Scheda Tecnica LED Flash SMD LTPL-C0677WPYB - Alta Luminosità - Luce Bianca - 1000mA - 6.3W Impulso - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

L'LTPL-C0677WPYB è un LED SMD (Surface-Mount Device) compatto e ad alta potenza, progettato specificamente come sorgente luminosa per flash. Il suo obiettivo principale è fornire un flusso luminoso eccezionalmente elevato in un fattore di forma miniaturizzato. Ciò consente di catturare immagini ad alta risoluzione in condizioni di scarsa illuminazione ambientale ed estende la portata effettiva del flash per i dispositivi di imaging.

1.1 Caratteristiche Principali

• LED Flash SMD di Massima Luminosità:Progettato per la massima emissione luminosa in modalità di funzionamento a impulsi.
• Accensione Istantanea:Fornisce illuminazione immediata con ritardo minimo, fondamentale per la fotografia con flash.
• Dimensioni dell'Emettitore Molto Ridotte:Il package compatto consente l'integrazione in dispositivi moderni con spazio limitato, come gli smartphone.
• Conforme RoHS:Prodotto in conformità alla direttiva sulla restrizione delle sostanze pericolose.

1.2 Applicazioni Target

• Telefoni con fotocamera e smartphone
• Dispositivi elettronici portatili con funzionalità di imaging
• Fotocamere digitali compatte (DSC)
• Dispositivi portatili che richiedono un'illuminazione ad alta intensità e di breve durata

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

Questa sezione fornisce un'analisi dettagliata dei limiti operativi e delle caratteristiche prestazionali del LED in condizioni specificate.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non è consigliabile un funzionamento a o vicino a questi limiti per periodi prolungati, poiché può influire negativamente sull'affidabilità.

• Dissipazione di Potenza (Modalità Impulso):6.3 W. Questa è la potenza massima che il LED può gestire in funzionamento impulsivo senza superare i suoi limiti termici.
• Corrente Diretta Impulsiva (50ms ON, 950ms OFF):1500 mA. La corrente di picco che il LED può sopportare in un ciclo di lavoro impulsivo, cruciale per le applicazioni flash.
• Corrente Diretta in CC:350 mA. La massima corrente diretta continua per il funzionamento in regime stazionario.
• Temperatura di Giunzione (Tj):125 °C. La massima temperatura ammissibile alla giunzione del semiconduttore.
• Soglia di Scarica Elettrostatica (ESD) (HBM):8000 V. Indica un livello di protezione relativamente robusto contro le scariche elettrostatiche secondo il modello del corpo umano.
• Intervallo di Temperatura Operativa:-40°C a +85°C. L'intervallo di temperatura ambiente per un funzionamento affidabile.
• Intervallo di Temperatura di Stoccaggio:-40°C a +100°C. L'intervallo di temperatura sicuro per lo stoccaggio del dispositivo quando non in funzione.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi sono i parametri prestazionali tipici misurati in condizioni di test standard (Ta=25°C, impulso di 300ms).

• Flusso Luminoso (ΦV):260 lm (Min), 300 lm (Tip), 400 lm (Max) a I_FP= 1000mA. Questo quantifica l'emissione totale di luce visibile, con una tolleranza di misura di ±10%.
• Tensione Diretta (V_F):2.9 V (Min), 3.6 V (Tip), 4.2 V (Max) a I_FP= 1000mA. La caduta di tensione ai capi del LED durante il funzionamento, con una tolleranza di misura di ±0.1V.
• Temperatura di Colore (CCT):5000 K a 6000 K a I_FP= 1000mA. Questo definisce la tonalità della luce bianca, rientrante nell'intervallo "bianco freddo", adatto per la fotografia con flash.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):120° (Tip). L'ampiezza angolare alla quale l'intensità luminosa è la metà dell'intensità massima (a 0°). Un ampio angolo di visione è vantaggioso per un'illuminazione uniforme.
• Corrente Inversa (I_R):100 µA (Max) a V_R= 5V. Il dispositivo non è progettato per il funzionamento inverso; questo parametro è solo a scopo informativo/di test.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione, i LED vengono selezionati (binning) in base a parametri prestazionali chiave. L'LTPL-C0677WPYB utilizza un sistema di binning per il flusso luminoso e la tensione diretta.

3.1 Binning del Flusso Luminoso

I LED sono categorizzati in bin in base alla loro emissione luminosa misurata a 1000mA.

• Bin P4:Intervallo del Flusso Luminoso da 260 lm a 315 lm.
• Bin Q0:Intervallo del Flusso Luminoso da 315 lm a 400 lm.

3.2 Binning della Tensione Diretta

I LED sono anche classificati in base alla loro caduta di tensione diretta a 1000mA.

• Bin 4:Intervallo della Tensione Diretta da 2.9 V a 3.8 V.
• Bin 5:Intervallo della Tensione Diretta da 3.8 V a 4.2 V.

Questo binning consente ai progettisti di selezionare LED con proprietà elettriche e ottiche strettamente corrispondenti per la loro applicazione specifica, garantendo prestazioni uniformi nei progetti multi-LED.

4. Analisi delle Curve Prestazionali

La scheda tecnica fornisce diverse curve caratteristiche che illustrano il comportamento del dispositivo in condizioni variabili. Tutti i dati di correlazione si basano sul LED montato su un PCB a nucleo metallico (MCPCB) di 2cm x 2cm che funge da dissipatore di calore.

4.1 Distribuzione Spettrale di Potenza Relativa

La curva spettrale mostra l'intensità della luce emessa a diverse lunghezze d'onda. Per un LED bianco come questo (che utilizza tecnologia InGaN con rivestimento al fosforo), lo spettro presenta tipicamente un picco blu dal chip e un'emissione più ampia gialla/verde/rossa dal fosforo, che si combinano per produrre luce bianca.

4.2 Diagramma di Radiazione

Il diagramma polare (Caratteristiche di Radiazione) rappresenta visivamente il tipico angolo di visione di 120°, mostrando come l'intensità luminosa si distribuisce spazialmente dal LED.

4.3 Corrente Diretta vs. Flusso Luminoso Relativo

Questa curva dimostra che l'emissione luminosa non è linearmente proporzionale alla corrente, specialmente a correnti più elevate dove l'efficienza può diminuire a causa degli effetti termici aumentati.

4.4 Corrente Diretta vs. Variazione della Temperatura di Colore Correlata (CCT)

Questo grafico è fondamentale poiché mostra come il punto bianco (temperatura di colore) del LED cambi con la corrente di pilotaggio. Per le applicazioni flash, minimizzare lo spostamento della CCT è importante per una resa cromatica coerente nelle foto.

4.5 Curva di Derating della Corrente Diretta

Forse la curva più importante per un progetto affidabile, mostra la massima corrente diretta impulsiva ammissibile in funzione della temperatura ambiente. All'aumentare della temperatura, la corrente massima sicura diminuisce per evitare che la temperatura di giunzione superi i 125°C. Questa curva deve essere rigorosamente rispettata per l'affidabilità a lungo termine.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED è fornito in un package SMD specifico. Tutte le dimensioni sono in millimetri (mm) con una tolleranza generale di ±0.1mm salvo diversa indicazione. Il package presenta una lente Gialla/Bianca che emette luce bianca basata su InGaN. Nel datasheet sono forniti disegni dimensionali dettagliati per la progettazione dell'impronta sul PCB.

5.2 Layout Consigliato dei Pad di Attacco sul PCB

Viene fornito un land pattern (impronta) suggerito per il PCB per garantire una corretta saldatura e gestione termica. La raccomandazione include uno spessore massimo dello stencil di 0.10mm per l'applicazione della pasta saldante.

5.3 Identificazione della Polarità

Si applicano le marcature di polarità standard per LED SMD (tipicamente un indicatore del catodo sul package). Per la marcatura esatta su questo componente specifico, consultare il disegno nella scheda tecnica.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Rifusione IR Consigliato (Processo Senza Piombo)

Il LED è compatibile con la saldatura a rifusione senza piombo. È specificato un profilo dettagliato, allineato con J-STD-020D, che include:

• Temperatura di Picco (T_P):Massimo 260°C.
• Tempo sopra il Liquido (T_L= 217°C):Da 60 a 150 secondi.
• Velocità di Riscaldamento e Raffreddamento:Controllate per minimizzare lo shock termico.

Note Critiche:Non è raccomandato un processo di raffreddamento rapido. La temperatura di saldatura più bassa possibile che garantisca un giunto affidabile è sempre auspicabile per minimizzare lo stress termico sul LED. Il dispositivo non è garantito se assemblato utilizzando metodi di saldatura a immersione.

6.2 Pulizia

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, utilizzare solo prodotti chimici specificati. Il LED può essere immerso in alcol etilico o isopropilico a temperatura normale per meno di un minuto. L'uso di prodotti chimici non specificati può danneggiare il materiale del package o l'ottica.

7. Imballaggio e Manipolazione

7.1 Specifiche del Nastro e del Rullo

I LED sono forniti su rulli in nastro portante standard goffrato per l'assemblaggio automatizzato pick-and-place. Le specifiche chiave includono:

• Dimensione del Rullo:Rullo da 7 pollici.
• Quantità per Rullo:3000 pezzi (rullo pieno standard).
• Quantità Minima d'Ordine (MOQ):500 pezzi per rimanenze.
• L'imballaggio è conforme alle specifiche EIA-481. Il nastro è sigillato con una copertura superiore ed è consentito un massimo di due componenti mancanti consecutivi (tasche vuote).

Nella scheda tecnica sono forniti disegni dimensionali dettagliati sia per il nastro portante che per il rullo.

8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progetto

8.1 Circuiti Applicativi Tipici

Questo LED flash ad alta corrente richiede un circuito di pilotaggio dedicato. Le implementazioni tipiche utilizzano un alimentatore a commutazione (come un convertitore boost) per generare l'alta corrente impulsiva da una batteria a bassa tensione (es. Li-ion 3.7V). Il driver deve essere in grado di fornire impulsi di corrente molto brevi e ad alta intensità (fino a 1500mA per 50ms o meno) gestendo la corrente di spunto e fornendo protezione da sovracorrente.

8.2 Gestione Termica

Un efficace dissipazione del calore è fondamentale. Anche durante brevi impulsi, viene generato calore significativo. La raccomandazione di montare il LED su un MCPCB di 2cm x 2cm è una linea guida minima. Per applicazioni con alto ciclo di lavoro o funzionamento ad alte temperature ambientali, è necessaria una gestione termica più sostanziale (area di rame del PCB più grande, via termiche o un dissipatore esterno) per mantenere la temperatura di giunzione entro limiti sicuri, come definito dalla curva di derating.

8.3 Progettazione Ottica

L'angolo di visione di 120° fornisce un'illuminazione ampia. Per applicazioni che richiedono un fascio più focalizzato (ad esempio, per aumentare la distanza di lancio), un'ottica secondaria (riflettore o lente) può essere posizionata sopra il LED. Le piccole dimensioni dell'emettitore sono vantaggiose per ottenere un controllo ottico preciso.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Sebbene in questa scheda tecnica autonoma non venga fornito un confronto diretto con altri modelli, i principali fattori di differenziazione dell'LTPL-C0677WPYB possono essere dedotti dalle sue specifiche:

• Capacità di Corrente Impulsiva Elevata (1500mA):Consente una luminosità istantanea molto elevata, che è la metrica principale per un LED flash.
• Alto Flusso Luminoso (fino a 400 lm):Lo colloca nella categoria ad alta luminosità per i LED flash SMD.
• Package SMD Compatto:Offre un vantaggio significativo rispetto ai LED flash through-hole più grandi nei dispositivi mobili con spazio limitato.
• Ampio Angolo di Visione (120°):Fornisce un'illuminazione uniforme della scena rispetto ai LED con angolo più stretto, riducendo i punti caldi nelle immagini.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Posso pilotare questo LED con una corrente continua costante di 1000mA?

Risposta:No. Il Valore Massimo Assoluto per la corrente diretta in CC è 350 mA. Il valore di 1000mA è per il funzionamento impulsivo in una specifica condizione di test (impulso di 300ms, probabilmente con basso ciclo di lavoro) o come valore di picco impulsivo (50ms ON). Un funzionamento continuo a 1000mA supererebbe i limiti di dissipazione di potenza e temperatura di giunzione, portando a un rapido guasto.

10.2 Perché il binning della tensione diretta è importante per il mio progetto?

Risposta:Se si pilotano più LED in parallelo dalla stessa sorgente di corrente, le differenze nella tensione diretta (V_F) causeranno una distribuzione non uniforme della corrente. I LED con una V_Fpiù bassa assorbiranno più corrente di quelli con una V_Fpiù alta, portando a differenze di luminosità e potenzialmente a uno stress eccessivo delle unità con V_Finferiore. Utilizzare LED dello stesso bin V_Fgarantisce una condivisione della corrente e prestazioni più uniformi.

10.3 Qual è lo scopo del "Tempo sopra il Liquido" nel profilo di rifusione?

Risposta:Questo è il tempo durante il quale i giunti saldati rimangono sopra il punto di fusione della pasta saldante (217°C per quella senza piombo). Un tempo sufficiente (qui 60-150s) garantisce una corretta bagnatura e la formazione di un legame metallurgico affidabile tra i pad di saldatura del LED e il PCB. Un tempo troppo breve può causare giunti saldati a freddo; un tempo troppo lungo aumenta lo stress termico sul componente.

11. Caso Pratico di Progetto e Utilizzo

Scenario: Integrazione in un Modulo Flash per Smartphone

Un ingegnere di progetto ha il compito di aggiungere un flash di alta qualità a un nuovo modello di smartphone. L'LTPL-C0677WPYB viene selezionato per la sua alta emissione e le piccole dimensioni. L'ingegnere deve:

1. Selezione del Driver:Scegliere un circuito integrato driver per LED flash in grado di fornire l'impulso richiesto di 1000-1500mA dalla batteria del telefono da 3.8V, con controllo tramite il processore della fotocamera del telefono (I2C o simile).
2. Layout del PCB:Progettare l'impronta sul PCB esattamente secondo il layout dei pad consigliato nella scheda tecnica. Creeranno un piccolo MCPCB dedicato (2cm x 2cm o più grande) per il LED che funga da diffusore di calore, che verrà poi collegato al telaio interno del telefono per un'ulteriore dissipazione termica.
3. Integrazione Ottica:Collaborare con il team di progettazione meccanica per creare una guida luminosa o un diffusore che distribuisca uniformemente il fascio di 120° del LED attraverso la finestra del flash sull'esterno del telefono, assicurando che non siano visibili punti caldi.
4. Firmware:Programmare il software della fotocamera per attivare il driver del flash con durate di impulso che rimangano entro il tempo massimo di accensione di 50ms per gli impulsi ad alta corrente, gestendo il ciclo di lavoro per prevenire il surriscaldamento durante le modalità di scatto a raffica.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

L'LTPL-C0677WPYB è una sorgente luminosa a stato solido basata sulla fisica dei semiconduttori. Utilizza un chip di Nitruro di Indio e Gallio (InGaN) che emette luce blu quando gli elettroni si ricombinano con le lacune attraverso la giunzione p-n del chip sotto polarizzazione diretta (elettroluminescenza). Questa luce blu viene poi parzialmente convertita in lunghezze d'onda più lunghe (giallo, verde, rosso) da un rivestimento al fosforo depositato sul chip o nelle sue vicinanze. La miscela della luce blu residua e della luce convertita dal fosforo risulta nella percezione di luce bianca. I rapporti specifici del fosforo determinano la temperatura di colore correlata (CCT), qui sintonizzata nell'intervallo di 5000-6000K "bianco freddo" preferito per la fotografia con flash per corrispondere alle condizioni di luce diurna.

13. Tendenze Tecnologiche e Contesto

I LED flash SMD ad alta potenza rappresentano una tendenza chiave nell'optoelettronica, guidata dalla miniaturizzazione dell'elettronica di consumo, in particolare degli smartphone. L'evoluzione si concentra su:

• Aumento dell'Efficienza Luminosa (lm/W):Fornire più emissione luminosa per la stessa potenza elettrica in ingresso, migliorando l'autonomia della batteria.
• Corrente di Picco e Emissione Luminosa più Elevate:Abilitare una migliore fotografia in condizioni di scarsa luce e funzionalità come la "modalità notte".
• Migliore Resa Cromatica:Sviluppare fosfori che producono spettri luminosi più vicini alla luce diurna naturale (alto CRI - Indice di Resa Cromatica), portando a colori più accurati nelle foto, anche se il CRI non è specificato in questa particolare scheda tecnica.
• Flash a Doppia Tonalità:Una tendenza di mercato in cui due LED con CCT diverse (ad esempio, un bianco freddo e un bianco caldo) vengono utilizzati insieme per consentire al sistema della fotocamera di regolare la temperatura di colore del flash per tonalità della pelle più gradevoli e una migliore corrispondenza con la luce ambientale. Sebbene questa scheda tecnica sia per un LED a CCT singola, la tecnologia esiste all'interno delle stesse famiglie di prodotti.
• Integrazione con Sensori:I LED flash sono sempre più parte di un sistema che include sensori di luce ambientale e di prossimità, consentendo una luminosità adattiva e lo spegnimento del flash quando un oggetto è troppo vicino.