Specifiche LED a Montaggio Superficiale LTLMH4ERADA - Dimensioni 4.2x4.2x6.2mm - Tensione 1.8-2.4V - Rosso 626nm - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED a montaggio superficiale ad alta luminosità. Progettato per la compatibilità con i processi di assemblaggio SMT standard, questo dispositivo offre una soluzione robusta per applicazioni che richiedono una precisa emissione luminosa e prestazioni affidabili. Il LED presenta un package specializzato progettato per fornire un diagramma di radiazione controllato, adatto per la segnaletica senza la necessità di ottiche secondarie aggiuntive.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I vantaggi principali di questo LED includono l'elevata intensità luminosa abbinata a un basso consumo energetico, risultando in un'alta efficienza. Il package è realizzato con tecnologia epossidica avanzata, che garantisce una superiore resistenza all'umidità e protezione dai raggi UV, migliorandone la durata in ambienti impegnativi. È conforme agli standard senza piombo, senza alogeni e RoHS. Il dispositivo è specificamente destinato ad applicazioni come cartelli a messaggio video, segnaletica stradale e altri pannelli informativi dove visibilità e affidabilità sono critiche.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Un'analisi completa dei limiti operativi e delle caratteristiche prestazionali del dispositivo in condizioni standard (TA=25°C).

2.1 Valori Massimi Assoluti

• Dissipazione di Potenza:Massimo 120 mW.
• Corrente Diretta:Massimo 50 mA in DC. È ammessa una corrente diretta di picco di 120 mA in condizioni pulsate (ciclo di lavoro ≤1/10, larghezza dell'impulso ≤10ms).
• Derating Termico:La corrente diretta in DC deve essere ridotta linearmente di 0,75 mA/°C per temperature ambiente superiori a 45°C.
• Intervallo di Temperatura:Funzionamento da -40°C a +85°C; conservazione da -40°C a +100°C.
• Saldatura a Rifusione:Resiste a un profilo massimo con temperatura di picco di 260°C per 10 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Parametri prestazionali chiave misurati a una corrente di prova standard di IF=20mA.

• Intensità Luminosa (Iv):Varia da un minimo di 1500 mcd a un massimo di 4200 mcd, con un valore tipico soggetto a classificazione. La misurazione segue la curva di risposta dell'occhio CIE.
• Angolo di Visione (2θ1/2):L'angolo di visione tipico è specificato come 100/40°, indicando un diagramma di radiazione ovale. La tolleranza di misura è di ±2 gradi.
• Lunghezza d'Onda:La lunghezza d'onda di emissione di picco (λP) è tipicamente 634 nm. La lunghezza d'onda dominante (λd) varia da 618 nm a 630 nm, definendo il colore rosso percepito, centrato attorno a 626nm.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):Tipicamente 15 nm.
• Tensione Diretta (VF):Varia da 1,8 V a 2,4 V a 20mA.
• Corrente Inversa (IR):Massimo 10 μA a una tensione inversa (VR) di 5V. Il dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa.

3. Specifiche del Sistema di Classificazione (Binning)

Per garantire la coerenza nelle applicazioni, i LED sono suddivisi in classi (bin) in base a parametri chiave.

3.1 Classificazione per Intensità Luminosa

I LED sono classificati in quattro classi (R, S, T, U) in base alla loro intensità luminosa minima e massima a IF=20mA. I limiti delle classi hanno una tolleranza di prova di ±15%.

• Classe R:1500 - 1900 mcd
• Classe S:1900 - 2500 mcd
• Classe T:2500 - 3200 mcd
• Classe U:3200 - 4200 mcd

Il codice della classe specifica è stampato su ogni busta di imballaggio per la tracciabilità.

3.2 Classificazione per Tensione Diretta

I LED sono anche classificati per tensione diretta in tre categorie (1A, 2A, 3A) a IF=20mA, con una tolleranza di ±0,1V su ciascun limite.

• Classe 1A:1.8 - 2.0 V
• Classe 2A:2.0 - 2.2 V
• Classe 3A:2.2 - 2.4 V

4. Analisi delle Curve Prestazionali

Le curve prestazionali tipiche illustrano la relazione tra i parametri chiave. Queste curve sono essenziali per i progettisti per prevedere il comportamento in condizioni non standard.

4.1 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta

La curva mostra la relazione non lineare tra corrente diretta (IF) e intensità luminosa (Iv). L'intensità aumenta con la corrente, ma i progettisti devono rimanere entro i valori massimi assoluti di corrente per garantire la longevità.

4.2 Tensione Diretta vs. Corrente Diretta

Questa curva caratteristica dimostra la relazione esponenziale V-I del diodo. Comprenderla è cruciale per progettare circuiti di limitazione della corrente appropriati.

4.3 Distribuzione Spettrale

La curva di distribuzione della potenza spettrale è centrata attorno alla lunghezza d'onda di picco di 634 nm con una larghezza a mezza altezza tipica di 15 nm, confermando l'emissione rossa a banda stretta.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni di Contorno

Il dispositivo ha un ingombro compatto per montaggio superficiale. Le dimensioni chiave includono una dimensione del corpo di 4,2mm ±0,2mm in lunghezza e larghezza, e un'altezza totale di 6,2mm ±0,5mm inclusa la lente. I terminali hanno una spaziatura di 2,0mm ±0,5mm dove emergono dal package. Tutte le dimensioni sono in millimetri, con una tolleranza generale di ±0,25mm salvo diversa indicazione.

5.2 Identificazione della Polarità e Progetto dei Pad

Il dispositivo ha tre pin: P1 (Anodo), P2 (Catodo) e P3 (Anodo). Si raccomanda di collegare il pin P3 a un dissipatore di calore o a un meccanismo di raffreddamento sul PCB per favorire la gestione termica durante il funzionamento. Viene fornito un modello di piazzola di saldatura consigliato per garantire una corretta saldatura e prestazioni termiche.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Conservazione e Sensibilità all'Umidità

Questo componente è classificato come Livello di Sensibilità all'Umidità 3 (MSL3) secondo JEDEC J-STD-020. I LED in una busta barriera all'umidità non aperta possono essere conservati fino a 12 mesi a <30°C e 90% UR. Dopo l'apertura, i dispositivi devono essere mantenuti a <30°C e 60% UR e devono essere saldati entro 168 ore (7 giorni). È richiesta una stabilizzazione a 60°C ±5°C per 20 ore se la scheda indicatrice di umidità mostra >10% UR, se la vita a banco supera le 168 ore o se esposti a >30°C/60% UR. La stabilizzazione deve essere eseguita una sola volta.

6.2 Profilo di Saldatura a Rifusione

Si raccomanda un profilo di saldatura a rifusione senza piombo:

• Preriscaldamento/Stabilizzazione:Da 150°C a 200°C per un massimo di 120 secondi.
• Tempo Liquido (tL):Il tempo sopra 217°C deve essere di 60-150 secondi.
• Temperatura di Picco (Tp):Massimo 260°C.
• Tempo sopra la Temperatura di Classificazione (Tc=255°C):Massimo 30 secondi.
• Tempo Totale da 25°C al Picco:Massimo 5 minuti.

La saldatura a rifusione non deve essere eseguita più di due volte. Il dispositivo è progettato per la saldatura a rifusione e non è adatto per la saldatura ad immersione.

6.3 Pulizia e Manipolazione

Se necessaria la pulizia, utilizzare solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico. Evitare di applicare stress meccanici al LED durante la saldatura mentre è ad alta temperatura ed evitare un raffreddamento rapido dalla temperatura di picco.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche di Imballaggio

I LED sono forniti su nastro portatore goffrato all'interno di una bobina. La bobina contiene un totale di 1.000 pezzi. Sono fornite le dimensioni dettagliate del nastro portatore, incluse le dimensioni della tasca, il passo e le dimensioni della bobina (ad es., diametro bobina 330mm). L'imballaggio è contrassegnato da un avviso "Dispositivi Sensibili alle Scariche Elettrostatiche".

8. Raccomandazioni Applicative

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è ben adatto per applicazioni di segnaletica sia indoor che outdoor, inclusi cartelli a messaggio video, segnaletica stradale e display di messaggi generali. La sua alta luminosità e l'angolo di visione controllato lo rendono ideale per applicazioni che richiedono una buona visibilità.

8.2 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando si collegano più LED in parallelo, si raccomanda vivamente di utilizzare una resistenza di limitazione della corrente in serie con ciascun singolo LED. Pilotare LED in parallelo senza resistenze individuali può portare a una distribuzione non uniforme della corrente e a una luminosità disomogenea a causa di piccole variazioni nella tensione diretta (Vf) tra i dispositivi.

8.3 Considerazioni sulla Gestione Termica

Sebbene il dispositivo abbia una dissipazione di potenza specificata, una gestione termica efficace tramite il PCB è cruciale per mantenere prestazioni e longevità, specialmente a temperature ambiente più elevate o correnti di pilotaggio maggiori. Utilizzare la piazzola consigliata per il pin P3 per collegarsi a un piano termico o a un dissipatore è una pratica di progettazione chiave.

9. Confronto e Differenziazione Tecnologica

Rispetto ai package SMD o PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) standard, questa lampada a montaggio superficiale offre un vantaggio significativo nel controllo ottico. Il suo package con lente integrata fornisce un diagramma di radiazione uniforme e un controllo dell'angolo di visione stretto senza richiedere una lente ottica esterna aggiuntiva. Ciò semplifica la progettazione del prodotto finale, riduce il numero di componenti e può abbassare i costi complessivi di assemblaggio fornendo al contempo un'illuminazione mirata.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

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

La lunghezza d'onda di picco (λP) è la lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica emessa è massima (tipicamente 634nm qui). La lunghezza d'onda dominante (λd) è derivata dal diagramma di cromaticità CIE e rappresenta la singola lunghezza d'onda che definisce il colore percepito della luce (618-630nm qui, centrato su 626nm). La lunghezza d'onda dominante è più rilevante per la specifica del colore.

10.2 Posso pilotare questo LED senza una resistenza di limitazione della corrente?

No. Non è raccomandato far funzionare un LED direttamente da una sorgente di tensione e ciò probabilmente distruggerebbe il dispositivo a causa della corrente eccessiva. Una resistenza in serie o un driver a corrente costante sono obbligatori per un funzionamento affidabile.

10.3 Perché c'è una tolleranza di ±15% sui limiti delle classi di intensità luminosa?

Questa tolleranza tiene conto della variabilità di misura nell'ambiente di prova di produzione. Garantisce che tutti i dispositivi etichettati all'interno di una classe specifica si comportino entro l'intervallo di intensità dichiarato quando misurati nelle condizioni standard definite.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un Cartello di Uscita ad Alta Visibilità.Un ingegnere seleziona questo LED per un nuovo progetto di cartello di uscita che richiede alta luminosità e lunga durata. Sceglie LED della classe "T" per un'emissione alta e consistente. Nel progetto del circuito, utilizza un driver a corrente costante impostato a 20mA per ogni stringa di LED. Posiziona più LED in serie all'interno di ciascuna stringa per soddisfare i requisiti di tensione, evitando connessioni in parallelo senza resistenze individuali. Nel layout del PCB, segue il modello di piazzola consigliato, collegando la piazzola P3 di ciascun LED a una grande area di rame per la dissipazione del calore. Specifica un fornitore di assemblaggio PCBA che segua il profilo di rifusione fornito e assicura che i componenti vengano utilizzati entro le 168 ore di vita a banco dopo l'apertura della busta barriera all'umidità.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo dispositivo è un diodo a emissione luminosa (LED). Funziona secondo il principio dell'elettroluminescenza in un materiale semiconduttore. Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione P-N, gli elettroni si ricombinano con le lacune, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). Il materiale semiconduttore specifico utilizzato (AllnGaP - Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) determina il colore della luce emessa, in questo caso rosso con una lunghezza d'onda dominante attorno a 626nm. Il package epossidico incapsula il die semiconduttore, fornisce protezione meccanica e incorpora una lente per modellare l'emissione luminosa.

13. Tendenze Tecnologiche

La tecnologia LED a montaggio superficiale rappresentata da questo dispositivo continua a evolversi. Le tendenze generali del settore includono continui miglioramenti nell'efficienza luminosa (più luce emessa per watt di ingresso elettrico), che migliora l'efficienza energetica. C'è anche un focus sul miglioramento della coerenza e della stabilità del colore durante la vita del dispositivo. I progressi nella tecnologia del packaging mirano a fornire una migliore gestione termica, consentendo correnti di pilotaggio e densità di potenza più elevate da ingombri sempre più ridotti. Inoltre, la standardizzazione degli ingombri e delle caratteristiche ottiche semplifica l'integrazione per i progettisti in varie applicazioni di illuminazione e display.