Scheda Tecnica LED LTLMR4TBTV3DA - Dimensioni 4.2x4.2x6.9mm - Tensione 2.5-3.5V - Blu 470nm - Documentazione Tecnica in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED SMD blu ad alta luminosità. Progettato per la compatibilità con le linee di assemblaggio standard a tecnologia SMT (Surface Mount Technology), questo dispositivo è concepito per applicazioni che richiedono prestazioni affidabili e una distribuzione della luce controllata. Il componente presenta un package con lente specializzata che fornisce un angolo di visione ristretto, rendendolo particolarmente adatto per l'illuminazione di insegne dove è essenziale un controllo preciso del fascio luminoso senza la necessità di ottiche secondarie aggiuntive. La costruzione utilizza materiali epossidici avanzati che offrono una maggiore resistenza all'umidità e protezione dai raggi UV, contribuendo alla longevità e alla stabilità del dispositivo in vari ambienti operativi.

1.1 Vantaggi Principali

• Elevata Emissione Luminosa:Fornisce una luminosità intensa adatta per applicazioni ad alta visibilità.
• Efficienza Energetica:Opera con un basso consumo energetico mantenendo un'elevata efficienza luminosa.
• Conformità Ambientale:Prodotto senza piombo, senza alogeni e pienamente conforme alle direttive RoHS.
• Costruzione Robusta:Caratterizzato da una superiore resistenza all'umidità, che ne migliora l'affidabilità.
• Ottimizzazione Ottica:La lente integrata fornisce un tipico angolo di visione di 35 gradi per un'emissione luminosa controllata.

1.2 Applicazioni Target

Questo LED è principalmente destinato ad applicazioni di segnaletica e display dove un'illuminazione uniforme, luminosa e focalizzata è fondamentale. Casi d'uso tipici includono pannelli a messaggio video, segnali di informazione stradale e varie forme di pannelli informativi indoor e outdoor.

2. Analisi dei Parametri Tecnici

La seguente sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e oggettiva dei principali parametri elettrici, ottici e termici specificati per il dispositivo. Comprendere questi valori è cruciale per un corretto progetto del circuito e una gestione termica adeguata.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non è garantito il funzionamento a questi limiti o oltre.

• Dissipazione di Potenza (P_D):85 mW. Questa è la massima quantità di potenza che il dispositivo può dissipare come calore ad una temperatura ambiente (T_A) di 25°C.
• Corrente Diretta:Una corrente diretta continua (I_F) di 25 mA non deve essere superata per un funzionamento continuo. Una corrente di picco diretta più elevata di 100 mA è ammissibile solo in condizioni pulsate (ciclo di lavoro ≤ 1/10, larghezza dell'impulso ≤ 10µs).
• Derating Termico:Per temperature ambiente superiori a 45°C, la massima corrente diretta continua ammissibile deve essere ridotta linearmente ad un tasso di 0,62 mA per grado Celsius. Questo è fondamentale per prevenire la fuga termica.
• Intervalli di Temperatura:Il dispositivo è classificato per funzionare da -40°C a +85°C e può essere conservato in ambienti da -40°C a +100°C.
• Saldatura a Rifusione:Il componente può resistere ad una temperatura di picco massima del profilo di rifusione di 260°C per un massimo di 10 secondi, in linea con i comuni processi di saldatura senza piombo.

2.2 Caratteristiche Elettriche & Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati a T_A=25°C e in condizioni di test specificate.

• Intensità Luminosa (I_V):Varia da un minimo di 3200 mcd ad un massimo tipico di 7200 mcd quando pilotato a I_F= 20 mA. Una tolleranza di test del ±15% si applica ai valori garantiti.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):Definito come l'angolo totale in cui l'intensità scende alla metà del valore assiale. Il valore tipico è 35°, con un intervallo da 30° a 40° e una tolleranza di misura di ±2°.
• Lunghezza d'Onda:La lunghezza d'onda di picco di emissione (λ_P) è tipicamente 464 nm. La lunghezza d'onda dominante (λ_d), che definisce il colore percepito, varia da 460 nm a 480 nm. La larghezza di banda spettrale (Δλ) è tipicamente 25 nm.
• Tensione Diretta (V_F):Compresa tra 2,5 V e 3,5 V a I_{F= 20 mA. I progettisti devono tenere conto di questo intervallo quando progettano il circuito di pilotaggio.}
• Corrente Inversa (I_R):Massimo di 10 µA quando viene applicata una tensione inversa (V_R) di 5V. È importante notare che il dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa.

3. Specifica del Sistema di Classificazione (Binning)

Per garantire la coerenza di colore e luminosità nelle applicazioni di produzione, i LED vengono suddivisi in classi (bin) in base a parametri chiave.

3.1 Classificazione per Intensità Luminosa

I LED sono classificati in tre classi (U, V, W) in base alla loro intensità luminosa minima a 20 mA:

- Classe U:3200 - 4200 mcd

- Classe V:4200 - 5500 mcd

- Classe W:5500 - 7200 mcd

Una tolleranza di ±15% si applica a ciascun limite di classe.

3.2 Classificazione per Lunghezza d'Onda Dominante

I LED sono anche classificati in cinque gruppi (B1 a B5) in base alla loro lunghezza d'onda dominante per controllare la variazione di colore:

- Classe B1:460 - 464 nm

- Classe B2:464 - 468 nm

- Classe B3:468 - 472 nm

- Classe B4:472 - 476 nm

- Classe B5:476 - 480 nm

Per ogni classe è mantenuta una tolleranza stretta di ±1 nm.

4. Informazioni Meccaniche & Package

4.1 Dimensioni di Contorno

Il dispositivo ha un ingombro compatto per montaggio superficiale. Le dimensioni chiave includono una dimensione del corpo di circa 4,2 mm x 4,2 mm, con un'altezza totale di 6,9 mm ±0,5 mm. I terminali hanno una spaziatura dove emergono dal package, ed è specificata una sporgenza massima della resina sotto la flangia di 1,0 mm. Tutte le dimensioni sono in millimetri, con una tolleranza standard di ±0,25 mm salvo diversa indicazione.

4.2 Identificazione Polarità & Progetto Piazzole

Il componente ha tre terminali: P1 (Anodo), P2 (Catodo) e P3 (Anodo). Un corretto orientamento della polarità è essenziale durante il layout del PCB e l'assemblaggio. Viene fornito un modello consigliato per le piazzole di saldatura per garantire la formazione affidabile del giunto saldato e una corretta connessione termica ed elettrica. Il progetto include angoli arrotondati delle piazzole (R0,5) per mitigare la risalita della saldatura e la concentrazione di stress. È esplicitamente dichiarato che questo LED è progettato per la saldatura a rifusione su un PCB e non è adatto per processi di saldatura ad immersione.

5. Linee Guida per Saldatura & Assemblaggio

Una manipolazione e un assemblaggio corretti sono fondamentali per mantenere l'affidabilità e le prestazioni del dispositivo.

5.1 Sensibilità all'Umidità & Conservazione

Questo componente è classificato come Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL) 3 secondo JEDEC J-STD-020. Le buste barriera all'umidità non aperte possono essere conservate fino a 12 mesi a <30°C e 90% UR. Dopo l'apertura della busta, i LED devono essere conservati in un ambiente a <30°C e <60% UR, e tutta la saldatura deve essere completata entro 168 ore (7 giorni). È necessario un processo di essiccamento (baking) a 60°C ±5°C per 20 ore se la scheda indicatrice di umidità mostra >10% UR, se il tempo di esposizione (floor life) supera le 168 ore, o se i dispositivi sono stati esposti a >30°C e 60% UR. L'essiccamento dovrebbe essere eseguito una sola volta.

5.2 Profilo di Saldatura a Rifusione

È raccomandato un profilo di rifusione senza piombo:

- Preriscaldamento/Soak:Da 150°C a 200°C per un massimo di 120 secondi.

- Tempo Sopra Liquido (T_L=217°C):Da 60 a 150 secondi.

- Temperatura di Picco (T_P):Massimo 260°C.

- Tempo entro 5°C dal Picco:Massimo 30 secondi.

- Tempo Totale di Rampa:Da 25°C alla temperatura di picco non deve superare i 5 minuti.

5.3 Pulizia

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, dovrebbero essere utilizzati solo solventi a base alcolica come l'alcool isopropilico (IPA).

6. Imballaggio & Informazioni d'Ordine

6.1 Specifica di Imballaggio

I LED sono forniti su nastro portacomponenti goffrato per il posizionamento automatizzato. Le dimensioni del nastro sono specificate per garantire la compatibilità con le attrezzature standard pick-and-place. Ogni bobina contiene 1.000 pezzi. Per la spedizione all'ingrosso, le bobine sono ulteriormente imballate: una bobina viene posta in una busta barriera all'umidità con un essiccante e una scheda indicatrice di umidità; tre di queste buste sono confezionate in una scatola interna (3.000 pz totali); e dieci scatole interne sono confezionate in una scatola esterna per la spedizione (30.000 pz totali).

7. Note Applicative & Considerazioni di Progetto

7.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è ben adatto sia per applicazioni di segnaletica indoor che outdoor, inclusi pannelli a messaggio video, segnali stradali e display informativi vari. Il suo angolo di visione ristretto e l'alta luminosità lo rendono efficace per l'illuminazione diretta delle facce delle insegne dove la luce deve essere diretta verso l'osservatore con minima dispersione.

7.2 Considerazioni di Progetto

• Pilotaggio in Corrente:È raccomandato un driver a corrente costante per mantenere un'emissione luminosa e un colore stabili, poiché la luminosità del LED è principalmente una funzione della corrente, non della tensione.
• Gestione Termica:Sebbene il dispositivo abbia una buona resistenza all'umidità, un corretto progetto termico del PCB (adeguata area di rame per lo smaltimento del calore) è necessario per gestire la temperatura di giunzione, specialmente quando si opera vicino ai valori massimi o in alte temperature ambiente. Rispettare la curva di derating sopra i 45°C.
• Protezione ESD:Sebbene non esplicitamente dichiarato nell'estratto fornito, dovrebbero essere osservate le normali precauzioni ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio di tutti i dispositivi a semiconduttore.
• Integrazione Ottica:La lente integrata fornisce un fascio controllato. Per applicazioni che richiedono pattern di fascio diversi, possono essere considerate ottiche secondarie, sebbene l'angolo nativo di 35° sia progettato per essere adatto a molte applicazioni di insegne a visione diretta.

8. Confronto Tecnico & Differenziazione

Rispetto ai package LED SMD o PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) standard, questo dispositivo offre un vantaggio chiave: il suo package con lente ovale/rotonda integrata fornisce un angolo di visione controllato e ristretto (tipicamente 35°) senza richiedere una lente ottica esterna aggiuntiva. Ciò semplifica il progetto meccanico del prodotto finale, riduce il numero di componenti e può abbassare il costo complessivo del sistema. La combinazione di un'elevata intensità luminosa in un ingombro SMD compatto, unita ad un package robusto e resistente all'umidità, lo posiziona favorevolmente per applicazioni outdoor e semi-outdoor impegnative dove l'affidabilità e le prestazioni ottiche sono fondamentali.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è la differenza tra lunghezza d'onda di picco e lunghezza d'onda dominante?

R: La lunghezza d'onda di picco (λ_P) è la singola lunghezza d'onda alla quale lo spettro di emissione è più intenso (464 nm tipico). La lunghezza d'onda dominante (λ_d) è un valore calcolato derivato dalle coordinate cromatiche sul diagramma CIE; rappresenta la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica pura che corrisponderebbe al colore percepito del LED (intervallo 460-480 nm). La lunghezza d'onda dominante è più rilevante per la specifica del colore.

D: Perché esiste un fattore di derating per la corrente diretta sopra i 45°C?

R: Il fattore di derating (0,62 mA/°C) è necessario per limitare la temperatura di giunzione interna del LED. All'aumentare della temperatura ambiente, la capacità del dispositivo di dissipare calore diminuisce. Ridurre la corrente operativa previene un eccessivo accumulo di calore che potrebbe accelerare il degrado, ridurre l'emissione luminosa o causare un guasto catastrofico.

D: Posso usare questo LED per indicazione o protezione da tensione inversa?

R: No. La scheda tecnica dichiara esplicitamente che il dispositivo non è progettato per il funzionamento inverso. Il parametro della corrente inversa (I_R) è solo per scopi di test. Applicare una tensione inversa continua danneggerebbe probabilmente il LED.

D: Quanto è critico il tempo di esposizione (floor life) di 168 ore dopo l'apertura della busta barriera all'umidità?

R: È molto critico per l'affidabilità. I componenti MSL 3 hanno assorbito umidità dall'atmosfera. Se vengono sottoposti a saldatura a rifusione dopo la finestra di 168 ore senza un adeguato essiccamento, il rapido riscaldamento può far vaporizzare istantaneamente l'umidità intrappolata, potenzialmente portando a delaminazione interna o al fenomeno del \"popcorning\", che può crepare il package e causare il guasto.

10. Principi Operativi

Questo dispositivo è un Diodo Emettitore di Luce (LED) basato su materiale semiconduttore InGaN (Indio Gallio Nitruro) cresciuto su un substrato, responsabile della sua emissione blu. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia del dispositivo, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del semiconduttore, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica composizione della lega InGaN determina l'energia del bandgap, che si correla direttamente con la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa—in questo caso, intorno ai 470 nm (blu). Il package con lente epossidica serve a proteggere il die semiconduttore, estrarre la luce in modo efficiente e modellare la radiazione emessa nel pattern di angolo di visione desiderato.