vantaggi chiave di questo LED includono il suo profilo eccezionalmente basso, con un'altezza di soli 0,8 mm, che lo rende adatto per applicazioni con severi vincoli di spazio. È classificato come prodotto verde e conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose). Il package è fornito su nastro portacomponenti standard da 8 mm avvolto su bobine da 7 pollici, facilitando un assemblaggio efficiente pick-and-place. Il dispositivo è pienamente compatibile con i processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR) e a fase di vapore, garantendo giunzioni saldate affidabili nella produzione di massa.

2. Interpretazione Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

I valori massimi assoluti definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Per il LTST-C171TGKT, questi sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. La corrente continua diretta massima è di 20 mA. In funzionamento impulsivo con un ciclo di lavoro di 1/10 e una larghezza di impulso di 0,1 ms, è ammessa una corrente diretta di picco di 100 mA. La massima dissipazione di potenza è di 76 mW. Il dispositivo può sopportare una tensione inversa fino a 5 V. L'intervallo di temperatura di funzionamento va da -20°C a +80°C, mentre l'intervallo di temperatura di stoccaggio si estende da -30°C a +100°C. La derating per la corrente diretta è lineare sopra i 50°C a un tasso di 0,25 mA per °C, aspetto critico per la gestione termica nella progettazione dell'applicazione.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Le prestazioni tipiche sono misurate a Ta=25°C. L'intensità luminosa (Iv) varia da un minimo di 71,0 mcd a un massimo di 450,0 mcd a una corrente diretta (IF) di 20 mA. L'angolo di visione (2θ1/2), definito come l'angolo totale in cui l'intensità è la metà del valore sull'asse, è di 130 gradi, indicando un pattern di visione ampio. La lunghezza d'onda di picco di emissione (λP) è tipicamente 530 nm. La lunghezza d'onda dominante (λd), che definisce il colore percepito, è di 525 nm a IF=20mA. La semilarghezza della linea spettrale (Δλ) è di 35 nm, descrivendo la purezza spettrale. La tensione diretta (VF) varia da 2,80 V a 3,60 V, con un valore tipico di 3,20 V a IF=20mA. La corrente inversa (IR) è al massimo di 10 µA a una tensione inversa (VR) di 5V.

3. Spiegazione del Sistema di Codici Bin

Il prodotto è classificato in bin in base a parametri chiave per garantire coerenza nell'applicazione. Ciò consente ai progettisti di selezionare LED con caratteristiche strettamente raggruppate per un aspetto e prestazioni uniformi.

3.1 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è suddivisa in bin con passi di 0,2V. I codici bin sono D7 (2,80V - 3,00V), D8 (3,00V - 3,20V), D9 (3,20V - 3,40V) e D10 (3,40V - 3,60V). A ogni bin si applica una tolleranza di ±0,1V.

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa è suddivisa in quattro categorie: 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 ogni bin di intensità si applica una tolleranza del ±15%.

3.3 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

La lunghezza d'onda dominante è suddivisa in bin per controllare la coerenza del colore. I bin sono AP (520,0 - 525,0 nm), AQ (525,0 - 530,0 nm) e AR (530,0 - 535,0 nm). La tolleranza per ogni bin è di ±1 nm.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene nel datasheet siano referenziate specifiche curve grafiche (es. Fig.1, Fig.6), il loro comportamento tipico può essere descritto. La relazione tra corrente diretta (IF) e tensione diretta (VF) è esponenziale, caratteristica di un diodo. L'intensità luminosa è approssimativamente proporzionale alla corrente diretta entro l'intervallo di funzionamento specificato. La curva di distribuzione spettrale mostra un singolo picco attorno a 530 nm con una semilarghezza definita. Il pattern dell'angolo di visione è tipicamente Lambertiano o quasi-Lambertiano per questo dispositivo ad ampio angolo, il che significa che l'intensità diminuisce con il coseno dell'angolo dall'asse.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il LED è conforme alle dimensioni standard del package EIA. Il package ha una lente trasparente. Disegni dimensionali dettagliati specificano lunghezza, larghezza, altezza e posizione dei terminali. Il profilo ultra sottile di 0,8 mm è una caratteristica meccanica chiave. La polarità è indicata dal segno del catodo, tipicamente una tacca o un punto verde sul package. Vengono fornite le dimensioni consigliate per le piazzole di saldatura per garantire una corretta formazione del giunto saldato e stabilità meccanica durante e dopo il processo di rifusione.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profili di Saldatura a Rifusione

Vengono forniti due profili di rifusione a infrarossi (IR) suggeriti: uno per il processo normale (stagno-piombo) e uno per il processo senza piombo (Pb-free). Per il processo senza piombo, che utilizza pasta saldante Sn-Ag-Cu, il profilo deve essere controllato attentamente. La temperatura di picco non deve superare i 260°C e il tempo sopra la temperatura di liquidus della saldatura deve essere gestito per prevenire danni termici al package del LED garantendo al contempo una corretta rifusione della saldatura.

6.2 Saldatura ad Onda e Manuale

Per la saldatura ad onda, è specificata una temperatura massima di 260°C per 5 secondi. Per la saldatura manuale con saldatore, la temperatura della punta non deve superare i 300°C e il tempo di contatto deve essere limitato a 3 secondi per giunto, una sola volta.

6.3 Stoccaggio e Manipolazione

I LED devono essere conservati in un ambiente non superiore a 30°C e al 70% di umidità relativa. I componenti rimossi dalla loro confezione originale a barriera di umidità (MSL 2a) devono essere sottoposti a rifusione entro 672 ore (28 giorni). Se lo stoccaggio supera questo periodo, si consiglia un trattamento di essiccamento a 60°C per almeno 24 ore prima dell'assemblaggio per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire il fenomeno del \"popcorning\" durante la rifusione.

6.4 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 ambiente per meno di un minuto. Prodotti chimici non specificati potrebbero danneggiare la lente epossidica o il package.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

L'imballaggio standard è costituito da nastro portacomponenti goffrato da 8 mm di larghezza su bobine da 7 pollici di diametro. Ogni bobina contiene 3000 pezzi. Il nastro ha tasche sigillate con un nastro coprente superiore. L'imballaggio segue le specifiche ANSI/EIA 481-1-A-1994. Per quantitativi d'ordine che non sono multipli di una bobina intera, si applica una quantità minima di imballaggio di 500 pezzi per le parti rimanenti.

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è adatto per retroilluminazione nell'elettronica di consumo (es. dispositivi mobili, pannelli LCD), indicatori di stato, illuminazione decorativa e illuminazione interna automobilistica dove un profilo sottile è fondamentale. Il suo ampio angolo di visione lo rende ottimo per applicazioni che richiedono illuminazione di aree ampie o visibilità da molteplici angolazioni.

8.2 Considerazioni Progettuali

Circuito di Pilotaggio:I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando più LED sono collegati in parallelo, si raccomanda vivamente di utilizzare una resistenza limitatrice di corrente individuale in serie con ciascun LED. È sconsigliato collegare i LED direttamente in parallelo senza resistenze individuali (Modello di Circuito B), poiché piccole variazioni nella caratteristica della tensione diretta (Vf) tra i LED possono causare uno squilibrio significativo della corrente, portando a luminosità non uniforme e potenziale sovraccarico del LED con la Vf più bassa.

Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, è importante un corretto layout del PCB per dissipare il calore, specialmente quando si opera vicino ai valori massimi o in alte temperature ambientali. La curva di derating deve essere seguita.

Protezione ESD:Il dispositivo è sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD). Devono essere implementati adeguati controlli ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio. Ciò include l'uso di braccialetti a terra, tappetini antistatici e garantire che tutte le attrezzature siano correttamente messe a terra. Un ionizzatore può essere utilizzato per neutralizzare le cariche statiche nell'area di lavoro.

9. Confronto Tecnico

Il principale vantaggio differenziante del LTST-C171TGKT è la sua altezza ultra sottile di 0,8 mm, significativamente inferiore a molti LED SMD standard (es. package 0805 o 1206 che spesso superano 1,0 mm di altezza). Ciò consente l'integrazione in prodotti elettronici sempre più sottili. L'ampio angolo di visione di 130 gradi fornisce una luce più diffusa rispetto a LED con angolo più stretto, riducendo la necessità di ottiche secondarie in alcune applicazioni. La struttura di binning definita per intensità, tensione e lunghezza d'onda offre ai progettisti prestazioni prevedibili e coerenza cromatica tra i lotti di produzione.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare questo LED direttamente con un'alimentazione a 5V?

R: No. La tensione diretta tipica è di 3,2V. Collegarlo direttamente a una sorgente a 5V senza una resistenza limitatrice di corrente causerebbe un flusso di corrente eccessivo, potenzialmente distruggendo il LED all'istante. Utilizzare sempre una resistenza in serie per impostare la corrente appropriata (es. 20 mA).

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 spettrale in uscita è massima (530 nm). La lunghezza d'onda dominante (λd) è la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che produrrebbe lo stesso colore percepito (525 nm). La lunghezza d'onda dominante è più rilevante per la specifica del colore.

D: Come interpreto il codice bin dell'intensità luminosa (es. \"T\")?

R: Il codice bin indica l'intensità minima e massima garantita per i LED in quel gruppo. Un LED del bin \"T\" avrà un'intensità compresa tra 280,0 e 450,0 mcd quando pilotato a 20 mA. Selezionare un codice bin più alto generalmente significa un LED più luminoso.

D: Questo LED è adatto per uso esterno?

R: L'intervallo di temperatura di funzionamento è -20°C a +80°C. Sebbene possa funzionare in alcuni ambienti esterni, non è raccomandata l'esposizione prolungata alla luce solare diretta, all'umidità o a temperature al di fuori dell'intervallo specificato senza un'adeguata incapsulazione e protezione ambientale. La scheda tecnica specifica il suo uso previsto per apparecchiature elettroniche ordinarie.

11. Caso Pratico di Progettazione

Scenario:Progettazione di un pannello di indicatori di stato per un dispositivo medico portatile. Il pannello richiede 10 indicatori verdi uniformemente luminosi in un alloggiamento molto sottile.

Implementazione:Dieci LED LTST-C171TGKT sono posizionati sul PCB. Per garantire una luminosità uniforme, ogni LED è pilotato da un'alimentazione comune a 5V attraverso la propria resistenza in serie. Il valore della resistenza è calcolato usando la Legge di Ohm: R = (Valimentazione - Vf_LED) / If. Utilizzando una Vf tipica di 3,2V e un If target di 20 mA: R = (5V - 3,2V) / 0,020A = 90 Ohm. Viene selezionata una resistenza standard da 91 ohm. Tutti i LED sono specificati dallo stesso bin di intensità luminosa (es. bin \"S\") per garantire una variazione di luminosità minima. L'altezza di 0,8 mm consente all'intero assemblaggio di rientrare in un involucro spesso 1,2 mm.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

L'emissione di luce in questo LED si basa sull'elettroluminescenza in un semiconduttore InGaN. Quando una tensione diretta è applicata attraverso la giunzione p-n, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva. Quando questi portatori di carica si ricombinano, l'energia viene rilasciata sotto forma di fotoni (luce). La specifica composizione della lega di Indio Gallio Nitruro determina l'energia del bandgap, che a sua volta definisce la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa - in questo caso, verde. La lente epossidica trasparente incapsula il die semiconduttore, fornisce protezione meccanica e modella il pattern di emissione luminosa.

13. Tendenze di Sviluppo

La tendenza nei LED SMD per l'elettronica di consumo continua verso una maggiore efficienza (più luce emessa per unità di potenza elettrica), ingombri più piccoli e profili più sottili. C'è anche una spinta verso una migliore coerenza cromatica e tolleranze di binning più strette per soddisfare le esigenze di display ad alta risoluzione e illuminazione uniforme. Inoltre, la compatibilità con processi di rifusione senza piombo (Pb-free) e ad alta temperatura rimane essenziale a causa delle normative ambientali globali e dell'adozione di materiali PCB avanzati. L'integrazione di funzioni di regolazione o protezione della corrente a bordo del package del LED stesso è un'area di sviluppo in corso per semplificare la progettazione del circuito di pilotaggio.