Scheda Tecnica LED SMD LTW-C190DA5 - Bianco InGaN - Corrente Diretta 5mA - Intensità Luminosa 45-180mcd - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per un LED (Light Emitting Diode) a montaggio superficiale (SMD) che utilizza un chip bianco Ultra Bright a Nitruro di Gallio e Indio (InGaN). Il componente è progettato per processi di assemblaggio automatizzati ed è conforme agli standard RoHS e di prodotto verde, rendendolo adatto per progetti elettronici attenti all'ambiente.

Il LED è fornito su nastro da 8mm standard del settore, avvolto su bobine da 7 pollici di diametro, facilitando la produzione automatizzata pick-and-place ad alto volume. Il suo design è compatibile con i processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR), standard per le moderne linee di assemblaggio SMT (Surface Mount Technology). Il dispositivo è anche indicato come compatibile con circuiti integrati (I.C.), il che significa che le sue caratteristiche elettriche sono adatte per l'interfacciamento diretto con le uscite dei circuiti integrati senza richiedere circuiti driver aggiuntivi in molte applicazioni.

2. Valori Massimi Assoluti

I valori massimi assoluti definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Questi valori sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C e non devono essere superati in nessuna condizione operativa.

• Dissipazione di Potenza (Pd):72 mW. Questa è la potenza totale massima che il package del LED può dissipare sotto forma di calore.
• Corrente Diretta di Picco (I_F(PEAK)):100 mA. Questa corrente è ammessa solo in condizioni pulsate con un ciclo di lavoro di 1/10 e una larghezza di impulso di 0.1ms. Non deve essere utilizzata per il funzionamento in corrente continua (DC).
• Corrente Diretta Continua (I_F):20 mA. Questa è la massima corrente diretta continua raccomandata per un funzionamento affidabile a lungo termine.
• Tensione Inversa (V_R):5 V. Applicare una tensione inversa superiore a questo limite può causare un guasto immediato e catastrofico. La scheda tecnica nota esplicitamente che la tensione inversa non può essere utilizzata per il funzionamento continuo.
• Intervallo di Temperatura Operativa (T_opr):-30°C a +85°C. Il dispositivo è garantito per funzionare entro questo intervallo di temperatura ambiente.
• Intervallo di Temperatura di Stoccaggio (T_stg):-55°C a +105°C.
• Condizioni di Saldatura a Infrarossi:Il package può resistere a una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi durante la saldatura a rifusione.

3. Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Le caratteristiche elettriche e ottiche tipiche sono misurate a una temperatura ambiente di 25°C e a una corrente diretta (I_F) di 5 mA, salvo diversa indicazione. Questo costituisce la linea di base per le prestazioni del dispositivo.

• Intensità Luminosa (I_V):45.0 mcd (Min), 180.0 mcd (Max). L'intensità è misurata utilizzando una combinazione di sensore e filtro che approssima la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE. Il valore effettivo per un'unità specifica rientra in un intervallo di binning (vedi Sezione 4).
• Angolo di Visione (2θ_1/2):130 gradi (Tipico). Questo ampio angolo di visione indica un pattern di emissione Lambertiano o quasi-Lambertiano, adatto per applicazioni che richiedono un'illuminazione su area ampia.
• Coordinate di Cromaticità (x, y):x=0.203, y=0.319 (Tipico). Queste coordinate sul diagramma di cromaticità CIE 1931 definiscono il punto di bianco del LED. Si applica una tolleranza di ±0.01 a questi valori, e le unità specifiche sono classificate di conseguenza.
• Tensione Diretta (V_F):2.55 V (Min), 3.15 V (Max) a I_F=5mA. Il valore tipico è intorno al centro di questo intervallo. Anche V_Fè soggetta a binning.
• Corrente Inversa (I_R):10 µA (Max) a V_R=5V.

Note Importanti:

• Attenzione ESD:Il LED è sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD) e ai sovraccarichi elettrici. Sono obbligatorie le corrette procedure di manipolazione ESD, inclusi l'uso di braccialetti a terra, guanti antistatici e l'assicurarsi che tutte le apparecchiature siano correttamente messe a terra.
• Strumentazione di Misura:Le coordinate di cromaticità e i valori di intensità luminosa sono verificati utilizzando un tester CAS140B.

4. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione di massa, i LED sono suddivisi in bin di prestazioni. Il LTW-C190DA5 utilizza un sistema di binning tridimensionale per la Tensione Diretta (V_F), l'Intensità Luminosa (I_V), e la Tonalità (coordinate di cromaticità x, y).

4.1 Binning della Tensione Diretta (V_F)

A una corrente di test di 5mA, le unità sono classificate in tre bin:

- Bin A: V_F= da 2.55V a 2.75V

- Bin B: V_F= da 2.75V a 2.95V

- Bin C: V_F= da 2.95V a 3.15V

Si applica una tolleranza di ±0.1V a ciascun limite del bin.

4.2 Binning dell'Intensità Luminosa (I_V)

A una corrente di test di 5mA, le unità sono classificate in tre bin:

- Bin P: I_V= da 45.0 mcd a 71.0 mcd

- Bin Q: I_V= da 71.0 mcd a 112.0 mcd

- Bin R: I_V= da 112.0 mcd a 180.0 mcd

Si applica una tolleranza di ±15% a ciascun limite del bin.

4.3 Binning della Tonalità (Cromaticità)

Questo è il parametro di binning più complesso, che definisce il punto colore della luce bianca sul diagramma CIE 1931. Sono definiti otto bin (da A1 ad A8), ciascuno rappresentante una piccola area quadrilatera sul piano delle coordinate (x, y). La tabella e il diagramma forniti a pagina 5 dettagliano le coordinate esatte degli angoli per ciascun bin. Si applica una tolleranza di ±0.01 ai valori (x, y) all'interno di ciascun bin. Questo sistema consente ai progettisti di selezionare LED con una coerenza di colore molto stretta per applicazioni in cui un aspetto bianco uniforme è critico.

5. Informazioni sul Package e Meccaniche

Il LED è fornito in un package SMD standard. Le dimensioni specifiche del package sono dettagliate nei disegni della scheda tecnica. Le note meccaniche chiave includono:

• Tutte le dimensioni primarie sono fornite in millimetri, con una tolleranza associata di ±0.10 mm (0.004") salvo diversa specifica.
• Il colore della lente è specificato come "Verde", che tipicamente si riferisce al colore della resina di incapsulamento, non al colore della luce emessa (che è bianca).
• Vengono fornite le dimensioni consigliate per le piazzole di saldatura per garantire un giunto saldato affidabile e un corretto allineamento durante la rifusione.

6. Linee Guida per Saldatura, Assemblaggio e Stoccaggio

6.1 Processo di Saldatura

Il componente è completamente compatibile con la saldatura a rifusione a infrarossi (IR). Il profilo suggerito deve rispettare il valore massimo assoluto di 260°C per 10 secondi. Una condizione tipica raccomandata include una fase di pre-riscaldamento a 150-200°C per un massimo di 120 secondi, seguita da una temperatura di picco non superiore a 260°C. Il tempo sopra la temperatura di liquidus e la velocità di raffreddamento devono essere controllati secondo le linee guida JEDEC standard per l'assemblaggio SMT. La saldatura manuale con saldatore è possibile ma strettamente limitata: una temperatura massima della punta del saldatore di 300°C per non più di 3 secondi, ed è consentito un solo tentativo di saldatura.

6.2 Condizioni di Stoccaggio

Uno stoccaggio corretto è cruciale per mantenere la saldabilità:

- Confezione Sigillata:Conservare a ≤ 30°C e ≤ 90% di Umidità Relativa (UR). La durata di conservazione è di un anno quando la busta anti-umidità con essiccante è intatta.

- Confezione Aperta:Se la confezione originale viene aperta, l'ambiente di stoccaggio non deve superare i 30°C e il 60% di UR. I componenti devono essere utilizzati entro una settimana. Per una conservazione più lunga al di fuori della busta originale, devono essere conservati in un contenitore sigillato con essiccante o in un essiccatore a azoto. I componenti conservati per più di una settimana al di fuori della confezione originale richiedono un pre-trattamento di baking (circa 60°C per almeno 20 ore) prima della saldatura per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire danni da "popcorning" durante la rifusione.

6.3 Pulizia

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, devono essere utilizzati solo solventi specificati. È accettabile immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura normale per meno di un minuto. L'uso di liquidi chimici non specificati può danneggiare il package del LED.

7. Specifiche di Confezionamento e Bobina

Il prodotto è fornito per l'assemblaggio automatizzato:

- Confezionato in nastro portacomponenti goffrato da 8mm di larghezza.

- Avvolto su bobine standard da 7 pollici (178mm) di diametro.

- Ogni bobina completa contiene 4000 pezzi.

- La quantità minima d'ordine per i residui è di 500 pezzi.

- Le specifiche del nastro e della bobina sono conformi a ANSI/EIA 481-1-A-1994.

- Le tasche vuote nel nastro sono sigillate con un nastro di copertura.

- Il numero massimo consentito di componenti mancanti consecutivi ("lampade mancanti") su una bobina è due.

8. Note Applicative e Considerazioni di Progetto

Uso Previsto:Questo LED è progettato per applicazioni standard in apparecchiature elettroniche, inclusi apparecchi per ufficio, dispositivi di comunicazione ed elettrodomestici.

Applicazioni Critiche:La scheda tecnica contiene un disclaimer cruciale. Afferma che è necessaria una consultazione prima di utilizzare questo LED in applicazioni che richiedono un'affidabilità eccezionale, in particolare dove un guasto potrebbe mettere a rischio la vita o la salute. Ciò include, ma non si limita a, aviazione, trasporti, controllo del traffico, sistemi medici/di supporto vitale e dispositivi di sicurezza. Per tali applicazioni, devono essere reperiti componenti con le opportune qualifiche di affidabilità.

Progettazione del Circuito:A causa della natura di diodo dei LED, è quasi sempre necessario un resistore limitatore di corrente o un driver a corrente costante in serie con il LED quando lo si collega a una sorgente di tensione. Il valore del resistore in serie (R_s) può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R_s= (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. I progettisti dovrebbero utilizzare il valore massimo di V_Fdal bin o dalla scheda tecnica per garantire una corrente sufficiente in tutte le condizioni. L'ampio intervallo di V_F (2.55V-3.15V) evidenzia l'importanza di questo calcolo o dell'uso di driver attivi a corrente costante per una luminosità uniforme.

Gestione Termica:Sebbene non sia un LED ad alta potenza, rispettare la massima dissipazione di potenza (72mW) e l'intervallo di temperatura operativa è importante per la longevità. Una corrente eccessiva o una scarsa progettazione termica del PCB che porti ad alte temperature di giunzione accelererà la riduzione del flusso luminoso e ridurrà la vita operativa.

9. Confronto Tecnico e Caratteristiche Principali

Il LTW-C190DA5 rappresenta un LED SMD bianco a luminosità standard per scopi di indicazione generale e retroilluminazione. I suoi principali punti di differenziazione e caratteristiche includono:

• Tecnologia InGaN:L'uso di un chip a Nitruro di Gallio e Indio è lo standard per i moderni LED bianchi e blu, offrendo buona efficienza e affidabilità.
• Conformità RoHS/Verde:Essenziale per la maggior parte dei mercati globali odierni.
• Binning Completo:Il binning a tre parametri (V_F, I_V, Tonalità) consente una selezione precisa per applicazioni che richiedono uniformità di colore o luminosità tra più LED.
• Compatibilità SMT:Il confezionamento su nastro da 8mm e bobina e la compatibilità con la rifusione IR sono obbligatori per una produzione ad alto volume ed economicamente efficiente.
• Ampio Angolo di Visione:L'angolo di visione di 130 gradi lo rende adatto per applicazioni in cui il LED deve essere visibile da un'ampia gamma di posizioni, non solo direttamente sull'asse.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D1: Qual è la tensione diretta tipica per pilotare questo LED?

R1: La V_Ftipica è di circa 2.85V a 5mA, ma può variare da 2.55V a 3.15V. Progettare sempre per la V_Fmassima nel bin scelto per garantire che venga raggiunta la corrente desiderata.

D2: Posso pilotare questo LED con 20mA in modo continuo?

R2: Sì, 20mA è la massima corrente diretta continua raccomandata. Operare a questo massimo produrrà la massima emissione luminosa ma può ridurre la durata a lungo termine rispetto a correnti più basse. Considerare sempre la gestione termica.

D3: Come interpreto il diagramma di Binning della Tonalità (Pagina 5)?

R3: Il diagramma traccia gli otto bin (da A1 ad A8) sul diagramma di cromaticità CIE 1931. Ogni bin è un piccolo quadrilatero. Le coordinate (x, y) nella tabella definiscono gli angoli di questi quadrilateri. Si seleziona un codice bin per garantire che il punto colore del LED rientri in quella specifica regione sul grafico.

D4: Il mio processo di assemblaggio utilizza un profilo di rifusione con un picco di 250°C. È accettabile?

R4: Sì, un picco di 250°C è entro il limite specificato di 260°C massimo. Assicurarsi che il tempo totale sopra la temperatura di liquidus della saldatura e le velocità di rampa siano controllate secondo le linee guida SMT standard.

D5: Perché la protezione ESD è così importante per i LED?

R5: La giunzione semiconduttrice in un LED è molto sensibile alle scariche elettrostatiche ad alta tensione, che possono degradare o distruggere istantaneamente il dispositivo. Il danno ESD potrebbe non essere immediatamente visibile ma può causare guasti prematuri o prestazioni alterate.