LTW-C181HDS5-GE Scheda Tecnica LED SMD - 1.6x0.8x0.55mm - 3.15V Max - 76mW - Bianco - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per il LTW-C181HDS5-GE, un LED a montaggio superficiale (SMD). Questo prodotto appartiene a una famiglia di LED miniaturizzati progettati per l'assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB), rendendoli ideali per applicazioni dove lo spazio è limitato. Il profilo ultrasottile e la compatibilità con le attrezzature di posizionamento ad alto volume posizionano questo componente come una soluzione chiave per i moderni design elettronici compatti.

1.1 Caratteristiche

• Conforme alla direttiva sulla restrizione delle sostanze pericolose (RoHS).
• Package ultrasottile con un'altezza di soli 0,55 millimetri.
• Utilizza un chip emettitore di luce bianca ultra-luminoso in Indio Gallio Nitruro (InGaN).
• Fornito su nastro da 8 mm standard del settore, avvolto su bobine da 7 pollici di diametro per la movimentazione automatizzata.
• Conforme agli standard di outline del package EIA (Electronic Industries Alliance).
• L'ingresso è compatibile con i livelli logici dei circuiti integrati (IC).
• Progettato per l'uso con attrezzature standard di assemblaggio pick-and-place automatiche.
• Resiste ai processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR) comunemente utilizzati nelle linee di assemblaggio SMT.

1.2 Applicazioni

Il LTW-C181HDS5-GE è adatto per un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche. Le sue principali aree di applicazione includono:

• Apparecchiature di Telecomunicazione:Indicatori di stato su router, modem e terminali.
• Automazione d'Ufficio ed Elettronica di Consumo:Retroilluminazione per tastiere, keypad e micro-display in dispositivi come laptop e periferiche.
• Elettrodomestici ed Apparecchiature Industriali:Indicatori di alimentazione, modalità o guasto.
• Segnaletica Interna e Apparecchi di Illuminazione:Illuminazione di piccoli segnali e simboli dove le dimensioni compatte sono critiche.

2. Dimensioni e Configurazione del Package

Il LED è racchiuso in un package SMD rettangolare compatto. Le dimensioni critiche sono le seguenti:

• Lunghezza del Package:1,6 mm
• Larghezza del Package:0,8 mm
• Altezza del Package:0,55 mm

Note sulle Dimensioni:Tutte le dimensioni fornite sono in millimetri. La tolleranza standard per queste misure è di ±0,1 mm, salvo indicazione contraria specifica. Il dispositivo presenta una lente di colore giallo che modifica l'emissione della sorgente di luce bianca InGaN interna, tipicamente risultando in un bianco caldo o in un punto cromatico specifico.

3. Valori Nominali e Caratteristiche

Tutti i parametri sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C, salvo diversa indicazione. Superare i Valori Massimi Assoluti può causare danni permanenti al dispositivo.

3.1 Valori Massimi Assoluti

• Dissipazione di Potenza (Pd):76 mW
• Corrente Diretta di Picco (I_F(peak)):100 mA (in condizioni pulsate: ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0,1ms)
• Corrente Diretta Continua (I_F):20 mA DC
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento (T_opr):-20°C a +105°C
• Intervallo di Temperatura di Magazzinaggio (T_stg):-40°C a +105°C
• Condizione di Saldatura a Rifusione IR:Temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi.

3.2 Profilo di Rifusione IR Raccomandato (Processo Senza Piombo)

Per l'assemblaggio con saldatura senza piombo, è necessario seguire un profilo termico specifico per garantire l'affidabilità senza danneggiare il LED. La raccomandazione include:

• Temperatura di Pre-riscaldo:Da 150°C a 200°C.
• Tempo di Pre-riscaldo:Massimo 120 secondi.
• Temperatura Massima del Corpo:Massimo 260°C.
• Tempo Sopra i 260°C:Massimo 10 secondi. Questo processo di rifusione non dovrebbe essere eseguito più di due volte.

È cruciale notare che il profilo ottimale può variare in base al design del PCB, alla pasta saldante e alle caratteristiche del forno. Si consiglia il test a livello di scheda.

3.3 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati in condizioni di test standard (I_F= 5mA, Ta=25°C).

• Intensità Luminosa (I_V):Da 112,0 mcd (Minimo) a 224,0 mcd (Massimo). Il bin specifico determina il valore effettivo.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):130 gradi. Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa è la metà dell'intensità di picco misurata a 0 gradi (sull'asse).
• Coordinate Cromatiche (CIE 1931):x = 0,284, y = 0,272. Queste coordinate definiscono il punto di bianco sul diagramma cromatico CIE. Si applica una tolleranza di ±0,01 a queste coordinate.
• Tensione Diretta (V_F):Da 2,70 V (Minimo) a 3,15 V (Massimo) a 5mA. Il valore effettivo è determinato dal bin della tensione diretta.
• Corrente Inversa (I_R):2 μA (Massimo) quando viene applicata una tensione inversa (V_R) di 5V.Importante:Questo dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa; questo parametro è solo a scopo informativo e di test.

Note Critiche su Test e Manipolazione:L'intensità luminosa viene misurata utilizzando un sensore e un filtro calibrati sulla curva di risposta fotopica dell'occhio CIE. Il dispositivo è sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD). Durante la manipolazione sono obbligatorie le opportune precauzioni ESD, come l'uso di braccialetti collegati a terra e tappetini antistatici. Tutte le apparecchiature di produzione devono essere correttamente messe a terra.

4. Sistema di Classificazione (Bin)

Per garantire la coerenza nell'applicazione, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri chiave. Il codice del bin è indicato sull'imballaggio.

4.1 Classe di Tensione Diretta (V_F)

Classificazione a I_F= 5mA, colore Bianco. Tolleranza per bin: ±0,1V.

• Codice Bin A:2,70 V (Min) – 2,85 V (Max)
• Codice Bin B:2,85 V (Min) – 3,00 V (Max)
• Codice Bin C:3,00 V (Min) – 3,15 V (Max)

4.2 Classe di Intensità Luminosa (I_V)

Classificazione a I_F= 5mA, colore Bianco. Tolleranza per bin: ±15%.

• Codice Bin R1:112,0 mcd (Min) – 146,0 mcd (Max)
• Codice Bin R2:146,0 mcd (Min) – 180,0 mcd (Max)
• Codice Bin S1:180,0 mcd (Min) – 224,0 mcd (Max)

4.3 Classe di Tonalità (Cromaticità)

Classificazione a I_F= 5mA. Il LED è classificato in regioni specifiche sul diagramma cromatico CIE 1931 definite dai confini delle coordinate (x, y). Esempi dalla scheda tecnica includono:

• S1-1:Definito dal quadrilatero che collega i punti (x=0,274, y=0,226), (0,274, 0,258), (0,284, 0,272), (0,284, 0,240).
• S2-1:Definito dai punti (0,274, 0,258), (0,274, 0,291), (0,284, 0,305), (0,284, 0,272).

La tolleranza su ogni bin di tonalità è di ±0,01 per entrambe le coordinate x e y. Questa precisa classificazione consente ai progettisti di selezionare LED per applicazioni che richiedono una stretta coerenza di colore.

5. Curve di Prestazione Tipiche

La scheda tecnica include rappresentazioni grafiche delle relazioni chiave, essenziali per la progettazione del circuito e la gestione termica. Sebbene le curve specifiche non siano visualizzate nel testo fornito, esse tipicamente comprendono:

• Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V):Mostra la relazione non lineare tra corrente e tensione, fondamentale per la selezione di resistori limitatori di corrente o la progettazione di circuiti di pilotaggio.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:Illustra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, aiutando a ottimizzare la corrente di pilotaggio per la luminosità e l'efficienza desiderate.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra la diminuzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione, aspetto vitale per la progettazione termica in applicazioni ad alta potenza o ad alta temperatura ambiente.
• Distribuzione Spettrale di Potenza Relativa:Rappresenta l'intensità della luce emessa a ciascuna lunghezza d'onda, definendo le caratteristiche cromatiche dell'emissione di luce bianca.

6. Guida all'Uso e Informazioni di Assemblaggio

6.1 Pulizia

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

6.2 Pattern PCB Raccomandato

Viene fornita un'impronta suggerita per le piazzole di saldatura sul circuito stampato per garantire una saldatura corretta, stabilità meccanica e dissipazione termica. Rispettare questo pattern aiuta a prevenire l'effetto "tombstoning" (sollevamento di un'estremità durante la rifusione) e garantisce una buona connessione elettrica.

6.3 Specifiche di Imballaggio in Nastro e Bobina

I LED sono forniti su nastro portante goffrato con nastro protettivo di copertura, avvolti su bobine da 7 pollici (178mm) di diametro. Le specifiche chiave includono:

• Larghezza del Nastro:8 mm.
• Passo delle Tasche:Passo standard per nastro da 8mm.
• Quantità per Bobina:5000 pezzi per bobina piena.
• Quantità Minima d'Ordine (MOQ):500 pezzi per quantità residue.
• Componenti Mancanti:È consentito un massimo di due tasche vuote consecutive secondo la specifica del nastro (ANSI/EIA 481).

7. Avvertenze e Informazioni sull'Affidabilità

7.1 Ambito di Applicazione

Questo LED è destinato all'uso in apparecchiature elettroniche commerciali e consumer standard. Per applicazioni che richiedono un'affidabilità eccezionale dove un guasto potrebbe mettere a rischio la vita o la salute (es. aviazione, supporto vitale medico, sistemi di sicurezza dei trasporti), è obbligatoria una consultazione tecnica dedicata prima dell'integrazione nel progetto per valutarne l'idoneità e la potenziale necessità di screening o qualifiche aggiuntive.

7.2 Condizioni di Magazzinaggio

Un magazzinaggio corretto è fondamentale per mantenere la saldabilità e prevenire danni da umidità durante la rifusione ("popcorning").

• Busta Barriera all'Umidità Sigillata (MBB):Conservare a ≤30°C e ≤90% di Umidità Relativa (UR). La durata di conservazione all'interno della busta sigillata con essiccante è di un anno.
• Dopo l'Apertura della Busta:Inizia la "vita utile a terra". Conservare a ≤30°C e ≤60% UR. Per questo dispositivo, tipicamente di Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL) 2a, si raccomanda di completare il processo di rifusione IR entro 672 ore (28 giorni) dall'apertura della busta.
• Magazzinaggio Prolungato (Aperto):Se non utilizzato entro 672 ore, conservare in un contenitore sigillato con essiccante o in un essiccatore a azoto.
• Riasciugatura (Rebaking):I componenti conservati fuori dalla confezione originale per più di 672 ore dovrebbero essere asciugati a circa 60°C per almeno 20 ore prima dell'assemblaggio per rimuovere l'umidità assorbita.

7.3 Linee Guida per la Saldatura

Oltre al profilo di rifusione IR, è consentita la saldatura manuale con saldatore a stagno in condizioni rigorose:

• Temperatura del Saldatore:Massimo 300°C.
• Tempo di Saldatura:Massimo 3 secondi per giunto saldato.
• Frequenza:La saldatura manuale dovrebbe essere eseguita una sola volta. Evitare riscaldamenti ripetuti.

8. Considerazioni Progettuali e Analisi Tecnica

8.1 Pilotaggio del LED

Il LED deve essere pilotato con una sorgente di corrente costante o tramite un resistore limitatore di corrente in serie con una sorgente di tensione. L'uso di un resistore è il metodo più semplice. Il valore del resistore (R_limit) può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R_limit= (V_supply- V_F) / I_F. È fondamentale utilizzare il valore massimo di V_Fdel bin (es. 3,15V per il Bin C) in questo calcolo per garantire che la corrente non superi la I_Fdesiderata (es. 20mA) nelle condizioni peggiori. Superare la corrente massima assoluta ridurrà drasticamente la durata di vita e può causare un guasto immediato.

8.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (76mW max), una gestione termica efficace è comunque importante per longevità ed emissione luminosa stabile. L'intensità luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione del LED. Per minimizzare l'aumento di temperatura:

• Utilizzare il pattern PCB raccomandato per fornire un'adeguata area di rame per lo smaltimento del calore.
• Evitare di posizionare il LED vicino ad altri componenti che generano calore.
• Garantire un'adeguata ventilazione nell'involucro del prodotto finale.
• Far funzionare il LED alla corrente diretta più bassa possibile che soddisfi il requisito di luminosità.

8.3 Progettazione Ottica

L'ampio angolo di visione di 130 gradi rende questo LED adatto per applicazioni che richiedono un'illuminazione ampia e diffusa piuttosto che un fascio focalizzato, come la retroilluminazione o gli indicatori di stato che devono essere visibili da varie angolazioni. Per una luce più direzionale, sarebbero necessarie ottiche secondarie (lenti o guide luminose). La lente gialla funge da filtro di colore, spostando le coordinate cromatiche dal bianco nativo (pompa blu + fosforo) del chip InGaN ai valori specificati (x, y), spesso producendo una tonalità di bianco più calda.

9. Confronto e Guida alla Selezione

I principali fattori distintivi del LTW-C181HDS5-GE sono la suaaltezza ultrasottile di 0,55mme il suoingombro standard di 1,6x0,8mm. Nella selezione di un LED SMD, gli ingegneri dovrebbero confrontare:

• Dimensioni/Altezza del Package:Questo dispositivo è tra i più sottili, cruciale per prodotti ultra-sottili.
• Luminosità (Intensità Luminosa):Il bin S1 offre un'elevata luminosità per le sue dimensioni.
• Angolo di Visione:Un angolo di 130 gradi è molto ampio, ideale per l'illuminazione d'area.
• Coerenza del Colore:La classificazione multi-parametro (V_F, I_V, Tonalità) consente un abbinamento preciso nelle applicazioni che utilizzano più LED.
• Affidabilità e Compatibilità:La conformità RoHS e la compatibilità con la rifusione IR sono standard per i moderni LED SMD.

Per applicazioni che non richiedono l'altezza minima, altre dimensioni di package (es. 3528, 5050) possono offrire una maggiore emissione luminosa o prestazioni termiche migliori.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D1: Qual è lo scopo dei diversi codici bin?

R1: Le variazioni di produzione causano lievi differenze in V_F, luminosità e colore. La classificazione (binning) suddivide i LED in gruppi con caratteristiche quasi identiche, consentendo ai progettisti di approvvigionare componenti che si comporteranno in modo coerente nel loro circuito, specialmente quando si utilizzano più LED in un array.

D2: Posso pilotare questo LED direttamente da un pin di un microcontrollore a 5V o 3,3V?

R2: No. È necessario utilizzare sempre un resistore limitatore di corrente in serie. Collegarlo direttamente a una sorgente di tensione causerà un flusso di corrente eccessivo, distruggendo istantaneamente il LED. Calcolare il valore del resistore in base alla tensione di alimentazione e alla corrente diretta desiderata.

D3: Come interpreto le coordinate cromatiche (x=0,284, y=0,272)?

R3: Queste coordinate tracciano un punto sul diagramma cromatico CIE 1931, lo standard per la definizione del colore. Questo punto specifico corrisponde a un bianco con una leggera deviazione, spesso percepito come "bianco freddo" o "bianco neutro", influenzato dalla lente gialla. Il colore percepito esatto dipende anche dalla temperatura di colore correlata (CCT), che può essere derivata da queste coordinate.

D4: Perché le condizioni di magazzinaggio sono così rigide dopo l'apertura della busta?

R4: I package SMD possono assorbire umidità dall'aria. Durante l'alto calore della saldatura a rifusione, questa umidità intrappolata può vaporizzarsi rapidamente, creando una pressione interna che può crepare il package o delaminare gli strati interni - un guasto noto come "popcorning". La classificazione MSL e le linee guida di magazzinaggio prevengono ciò.

11. Introduzione Tecnologica e Tendenze

11.1 Tecnologia LED InGaN

Il LTW-C181HDS5-GE utilizza un chip semiconduttore in Indio Gallio Nitruro (InGaN). L'InGaN è il materiale di scelta per produrre LED blu, verdi e bianchi ad alta efficienza. Un LED bianco è tipicamente creato rivestendo un chip blu InGaN con un fosforo giallo. Parte della luce blu viene convertita dal fosforo in luce gialla, e la miscela di luce blu e gialla viene percepita dall'occhio umano come bianca. Questo metodo, noto come bianco a conversione di fosforo (pc-white), è altamente efficiente e consente di regolare il punto di bianco modificando la composizione del fosforo.

11.2 Tendenze del Settore

La tendenza nei LED SMD per applicazioni di indicazione e retroilluminazione continua verso:

• Miniaturizzazione:Package ancora più piccoli e sottili, come l'altezza di 0,55mm di questo dispositivo, per consentire prodotti finali più sottili.
• Maggiore Efficienza:Più lumen per watt (lm/W), riducendo il consumo energetico a parità di emissione luminosa.
• Migliore Resa Cromatica e Coerenza:Tolleranze di classificazione più strette e nuove tecnologie di fosfori per produrre luce bianca più naturale e coerente.
• Affidabilità Migliorata:Materiali e tecniche di packaging migliorati per resistere a temperature di saldatura più elevate e ambienti operativi più severi.
• Integrazione:L'emergere di LED con resistori limitatori di corrente o driver IC integrati nello stesso minuscolo package.

Questa scheda tecnica rappresenta un componente progettato per le esigenze mainstream di compattezza, assemblaggio automatizzato e prestazioni affidabili in un'ampia gamma di elettronica consumer e industriale.