Scheda Tecnica LED SMD LTST-C193KGKT-5A - Dimensioni 1.6x0.8x0.35mm - Tensione 1.7-2.3V - Verde AlInGaP - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per una lampada LED miniaturizzata a montaggio superficiale, progettata per l'assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB). Il dispositivo è caratterizzato da un profilo eccezionalmente basso, che lo rende adatto ad applicazioni con vincoli di spazio. Utilizza un materiale semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) per produrre luce verde, offrendo un'elevata luminosità in un fattore di forma compatto.

1.1 Caratteristiche

• Conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).
• Profilo del package estremamente sottile di 0,35 millimetri.
• Elevata luminosità grazie alla tecnologia del chip AlInGaP.
• Confezionato su nastro da 8mm avvolto su bobine da 7 pollici di diametro per il prelievo e posizionamento automatizzato.
• Contorno del package standard EIA (Electronic Industries Alliance).
• Compatibile con i livelli di pilotaggio standard dei circuiti integrati (IC).
• Progettato per la compatibilità con le attrezzature di posizionamento automatico.
• Adatto ai processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR).

1.2 Applicazioni

This LED is intended for a broad range of electronic equipment where compact size and reliable indication are required. Typical application areas include:

• Dispositivi di telecomunicazione, apparecchiature per l'automazione d'ufficio, elettrodomestici e sistemi di controllo industriale.
• Retroilluminazione per tastiere e keypad.
• Indicatori di stato e di alimentazione.
• Micro-display e indicatori su pannello.
• Illuminazione per segnali e simboli.

2. Dimensioni del Package e Dati Meccanici

Il LED è alloggiato in un package standard a montaggio superficiale. Il colore della lente è trasparente, mentre la sorgente luminosa emette un colore verde. Le dimensioni critiche includono una lunghezza del corpo di 1,6 mm, una larghezza di 0,8 mm e un'altezza di 0,35 mm. Tutte le tolleranze dimensionali sono tipicamente di ±0,1 mm salvo diversa specifica. Per il layout esatto delle piazzole e il posizionamento, fare riferimento ai disegni meccanici dettagliati.

3. Valori Nominali e Caratteristiche

3.1 Valori Massimi Assoluti

Sollecitazioni al di là di questi limiti possono causare danni permanenti al dispositivo. Tutti i valori nominali sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Dissipazione di Potenza (Pd): 50 mW
• Corrente Diretta di Picco (IFP): 40 mA (a ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0,1 ms)
• Corrente Diretta Continua (IF): 20 mA in CC
• Tensione Inversa (VR): 5 V
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento (Topr): da -30°C a +85°C
• Intervallo di Temperatura di Conservazione (Tstg): da -40°C a +85°C
• Condizione di Saldatura a Rifusione IR: temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi.

3.2 Profilo di Rifusione IR Consigliato

For lead-free (Pb-free) soldering processes, a specific temperature profile is recommended to ensure reliable solder joints without damaging the LED package. The profile typically includes a pre-heat stage, a ramp-up, a peak temperature zone not exceeding 260°C, and a controlled cooling phase. The total time above 217°C (liquidus temperature for typical lead-free solder) should be managed according to solder paste specifications.

3.3 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi parametri definiscono le prestazioni tipiche del LED in condizioni operative normali a Ta=25°C.

• Intensità Luminosa (Iv): Varia da 4,5 a 28 millicandele (mcd) a una corrente diretta (IF) di 5 mA. Misurata con un sensore filtrato secondo la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE.
• Angolo di Visione (2θ½): 130 gradi. Questo è l'angolo totale in cui l'intensità luminosa scende alla metà del valore sull'asse.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λP): Tipicamente 574,0 nanometri (nm).
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd): Varia da 567,5 nm a 576,5 nm a IF=5mA. Definisce il colore percepito della luce.
• Larghezza a Metà Altezza della Linea Spettrale (Δλ): Circa 15 nm, che indica la purezza spettrale dell'emissione verde.
• Tensione Diretta (VF): Varia da 1,7 V a 2,3 V a IF=5 mA.
• Corrente Inversa (IR): Massimo 10 microampere (µA) a una tensione inversa (VR) di 5 V.

4. Sistema di Binning

Per garantire coerenza nell'applicazione, 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.

4.1 Binning della Tensione Diretta (VF)

I bin sono definiti dalla caduta di tensione diretta a 5 mA.
E2: 1,7 V - 1,9 V
E3: 1,9 V - 2,1 V
E4: 2,1 V - 2,3 V
Tolleranza per bin: ±0,1 V

4.2 Binning dell'Intensità Luminosa (Iv)

I bin sono definiti dall'intensità luminosa a 5 mA.
J: 4,5 mcd - 7,1 mcd
K: 7,1 mcd - 11,2 mcd
L: 11,2 mcd - 18,0 mcd
M: 18,0 mcd - 28,0 mcd
Tolleranza per bin: ±15%

4.3 Binning della Tonalità (Lunghezza d'Onda Dominante, λd)

I bin sono definiti dalla lunghezza d'onda dominante a 5 mA, determinando la precisa sfumatura di verde.
C: 567,5 nm - 570,5 nm
D: 570,5 nm - 573,5 nm
E: 573,5 nm - 576,5 nm
Tolleranza per bin: ±1 nm

5. Curve di Prestazione Tipiche

I dati grafici forniscono una visione più approfondita del comportamento del dispositivo in condizioni variabili. Le curve tipiche includono:

• Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V): Mostra la relazione esponenziale, fondamentale per il calcolo della resistenza limitatrice di corrente.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta: Dimostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, fino al valore nominale massimo.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente: Mostra la diminuzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione, importante per la gestione termica.
• Distribuzione Spettrale: Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, centrato attorno alla lunghezza d'onda di picco di 574 nm.

6. Guida Utente e Informazioni per il Montaggio

6.1 Pulizia

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, utilizzare solo solventi specificati. Immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente per meno di un minuto. Evitare l'uso di detergenti chimici aggressivi o non specificati che potrebbero danneggiare la lente epossidica o il package.

6.2 Layout Consigliato delle Piazzole sul PCB

Viene fornito un land pattern (impronta) suggerito per il PCB per garantire la corretta formazione del filetto di saldatura e la stabilità meccanica. Questo pattern tiene conto delle dimensioni del package e della raccomandata distanza dalla maschera saldante.

6.3 Specifiche del Confezionamento su Nastro e Bobina

I LED sono forniti su nastro portante goffrato con nastro protettivo di copertura. Le specifiche chiave includono larghezza del nastro di 8 mm, spaziatura delle tasche e dimensioni della bobina (diametro 7 pollici). La quantità standard per bobina è di 5000 pezzi. Il confezionamento segue gli standard ANSI/EIA-481.

6.4 Conservazione e Manipolazione

• Precauzioni ESD:Il dispositivo è sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD). Utilizzare braccialetti antistatici, tappetini antistatici e attrezzature correttamente messe a terra durante la manipolazione.
• Sensibilità all'Umidità:Il package è classificato MSL 2a. Una volta aperta la busta barriera all'umidità originale, i componenti devono essere sottoposti a rifusione IR entro 672 ore (28 giorni) in condizioni di umidità controllata (<60% UR). Per la conservazione oltre questo periodo o in ambienti non controllati, si raccomanda una "bake-out" a circa 60°C per 20 ore prima della saldatura.
• Confezioni Non Aperte:Conservare a ≤ 30°C e ≤ 90% di umidità relativa. Utilizzare entro un anno dalla data di codifica.

7. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione

7.1 Limitazione di Corrente

Una resistenza limitatrice di corrente esterna è obbligatoria per un funzionamento affidabile. Il valore della resistenza (R) può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (Valimentazione - VF) / IF, dove VF è la tensione diretta del bin o il valore tipico, e IF è la corrente di pilotaggio desiderata (da non superare i 20 mA in CC). Considerare sempre la tolleranza dell'alimentatore e la variazione di VF del LED nel calcolo.

7.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, mantenere una bassa temperatura di giunzione è cruciale per l'affidabilità a lungo termine e un'emissione luminosa stabile. Assicurare un'adeguata area di rame sul PCB attorno alle piazzole del LED per fungere da dissipatore di calore, specialmente quando si pilota a correnti più elevate nell'intervallo nominale.

7.3 Progettazione Ottica

L'ampio angolo di visione di 130 gradi rende questo LED adatto ad applicazioni che richiedono un'illuminazione ampia o visibilità da più angolazioni. Per luce focalizzata, potrebbero essere necessarie lenti esterne o guide luminose. La lente trasparente garantisce un'assorbimento della luce minimo.

7.4 Controllo del Processo di Saldatura

Il rispetto del profilo di rifusione raccomandato è fondamentale. Tempi eccessivi al di sopra della temperatura di liquidus o temperature di picco superiori a 260°C possono causare il cedimento dei bonding interni o la rottura del package. La saldatura manuale con saldatore dovrebbe essere limitata a 300°C per un massimo di 3 secondi, applicata una sola volta.

8. Confronto Tecnico e Vantaggi

Il principale elemento distintivo di questo componente è il suo profilo di 0,35 mm, significativamente più sottile di molti LED SMD standard. Ciò consente l'integrazione in elettronica di consumo ultra-sottile. L'uso della tecnologia AlInGaP fornisce un'efficienza più elevata e una migliore stabilità termica rispetto ad alcune tecnologie di LED verdi più datate, risultando in una luminosità e un colore più consistenti nell'intervallo di temperatura di funzionamento. Il sistema di binning completo offre ai progettisti un controllo preciso sulle caratteristiche visive ed elettriche del loro prodotto finale.

9. Domande Frequenti (FAQ)

D: Posso pilotare questo LED direttamente da un'uscita logica a 3,3 V o 5 V?
R: No. È sempre necessario utilizzare una resistenza limitatrice di corrente in serie. Si applica il calcolo nella sezione 7.1. Pilotarlo direttamente probabilmente supererà la corrente massima e distruggerà il LED.

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 lo spettro di emissione ha la massima intensità. La lunghezza d'onda dominante (λd) è la singola lunghezza d'onda che produrrebbe la stessa percezione di colore della luce del LED. λd è più rilevante per la specifica del colore.

D: Come interpreto il codice di bin nel numero di parte?
R: Il numero di parte LTST-C193KGKT-5A include codici incorporati. La 'K' tipicamente corrisponde a un bin specifico di intensità luminosa (ad es., il bin K da 7,1-11,2 mcd), e la 'G' indica il colore verde. La mappatura esatta dovrebbe essere confermata con la lista dettagliata dei codici bin del produttore.

D: Questo LED è adatto per uso esterno?
R: L'intervallo di temperatura di funzionamento è da -30°C a +85°C, che copre molti ambienti. Tuttavia, la scheda tecnica specifica applicazioni principalmente indoor (ad es., cartellonistica). Per uso esterno, considerare una protezione aggiuntiva dalle radiazioni UV e dall'ingresso di umidità, non trattate in questo documento.

10. Principio di Funzionamento

Questo LED funziona sul principio dell'elettroluminescenza in una giunzione p-n semiconduttrice. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la tensione di soglia del diodo (VF), gli elettroni del materiale AlInGaP di tipo n si ricombinano con le lacune del materiale di tipo p nella regione attiva. Questo evento di ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega AlInGaP determina l'energia del bandgap, che definisce direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa, in questo caso verde. La lente epossidica serve a proteggere il chip semiconduttore, modellare il fascio luminoso in uscita e migliorare l'estrazione della luce dal materiale.