Scheda Tecnica LED Bianco LTW-108SEG-W - Package SMD - 3.2V Tip - 120mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per un diodo a emissione luminosa (LED) bianco ad alta luminosità in un package standard a montaggio superficiale (SMD). Il componente è progettato per processi di assemblaggio automatizzato ed è conforme agli standard ambientali senza piombo (Pb-free) e RoHS, qualificandosi come prodotto ecologico. La sua applicazione principale è in apparecchiature elettroniche generali che richiedono un'illuminazione indicatrice o di retroilluminazione compatta e affidabile.

2. Caratteristiche Principali e Specifiche

Il LED è confezionato su nastro da 12mm avvolto su bobine da 7 pollici di diametro, rendendolo completamente compatibile con le attrezzature automatiche pick-and-place ad alta velocità utilizzate nella moderna produzione elettronica. È progettato per resistere ai processi standard di saldatura a rifusione a infrarossi (IR) e in fase di vapore. Il package è conforme agli standard EIA (Electronic Industries Alliance) e presenta caratteristiche di pilotaggio compatibili con circuiti integrati (I.C.).

Il modello specifico presenta una lente di colore giallo e utilizza un materiale semiconduttore a nitruro di indio e gallio (InGaN) per produrre luce bianca. Il dispositivo è classificato come Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL) 3 secondo lo standard JEDEC J-STD-020, che impone specifici requisiti di manipolazione e conservazione prima della saldatura per prevenire danni indotti dall'umidità.

3. Valori Massimi Assoluti

L'utilizzo o la conservazione del dispositivo oltre questi limiti può causare danni permanenti.

• Dissipazione di Potenza (Pd):120 mW
• Corrente Diretta di Picco (I_F(peak)):100 mA (a ciclo di lavoro 1/10, larghezza di impulso 0.1ms)
• Corrente Diretta in CC (I_F):30 mA
• Tensione Inversa (V_R):5 V
• Intervallo di Temperatura Operativa (T_opr):-30°C a +85°C
• Intervallo di Temperatura di Conservazione (T_stg):-40°C a +100°C
• Condizione di Saldatura a Rifusione:Temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi (processo senza piombo).

Nota Critica:L'applicazione di una tensione di polarizzazione inversa al LED in un circuito applicativo può causare un guasto immediato o il degrado del componente.

4. Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Tutti i parametri sono specificati a una temperatura ambiente (T_a) di 25°C e una corrente di prova standard (I_F) di 20 mA, salvo diversa indicazione.

4.1 Intensità Luminosa e Angolo di Visione

L'intensità luminosa (I_V) è garantita tra 1800 mcd (millicandela) e 2500 mcd, con un valore tipico fornito. L'intensità è misurata utilizzando una combinazione di sensore e filtro che approssima la curva di risposta fotopica (CIE) dell'occhio umano. Il dispositivo presenta un ampio angolo di visione (2θ_1/2) di 110 gradi, definito come l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore assiale di picco.

4.2 Cromaticità e Tensione Diretta

Il colore della luce bianca è definito dalle sue coordinate di cromaticità sul diagramma CIE 1931 (x, y). Le coordinate tipiche sono x=0.295 e y=0.285. Una tolleranza di ±0.01 è applicata a queste coordinate nella garanzia del prodotto. La tensione diretta (V_F) misura tipicamente 3.2V ma può variare da 2.9V a 3.6V quando pilotata a 20 mA. Questa variazione è gestita attraverso un sistema di binning.

4.3 Standard di Prova e Precauzioni di Manipolazione

La cromaticità e l'intensità luminosa sono testate secondo lo standard CAS140B. La scheda tecnica sottolinea fortemente la sensibilità alle Scariche Elettrostatiche (ESD). L'elettricità statica o i sovratensioni possono danneggiare irreparabilmente il LED. Si raccomanda di utilizzare un braccialetto a terra o guanti antistatici durante la manipolazione e di assicurarsi che tutte le postazioni di lavoro, gli strumenti e le attrezzature siano correttamente messi a terra.

5. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nelle applicazioni, i LED sono suddivisi in bin in base a parametri elettrici e ottici chiave. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti con caratteristiche strettamente controllate.

5.1 Binning della Tensione Diretta (V_F)

I LED sono categorizzati in bin (da V0 a V6) in base alla loro tensione diretta a 20 mA. Ogni bin copre un intervallo di 0.1V, da un minimo di 2.9V (V0) a un massimo di 3.6V (V6). Una tolleranza di ±0.10V è applicata all'interno di ciascun bin.

5.2 Binning dell'Intensità Luminosa (I_V)

I LED sono anche suddivisi in bin per l'intensità luminosa (da S9 a S15). Ogni bin rappresenta un intervallo di 100 mcd, partendo da 1800-1900 mcd (S9) fino a 2400-2500 mcd (S15). Una tolleranza di ±10% è applicabile all'intensità all'interno di ciascun bin designato.

6. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento a tipiche curve di prestazione che illustrano la relazione tra vari parametri. Sebbene i grafici specifici non siano riprodotti nel testo, includono tipicamente:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:Mostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, solitamente in modo non lineare, saturandosi infine.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra la diminuzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione del LED.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:Rappresenta la curva caratteristica I-V del diodo.
• Diagramma dell'Angolo di Visione:Un grafico polare che mostra la distribuzione spaziale dell'intensità luminosa.

Queste curve sono essenziali per comprendere il comportamento del dispositivo in diverse condizioni operative e per una progettazione termica ed elettrica efficace.

7. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il LED è fornito in un package SMD standard. Sono forniti disegni dimensionati dettagliati per il componente stesso, il nastro portacomponenti utilizzato per la manipolazione automatizzata e la bobina da 7 pollici. Tutte le dimensioni sono specificate in millimetri, con una tolleranza standard di ±0.1mm salvo diversa indicazione. L'imballaggio a nastro e bobina è conforme alle specifiche EIA-481-1-B.

7.1 Specifiche di Imballaggio

• Dimensione Bobina:Diametro 7 pollici.
• Quantità per Bobina:2000 pezzi.
• Quantità Minima d'Ordine (MOQ) per Residui:500 pezzi.
• Nastro:I componenti sono alloggiati in nastro portacomponenti goffrato da 12mm di larghezza sigillato con un nastro coprente superiore.

8. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

8.1 Saldatura a Rifusione

Il componente è qualificato per la saldatura a rifusione senza piombo con una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi. Viene fatto riferimento a un profilo di rifusione consigliato secondo J-STD-020D, che include una fase di pre-riscaldamento. La scheda tecnica fornisce anche le dimensioni consigliate per il layout delle piazzole sul circuito stampato (PCB) per garantire la formazione affidabile del giunto di saldatura durante la rifusione a infrarossi o in fase di vapore.

8.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, dovrebbe essere utilizzato un saldatore con una temperatura della punta non superiore a 300°C, limitando il tempo di contatto del saldatore a un massimo di 3 secondi per giunto. Questa operazione dovrebbe essere eseguita una sola volta per prevenire danni termici al package.

8.3 Pulizia

Se è richiesta la pulizia post-saldatura, dovrebbero essere utilizzati solo solventi specificati. Il LED può essere immerso in alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente per meno di un minuto. L'uso di detergenti chimici non specificati è vietato in quanto potrebbero danneggiare il materiale del package del LED.

9. Conservazione e Manipolazione

A causa della sua classificazione MSL 3, è richiesto un rigoroso controllo dell'umidità:

• Busta Sigillata:Conservare a ≤30°C e ≤90% di Umidità Relativa (UR). La durata di conservazione è di un anno dalla data di codice quando conservata nella busta barriera all'umidità originale con essiccante.
• Busta Aperta:Dopo l'apertura, conservare a ≤30°C e ≤60% UR. I componenti devono essere saldati entro 168 ore (7 giorni) dall'esposizione all'ambiente di fabbrica. Se la scheda indicatrice di umidità diventa rosa (indicando >10% UR) o se si supera la finestra di 168 ore, i LED devono essere essiccati a 60°C per almeno 48 ore prima dell'uso. Eventuali componenti rimanenti devono essere risigillati con essiccante.

10. Note di Progettazione Applicativa

10.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

Un LED è un dispositivo pilotato a corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando si pilotano più LED in parallelo, èfortemente raccomandatoutilizzare una resistenza di limitazione della corrente individuale in serie con ciascun LED. Il metodo alternativo di collegare più LED direttamente in parallelo con una singola resistenza condivisa (Circuito B nella scheda tecnica) è sconsigliato. Le variazioni nella caratteristica della tensione diretta (V_F) da un LED all'altro causeranno una distribuzione di corrente non uniforme in una configurazione parallela senza resistenze individuali, portando a differenze significative nella luminosità e potenzialmente al guasto per sovracorrente del LED con la V_F.

più bassa.

10.2 Ambito di Applicazione e Dichiarazione di Non Responsabilità sull'Affidabilità

Il LED è destinato all'uso in apparecchiature elettroniche ordinarie come dispositivi per l'automazione d'ufficio, apparecchiature di comunicazione ed elettrodomestici. Per applicazioni che richiedono un'affidabilità eccezionale in cui un guasto potrebbe mettere a rischio la vita o la salute—come nell'aviazione, nei trasporti, nei sistemi di supporto vitale medico o nei dispositivi di sicurezza—è richiesta una consultazione e una qualifica specifica con il produttore prima dell'integrazione nel progetto.

10.3 Protezione ESD nell'Applicazione

La sensibilità ESD notata durante la manipolazione si estende anche al circuito applicativo. I progettisti dovrebbero considerare l'implementazione di misure di protezione sul PCB, come diodi di soppressione di tensione transiente (TVS) o resistenze, se le connessioni del LED sono esposte a potenziali scariche statiche o sovratensioni nell'ambiente d'uso finale.

11. Confronto Tecnico e Considerazioni di Progettazione

Rispetto alle vecchie tecnologie LED a foro passante, questo componente SMD offre vantaggi significativi in termini di velocità di produzione, risparmio di spazio sulla scheda e affidabilità, eliminando l'inserimento manuale e la saldatura a onda. L'ampio angolo di visione di 110 gradi lo rende adatto per applicazioni che richiedono un'illuminazione ampia o visibilità da più angoli, a differenza dei LED ad angolo stretto utilizzati per fasci focalizzati. La tecnologia InGaN per la luce bianca offre tipicamente una buona efficienza e longevità. Le considerazioni di progettazione chiave includono la gestione della corrente diretta per rimanere entro i valori massimi assoluti, tenere conto del bin della tensione diretta durante la progettazione del circuito di pilotaggio e implementare una corretta gestione termica sul PCB per mantenere bassa la temperatura di giunzione, preservando così l'emissione luminosa e l'affidabilità a lungo termine.

12. Domande Frequenti (FAQ)

D: Posso pilotare questo LED direttamente da un'alimentazione logica a 5V o 3.3V?_FR: No. Devi utilizzare una resistenza di limitazione della corrente in serie. Ad esempio, con un'alimentazione di 3.3V e una V_F tipica di 3.2V a 20mA, sarebbe necessaria una resistenza di (3.3V - 3.2V) / 0.02A = 5 Ohm. Calcola sempre per la V

minima nel bin selezionato per garantire che la corrente non superi il valore massimo.

D: Perché l'intensità luminosa è data come un intervallo (1800-2500 mcd)?

R: Questa è la dispersione totale della produzione. Per una luminosità coerente nel tuo prodotto, dovresti specificare e acquistare LED da un singolo bin di intensità (es. S12: 2100-2200 mcd).

D: Cosa significa "MSL 3" per il mio processo produttivo?

R: Significa che i componenti possono essere esposti all'ambiente di fabbrica fino a 168 ore (7 giorni) dopo l'apertura della busta sigillata prima di dover essere saldati. Se questo tempo viene superato, richiedono un processo di essiccazione per rimuovere l'umidità assorbita che potrebbe causare "popcorning" (crepe del package) durante la saldatura a rifusione.

D: È necessario un dissipatore di calore?

R: Per un funzionamento continuo alla massima corrente in CC (30mA) o ad alte temperature ambientali, è necessaria un'attenta progettazione termica. Sebbene un dissipatore dedicato possa non essere necessario per un uso indicatore a basso ciclo di lavoro, assicurare che la piazzola termica del LED abbia una buona connessione a una zona di rame sul PCB aiuterà a dissipare il calore e mantenere le prestazioni.

13. Esempio di Applicazione Pratica

1. Scenario: Progettazione di un pannello indicatore di stato con 10 LED bianchi uniformemente luminosi.Progettazione del Circuito:_FUtilizzare un driver LED a corrente costante o un regolatore di tensione con resistenze in serie individuali per ciascun LED. Assumendo un'alimentazione di 5V e puntando a 20mA per LED, selezionare LED dal bin V3 (V_{= 3.2-3.3V). Il valore della resistenza sarebbe R = (5V - 3.25V}max
2. ) / 0.02A ≈ 87.5 Ohm. Utilizzare una resistenza standard da 91 Ohm o 100 Ohm e ricalcolare la corrente effettiva.Selezione dei Componenti:
3. Specificare tutti i 10 LED dallo stesso bin di intensità luminosa (es. S12) e dallo stesso bin di tensione diretta (es. V3) per garantire coerenza visiva.Layout del PCB:
4. Seguire le dimensioni consigliate per le piazzole dalla scheda tecnica. Collegare la piazzola termica (se presente) a un'area di rame collegata a massa per favorire la dissipazione del calore.Produzione:
5. Programmare la macchina pick-and-place per l'alimentatore a nastro da 12mm. Utilizzare il profilo di rifusione senza piombo di riferimento con un picco di 260°C.Manipolazione:

Mantenere la bobina nella sua busta sigillata fino al momento della produzione. Una volta aperta, completare l'assemblaggio di tutte le 10 schede entro la durata di 168 ore a pavimento.

14. Principio di Funzionamento e Tecnologia

Questo LED genera luce bianca utilizzando un chip semiconduttore InGaN (Nitruro di Indio e Gallio) che emette luce nella regione blu dello spettro. Questa luce blu viene poi parzialmente convertita in lunghezze d'onda più lunghe (giallo, rosso) da un rivestimento di fosforo all'interno del package. La combinazione della luce blu residua e della luce convertita dal fosforo si mescola per produrre la percezione della luce bianca. Questo metodo è noto come tecnologia LED bianco a conversione di fosforo ed è comune per ottenere alta efficienza e una buona resa cromatica. L'ampio angolo di visione è il risultato del design della lente del package, che diffonde e distribuisce la luce emessa dal chip e dal fosforo.

15. Tendenze del Settore