Scheda Tecnica LED SMD Bicolore LTW-327ZDSKG-5A - Emissione Laterale - Bianco/Verde - 5mA - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTW-327ZDSKG-5A è un LED SMD (Surface Mount Device) bicolore a emissione laterale (angolo retto). Questo componente è specificamente progettato per applicazioni che richiedono illuminazione dal lato del package, rendendolo una scelta ideale per sistemi di retroilluminazione di pannelli LCD, pannelli a illuminazione laterale e altre soluzioni di illuminazione con vincoli di spazio dove la luce deve essere diretta lateralmente anziché perpendicolarmente al circuito stampato.

Il dispositivo integra due chip semiconduttori distinti in un unico package: un chip InGaN (Indio Gallio Nitruro) per l'emissione di luce bianca e un chip AlInGaP (Alluminio Indio Gallio Fosfuro) per l'emissione di luce verde. Questa configurazione a doppio chip consente la miscelazione dei colori o il controllo indipendente di due sorgenti luminose da un ingombro compatto. Il package presenta un telaio di connessione stagnato per una migliore saldabilità ed è fornito su nastro da 8mm montato su bobine da 7 pollici di diametro, compatibile con attrezzature automatiche di pick-and-place ad alta velocità.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

• Sorgente Bicolore:Combina LED bianco e verde in un package standard EIA, risparmiando spazio sulla scheda e semplificando la progettazione.
• Emissione ad Angolo Retto:Il design a emissione laterale è ottimizzato per dirigere la luce parallelamente alla superficie del PCB, fondamentale per applicazioni di illuminazione laterale.
• Alta Luminosità:Utilizza la tecnologia avanzata dei chip InGaN e AlInGaP per fornire un'elevata intensità luminosa.
• Compatibilità Produttiva:Il package è progettato per la compatibilità con i sistemi standard di posizionamento automatico e i processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR).
• Conformità Ambientale:Il prodotto è conforme alla direttiva RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).

2. Approfondimento delle Specifiche Tecniche

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento a questi limiti non è garantito e dovrebbe essere evitato nella progettazione del circuito.

• Dissipazione di Potenza (Pd):Bianco: 35 mW, Verde: 48 mW. Questa è la massima perdita di potenza ammissibile sotto forma di calore.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):Bianco: 50 mA, Verde: 40 mA. Questa è la massima corrente impulsiva (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms) che il LED può sopportare momentaneamente.
• Corrente Diretta Continua (I_F):Bianco: 10 mA, Verde: 20 mA. Questa è la massima corrente DC raccomandata per il funzionamento continuo a Ta=25°C.
• Intervalli di Temperatura:Funzionamento: -20°C a +80°C; Stoccaggio: -40°C a +85°C.
• Condizioni di Saldatura:Resiste alla saldatura a rifusione IR a una temperatura di picco di 260°C per 10 secondi.
• Scarica Elettrostatica (ESD):La soglia del modello del corpo umano (HBM) è di 2000V. Sono obbligatorie le opportune precauzioni di manipolazione ESD.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C e una corrente diretta (I_F) di 5mA, salvo diversa specificazione.

• Intensità Luminosa (I_V):Una misura chiave della luminosità.
  • Bianco: Minimo 28.0 mcd, Valore tipico non specificato, Massimo 112.0 mcd.
  • Verde: Minimo 4.5 mcd, Valore tipico non specificato, Massimo 18.0 mcd.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):Circa 130 gradi per entrambi i colori, definisce la diffusione angolare della luce emessa.
• Tensione Diretta (V_F):La caduta di tensione ai capi del LED quando conduce.
  • Bianco: Min 2.70V, Tip 3.00V, Max 3.15V.
  • Verde: Min 1.70V, Tip 2.00V, Max 2.40V.
  La differenza in V_Ftra i colori è importante per la progettazione del circuito di pilotaggio, specialmente se devono essere pilotati da una sorgente di corrente comune.
• Proprietà Spettrali del Chip Verde (a I_F=5mA):
  • Lunghezza d'Onda di Picco (λ_P): Tipicamente 575 nm.
  • Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d): Tipicamente 570 nm.
  • Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ): Tipicamente 20 nm.
  • Coordinate di Cromaticità (x, y): Tipicamente (0.3, 0.3) sul diagramma CIE 1931.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 100 µA a una Tensione Inversa (V_R) di 5V. Il dispositivo non è progettato per funzionamento in polarizzazione inversa.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

I LED sono suddivisi in bin di prestazione per garantire la coerenza. Il codice di classificazione è stampato sulla busta di imballaggio.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa (I_V)

I LED sono raggruppati in base alla loro emissione luminosa misurata a 5mA.

• Bin LED Bianco:
  • N: 28.0 - 45.0 mcd
  • P: 45.0 - 71.0 mcd
  • Q: 71.0 - 112.0 mcd
• Bin LED Verde:
  • J: 4.5 - 7.1 mcd
  • K: 7.1 - 11.2 mcd
  • L: 11.2 - 18.0 mcd

La tolleranza per ogni bin di intensità luminosa è +/- 15%.

3.2 Binning della Tonalità (Cromaticità) per il LED Verde

I LED verdi sono anche classificati in base al loro punto colore sul diagramma di cromaticità CIE 1931, definito dalle coordinate (x, y). Sono specificati sei bin (da S1 a S6) con precisi limiti di coordinate. La tolleranza per ogni bin di tonalità è +/- 0.01 in entrambe le coordinate x e y. Ciò garantisce una stretta coerenza di colore per applicazioni in cui il colore verde preciso è critico.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento a curve caratteristiche tipiche essenziali per comprendere il comportamento del dispositivo in diverse condizioni. Sebbene i grafici specifici non siano riprodotti nel testo, tipicamente includono:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:Mostra come la luminosità aumenta con la corrente, fino ai valori massimi nominali.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:Illustra la caratteristica I-V del diodo.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra la derating termico dell'emissione luminosa, cruciale per la gestione termica nell'applicazione.
• Distribuzione Spettrale di Potenza:Per il LED verde, mostra l'intensità della luce emessa a ciascuna lunghezza d'onda, centrata attorno alla lunghezza d'onda di picco di ~575 nm.

I progettisti dovrebbero utilizzare queste curve per selezionare i punti di funzionamento appropriati e comprendere i compromessi di prestazione, specialmente riguardo all'efficienza e agli effetti termici.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Assegnazione Pin e Polarità

Il numero di parte LTW-327ZDSKG-5A ha una lente gialla. L'assegnazione dei pin è la seguente:

• Anodo 1 (A1): Collegato al chip AlInGaP Verde.
• Anodo 2 (A2): Collegato al chip InGaN Bianco.

Il catodo comune è implicito ma non esplicitamente etichettato nel testo fornito. Il disegno meccanico mostrerebbe il pad del catodo. La polarità corretta è essenziale per prevenire danni.

5.2 Dimensioni e Tolleranze del Package

Il dispositivo si conforma a un profilo standard EIA per LED a emissione laterale. Tutte le dimensioni sono in millimetri, con una tolleranza standard di ±0.10 mm salvo diversa indicazione sul disegno dettagliato del package. La scheda tecnica include le dimensioni suggerite per i pad di saldatura e l'orientamento per garantire un corretto allineamento meccanico e l'affidabilità del giunto saldato durante la rifusione.

6. Linee Guida per Montaggio, Saldatura e Manipolazione

6.1 Processo di Saldatura

Il LED è compatibile con i processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR). Viene suggerito un profilo raccomandato, con una temperatura di picco di 260°C mantenuta per 10 secondi. Rispettare questo profilo è fondamentale per prevenire danni termici al package del LED o ai fili di connessione interni.

6.2 Pulizia

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, dovrebbero essere utilizzati solo prodotti chimici specificati. Prodotti chimici non specificati potrebbero danneggiare il package in plastica. Il metodo raccomandato è immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura normale per meno di un minuto.

6.3 Stoccaggio e Sensibilità all'Umidità

I LED sono dispositivi sensibili all'umidità. Sono imposte condizioni di stoccaggio specifiche:

• Confezione Sigillata:Conservare a ≤30°C e ≤90% di Umidità Relativa (UR). Utilizzare entro un anno.
• Confezione Aperta:L'ambiente di stoccaggio non deve superare i 30°C o il 60% di UR. Si raccomanda di completare la rifusione IR entro una settimana dall'apertura.
• Stoccaggio Prolungato (Aperto):Conservare in un contenitore sigillato con essiccante o in un essiccatore a azoto.
• Ribaking:Se conservato fuori dalla confezione originale per più di una settimana, è richiesta una cottura a circa 60°C per almeno 20 ore prima della saldatura per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire l'effetto "popcorning" durante la rifusione.

6.4 Precauzioni per la Scarica Elettrostatica (ESD)

Il dispositivo ha una soglia ESD di 2000V (HBM). Per prevenire danni da elettricità statica, è obbligatorio utilizzare adeguati controlli ESD: braccialetti, guanti antistatici e assicurarsi che tutte le attrezzature e le postazioni di lavoro siano correttamente messe a terra.

7. Imballaggio e Ordinazione

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I LED sono forniti su nastro portacomponenti goffrato standard del settore, larghezza 8mm, con nastro coprente superiore. Il nastro è avvolto su bobine da 7 pollici (178mm) di diametro.

• Quantità per Bobina:3000 pezzi.
• Quantità Minima d'Ordine (MOQ):500 pezzi per quantità residue.
• Standard di Imballaggio:Conforme alle specifiche ANSI/EIA-481.
• Qualità:Il numero massimo di componenti mancanti consecutivi (tasche vuote) nel nastro è due.

Vengono forniti disegni meccanici dettagliati per le dimensioni delle tasche del nastro, il mozzo e la flangia della bobina per la configurazione delle attrezzature di manipolazione automatica.

8. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione

8.1 Applicazioni Target

L'applicazione principale per questo LED bicolore a emissione laterale è la retroilluminazione LCD, in particolare per display di piccole e medie dimensioni nell'elettronica di consumo, pannelli industriali e interni automobilistici. Il design ad angolo retto consente di posizionarlo sul bordo di una lastra di guida della luce, accoppiando efficientemente la luce nel pannello. Altri usi potenziali includono indicatori di stato in spazi ristretti, illuminazione decorativa laterale e retroilluminazione per tastiere o simboli.

8.2 Considerazioni sulla Progettazione del Circuito

• Limitazione della Corrente:Utilizzare sempre una resistenza in serie o un driver a corrente costante per limitare la corrente diretta al valore DC raccomandato (10mA per il bianco, 20mA per il verde) o inferiore. Superare I_Friduce la durata di vita e può causare un guasto immediato.
• Controllo Indipendente:I due anodi consentono di pilotare i LED bianco e verde in modo indipendente. Ciò consente la miscelazione dei colori (per creare sfumature di verde-blu o acqua) o funzioni di segnalazione separate.
• Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, garantire un'adeguata area di rame sul PCB o via termiche per il pad del catodo può aiutare a mantenere una temperatura di giunzione più bassa, preservando l'emissione luminosa e la longevità, specialmente in ambienti ad alta temperatura.
• Alimentazione di Tensione:Tenere conto delle diverse tensioni dirette durante la progettazione del circuito di pilotaggio. Una singola sorgente di corrente con una resistenza per ciascun colore può essere sufficiente, ma il margine di tensione deve essere verificato per entrambi.

8.3 Affidabilità e Durata di Vita

La durata di vita del LED è fortemente influenzata dalle condizioni operative. I fattori chiave includono:

• Corrente di Pilotaggio:Funzionare al di sotto della corrente massima nominale prolunga significativamente la vita operativa.
• Temperatura di Giunzione (T_j):Un'alta T_jaccelera la diminuzione del flusso luminoso e può spostare la cromaticità. Un efficace dissipatore di calore tramite il PCB è cruciale.
• Sigillatura Ambientale:Il package in plastica fornisce una protezione di base, ma va evitata l'esposizione a sostanze chimiche aggressive, radiazioni UV o umidità estrema al di fuori degli intervalli specificati.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Il LTW-327ZDSKG-5A si differenzia attraverso la sua specifica combinazione di caratteristiche:

• vs. LED a Emissione Laterale Monocolore:Offre flessibilità di progettazione fornendo due colori in un unico package, riducendo il numero di componenti e lo spazio sulla scheda rispetto all'uso di due LED monocolore separati.
• vs. LED a Emissione Superiore:Il profilo di emissione ad angolo retto è la sua caratteristica distintiva, che consente progetti ottici completamente diversi focalizzati sull'illuminazione laterale piuttosto che sull'illuminazione diretta.
• vs. Altri LED Bicolore:L'uso di InGaN per il bianco e AlInGaP per il verde rappresenta una combinazione scelta per efficienza e qualità del colore. La specifica struttura di binning sia per l'intensità che per la tonalità (per il verde) indica un focus sulla coerenza del colore per applicazioni di display.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D1: Posso pilotare i LED bianco e verde simultaneamente alla loro corrente DC massima?
R1: Sì, ma devi considerare la dissipazione di potenza totale. Il funzionamento simultaneo a I_F(Bianco)=10mA (V_F~3.0V, P=30mW) e I_F(Verde)=20mA (V_F~2.0V, P=40mW) risulta in un totale di ~70mW. Assicurarsi che l'ambiente termico dell'applicazione possa gestire questo carico termico combinato senza superare la temperatura massima di giunzione.

D2: Qual è la differenza tra lunghezza d'onda di picco e lunghezza d'onda dominante?
R2: La lunghezza d'onda di picco (λ_P) è la lunghezza d'onda alla quale lo spettro di emissione ha la massima intensità. La lunghezza d'onda dominante (λ_d) è la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che corrisponde al colore percepito del LED quando confrontata con una luce bianca di riferimento. λ_dè più rilevante per la specifica del colore.

D3: Perché la condizione di stoccaggio per una confezione aperta è più rigorosa di quella per una sigillata?
R3: La confezione sigillata contiene essiccante per mantenere un'atmosfera interna secca. Una volta aperta, il package in plastica sensibile all'umidità è esposto all'umidità ambientale, che può assorbire. Un'eccessiva umidità assorbita può vaporizzarsi rapidamente durante la saldatura (rifusione), causando delaminazione interna o crepe (effetto "popcorning").

D4: Come interpreto il codice di bin sulla busta di imballaggio?
R4: Il codice indica il bin di prestazione per i LED in quella busta. Ad esempio, un codice potrebbe specificare "Q-K-S4"