Scheda Tecnica LED LTLMH4T BR7DA - Dimensioni 4.2x4.2x6.2mm - Tensione 2.9V - Potenza 85mW - Blu 470nm - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTLMH4T BR7DA è un LED SMD ad alta luminosità progettato per applicazioni di illuminazione impegnative. Questo dispositivo utilizza la tecnologia avanzata dei semiconduttori InGaN (Indio Gallio Nitruro) per produrre luce blu con una lunghezza d'onda dominante di 470nm. Incapsulato in un package epossidico blu diffuso, è progettato per prestazioni superiori nelle applicazioni di segnaletica, offrendo un diagramma di radiazione controllato senza la necessità di ottiche secondarie aggiuntive. Il suo fattore di forma SMD garantisce la compatibilità con le linee di assemblaggio SMT standard ad alto volume e con i processi di saldatura a rifusione industriale.

I vantaggi principali di questo LED includono l'elevata intensità luminosa, che può raggiungere fino a 2850 millicandele (mcd), unita a un basso consumo energetico per un'elevata efficienza. Il package è realizzato con materiali epossidici avanzati che offrono un'eccellente resistenza all'umidità e protezione dai raggi UV, migliorando l'affidabilità sia per uso interno che esterno. Inoltre, il prodotto è conforme agli standard ambientali, essendo privo di piombo, alogeni e conforme alla direttiva RoHS.

Il mercato target per questo componente è principalmente l'industria professionale della segnaletica. Le sue applicazioni tipiche includono segnali a messaggio video, segnali stradali e varie forme di display dove un'illuminazione uniforme, luminosa e affidabile è fondamentale. Il design del LED è particolarmente adatto per applicazioni che richiedono un diagramma di radiazione uniforme e angoli di visione controllati.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

I valori massimi assoluti definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al LED. Questi valori sono specificati a una temperatura ambiente (TA) di 25°C. La massima dissipazione di potenza è di 85 mW. Il dispositivo può sopportare una corrente diretta di picco di 100 mA, ma solo in condizioni pulsate con un ciclo di lavoro del 10% o inferiore e una larghezza di impulso non superiore a 10 millisecondi. La corrente diretta continua in DC è più conservativa, pari a 25 mA. Per garantire un funzionamento sicuro a temperature più elevate, si applica un fattore di derating lineare di 0,62 mA per grado Celsius a partire da 45°C. L'intervallo di temperatura operativa va da -40°C a +85°C, mentre l'intervallo di temperatura di stoccaggio si estende a +100°C. Critico per l'assemblaggio, il LED può resistere a un profilo di saldatura a rifusione con una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Le caratteristiche elettriche e ottiche sono i parametri di prestazione chiave in condizioni operative normali, anch'essi specificati a TA=25°C.

• Intensità Luminosa (Iv):Misurata a una corrente diretta (IF) di 20mA, l'intensità luminosa ha un valore tipico di 1600 mcd, con un minimo di 1000 mcd e un massimo di 2850 mcd. La classificazione Iv è indicata sulla busta di imballaggio e i test di garanzia includono una tolleranza di ±15%.
• Angolo di Visione (2θ1/2):Il dispositivo presenta un angolo di visione tipico di 70/45 gradi. Questo parametro, definito come l'angolo fuori asse in cui l'intensità luminosa scende alla metà del valore assiale, indica un fascio moderatamente focalizzato adatto per l'illuminazione direzionale.
• Lunghezza d'Onda:La lunghezza d'onda di emissione di picco (λP) è tipicamente di 461 nm. La lunghezza d'onda dominante (λd), che definisce il colore percepito, varia da 465 nm a 475 nm, con un valore tipico di 470 nm (blu). La semilarghezza della linea spettrale (Δλ) è tipicamente di 23 nm.
• Tensione Diretta (VF):A IF=20mA, la tensione diretta è tipicamente di 2,9V, con un intervallo da 2,5V a 3,5V. Questo parametro è cruciale per la progettazione del circuito di pilotaggio.
• Corrente Inversa (IR):La corrente inversa massima è di 10 μA quando viene applicata una tensione inversa (VR) di 5V. È importante notare che questo dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa; questa condizione di test è solo per la caratterizzazione.

3. Specifica del Sistema di Binning

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

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I LED sono classificati in quattro bin di intensità (BQ, BR, BS, BT) in base alla loro intensità luminosa misurata a 20mA. I limiti dei bin sono: BQ (1000-1300 mcd), BR (1300-1700 mcd), BS (1700-2200 mcd) e BT (2200-2850 mcd). A ciascun limite del bin si applica una tolleranza di ±15%.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Per la coerenza del colore, la lunghezza d'onda dominante è suddivisa in due codici: B1 (465-470 nm) e B2 (470-475 nm). La tolleranza per ciascun limite del bin è di ±1 nm. Il numero di parte LTLMH4T BR7DA indica una combinazione specifica di questi bin (ad esempio, 'BR' per l'intensità e '7D' probabilmente correlato al bin della lunghezza d'onda, sebbene la mappatura esatta del codice nel numero di parte non sia completamente dettagliata nell'estratto fornito).

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene le curve grafiche specifiche non siano dettagliate nell'estratto del testo, le tipiche curve di prestazione per tali LED includerebbero:

• Curva IV (Corrente vs. Tensione):Questa curva mostra la relazione esponenziale tra tensione diretta e corrente diretta. È essenziale per determinare il punto di lavoro e gli effetti termici sulla caduta di tensione.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:Questo grafico mostra tipicamente una relazione quasi lineare tra corrente di pilotaggio e emissione luminosa nell'intervallo operativo consigliato, evidenziando l'efficienza del dispositivo.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Questa curva dimostra l'effetto di quenching termico, dove l'emissione luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Comprendere ciò è vitale per la gestione termica nell'applicazione finale.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra il picco a ~461nm e la larghezza spettrale, che influisce sulla purezza del colore.

I progettisti dovrebbero consultare queste curve per ottimizzare le condizioni di pilotaggio e il dissipatore di calore per prestazioni costanti durante la vita del prodotto.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni di Contorno

Il LED ha un package SMD compatto e rettangolare. Le dimensioni chiave includono una dimensione del corpo di circa 4,2mm (±0,2mm) in lunghezza e larghezza. L'altezza totale, inclusa la lente, è di 6,2mm (±0,5mm). Il package presenta una flangia per la stabilità meccanica durante il posizionamento. La tolleranza per la maggior parte delle dimensioni è di ±0,25mm salvo diversa specifica.

5.2 Design dei Pad e Identificazione della Polarità

Il dispositivo ha tre terminali elettrici (P1, P2, P3). P1 e P3 sono le connessioni dell'anodo (+), mentre P2 è la connessione del catodo (-). Questa configurazione può essere utilizzata per migliorare la distribuzione della corrente o la gestione termica. Il pattern consigliato per le piazzole di saldatura sul PCB include una piazzola più grande (spesso collegata a P3) progettata specificamente per essere collegata a un dissipatore di calore o a un meccanismo di raffreddamento per distribuire efficacemente il calore generato durante il funzionamento. Un raggio di raccordo (R0,5) è suggerito nel design della piazzola per garantire la formazione di un giunto di saldatura affidabile.

6. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Il LED è classificato Livello di Sensibilità all'Umidità 3 (MSL3) secondo JEDEC J-STD-020. I parametri consigliati per il profilo di rifusione senza piombo sono: Pre-riscaldamento/Soak da 150°C a 200°C per un massimo di 120 secondi. Il tempo sopra la temperatura di liquidus (217°C) dovrebbe essere compreso tra 60 e 150 secondi. La temperatura di picco del corpo del package (Tp) non deve superare i 260°C e il tempo entro 5°C dalla temperatura di classificazione specificata (255°C) dovrebbe essere al massimo di 30 secondi. Il tempo totale da 25°C alla temperatura di picco non deve superare i 5 minuti. La saldatura a rifusione non deve essere eseguita più di due volte.

6.2 Stoccaggio e Manipolazione

I LED nelle buste barriera all'umidità sigillate possono essere stoccati fino a 12 mesi a <30°C e 90% UR. Dopo l'apertura della busta, i componenti devono essere conservati a <30°C e 60% UR e devono essere saldati entro 168 ore (7 giorni). È necessaria una cottura a 60°C±5°C per 20 ore se la scheda indicatrice di umidità mostra >10% UR, se la vita a pavimento supera le 168 ore o se i componenti sono esposti a >30°C e 60% UR. La cottura deve essere eseguita una sola volta.

6.3 Pulizia e Saldatura Manuale

Se la pulizia è necessaria, dovrebbero essere utilizzati solo solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico. Se è richiesta la saldatura manuale, deve essere limitata a una sola volta con una temperatura del saldatore non superiore a 315°C per un massimo di 3 secondi per giunto. Non deve essere applicato stress esterno al LED durante la saldatura mentre è ad alta temperatura e deve essere evitato un raffreddamento rapido dalla temperatura di picco.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifica di Imballaggio

I LED sono forniti su nastro portante goffrato e bobina. Le dimensioni del nastro sono specificate, con un passo delle tasche di 8,0mm (±0,1mm) e una larghezza del nastro di 16,0mm (±0,3mm). Ogni bobina contiene 1.000 pezzi, imballati in una busta barriera all'umidità contrassegnata con un avviso di scarica elettrostatica (ESD). Tre bobine sono imballate per cartone interno (totale 3.000 pz) e nove cartoni interni sono imballati per cartone esterno (totale 27.000 pz). In ogni lotto di spedizione, solo l'ultimo pacco può non essere pieno.

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è ben adatto per la segnaletica interna ed esterna, inclusi segnali a messaggio video, segnali stradali e display di messaggi vari. La sua elevata luminosità e l'angolo di visione controllato lo rendono ideale per applicazioni in cui la luce deve essere diretta verso lo spettatore per una massima visibilità, anche in condizioni di luce ambientale.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Pilotaggio della Corrente:Utilizzare un driver a corrente costante impostato a 20mA per il funzionamento tipico, assicurandosi che rimanga entro il massimo assoluto di 25mA DC. Considerare il derating ad alte temperature ambiente.
• Gestione Termica:Collegare la piazzola termica designata (P3) a una zona di rame o a un dissipatore dedicato sul PCB per trasferire efficacemente il calore dalla giunzione del LED, mantenendo l'emissione luminosa e la longevità.
• Progettazione Ottica:La lente diffusa integrata fornisce un diagramma di radiazione uniforme. Per forme del fascio specifiche, possono essere aggiunte ottiche secondarie, sebbene l'angolo nativo di 70/45 gradi sia spesso sufficiente per le applicazioni di segnaletica.
• Protezione ESD:Implementare le precauzioni ESD standard durante la manipolazione e l'assemblaggio, come indicato sull'imballaggio.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Rispetto ai LED SMD standard (come i package 3528 o 5050) o ai LED PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier), questa lampada SMD offre vantaggi distinti per la segnaletica. Il suo differenziatore principale è il design della lente integrata che fornisce un diagramma di radiazione uniforme e angoli di visione controllati e stretti senza richiedere una lente ottica esterna aggiuntiva. Ciò semplifica il design meccanico del segnale, riduce il numero di componenti e può abbassare il costo complessivo di assemblaggio. L'elevata intensità luminosa in un package compatto consente anche display più luminosi o l'uso di meno LED per area di segnale. Il robusto package epossidico con maggiore resistenza all'umidità e ai raggi UV fornisce una migliore affidabilità per le applicazioni esterne rispetto ad alcuni package SMD standard.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D1: Qual è il significato del numero di parte LTLMH4T BR7DA?

R1: Il numero di parte codifica caratteristiche specifiche del prodotto. 'LTLMH4T' si riferisce probabilmente alla famiglia di prodotti e al tipo di package. 'BR' indica il bin dell'intensità luminosa (1300-1700 mcd). '7D' si presume sia correlato al bin della lunghezza d'onda dominante (probabilmente 470-475nm, B2). Confermare sempre l'esatto binning dalla scheda tecnica completa del fornitore o dall'etichetta di imballaggio.

D2: Posso pilotare questo LED con una sorgente a tensione costante?

R2: Non è raccomandato. I LED sono dispositivi pilotati in corrente. La loro tensione diretta ha una tolleranza (2,5V-3,5V). Una sorgente a tensione costante potrebbe portare a un'eccessiva variazione di corrente tra le unità, causando differenze di luminosità e potenzialmente riducendo la durata. Utilizzare sempre un driver a corrente costante o un circuito che limiti attivamente la corrente.

D3: Perché c'è una piazzola termica (P3) e devo collegarla?

R3: La piazzola termica è progettata per trasferire il calore dal die del LED al PCB. È fortemente raccomandato collegarla a un'area di rame o a un dissipatore, specialmente quando si opera ad alte temperature ambiente o a piena corrente di pilotaggio. Una corretta gestione termica garantisce un'emissione luminosa stabile e massimizza la vita operativa del LED.

D4: La scheda tecnica dice MSL3. Cosa succede se supero le 168 ore di vita a pavimento?

R4: Superare la vita a pavimento espone il LED all'umidità ambientale, che può vaporizzarsi durante la saldatura a rifusione, causando danni interni al package (\"popcorning\"). Se la vita a pavimento viene superata, è necessario cuocere i componenti a 60°C per 20 ore prima della saldatura, come da istruzioni nella sezione 8.2.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Caso: Progettazione di un Segnale Stradale Esterno ad Alta Visibilità

Un progettista sta creando un segnale stradale a messaggio variabile alimentato a energia solare. Seleziona il LED LTLMH4T BR7DA per la sua elevata luminosità (bin BR, ~1500 mcd tip.) e il colore blu (470nm). Il segnale deve essere leggibile alla luce solare diretta. Il progettista calcola che un array di 100 LED, pilotati a 18mA (leggermente al di sotto del tipico per migliorare la longevità e tenere conto della variazione dell'input solare), fornirà un'intensità luminosa sufficiente. Viene selezionato un circuito integrato driver a corrente costante per alimentare l'array in configurazione serie-parallelo. Il PCB è progettato con ampie zone di rame collegate alle piazzole P3 di ciascun LED, che a loro volta sono collegate alla piastra posteriore in alluminio dell'alloggiamento del segnale che funge da dissipatore. La procedura di gestione MSL3 è seguita rigorosamente durante l'assemblaggio per prevenire guasti legati all'umidità. Questo design risulta in un segnale affidabile, luminoso ed energeticamente efficiente adatto per il funzionamento esterno 24/7.

12. Introduzione al Principio Tecnologico

Questo LED si basa sulla tecnologia dei semiconduttori InGaN (Indio Gallio Nitruro). Quando viene applicata una tensione diretta attraverso la giunzione p-n, gli elettroni e le lacune si ricombinano nella regione attiva, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega InGaN determina l'energia del bandgap, che a sua volta definisce la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa - in questo caso, blu a 470nm. L'incapsulante epossidico serve a più scopi: protegge il delicato die semiconduttore, funge da lente primaria per modellare l'emissione luminosa e contiene particelle diffusanti per creare un aspetto uniforme. Il package include anche una coppa riflettente per dirigere la luce verso l'alto e terminali progettati sia per la connessione elettrica che per la dissipazione termica.

13. Tendenze e Sviluppi del Settore

Il mercato dei LED SMD continua a evolversi verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), una maggiore densità di potenza e un miglioramento della coerenza e della resa del colore. Le tendenze rilevanti per questo tipo di componente includono la spinta verso tolleranze di binning ancora più strette per garantire l'uniformità nei display di grandi dimensioni, lo sviluppo di materiali epossidici e siliconici con maggiore resistenza a condizioni ambientali severe (calore, umidità, UV) e l'integrazione di ottiche interne più sofisticate per un controllo preciso del fascio. Inoltre, c'è una crescente enfasi sulla sostenibilità, che guida i progressi nei materiali e nei processi di produzione per ridurre ulteriormente l'impatto ambientale. Anche la tecnologia InGaN sottostante viene perfezionata per spingere i limiti dell'efficienza e per abilitare nuove gamme di lunghezze d'onda per applicazioni specializzate.