Scheda Tecnica LED LTPL-C035RH660 - Rosso 660nm - Potenza 2.1W - Corrente 350mA - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED rosso SMD ad alta potenza, con emissione a una lunghezza d'onda di picco di 660nm. Progettato per applicazioni di illuminazione a stato solido, questo componente offre una combinazione di elevato flusso radiante ed efficienza energetica in un package ultra-compatto. È concepito per garantire flessibilità di progettazione e prestazioni affidabili, rappresentando un'alternativa alle tecnologie di illuminazione convenzionali in varie applicazioni.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

Il LED è caratterizzato da diverse caratteristiche chiave che contribuiscono alle sue prestazioni e facilità di integrazione:

• Compatibilità con Circuiti Integrati:Il dispositivo è progettato per essere compatibile con i metodi di pilotaggio a circuito integrato, semplificando la progettazione del sistema.
• Conformità Ambientale:Il componente è conforme alla direttiva RoHS e prodotto con processi senza piombo, in linea con gli standard ambientali moderni.
• Efficienza Operativa:La tecnologia LED offre costi operativi inferiori rispetto alle sorgenti luminose tradizionali grazie a una maggiore efficienza di conversione energetica.
• Manutenzione Ridotta:La lunga durata operativa intrinseca della tecnologia LED porta a una significativa riduzione dei requisiti e dei costi di manutenzione durante il ciclo di vita del prodotto.
• Fattore di Forma Compatto:Il package a montaggio superficiale consente layout PCB ad alta densità e processi di assemblaggio semplificati.

2. Valori Massimi Assoluti

L'utilizzo del dispositivo oltre questi limiti può causare danni permanenti. Tutti i valori sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Corrente Diretta Continua (If):700 mA
• Consumo di Potenza (Po):2.1 W
• Intervallo di Temperatura Operativa (Topr):-40°C a +85°C
• Intervallo di Temperatura di Stoccaggio (Tstg):-55°C a +100°C
• Temperatura di Giunzione (Tj):110°C

Nota Importante:Un funzionamento prolungato in condizioni di polarizzazione inversa può portare a danni o guasti del componente. La progettazione del circuito deve garantire che il LED non sia sottoposto a tensione inversa.

3. Caratteristiche Elettro-Ottiche

I seguenti parametri definiscono le prestazioni fondamentali del LED in condizioni di test standard a Ta=25°C e una corrente diretta (If) di 350mA. Questo è il punto operativo consigliato.

3.1 Tabella delle Caratteristiche Primarie

• Tensione Diretta (Vf):
  • Minimo: 1.6 V
  • Tipico: 2.1 V
  • Massimo: 2.6 V
• Flusso Radiante (Φe):Questa è la potenza ottica totale in uscita, misurata con una sfera integratrice.
  • Minimo: 330 mW
  • Tipico: 405 mW
  • Massimo: 480 mW
• Lunghezza d'Onda di Picco (λp):La lunghezza d'onda alla quale l'emissione spettrale è più intensa.
  • Minimo: 650 nm
  • Massimo: 670 nm
• Angolo di Visione (2θ1/2):L'ampiezza angolare a metà dell'intensità luminosa massima.
  • Tipico: 130°

4. Sistema di Codici Bin e Classificazione

Per garantire coerenza nella produzione e nell'applicazione, i LED sono suddivisi in bin di prestazioni in base a parametri chiave. Il codice bin è stampato sulla confezione del prodotto.

4.1 Binning della Tensione Diretta (Vf)

I LED sono classificati in bin di tensione con una tolleranza di ±0.1V a If=350mA.

• V0:1.6V - 1.8V
• V1:1.8V - 2.0V
• V2:2.0V - 2.2V
• V3:2.2V - 2.4V
• V4:2.4V - 2.6V

4.2 Binning del Flusso Radiante (Φe)

I LED sono suddivisi per potenza ottica in uscita con una tolleranza di ±10%.

• R2:330 mW - 360 mW
• R3:360 mW - 390 mW
• R4:390 mW - 420 mW
• R5:420 mW - 450 mW
• R6:450 mW - 480 mW

4.3 Binning della Lunghezza d'Onda di Picco (λp)

I LED sono categorizzati per la loro lunghezza d'onda di emissione dominante con una tolleranza di ±3nm.

• P6K:650 nm - 655 nm
• P6L:655 nm - 660 nm
• P6M:660 nm - 665 nm
• P6N:665 nm - 670 nm

Nota per i Progettisti:Per applicazioni che richiedono una specifica coerenza delle prestazioni (ad es., uniformità cromatica in array, caduta di tensione precisa), si consiglia di specificare o richiedere codici bin limitati. Questo aspetto dovrebbe essere discusso durante il processo di approvvigionamento.

5. Curve di Prestazione e Analisi Dettagliata

Le seguenti curve forniscono una comprensione più approfondita del comportamento del LED in varie condizioni operative. Tutti i dati sono tipici e misurati a 25°C salvo diversa indicazione.

5.1 Flusso Radiante Relativo vs. Corrente Diretta

Questa curva mostra la relazione tra la corrente di pilotaggio e l'uscita luminosa. Il flusso radiante aumenta con la corrente ma non in modo lineare. Operare al di sopra dei 350mA consigliati produrrà un'uscita maggiore, ma aumenterà anche la temperatura di giunzione e accelererà il decadimento del flusso. La curva è essenziale per determinare la corrente di pilotaggio ottimale per bilanciare luminosità e longevità.

5.2 Distribuzione Spettrale Relativa

Questo grafico raffigura l'intensità della luce emessa lungo lo spettro delle lunghezze d'onda. Conferma la natura monocromatica del LED, con un picco netto centrato attorno a 660nm (rosso profondo) e una larghezza di banda spettrale stretta. Questa caratteristica è cruciale per applicazioni che richiedono una specifica purezza spettrale, come l'illuminazione per orticoltura o i sensori ottici.

5.3 Diagramma di Radiazione (Angolo di Visione)

Il grafico polare illustra la distribuzione spaziale della luce. Il tipico angolo di visione di 130° indica un pattern di emissione ampio, simile a lambertiano. Ciò fornisce un'illuminazione ampia e uniforme adatta per applicazioni di illuminazione generale e segnaletica, a differenza di un angolo del fascio stretto utilizzato per i faretti.

5.4 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)

Questa curva fondamentale mostra la relazione esponenziale tra tensione e corrente in un diodo. La tensione di ginocchio è attorno al tipico Vf di 2.1V. Comprendere questa curva è vitale per progettare il circuito di limitazione della corrente. Una piccola variazione della tensione diretta può portare a una grande variazione di corrente se pilotata da una sorgente di tensione, da qui la necessità di driver a corrente costante o resistenze in serie.

5.5 Flusso Radiante Relativo vs. Temperatura di Giunzione

Questa è una delle curve più critiche per la progettazione della gestione termica. Mostra come l'uscita luminosa diminuisca all'aumentare della temperatura di giunzione (Tj). I LED ad alta potenza sono sensibili al calore; una Tj elevata riduce l'efficienza (decadimento del flusso) e accorcia la durata di vita. È necessario un dissipatore di calore efficace per mantenere Tj il più bassa possibile, idealmente ben al di sotto del valore massimo di 110°C, per garantire prestazioni stabili e affidabilità a lungo termine.

6. Dimensioni Meccaniche e Informazioni sul Package

Il LED è alloggiato in un package a montaggio superficiale (SMD). Le note dimensionali chiave includono:

• Tutte le dimensioni lineari sono in millimetri (mm).
• La tolleranza dimensionale generale è ±0.2mm.
• Le tolleranze per l'altezza della lente e la lunghezza/larghezza del substrato ceramico sono più strette, a ±0.1mm.
• Il pad termico centrale è isolato elettricamente (flottante) rispetto ai pad elettrici dell'anodo e del catodo. La funzione primaria di questo pad è condurre il calore lontano dal die del LED verso il circuito stampato (PCB).

Il disegno di contorno fornisce le misure esatte per la progettazione dell'impronta sul PCB, incluse dimensioni dei pad, spaziatura e posizionamento del componente.

7. Linee Guida per l'Assemblaggio e la Saldatura

Una manipolazione e una saldatura corrette sono critiche per l'affidabilità.

7.1 Profilo di Rifusione Consigliato

Viene fornito un profilo dettagliato temperatura-tempo. I parametri chiave tipicamente includono:

• Preriscaldamento/Rampa:Un aumento controllato per attivare il flussante.
• Zona di Soak (Stabilizzazione):Un plateau per garantire una temperatura uniforme della scheda.
• Zona di Rifusione (Liquidus):La temperatura di picco in cui la lega di saldatura fonde. La temperatura massima del corpo del package non deve superare il limite specificato (spesso attorno a 260°C per una breve durata).
• Velocità di Raffreddamento:Si raccomanda un raffreddamento controllato, non rapido, per prevenire shock termici.

Note Importanti:Il profilo potrebbe richiedere adattamenti in base alle specifiche della pasta saldante. La saldatura a rifusione dovrebbe essere eseguita al massimo tre volte. La saldatura manuale, se necessaria, dovrebbe essere limitata a 300°C per un massimo di 2 secondi per pad. La saldatura a immersione non è raccomandata né garantita.

7.2 Layout Consigliato dei Pad sul PCB

Viene fornito un diagramma del land pattern per progettare il PCB. Questo pattern garantisce una corretta formazione del giunto di saldatura, la connessione elettrica e, soprattutto, un trasferimento termico ottimale dal pad termico del LED al piano di rame del PCB. La dimensione e la forma del pad termico sul PCB sono cruciali per un'effettiva dissipazione del calore.

7.3 Pulizia e Manipolazione

• Pulizia:Utilizzare solo solventi a base alcolica approvati come l'alcol isopropilico (IPA). Prodotti chimici non specificati potrebbero danneggiare la lente in silicone o il materiale del package.
• Manipolazione Manuale:Prelevare sempre il LED dai lati, non dalla lente o dai bonding wires interni. Evitare di toccare la superficie ottica per prevenire contaminazioni.

8. Specifiche di Confezionamento

I LED sono forniti in confezione a nastro e bobina compatibile con apparecchiature automatiche pick-and-place.

• Dimensioni del Nastro:Specifica dimensione della tasca, passo e dettagli del nastro coprente.
• Dimensioni della Bobina:Specifica diametro della bobina, dimensione del mozzo e orientamento.
• Quantità di Imballo:Una bobina standard da 7 pollici contiene un massimo di 500 pezzi. La quantità minima di imballo per rimanenze è di 100 pezzi.
• Qualità:Conforme agli standard EIA-481-1-B. Il numero massimo di componenti mancanti consecutivi nel nastro è due.

9. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione

9.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per un funzionamento affidabile:

• Pilotaggio a Corrente Costante:Il metodo raccomandato è utilizzare una sorgente di corrente costante o un driver IC. Ciò garantisce un'uscita luminosa stabile indipendentemente da piccole variazioni della tensione diretta.
• Resistenza in Serie (Metodo più Semplice):Quando si utilizza una sorgente di tensione, una resistenza limitatrice di corrente deve essere posta in serie con ciascun LED. Il valore della resistenza si calcola usando la Legge di Ohm: R = (Valimentazione - Vf) / If. Questo metodo è meno efficiente ma semplice.
• Attenzione al Collegamento in Parallelo:Non è raccomandato collegare più LED direttamente in parallelo a una singola sorgente di corrente. Piccole variazioni nelle caratteristiche I-V dei singoli LED (anche dello stesso bin) possono causare uno squilibrio significativo della corrente, portando a luminosità non uniforme e potenziale sovracorrente in alcuni dispositivi. Utilizzare elementi limitatori di corrente separati per LED o collegarli in serie.

9.2 Gestione Termica

Questo aspetto è fondamentale per i LED ad alta potenza. I passi di progettazione includono:

1. Progettazione del PCB:Utilizzare un PCB con un pad termico dedicato collegato a piani di massa interni o ampie aree di rame.
2. Via Termici:Inserire una matrice di via termici sotto il pad termico del LED per condurre il calore verso gli strati interni o il lato inferiore della scheda.
3. Dissipatore Esterno:Per funzionamento ad alta corrente o applicazioni in ambienti ad alta temperatura, potrebbe essere necessario un dissipatore esterno fissato al PCB.
4. Monitoraggio:In applicazioni critiche, considerare il monitoraggio della temperatura della scheda vicino al LED per garantire che i limiti operativi non vengano superati.

9.3 Compatibilità Ambientale e dei Materiali

Il dispositivo ha elettrodi placcati in oro, ma si consiglia cautela:

• Evitare l'uso di materiali contenenti zolfo (ad es., alcune guarnizioni, sigillanti, adesivi) nell'assemblaggio finale, poiché lo zolfo può corrodere l'oro e portare a guasti della connessione.
• Non operare o conservare il prodotto in ambienti con elevata umidità (>85% UR), condensa, aria salmastra o gas corrosivi (Cl2, H2S, NH3, SO2, NOx).

10. Scenari Applicativi Tipici

Il LED rosso 660nm è adatto a varie applicazioni grazie alla sua specifica lunghezza d'onda e potenza:

• Illuminazione per Orticoltura:La lunghezza d'onda di 660nm rientra nell'intervallo della radiazione fotosinteticamente attiva (PAR), particolarmente efficace per promuovere la fioritura e la fruttificazione nelle piante in serra o coltivazioni indoor.
• Illuminazione Automobilistica:Può essere utilizzato nei gruppi ottici posteriori (luci di posizione/freno), nell'illuminazione ambientale interna o negli indicatori di stato.
• Insegne e Retroilluminazione Display:La sua elevata luminosità e ampio angolo di visione lo rendono adatto per lettere canale, light box e illuminazione decorativa.
• Visione Industriale e Macchine:Utilizzato come sorgente di luce strutturata o per l'illuminazione in sistemi di sensori ottici e ispezione.
• Elettronica di Consumo:Indicatori di stato, retroilluminazione per pulsanti o pannelli in elettrodomestici e apparecchiature audio/video.

11. Domande Frequenti (FAQ)

D1: Qual è la differenza tra Flusso Radiante (mW) e Flusso Luminoso (lm)?

R1: Il flusso radiante misura la potenza ottica totale in watt, indipendentemente dalla lunghezza d'onda. Il flusso luminoso misura la luminosità percepita dall'occhio umano, ponderata dalla curva di visione fotopica (che ha il picco a 555nm, verde). Per un LED rosso profondo a 660nm, l'efficienza luminosa (lm/W) è inferiore rispetto ai LED bianchi o verdi, quindi il flusso radiante è la metrica più rilevante per la sua potenza ottica.

D2: Posso pilotare questo LED alla sua corrente massima assoluta di 700mA?

R2: Sebbene possibile, non è raccomandato per un funzionamento continuativo. Farlo genererà significativamente più calore, ridurrà drasticamente l'efficienza (vedi curva Flusso Relativo vs. Temperatura) e accorcerà la durata di vita del LED. Il punto operativo consigliato di 350mA fornisce un equilibrio ottimale tra uscita, efficienza e longevità.

D3: Perché il pad termico è elettricamente neutro?

R3: Questo design semplifica il layout del PCB e migliora le prestazioni termiche. Permette al pad termico di essere collegato direttamente a un ampio piano di massa in rame o a un dissipatore sul PCB senza creare un cortocircuito elettrico. Ciò massimizza il trasferimento di calore lontano dalla giunzione del LED.

D4: Come interpreto i codici bin quando ordino?

R4: Il codice bin (es., V2R4P6L) specifica l'intervallo di prestazioni per Tensione, Flusso Radiante e Lunghezza d'Onda di Picco. Per prestazioni coerenti in un array, si dovrebbe specificare un bin stretto o singolo per ciascun parametro. Gli ordini standard possono ricevere una miscela di bin all'interno delle specifiche generali del prodotto.