Scheda Tecnica LED SMD LTW-C230DS2 a Montaggio Inverso - Bianco InGaN - 2.6-3.1V - 72mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTW-C230DS2 è un diodo a emissione luminosa (LED) a montaggio superficiale (SMD) progettato per applicazioni a montaggio inverso. Utilizza un chip Ultra Bright InGaN (Nitruro di Indio e Gallio) per produrre luce bianca. Questo componente è confezionato su nastro standard da 8mm su bobine da 7 pollici di diametro, risultando pienamente compatibile con le attrezzature di assemblaggio automatico pick-and-place e le linee di produzione ad alto volume. In quanto prodotto ecologico, è conforme alla direttiva sulla restrizione delle sostanze pericolose (RoHS).

Il vantaggio progettuale principale di questo LED è la sua configurazione a montaggio inverso, che consente soluzioni di illuminazione innovative in cui il LED è montato sul lato opposto del PCB rispetto ai componenti principali. La sua compatibilità con i processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR) garantisce che possa essere integrato utilizzando i flussi di lavoro standard della tecnologia a montaggio superficiale (SMT) senza richiedere tecniche di manipolazione o saldatura speciali.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

I limiti operativi del dispositivo sono definiti a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. Il superamento di questi valori può causare danni permanenti.

• Dissipazione di Potenza (Pd):72 mW. Questa è la quantità massima di potenza che il package del LED può dissipare come calore senza degradarsi.
• Corrente Diretta di Picco (IFP):100 mA. È consentita solo in condizioni pulsate con un ciclo di lavoro di 1/10 e una larghezza di impulso di 0.1ms per prevenire il surriscaldamento.
• Corrente Diretta Continua in DC (IF):20 mA. Questa è la corrente massima raccomandata per il funzionamento continuo.
• Intervallo di Temperatura di Esercizio:-30°C a +85°C. Il dispositivo è garantito per funzionare entro questo intervallo di temperatura ambiente.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-55°C a +105°C.
• Condizioni di Rifusione a Infrarossi:Resiste a una temperatura di picco di 260°C per 10 secondi, in linea con i profili comuni di saldatura senza piombo.

Nota Critica:Il dispositivo non è progettato per operare in polarizzazione inversa. È vietato applicare una tensione inversa in modo continuativo.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

I parametri di prestazione chiave sono misurati a Ta=25°C e una corrente di test standard (IF) di 2 mA.

• Intensità Luminosa (Iv):Varia da 18.0 mcd (minimo) a 45.0 mcd (tipico). Questa è la luminosità percepita della sorgente luminosa misurata da un sensore filtrato per corrispondere alla risposta fotopica dell'occhio umano (curva CIE).
• Angolo di Visione (2θ1/2):130 gradi. Questo ampio angolo di visione indica un modello di emissione luminosa diffusa, adatto per l'illuminazione d'ambiente piuttosto che per fasci focalizzati.
• Coordinate di Cromaticità (x, y):Il punto colore è definito all'interno di una regione specifica sul diagramma di cromaticità CIE 1931. I valori tipici sono x=0.294, y=0.286. La tolleranza deve essere considerata in base al sistema di binning.
• Tensione Diretta (VF):Varia da 2.6V (minimo) a 3.1V (massimo) a IF=2mA. Questo parametro è cruciale per la progettazione del circuito di pilotaggio.
• Corrente Inversa (IR):Massimo 10 μA quando viene applicata una tensione inversa (VR) di 5V. Questo test è solo per caratterizzazione; il dispositivo non deve essere operato in polarizzazione inversa.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base ai parametri misurati. Il LTW-C230DS2 utilizza un sistema di binning tridimensionale.

3.1 Binning della Tensione Diretta (VF)

I LED sono categorizzati in bin (A10, B10, B11, 12, 13) in base alla loro caduta di tensione diretta a 2 mA. Ogni bin ha un intervallo di 0.1V (es. B10: 2.70V a 2.80V). Si applica una tolleranza di ±0.1V per ogni bin. Ciò consente ai progettisti di selezionare LED con una corrispondenza VF più stretta per applicazioni di condivisione della corrente.

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa (IV)

I LED sono suddivisi in bin di luminosità (M, N). Il bin M copre 18-28 mcd, e il bin N copre 28-45 mcd a IF=2mA. Si applica una tolleranza di ±15% per ogni bin. Questo codice di bin è stampato sulla busta di imballaggio per l'identificazione.

3.3 Binning della Tonalità (Colore)

Il punto di bianco è definito dalle coordinate di cromaticità (x, y) sul diagramma CIE 1931. I LED sono raggruppati in quattro quadranti: S1, S2, S3 e S4. Ogni bin definisce un'area specifica a parallelogramma sul grafico dei colori. Si applica una tolleranza di ±0.01 per ogni coordinata all'interno di un bin. Questo sistema garantisce che la luce bianca emessa rientri in una regione di colore prevedibile e coerente.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento a curve di prestazione tipiche che illustrano la relazione tra i parametri chiave. Sebbene grafici specifici non siano dettagliati nel testo fornito, le curve standard dei LED includerebbero tipicamente:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:Mostra come l'output luminoso aumenta con la corrente, tipicamente in modo non lineare, saturandosi infine.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:Dimostra la caratteristica I-V del diodo, mostrando la relazione esponenziale e la tensione di soglia.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Illustra la diminuzione dell'output luminoso all'aumentare della temperatura di giunzione, un fattore critico per la gestione termica.
• Diagramma dell'Angolo di Visione:Un grafico polare che mostra la distribuzione angolare dell'intensità luminosa.

Queste curve sono essenziali per prevedere le prestazioni nel mondo reale in condizioni operative diverse dal punto di test standard.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

5.1 Dimensioni del Package

Il LED è conforme alle dimensioni standard del package EIA. Tutte le dimensioni meccaniche critiche sono fornite nei disegni della scheda tecnica (non completamente dettagliati nel testo fornito ma tipicamente includono lunghezza, larghezza, altezza e spaziatura dei pad). Le tolleranze sono generalmente ±0.10 mm salvo diversa specifica. Il colore della lente è giallo.

5.2 Layout dei Pad di Saldatura

Vengono fornite le dimensioni consigliate per i pad di saldatura per garantire un attacco meccanico corretto e una dissipazione termica adeguata durante il processo di rifusione. Seguire queste linee guida previene l'effetto "tombstoning" e assicura giunzioni saldate affidabili.

5.3 Specifiche del Nastro e della Bobina

Il componente è fornito su nastro portante goffrato con nastro protettivo di copertura, avvolto su bobine da 7 pollici (178mm) di diametro. La quantità standard per bobina è di 3000 pezzi. L'imballaggio segue le specifiche ANSI/EIA-481. Note chiave includono: le tasche vuote sono sigillate, una quantità minima di imballo di 500 pezzi per i resti, e un massimo di due componenti mancanti consecutivi consentiti per bobina.

6. Linee Guida per l'Assemblaggio e la Manipolazione

6.1 Processo di Saldatura

Il dispositivo è pienamente compatibile con la saldatura a rifusione a infrarossi (IR). Viene suggerito un profilo consigliato:

• Preriscaldamento:150-200°C.
• Tempo di Preriscaldamento:Massimo 120 secondi.
• Temperatura di Picco:Massimo 260°C.
• Tempo al Picco:Massimo 10 secondi (la rifusione non dovrebbe essere eseguita più di due volte).

Per la riparazione manuale con saldatore, la temperatura della punta non deve superare i 300°C e il tempo di contatto deve essere limitato a 3 secondi per una singola operazione. Il profilo effettivo deve essere caratterizzato per il design specifico del PCB, la pasta saldante e il forno utilizzati.

6.2 Pulizia

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, utilizzare solo solventi specificati. Prodotti chimici non specificati potrebbero danneggiare il package del LED. Metodi accettabili includono immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente per meno di un minuto.

6.3 Conservazione e Sensibilità all'Umidità

I LED sono dispositivi sensibili all'umidità (MSL 2a).

• Confezione Sigillata:Conservare a ≤30°C e ≤90% UR. Utilizzare entro un anno.
• Confezione Aperta:Conservare a ≤30°C e ≤60% UR. I componenti dovrebbero essere sottoposti a rifusione IR entro 672 ore (28 giorni) dall'esposizione. Per conservazioni superiori a una settimana fuori dalla busta originale, conservare in un contenitore sigillato con essiccante o in un essiccatore a azoto. I componenti conservati aperti per più di una settimana richiedono una cottura a circa 60°C per almeno 20 ore prima dell'assemblaggio per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire l'effetto "popcorning" durante la rifusione.

6.4 Precauzioni contro le Scariche Elettrostatiche (ESD)

I LED sono suscettibili ai danni da elettricità statica e sovratensioni. Si raccomanda di utilizzare un braccialetto o guanti antistatici durante la manipolazione. Tutte le attrezzature, comprese postazioni di lavoro e macchinari, devono essere correttamente messe a terra.

7. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione

7.1 Applicazioni Tipiche

Questo LED è destinato all'illuminazione generale e all'indicazione nell'elettronica di consumo, apparecchiature per ufficio, dispositivi di comunicazione ed elettrodomestici. La sua capacità di montaggio inverso consente soluzioni di retroilluminazione uniche per tastiere, pannelli e display dove la sorgente luminosa deve essere nascosta o montata sul lato secondario del PCB.

7.2 Considerazioni di Progettazione

• Limitazione della Corrente:Utilizzare sempre una resistenza di limitazione della corrente in serie o un driver a corrente costante. Non collegare direttamente a una sorgente di tensione. La corrente continua massima in DC è 20 mA.
• Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (72mW), garantire un'adeguata area di rame sul PCB per i pad di saldatura aiuta a dissipare il calore, mantenendo l'output luminoso e la longevità.
• Progettazione Ottica:L'angolo di visione di 130 gradi fornisce un'illuminazione ampia e diffusa. Per una luce più focalizzata, sarebbero necessarie ottiche secondarie (lenti o guide luminose).
• Selezione del Binning:Per applicazioni che richiedono colore e luminosità uniformi, specificare un singolo bin o una combinazione stretta di bin dal produttore.

7.3 Limitazioni Applicative

Consultare il produttore per applicazioni che richiedono alta affidabilità, specialmente dove un guasto potrebbe mettere a rischio la vita o la salute (es. aviazione, medicale, sistemi di sicurezza dei trasporti). Questo prodotto è progettato per ambienti commerciali e industriali standard.

8. Domande Frequenti (FAQ)

D: Qual è la differenza tra un LED a montaggio inverso e un LED SMD standard a vista dall'alto?
R: Un LED a montaggio inverso è progettato per essere installato sul lato opposto del PCB, con la sua superficie emissiva rivolta verso il basso verso la scheda. La luce brilla quindi attraverso un foro o un'apertura nel PCB. Un LED standard a vista dall'alto emette luce perpendicolarmente lontano dalla superficie della scheda su cui è montato.

D: Posso pilotare questo LED a 20mA in modo continuo?
R: Sì, 20mA è la corrente diretta continua massima nominale. Per una durata e affidabilità ottimali, è spesso consigliato pilotarlo a una corrente inferiore (es. 10-15mA), poiché riduce la generazione di calore.

D: Perché l'intensità luminosa è specificata a una corrente così bassa (2mA)?
R: 2mA è una condizione di test standard comune per caratterizzare la luminosità del LED a un basso livello di potenza, consentendo un confronto più facile tra diversi modelli di LED e un binning coerente. La luminosità sarà proporzionalmente più alta alla corrente operativa massima di 20mA.

D: Come interpreto le coordinate di cromaticità (x=0.294, y=0.286)?
R: Queste coordinate tracciano un punto sul grafico dello spazio colore CIE 1931. Questo punto specifico rientra nella regione del "bianco". Il bianco percepito esatto (es. bianco freddo, bianco neutro) dipende dalla posizione precisa. Il sistema di binning (S1-S4) raggruppa LED con coordinate strettamente corrispondenti per garantire la coerenza del colore.

D: È necessario un dissipatore di calore per questo LED?
R: A causa della sua bassa dissipazione di potenza (72mW), un dissipatore dedicato tipicamente non è richiesto. Tuttavia, buone pratiche di layout del PCB, come l'utilizzo di una quantità sufficiente di rame per i pad termici, sono essenziali per condurre il calore lontano dalla giunzione del LED, specialmente in ambienti ad alta temperatura o quando pilotato a corrente massima.