Specifica LED Bianco LT3004WH-A-GL - Dimensioni 3.0x0.85x0.42mm - Tensione 3.0V - Potenza 60mW

1. Panoramica del prodotto

Il LT3004WH-A-GL è un LED bianco a montaggio superficiale progettato per illuminazione generale e applicazioni di retroilluminazione. Utilizza un chip InGaN blu combinato con un fosforo giallo per produrre luce bianca. Il contenitore è di tipo PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) con dimensioni 3,0mm × 0,85mm × 0,42mm, che lo rendono adatto a progetti compatti. Questo LED offre un ampio angolo di visione di 120°, un'elevata intensità luminosa fino a 3250mcd e un'eccellente affidabilità. È conforme alla direttiva RoHS e ha un livello di sensibilità all'umidità 3. Le applicazioni principali includono la retroilluminazione LCD e la retroilluminazione dei telefoni cellulari.

2. Analisi dei parametri tecnici

2.1 Caratteristiche elettriche

A una condizione di test di IF=20mA e Ts=25°C, la tensione diretta (VF) è tipicamente 3,0V con un intervallo da 2,7V a 3,3V a seconda del lotto. La corrente inversa (IR) a VR=5V è inferiore a 1µA. La corrente diretta massima assoluta è 30mA, e la corrente diretta di picco (1/10 duty, impulso 0,1ms) è 100mA. La tensione inversa massima è 5V. La classificazione di scarica elettrostatica (HBM) è 2000V. La temperatura di giunzione del LED (Tj) non deve superare 105°C.

2.2 Caratteristiche ottiche

L'intensità luminosa (Iv) a IF=20mA è tipicamente 2650mcd, con un intervallo da 2150mcd a 3450mcd a seconda del lotto. L'angolo di visione (2θ1/2) è di 120 gradi. Le coordinate cromatiche sono definite nel diagramma cromatico CIE 1931, con più gruppi di lotti (da N0 a N4, da M0 a M4 e gruppi MN) per un controllo preciso del colore. La distribuzione spettrale mostra un picco di lunghezza d'onda intorno a 450nm dal chip blu e un'ampia emissione gialla dal fosforo, risultando in luce bianca.

2.3 Caratteristiche termiche

La temperatura di giunzione del LED deve essere mantenuta al di sotto di 105°C. La curva di derating della corrente diretta (Fig. 1-9) mostra che all'aumentare della temperatura di saldatura, la corrente diretta massima consentita diminuisce per garantire Tj ≤ 105°C. Una corretta gestione termica, come un'adeguata area di rame del PCB e dissipazione del calore, è essenziale per un funzionamento affidabile.

3. Sistema di raggruppamento (binning)

3.1 Raggruppamento dell'intensità luminosa

A IF=20mA, l'intensità luminosa è suddivisa in lotti da 30 a 42, ciascuno con un intervallo di 100mcd. Ad esempio, il lotto 30 copre 2150-2250mcd, il lotto 36 copre 2750-2850mcd e il lotto 42 copre 3350-3450mcd. Per ogni lotto viene fornito anche il flusso luminoso equivalente (in lumen).

3.2 Raggruppamento della tensione diretta

La tensione diretta è raggruppata da V0 (2,7-2,8V) a V5 (3,2-3,3V) con passi di 0,1V. Tutte le misurazioni sono a IF=20mA, Ta=25°C, con tolleranza ±0,03V.

3.3 Raggruppamento cromatico

Le coordinate cromatiche CIE 1931 sono suddivise in più gruppi (da N0 a N4, da M0 a M4 e gruppi MN) per una consistenza cromatica precisa. Ogni gruppo definisce una piccola regione rettangolare nel diagramma cromatico, garantendo un controllo stretto del colore per applicazioni di retroilluminazione e display.

4. Curve di prestazione

4.1 Tensione diretta vs. Corrente diretta (Fig. 1-7)

La curva VF-IF mostra una tipica caratteristica esponenziale del diodo. A 20mA, VF è approssimativamente 3,0V. La curva aiuta i progettisti a prevedere la caduta di tensione a diverse correnti di pilotaggio.

4.2 Corrente diretta vs. Intensità relativa (Fig. 1-8)

L'intensità luminosa relativa aumenta quasi linearmente con la corrente diretta fino a 50mA. Questa linearità è utile per applicazioni di dimmerazione.

4.3 Distribuzione spettrale (Fig. 1-10)

La distribuzione spettrale di potenza mostra un picco blu a circa 450nm e un'ampia emissione gialla del fosforo da 500nm a 700nm. La luce bianca ha un elevato indice di resa cromatica, adatto all'illuminazione generale.

5. Informazioni meccaniche e di imballaggio

5.1 Dimensioni del contenitore

Il LED ha un contenitore PLCC con dimensioni 3,0mm × 0,85mm × 0,42mm. Le tolleranze sono ±0,1mm salvo diversa indicazione. Il contenitore ha una lente in silicone sulla parte superiore, che è morbida e richiede una manipolazione attenta.

5.2 Dimensioni del nastro trasportatore

I LED sono forniti su nastro trasportatore largo 12mm con dimensioni della tasca A0=0,95mm, B0=3,15mm, K0=0,55mm. Passo P1=4,00mm, P2=2,00mm, P0=4,00mm. Il diametro della bobina è 178mm con 5000 pz per bobina.

5.3 Polarità e marcatura

Il LED presenta un segno di catodo (tipicamente una tacca o un punto) su un lato. Fare riferimento al disegno del contenitore per l'orientamento della polarità.

6. Linee guida per saldatura e assemblaggio

6.1 Profilo di saldatura a riflusso

Il profilo di saldatura a riflusso consigliato segue gli standard JEDEC: preriscaldo da 160°C a 260°C in 60-120 secondi; tempo sopra 217°C (TL) deve essere 60-120 secondi; temperatura di picco 260°C per un massimo di 10 secondi (entro 5°C dal picco). La velocità di raffreddamento non deve superare 6°C/s. Il tempo totale da 25°C al picco deve essere inferiore a 8 minuti. Non eseguire più di due passaggi di riflusso e, se l'intervallo tra i passaggi supera le 24 ore, i LED potrebbero danneggiarsi a causa dell'assorbimento di umidità.

6.2 Saldatura a mano

Per la saldatura manuale, la temperatura del saldatore deve essere inferiore a 300°C e il tempo di contatto deve essere inferiore a 3 secondi. È consentita una sola operazione di saldatura a mano.

6.3 Manipolazione e stoccaggio

Il livello di sensibilità all'umidità è 3. Prima di aprire la busta sigillata, condizioni di stoccaggio: ≤30°C, ≤75% UR, durata di conservazione 1 anno dalla data di sigillatura. Dopo l'apertura, i LED devono essere utilizzati entro 24 ore (≤30°C, ≤60% UR). Se le condizioni di stoccaggio vengono superate o il disidratante è sbiadito, è necessario un essiccamento a 60±5°C per ≥24 ore.

6.4 Precauzioni di manipolazione

Evitare di applicare stress meccanico o pressione sulla lente in silicone durante il pick-and-place. Utilizzare ugelli a vuoto con forza adeguata. Non deformare il PCB dopo la saldatura. Evitare la pulizia a ultrasuoni che potrebbe danneggiare il LED. Utilizzare alcol isopropilico per la pulizia, se necessario.

7. Imballaggio e ordinazione

7.1 Dettagli dell'imballaggio

Ogni bobina contiene 5000 pezzi. Il diametro della bobina è 178mm, larghezza 12,8mm. Il nastro trasportatore è sigillato con un nastro di copertura. Le informazioni etichettate includono numero parte, codice lotto, intensità luminosa (Iv), tensione diretta (VF), codice lunghezza d'onda (WL), quantità, codice data e numero lotto.

7.2 Imballaggio resistente all'umidità

Le bobine sono sigillate sottovuoto in una busta barriera all'umidità con disidratante e una scheda indicatrice di umidità. La busta viene quindi imballata in una scatola di cartone.

7.3 Informazioni per l'ordinazione

I clienti devono specificare i codici lotto desiderati per intensità luminosa, tensione diretta e cromaticità al momento dell'ordine. Il prodotto standard è LT3004WH-A-GL.

8. Raccomandazioni applicative

Il LT3004WH-A-GL è ideale per la retroilluminazione LCD (soprattutto di dimensioni medio-piccole), retroilluminazione di tastiere e display di telefoni cellulari, spie luminose e illuminazione decorativa. Le sue dimensioni compatte consentono un montaggio ad alta densità. Per una retroilluminazione uniforme, è possibile utilizzare più LED in array con diffusori appropriati. L'ampio angolo di visione di 120° fornisce una buona luminosità fuori asse. Nella progettazione del circuito, un resistore limitatore di corrente è essenziale per prevenire sovracorrenti. Per la dimmerazione, si consiglia la modulazione PWM (pulse width modulation) a frequenze superiori a 1kHz per evitare sfarfallii. Quando si utilizzano LED in serie/parallelo, garantire una distribuzione equilibrata della corrente utilizzando resistori di bilanciamento o driver a corrente costante.

9. Test di affidabilità e criteri di guasto

Il LED ha superato i test di affidabilità, inclusi saldatura a riflusso (max 260°C, 10s), shock termico (-40°C a 100°C, 100 cicli), stoccaggio ad alta temperatura (100°C, 1000h), stoccaggio a bassa temperatura (-40°C, 1000h), test di vita (Ta=25°C, IF=20mA, 1000h), stoccaggio ad alta temperatura/umidità (60°C/90%UR, 1000h) e funzionamento ad alta temperatura/umidità (60°C/90%UR, IF=15mA, 500h). Il criterio di accettazione è 0 guasti su 20 campioni per ogni test. Il guasto è definito come VF > USL×1.1, IR > USL×2.0 o flusso luminoso

10. Domande frequenti

D1: Qual è la tensione diretta tipica a 20mA?R: Tipicamente 3,0V, con intervallo lotto 2,7V-3,3V.

D2: Posso pilotare il LED a 30mA in modo continuo?R: Sì, 30mA è la corrente diretta massima assoluta, ma è necessaria un'attenta gestione termica per mantenere la temperatura di giunzione al di sotto di 105°C. Per una lunga durata, si consiglia di ridurre a 20mA.

D3: Come seleziono il lotto corretto per la mia applicazione?R: Scegliere il lotto di intensità luminosa in base alla luminosità richiesta, il lotto di tensione in base alla conformità di tensione del driver e il lotto di cromaticità per la consistenza del colore. Le applicazioni tipiche di retroilluminazione utilizzano lotti dei gruppi N o M.

D4: Il LED può essere utilizzato in ambienti esterni?R: L'intervallo di temperatura operativa è da -30°C a +85°C, ma l'incapsulante in silicone può degradarsi con l'esposizione prolungata ai raggi UV. Per uso esterno, assicurare una protezione aggiuntiva dalla luce solare diretta e dall'umidità.

11. Caso di studio progettuale

Caso: Retroilluminazione LCD per display da 7 polliciUn display da 7 pollici richiede una retroilluminazione uniforme con una luminanza di 300cd/m². Utilizzando 30 pezzi di LT3004WH-A-GL disposti in 5 file × 6 colonne, ciascuno pilotato a 20mA, la corrente totale è 600mA. Con una guida di luce e un diffusore, il sistema può raggiungere la luminosità richiesta. La tensione diretta per LED è di circa 3,0V, quindi un alimentatore da 12V con resistori in serie (ad esempio 330Ω per fila di 6 LED) funzionerà. Il layout del PCB dovrebbe includere vie termiche per dissipare il calore. I test di affidabilità confermano che i LED mantengono oltre il 90% di mantenimento del flusso dopo 10.000 ore a 25°C ambiente.

12. Principio di funzionamento

Il LED bianco utilizza un chip semiconduttore InGaN (nitruro di gallio indio) che emette luce blu. Quando la corrente diretta attraversa il chip, elettroni e lacune si ricombinano radiativamente, emettendo luce blu (picco ~450nm). Questa luce blu eccita parzialmente un fosforo giallo (tipicamente YAG:Ce) depositato sul chip. La combinazione della luce blu e dell'emissione del fosforo giallo produce luce bianca. La temperatura di colore esatta e l'indice di resa cromatica dipendono dalla composizione del fosforo e dallo spessore dello strato. Il contenitore PLCC fornisce protezione meccanica e una cavità riflettente per un'efficiente estrazione della luce.

13. Tendenze tecnologiche

L'industria dei LED si sta muovendo verso una maggiore efficacia (lumen per watt), pacchetti più piccoli (ad esempio pacchetti a scala di chip 1,6x0,8mm) e una migliore consistenza cromatica (raggruppamento stretto). Il LT3004WH-A-GL rappresenta una soluzione PLCC compatta con buone prestazioni per le applicazioni attuali. Le tendenze future includono l'integrazione di più LED in un singolo pacchetto (ad esempio bianco RGB), una migliore gestione termica e l'uso di punti quantici per una gamma cromatica migliorata. Per la retroilluminazione, stanno emergendo le tecnologie mini-LED e micro-LED, ma i LED PLCC rimangono convenienti per prodotti a medio volume.