Scheda Tecnica LED SMD LTSA-G6SVUWETU - Luce Bianca, Lente Gialla - Specifiche Elettriche e Ottiche

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED (Diodo Emettitore di Luce) ad alte prestazioni di tipo SMD (Dispositivo a Montaggio Superficiale). Il dispositivo è progettato per processi di assemblaggio automatizzato ed è adatto per un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche dove l'efficienza spaziale e l'affidabilità sono critiche. Il LED presenta una sorgente a luce bianca, ottenuta tramite tecnologia InGaN, ed è incapsulato in una lente di colore giallo, che può influenzare il colore percepito finale e le caratteristiche di diffusione della luce.

I vantaggi principali di questo componente includono la conformità alle direttive RoHS, la compatibilità con le attrezzature per il posizionamento automatico e la rifusione a infrarossi, e la qualifica secondo lo standard AEC-Q101 per componenti di grado automotive. I suoi mercati target principali includono applicazioni per accessori automotive, elettronica portatile, dispositivi informatici e sistemi di rete.

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. La massima dissipazione di potenza assoluta è di 900 mW. Può gestire una corrente diretta continua compresa tra 5 mA e 250 mA. Per il funzionamento in impulso, è ammessa una corrente diretta di picco di 500 mA con un ciclo di lavoro di 1/10 e una larghezza di impulso di 0,1 ms. L'intervallo di temperatura di funzionamento e conservazione è specificato da -40°C a +110°C. È cruciale notare che questo LED non è progettato per funzionare con tensione inversa.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Misurati a Ta=25°C e una corrente diretta (IF) di 140mA, sono definiti i parametri prestazionali chiave. L'intensità luminosa (Iv) ha un intervallo tipico da 11,2 cd a 22,0 cd. L'angolo di visione (2θ1/2), che rappresenta l'angolo in cui l'intensità è la metà del valore assiale, è tipicamente di 120 gradi, indicando un pattern di fascio ampio. La tensione diretta (VF) tipicamente cade tra 2,8V e 3,6V alla corrente di test. Le coordinate di cromaticità (Cx, Cy) sono centrate attorno a (0,33; 0,34), definendo il punto bianco nello spazio colore CIE. La corrente inversa (IR) è tipicamente di 2 μA a una tensione inversa (VR) di 5V, sebbene il funzionamento inverso non sia previsto.

2.3 Caratteristiche Termiche

Una gestione termica efficace è vitale per le prestazioni e la longevità del LED. La resistenza termica dalla giunzione all'ambiente (RθJA) è tipicamente di 45 °C/W, misurata su un substrato FR4 standard con un pad di 16mm². Più significativamente, la resistenza termica dalla giunzione al punto di saldatura (RθJS) è tipicamente di 25 °C/W, evidenziando l'importanza di un pad termico PCB ben progettato. La massima temperatura di giunzione ammissibile (Tj) è di 150°C.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

I LED sono suddivisi in bin in base a parametri chiave per garantire coerenza nell'applicazione. Il codice bin è tipicamente presentato nel formato: Vf / Iv / CIE (es. 64/FA/IM).

3.1 Binning della Tensione Diretta (Vf)

I LED sono categorizzati in quattro bin di tensione a 140mA: Bin 24 (2,8-3,0V), Bin 64 (3,0-3,2V), Bin A4 (3,2-3,4V) e Bin E4 (3,4-3,6V). Si applica una tolleranza di ±0,1V per ogni bin.

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa (Iv)

Sono definiti tre bin di intensità a 140mA: Bin FA (11,2-14,0 cd, ~37,8 lm tip.), Bin FB (14,0-18,0 cd, ~48,0 lm tip.) e Bin GA (18,0-22,0 cd, ~58,0 lm tip.). Si applica una tolleranza di ±11% per ogni bin.

3.3 Binning del Colore (Cromaticità)

Il punto di bianco è strettamente controllato attraverso il binning delle coordinate di cromaticità CIE. Sono definiti più bin (es. GM, HM, IM, JM, KM) con specifici confini quadrilateri sul diagramma CIE 1931 (x, y). Il target tipico è attorno a (0,33; 0,34). Viene mantenuta una tolleranza di ±0,01 per le coordinate x e y all'interno di ogni bin di tonalità.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene dati grafici specifici siano referenziati nella scheda tecnica (es. Figura 2: Distribuzione Spaziale), le curve tipiche per tali LED illustrerebbero la relazione tra corrente diretta e intensità luminosa (mostrando un decadimento sub-lineare ad alte correnti), tensione diretta vs. temperatura e intensità relativa vs. lunghezza d'onda (distribuzione spettrale di potenza). Il grafico di distribuzione spaziale conferma l'ampio angolo di visione di 120 gradi, mostrando come l'intensità luminosa diminuisce fuori asse.

5. Informazioni Meccaniche e di Package

Il LED è fornito in un formato di package EIA standard adatto per il montaggio SMD. Il lead frame del catodo è esplicitamente designato come il dissipatore di calore primario per il dispositivo, il che è critico per il design del layout PCB per garantire prestazioni termiche ottimali. Disegni dimensionali dettagliati specificano il contorno del package, la spaziatura dei terminali e le dimensioni complessive, con tolleranze tipicamente entro ±0,1 mm. Il colore della lente è giallo mentre la luce emessa è bianca.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Profilo di Rifusione a IR

La scheda tecnica raccomanda un profilo di rifusione a infrarossi conforme a J-STD-020 per processi di saldatura senza piombo. Questo profilo include tipicamente specifiche velocità di riscaldamento, una zona di preriscaldamento/stabilizzazione, un tempo sopra il liquidus (TAL), una temperatura di picco e velocità di raffreddamento controllate per prevenire shock termici al componente.

6.2 Layout Consigliato per i Pad PCB

Viene fornito un layout suggerito per i pad di attacco sul circuito stampato per garantire una saldatura affidabile e un'effettiva dissipazione del calore dal pad termico del catodo.

6.3 Pulizia

Se è richiesta la pulizia dopo la saldatura, si raccomanda solo l'immersione in alcol etilico o isopropilico a temperatura normale per meno di un minuto. L'uso di prodotti chimici non specificati dovrebbe essere evitato in quanto potrebbero danneggiare il package.

6.4 Conservazione e Manipolazione

Il prodotto è classificato come Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL) 2 secondo JEDEC J-STD-020. Quando la busta anti-umidità è sigillata con essiccante, la conservazione dovrebbe essere a ≤30°C e ≤70% UR, con una durata di conservazione di un anno. Una volta aperta, i componenti dovrebbero essere conservati a ≤30°C e ≤60% UR e dovrebbero subire la rifusione entro un anno. Per una conservazione prolungata al di fuori dell'imballaggio originale, sono essenziali appropriate condizioni di conservazione in ambiente secco.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

I LED sono forniti in formato nastro e bobina compatibile con macchine pick-and-place automatiche. La larghezza del nastro è di 12mm, avvolta su una bobina standard di diametro 7 pollici (178mm). Ogni bobina contiene 1000 pezzi. Per quantità inferiori a una bobina intera, è specificata una quantità minima di imballaggio di 500 pezzi per i resti. L'imballaggio è conforme alle specifiche ANSI/EIA 481.

8. Suggerimenti Applicativi

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è ben adatto per l'illuminazione interna e per accessori automotive, retroilluminazione per indicatori nell'elettronica di consumo (telefoni, notebook), indicatori di stato nelle apparecchiature di rete e illuminazione generica in dispositivi compatti.

8.2 Considerazioni di Progettazione

Gestione Termica:A causa della dissipazione di potenza (fino a 900mW) e dei valori di resistenza termica, progettare un adeguato percorso termico dal pad del catodo alla piazzola di rame del PCB o a un dissipatore esterno è fondamentale per mantenere la temperatura di giunzione sotto i 150°C e garantire affidabilità a lungo termine e un'uscita luminosa stabile.
Pilotaggio della Corrente:Si raccomanda un driver a corrente costante rispetto a una sorgente a tensione costante per garantire un'intensità luminosa e un punto colore consistenti. Il driver dovrebbe essere progettato per operare entro l'intervallo specificato di corrente diretta continua (5-250mA).
Progettazione Ottica:L'ampio angolo di visione di 120 gradi lo rende adatto per applicazioni che richiedono un'illuminazione ampia senza ottiche secondarie. Per fasci focalizzati, sarebbero necessarie lenti o riflettori esterni.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

I fattori chiave di differenziazione per questo LED includono la sua qualifica AEC-Q101, che lo rende adatto per ambienti automotive impegnativi al di là dell'elettronica di consumo di base. La combinazione di un'alta potenza nominale (900mW), una resistenza termica giunzione-punto di saldatura relativamente bassa (25°C/W) e un dettagliato binning tridimensionale (Vf, Iv, CIE) offre ai progettisti un componente con prestazioni prevedibili per applicazioni critiche per il colore e vincolate termicamente. L'esplicita designazione del catodo come dissipatore di calore semplifica il design della gestione termica.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare questo LED con un'alimentazione a 5V?
R: Non direttamente. La tensione diretta è tipicamente tra 2,8V e 3,6V. Collegarlo direttamente a una sorgente a 5V causerebbe una corrente eccessiva e un guasto immediato. Deve essere utilizzata una resistenza limitatrice di corrente o, preferibilmente, un circuito driver a corrente costante.

D: Qual è la differenza tra intensità luminosa (cd) e flusso luminoso (lm)?
R: L'intensità luminosa misura la luminosità del LED in una direzione specifica (candele). Il flusso luminoso misura l'uscita totale di luce visibile in tutte le direzioni (lumen). La scheda tecnica fornisce equivalenti tipici in lumen per i bin di intensità, ma la specifica primaria è l'intensità a causa della natura direzionale della misurazione.

D: Perché la resistenza termica verso il punto di saldatura (RθJS) è inferiore a quella verso l'ambiente (RθJA)?
R: RθJS misura il percorso termico dalla giunzione di silicio direttamente ai pad di saldatura sul tuo PCB. RθJA include la resistenza aggiuntiva dal PCB all'aria circostante. RθJS è più utile per progettare la gestione termica del PCB, poiché mostra quanto efficace è il tuo layout nel rimuovere calore dal LED stesso.

D: Cosa significa "Non progettato per funzionamento inverso"?
R: Significa che il LED non dovrebbe mai essere sottoposto a una polarizzazione inversa di tensione nel normale funzionamento del circuito. Sebbene una piccola corrente inversa (2μA a 5V) sia specificata per scopi di test, applicare tensione inversa in un circuito in funzione può danneggiare il dispositivo.

11. Caso Pratico di Applicazione

Scenario: Indicatore sul Cruscotto per un Accessorio Automotive.
Un progettista necessita di un indicatore di stato luminoso e affidabile per un nuovo accessorio automotive aftermarket. Seleziona questo LED nel bin 64/FA/IM. Progetta un PCB con un'ampia piazzola di rame collegata al pad del catodo per la dissipazione del calore. Viene implementato un semplice circuito a corrente costante impostato a 140mA utilizzando un IC driver. L'ampio angolo di visione di 120 gradi garantisce che l'indicatore sia visibile da varie posizioni di seduta. La qualifica AEC-Q101 fornisce fiducia nella capacità del componente di resistere all'intervallo di temperatura e alle vibrazioni automotive. Il binning specifico garantisce colore e luminosità consistenti in tutte le unità di produzione.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questa è una sorgente di luce a stato solido basata su una giunzione p-n di semiconduttore. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia del diodo, elettroni e lacune si ricombinano all'interno della regione attiva (realizzata con materiali InGaN), rilasciando energia sotto forma di fotoni. L'emissione primaria dal chip InGaN è nello spettro blu o ultravioletto. Per produrre luce bianca, questa emissione primaria viene convertita utilizzando uno strato di fosforo all'interno del package. I fotoni blu/UV eccitano i fosfori, che poi ri-emettono luce su uno spettro più ampio (giallo, rosso), mescolandosi con la luce blu residua per creare la percezione del bianco. La lente esterna color giallo agisce come un filtro/diffusore finale, potenzialmente riscaldando leggermente la temperatura di colore e diffondendo la luce.

13. Tendenze Tecnologiche

La tendenza generale nei LED SMD come questo è verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), un indice di resa cromatica (CRI) migliorato per una migliore accuratezza del colore e tolleranze di binning più strette per applicazioni come la retroilluminazione dei display. C'è anche una continua spinta verso package a maggiore densità di potenza e minore resistenza termica per consentire uscite più luminose da ingombri ridotti. L'adozione di nuove tecnologie di fosfori e design di chip mira a fornire prestazioni cromatiche più stabili in funzione della temperatura e della durata di vita. La spinta alla miniaturizzazione continua mantenendo o migliorando le prestazioni ottiche e termiche.