Scheda Tecnica LED SMD LTST-C190KGKT - Dimensioni 3.2x1.6x0.8mm - Tensione 1.9-2.4V - Potenza 75mW - Verde AlInGaP - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED a montaggio superficiale (SMD). Questo componente è progettato per l'assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB) ed è particolarmente adatto per applicazioni in cui lo spazio è un vincolo critico. Il LED presenta un profilo ultra sottile e utilizza un materiale semiconduttore avanzato AlInGaP per il chip emettitore di luce, garantendo un'elevata luminosità nello spettro verde.

1.1 Caratteristiche

• Conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).
• Profilo estremamente basso con un'altezza di soli 0,80 millimetri.
• Elevata intensità luminosa fornita da un chip AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio).
• Confezionato su nastro da 8mm avvolto su bobine da 7 pollici di diametro per sistemi automatizzati pick-and-place.
• Contorno del package standardizzato EIA (Electronic Industries Alliance).
• Compatibile con i livelli di pilotaggio standard dei circuiti integrati (IC).
• Progettato per la compatibilità con le attrezzature di posizionamento automatizzato dei componenti.
• Adatto per i processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR) comunemente utilizzati nella tecnologia a montaggio superficiale (SMT).

1.2 Applicazioni

Questo LED è versatile e può essere integrato in una vasta gamma di dispositivi e sistemi elettronici, tra cui ma non limitati a:

• Apparecchiature di telecomunicazione (es. telefoni cordless, telefoni cellulari).
• Dispositivi per l'automazione d'ufficio e sistemi di rete.
• Elettrodomestici ed elettronica di consumo.
• Pannelli di controllo e strumentazione industriale.
• Retroilluminazione per tastiere e keypad.
• Indicatori di stato e di alimentazione.
• Micro-display e illuminazione di simboli.
• Cartellonistica e display informativi per interni.

2. Approfondimento delle Specifiche Tecniche

Le sezioni seguenti forniscono un'analisi dettagliata delle caratteristiche elettriche, ottiche e ambientali del LED.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori rappresentano i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento in queste condizioni non è garantito.

• Dissipazione di Potenza (Pd):75 mW
• Corrente Diretta di Picco (I_F(PEAK)):80 mA (con ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0,1ms)
• Corrente Diretta Continua (I_F):30 mA DC
• Tensione Inversa (V_R):5 V
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento (T_opr):-30°C a +85°C
• Intervallo di Temperatura di Conservazione (T_stg):-40°C a +85°C
• Temperatura di Saldatura a Rifusione IR:Massimo 260°C per 10 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettriche & Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati a una temperatura ambiente (T_a) di 25°C in condizioni di test specificate.

• Intensità Luminosa (I_V):18,0 - 71,0 mcd (misurata a I_F= 20 mA).
• Angolo di Visione (2θ_1/2):130 gradi (l'angolo fuori asse in cui l'intensità è la metà del valore sull'asse).
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):574,0 nm (tipico).
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):567,5 - 576,5 nm (misurata a I_F= 20 mA).
• Larghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ):15 nm (tipico).
• Tensione Diretta (V_F):1,9 - 2,4 V (misurata a I_F= 20 mA).
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 10 μA (misurata a V_R= 5 V).

3. Spiegazione del Sistema di Binning

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

3.1 Binning della Tensione Diretta (V_F)

I bin definiscono l'intervallo della caduta di tensione diretta sul LED quando pilotato a 20mA. La tolleranza su ciascun bin è di ±0,1V.

• Bin 4: 1,90V - 2,00V
• Bin 5: 2,00V - 2,10V
• Bin 6: 2,10V - 2,20V
• Bin 7: 2,20V - 2,30V
• Bin 8: 2,30V - 2,40V

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa (I_V)

I bin classificano l'output luminoso minimo e massimo a 20mA. La tolleranza su ciascun bin è del ±15%.

• Bin M: 18,0 mcd - 28,0 mcd
• Bin N: 28,0 mcd - 45,0 mcd
• Bin P: 45,0 mcd - 71,0 mcd

3.3 Binning della Tonalità / Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d)

Questo binning controlla la precisa sfumatura di verde. La tolleranza per ciascun bin è di ±1 nm.

• Bin C: 567,5 nm - 570,5 nm
• Bin D: 570,5 nm - 573,5 nm
• Bin E: 573,5 nm - 576,5 nm

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Le curve di prestazione tipiche (non riprodotte nel testo ma referenziate nella scheda tecnica) forniscono una visione visiva del comportamento del dispositivo in condizioni variabili. Queste includono tipicamente:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:Mostra come l'output luminoso aumenta con la corrente di pilotaggio, tipicamente in una relazione non lineare.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:Illustra la curva caratteristica IV del diodo.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra la derating termico dell'output luminoso; l'intensità generalmente diminuisce all'aumentare della temperatura.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico che mostra la potenza radiante relativa attraverso le lunghezze d'onda, centrata attorno alla lunghezza d'onda di picco di 574nm con una larghezza a mezza altezza tipica di 15nm.

5. Informazioni Meccaniche & di Confezionamento

5.1 Dimensioni del Package

Il LED ha un ingombro SMD rettangolare compatto. Le dimensioni chiave (in millimetri) sono: lunghezza = 3,2, larghezza = 1,6, altezza = 0,8. Un disegno dimensionale dettagliato specifica le posizioni dei pad, il contorno del componente e la marcatura di polarità (tipicamente un indicatore del catodo). Tutte le tolleranze dimensionali sono di ±0,1mm salvo diversa indicazione.

5.2 Schema PCB Raccomandato per i Pad

Viene fornito un layout suggerito per i pad di saldatura per garantire una saldatura affidabile e un corretto allineamento durante il processo di rifusione. Questo schema tiene conto della formazione del filetto di saldatura e dell'auto-allineamento del componente durante la rifusione.

5.3 Confezionamento in Nastro e Bobina

I LED sono forniti in nastro portante goffrato con nastro protettivo di copertura. Dettagli chiave del confezionamento:

• Larghezza del Nastro Portante:8 mm.
• Diametro della Bobina:7 pollici (178 mm).
• Quantità per Bobina:4000 pezzi.
• Quantità Minima d'Ordine (MOQ):500 pezzi per quantità residue.
• Il confezionamento è conforme agli standard ANSI/EIA-481.

6. Linee Guida per Saldatura & Assemblaggio

6.1 Saldatura a Rifusione IR (Processo Senza Piombo)

Il componente è classificato per processi di saldatura senza piombo (Pb-free). Viene fornito un profilo di rifusione suggerito, conforme agli standard JEDEC. I parametri chiave includono:

• Temperatura di Pre-riscaldamento:Da 150°C a 200°C.
• Tempo di Pre-riscaldamento:Massimo 120 secondi.
• Temperatura Massima del Corpo:Massimo 260°C.
• Tempo Sopra i 260°C:Massimo 10 secondi.
• Numero di Passaggi di Rifusione:Massimo due volte.

Nota:Il profilo di temperatura effettivo deve essere caratterizzato per il design specifico 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 terminale.
• Numero di Tentativi di Saldatura:Si raccomanda una sola volta per prevenire danni termici.

6.3 Pulizia

Se è richiesta la pulizia dopo la saldatura, utilizzare solo solventi specificati per evitare di danneggiare il package del LED. Agenti raccomandati includono alcol etilico o alcol isopropilico (IPA). Il LED dovrebbe essere immerso a temperatura normale per meno di un minuto.

7. Precauzioni per Conservazione & Manipolazione

7.1 Sensibilità alle Scariche Elettrostatiche (ESD)

I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche. Devono essere implementati adeguati controlli ESD durante la manipolazione, inclusi l'uso di braccialetti collegati a terra, tappetini antistatici e contenitori conduttivi. Tutte le attrezzature devono essere correttamente messe a terra.

7.2 Sensibilità all'Umidità

Questo componente ha una classificazione del Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL). Il livello specifico (es. MSL 3) indica per quanto tempo il dispositivo può essere esposto alle condizioni ambientali della stanza dopo l'apertura della busta sigillata originale prima che richieda la cottura per rimuovere l'umidità assorbita.

• Confezione Sigillata:Conservare a ≤30°C e ≤90% di Umidità Relativa (UR). La durata di conservazione è di un anno se conservata nella busta originale antipolvere con essiccante.
• Confezione Aperta:Per i componenti rimossi dalla busta sigillata, l'ambiente di conservazione non deve superare i 30°C e il 60% di UR. Si raccomanda di completare il processo di rifusione IR entro una settimana. Per una conservazione più lunga al di fuori della busta originale, conservare in un contenitore sigillato con essiccante. I componenti conservati per più di una settimana dovrebbero essere cotti (es. a 60°C per 20 ore) prima della saldatura per prevenire l'effetto \"popcorn\" durante la rifusione.

8. Note Applicative & Considerazioni di Progetto

8.1 Limitazione della Corrente

È quasi sempre necessario un resistore esterno di limitazione della corrente quando si pilota un LED da una sorgente di tensione. Il valore del resistore può essere calcolato utilizzando la Legge di Ohm: R = (V_sorgente- V_F) / I_F. Utilizzando il valore massimo di V_Fdalla scheda tecnica (2,4V) si garantisce che il resistore fornisca un'adeguata limitazione di corrente anche per i LED del bin di tensione più alto.

8.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (75mW), mantenere la temperatura di giunzione del LED entro l'intervallo di funzionamento specificato è cruciale per l'affidabilità a lungo termine e la stabilità dell'output luminoso. Assicurare un adeguato rilievo termico nel design del pad del PCB ed evitare di posizionare il LED vicino ad altre significative sorgenti di calore.

8.3 Progetto Ottico

L'ampio angolo di visione di 130 gradi rende questo LED adatto per applicazioni che richiedono un'illuminazione ampia e diffusa piuttosto che un fascio focalizzato. Per applicazioni come indicatori, considerare l'intensità luminosa richiesta (selezionando l'appropriato bin I_V) per garantire la visibilità nelle condizioni di illuminazione ambientale.

9. Confronto Tecnico & Differenziazione

I principali fattori di differenziazione di questo LED sono la suaaltezza ultra sottile di 0,8mme l'uso di unchip AlInGaP. Rispetto ai tradizionali LED verdi GaP (Fosfuro di Gallio), la tecnologia AlInGaP offre tipicamente un'efficienza e una luminosità maggiori, risultando in una maggiore intensità luminosa per una data corrente di pilotaggio. Il profilo sottile è un vantaggio critico nell'elettronica di consumo moderna e sottile dove l'altezza (z-height) è severamente limitata.

10. Domande Frequenti (FAQ)

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

Lunghezza d'Onda di Picco (λ_P):La singola lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica emessa è massima.Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):La singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che corrisponde al colore percepito del LED come definito dal diagramma di cromaticità CIE. λ_dè più rilevante per la specifica del colore nelle applicazioni di display e indicatori.

10.2 Posso pilotare questo LED senza un resistore di limitazione della corrente?

No.Un LED è un dispositivo pilotato a corrente. Collegarlo direttamente a una sorgente di tensione che supera la sua tensione diretta causerà un flusso di corrente eccessivo, potenzialmente distruggendo il dispositivo istantaneamente a causa della fuga termica. Utilizzare sempre un resistore di limitazione della corrente in serie o un driver a corrente costante.

10.3 Perché il binning è importante?

Il binning garantisce l'uniformità del colore e della luminosità all'interno di un'applicazione. Utilizzare LED dagli stessi bin V_F, I_Ve λ_dgarantisce che tutti gli indicatori in un pannello abbiano un aspetto e prestazioni coerenti, il che è fondamentale per l'esperienza utente e la qualità del prodotto.

11. Esempio Pratico di Progetto

Scenario:Progettazione di un indicatore di stato per un dispositivo portatile alimentato da una linea a 3,3V. L'obiettivo è un indicatore verde di media luminosità.

1. Selezione della Corrente:Scegliere una corrente di pilotaggio di 10mA per un equilibrio tra luminosità e consumo energetico.
2. Calcolo del Resistore:Utilizzare il valore massimo di V_Fper sicurezza: R = (3,3V - 2,4V) / 0,01A = 90 Ohm. Il valore standard più vicino è 91 Ohm.
3. Selezione del Bin:Specificare il Bin N per l'intensità luminosa (28-45 mcd) e il Bin D per la lunghezza d'onda dominante (570,5-573,5 nm) per ottenere un verde medio e consistente.
4. Layout:Seguire lo schema raccomandato per i pad nella scheda tecnica. Assicurarsi che il pad del catodo (marcato sul LED) sia collegato a massa tramite il resistore di limitazione della corrente.

12. Introduzione alla Tecnologia

Questo LED utilizza un semiconduttoreAlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio)cresciuto su un substrato trasparente. Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del chip, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega AlInGaP determina l'energia del bandgap e quindi il colore della luce emessa, in questo caso, verde. Questo sistema di materiali è noto per la sua elevata efficienza quantistica interna, specialmente nelle regioni spettrali del rosso, arancione, giallo e verde.

13. Tendenze del Settore

La tendenza nei LED SMD per l'elettronica di consumo continua verso laminiaturizzazione, maggiore efficienza e migliore resa cromatica.Le altezze dei package si stanno riducendo sotto gli 0,8mm per consentire dispositivi sempre più sottili. I miglioramenti di efficienza (più lumen per watt) riducono il consumo energetico e il carico termico. C'è anche una crescente enfasi su tolleranze di binning più strette per soddisfare le esigenti richieste di uniformità del colore dei display ad alta risoluzione e dell'illuminazione automobilistica. Anche la tecnologia semiconduttrice sottostante si sta evolvendo, con ricerche in corso su materiali come GaN-su-Si e micro-LED per applicazioni di prossima generazione.