LTW-C193SS2 SMD LED Scheda Tecnica - Dimensioni Ultra Sottili 0.4mm - Tensione Diretta 2.5-2.9V - Colore Bianco - Potenza 35mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTW-C193SS2 è un diodo a emissione luminosa (LED) a montaggio superficiale (SMD) progettato per applicazioni elettroniche moderne e compatte. Si caratterizza per il suo profilo eccezionalmente sottile, con un'altezza di soli 0,40 mm, che lo rende adatto ad applicazioni con severi vincoli di spazio. Il dispositivo utilizza un materiale semiconduttore InGaN (Indio Gallio Nitruro) per produrre luce bianca, offrendo alti livelli di luminosità. È confezionato su nastro da 8mm avvolto su bobine da 7 pollici di diametro, facilitando la compatibilità con le attrezzature di assemblaggio pick-and-place automatiche ad alta velocità comunemente utilizzate nella produzione elettronica.

Questo LED è classificato come prodotto verde e rispetta la direttiva sulla restrizione delle sostanze pericolose (RoHS). Il suo design è compatibile con i processi standard di saldatura a rifusione a infrarossi (IR), che è il metodo predominante per fissare i componenti a montaggio superficiale ai circuiti stampati (PCB). Il package è conforme agli standard dell'Electronic Industries Alliance (EIA), garantendo la compatibilità meccanica con i sistemi di posizionamento standard del settore.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

I valori massimi assoluti definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Per il LTW-C193SS2, questi sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. La massima dissipazione di potenza continua è di 35 milliwatt (mW). La corrente diretta continua non deve superare i 10 mA in funzionamento continuo. Per il funzionamento in impulsi, è ammessa una corrente diretta di picco di 50 mA, ma solo in condizioni specifiche: un ciclo di lavoro di 1/10 (10%) e una larghezza dell'impulso di 0,1 millisecondi. Superare questi limiti di corrente può portare a un'eccessiva temperatura di giunzione, a un degrado accelerato del materiale semiconduttore e a un guasto catastrofico.

Il dispositivo è classificato per un intervallo di temperatura operativa da -20°C a +80°C. L'intervallo di temperatura di stoccaggio è più ampio, da -40°C a +85°C, indicando le condizioni in cui il LED può essere conservato senza alimentazione applicata. Una nota critica specifica che l'utilizzo del LED in condizioni di polarizzazione inversa in un circuito applicativo può causare danni o guasti. Pertanto, i progetti dei circuiti devono garantire che il LED non sia sottoposto a tensione inversa durante l'uso normale.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Le caratteristiche elettriche e ottiche sono misurate in una condizione di test standard di Ta=25°C e una corrente diretta (IF) di 2 mA, che serve come punto di riferimento comune per confrontare le prestazioni del LED.

• Intensità Luminosa (Iv):Questo parametro misura la luminosità percepita dell'emissione luminosa dall'occhio umano. L'Iv per il LTW-C193SS2 ha un valore minimo di 18,0 millicandele (mcd) e un massimo (tipico) di 71,0 mcd a 2mA. Il valore Iv effettivo per un'unità specifica è classificato e indicato sulla sua confezione.
• Angolo di Visione (2θ1/2):Definito come l'angolo completo in cui l'intensità luminosa è la metà dell'intensità a 0 gradi (sull'asse). Questo LED presenta un ampio angolo di visione di 130 gradi, fornendo un pattern di luce diffuso e ampio, adatto per applicazioni di retroilluminazione e indicatori.
• Coordinate di Cromaticità (x, y):Queste coordinate definiscono il punto colore della luce bianca sul diagramma di cromaticità CIE 1931. I valori tipici sono x=0,29 e y=0,31. A queste coordinate si applica una tolleranza di ±0,01. Il colore viene misurato utilizzando uno spettrometro che approssima la curva di risposta dell'osservatore standard CIE.
• Tensione Diretta (VF):La caduta di tensione ai capi del LED quando conduce la corrente diretta specificata. A IF=2mA, VF varia da un minimo di 2,50 volt a un massimo di 2,90 volt. Questo parametro è importante per progettare il circuito di limitazione della corrente per il LED.
• Corrente Inversa (IR):La piccola corrente di dispersione che scorre quando viene applicata una tensione inversa. È specificata come un massimo di 10 microampere (μA) a una tensione inversa (VR) di 5V. La scheda tecnica dichiara esplicitamente che questa condizione di test è solo per caratterizzazione e che il dispositivo non è progettato per il funzionamento in inversa.

La scheda tecnica include importanti note cautelative riguardanti le scariche elettrostatiche (ESD). I LED sono sensibili all'ESD e le procedure di manipolazione dovrebbero includere l'uso di braccialetti antistatici, guanti antistatici e attrezzature correttamente messe a terra per prevenire danni.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per gestire le variazioni naturali nel processo di produzione dei semiconduttori, i LED vengono suddivisi in bin di prestazioni. Il LTW-C193SS2 utilizza un sistema di binning tridimensionale basato su Tensione Diretta (VF), Intensità Luminosa (Iv) e Tonalità (Cromaticità).

3.1 Bin di Tensione Diretta (VF)

I LED sono categorizzati in quattro bin VF (Y1, Y2, Y3, Y4), ciascuno rappresentante un intervallo di 0,1V all'interno della specifica complessiva da 2,50V a 2,90V. Ad esempio, il bin Y1 include LED con VF tra 2,50V e 2,60V a IF=2mA. A ogni bin si applica una tolleranza di ±0,1V. Una VF consistente all'interno di un lotto aiuta a garantire una luminosità uniforme quando i LED sono pilotati da una sorgente a tensione costante o in semplici configurazioni parallele (sebbene sia fortemente raccomandato il pilotaggio a corrente costante).

3.2 Bin di Intensità Luminosa (Iv)

Sono definiti tre bin Iv (M, N, P). Il bin M copre l'intervallo 18,0-28,0 mcd, il bin N copre 28,0-45,0 mcd e il bin P copre 45,0-71,0 mcd, tutti misurati a IF=2mA. A ogni bin è associata una tolleranza di ±15%. Selezionare LED dallo stesso bin Iv è cruciale per applicazioni che richiedono una luminosità uniforme, come array di retroilluminazione multi-LED o pannelli indicatori di stato.

3.3 Bin di Tonalità (Cromaticità)

Il punto colore bianco è suddiviso in sei regioni (da S1 a S6) sul diagramma di cromaticità CIE 1931. Ogni bin è definito da un'area quadrilatera specificata da quattro serie di coordinate (x, y). Ad esempio, il bin S2 copre coordinate approssimativamente tra x:0,274-0,294 e y:0,258-0,319. Un diagramma nella scheda tecnica traccia visivamente questi bin. Si applica una tolleranza di ±0,01 alle coordinate (x, y). Utilizzare LED dallo stesso bin di tonalità è essenziale per evitare differenze di colore visibili nelle applicazioni multi-LED.

4. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

4.1 Dimensioni del Package

Il LED presenta un formato di package chip LED standard. Le dimensioni chiave includono l'altezza complessiva di 0,40 mm. La scheda tecnica fornisce un disegno dimensionale dettagliato con tutte le misure critiche, compresa la spaziatura dei pad, la larghezza del componente e la dimensione della lente. Tutte le dimensioni sono fornite in millimetri, con una tolleranza generale di ±0,10 mm salvo diversa indicazione. Una nota indica che il segno di identificazione del catodo (un segno bianco) potrebbe essere parzialmente coperto dalla lente, quindi è necessario un'attenta orientamento durante il posizionamento.

4.2 Layout Consigliato dei Pad di Saldatura

Viene fornito un land pattern (impronta) consigliato per il PCB per garantire la formazione affidabile del giunto di saldatura durante la rifusione. Vengono fornite le dimensioni e la spaziatura consigliate dei pad per ottenere filetti di saldatura adeguati e resistenza meccanica. Una nota raccomanda uno spessore massimo dello stencil di 0,10 mm per l'applicazione della pasta saldante per prevenire un deposito eccessivo e potenziali ponticelli.

4.3 Confezionamento in Nastro e Bobina

I LED sono forniti in nastro portante goffrato con nastro protettivo di copertura, avvolto su bobine da 7 pollici (178 mm) di diametro. La larghezza del nastro è di 8 mm. La capacità standard della bobina è di 5000 pezzi. Il confezionamento è conforme alle specifiche ANSI/EIA 481-1. Le note chiave sul confezionamento includono: le tasche vuote sono sigillate con nastro di copertura; la quantità minima d'ordine per i residui è di 500 pezzi; ed è consentito un massimo di due componenti mancanti consecutivi (tasche vuote) per bobina.

5. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

5.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Il LED è compatibile con la saldatura a rifusione a infrarossi. La condizione massima assoluta di saldatura è una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi. Viene fornito un profilo di rifusione suggerito, che tipicamente include una fase di pre-riscaldamento, una rampa di temperatura, una zona di picco di rifusione e un periodo di raffreddamento. La scheda tecnica sottolinea che il profilo ottimale dipende dal design specifico del PCB, dalla pasta saldante e dal forno utilizzato, e raccomanda una caratterizzazione a livello di scheda.

5.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, deve essere eseguita con estrema cura. La temperatura massima consigliata della punta del saldatore è di 300°C, con un tempo massimo di saldatura di 3 secondi per giunto. La saldatura manuale dovrebbe essere eseguita una sola volta per evitare danni da stress termico al package del LED.

5.3 Pulizia

La pulizia dopo la saldatura deve essere eseguita con cura. Dovrebbero essere utilizzati solo agenti di pulizia specificati. La scheda tecnica raccomanda l'uso di alcol etilico o alcol isopropilico a temperatura ambiente. Il LED dovrebbe essere immerso per meno di un minuto. Liquidi chimici non specificati potrebbero danneggiare il package plastico o il materiale della lente.

6. Stoccaggio e Manipolazione

Stoccaggio per Confezioni Sigillate:I LED nella loro confezione originale, non aperta, a prova di umidità (con essiccante) dovrebbero essere stoccati a 30°C o meno e al 90% di umidità relativa (UR) o meno. La durata di conservazione in queste condizioni è di un anno.

Stoccaggio per Confezioni Aperte:Una volta che il sacchetto a prova di umidità è stato aperto, i LED sono sensibili all'umidità ambientale. L'ambiente di stoccaggio non dovrebbe superare i 30°C e il 60% di UR. Si raccomanda vivamente che i LED rimossi dalla loro confezione originale siano sottoposti a saldatura a rifusione IR entro 672 ore (28 giorni).

Stoccaggio Prolungato e Cottura (Baking):Per lo stoccaggio oltre le 672 ore al di fuori del sacchetto originale, i LED dovrebbero essere conservati in un contenitore sigillato con essiccante o in un essiccatore a azoto. Se i LED sono stati esposti alle condizioni ambientali per più di 672 ore, devono essere sottoposti a cottura (baking) a circa 60°C per almeno 20 ore prima della saldatura per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire il fenomeno del \"popcorning\" (crepatura del package) durante la rifusione.

7. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progetto

7.1 Scenari Applicativi Tipici

Il profilo ultra sottile (0,4mm) rende questo LED ideale per applicazioni in cui lo spazio verticale è critico. Le applicazioni principali includono: retroilluminazione ultra sottile per dispositivi mobili (telefoni, tablet), elettronica indossabile, indicatori di stato in elettronica di consumo compatta e illuminazione di pannelli in interfacce di controllo industriale sottili. Il suo ampio angolo di visione è vantaggioso per applicazioni che richiedono un'illuminazione diffusa e uniforme piuttosto che un fascio focalizzato.

7.2 Considerazioni sul Progetto del Circuito

• Pilotaggio della Corrente:Pilotare sempre i LED con una sorgente di corrente costante, non una sorgente di tensione costante, per garantire un'emissione luminosa stabile e prevenire la fuga termica (thermal runaway). La corrente operativa raccomandata è pari o inferiore al massimo di 10 mA in DC.
• Resistore di Limitazione della Corrente:Quando si utilizza una semplice sorgente di tensione con un resistore in serie, calcolare il valore del resistore utilizzando la formula R = (V_alimentazione - VF_LED) / I_desiderata. Utilizzare la VF massima dalla scheda tecnica (2,9V) per un progetto conservativo per garantire che la corrente non superi il valore desiderato.
• Protezione ESD:Incorpora diodi di protezione ESD sulle linee del PCB collegate all'anodo/catodo del LED se l'assemblaggio o il prodotto finale è probabile che venga manipolato in ambienti non controllati per l'ESD.
• Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, assicurare un adeguato rilievo termico nei pad del PCB, specialmente se più LED sono posizionati vicini tra loro o se la temperatura ambiente è alta. Questo aiuta a mantenere una temperatura di giunzione più bassa, preservando la durata del LED e la stabilità del colore.

7.3 Considerazioni sul Progetto Ottico

Per applicazioni di indicatori, considera l'ampio angolo di visione di 130 gradi. Potrebbero essere necessarie guide di luce o diffusori per modellare l'emissione luminosa o nascondere la sorgente puntiforme discreta del LED. Per la retroilluminazione, la selezione del binning (Iv e Tonalità) è fondamentale. Utilizza LED da un singolo bin stretto per ottenere una luminosità e un colore uniformi su tutto il display o pannello.

8. Fattori di Affidabilità e Durata

Sebbene la scheda tecnica non fornisca un rating specifico di durata L70 o L50 (ore al 70% o 50% di mantenimento del flusso luminoso), la durata di un LED è influenzata principalmente dalla sua temperatura di giunzione operativa. I fattori chiave che influenzano l'affidabilità includono:

• Corrente Operativa:Pilotare il LED alla sua corrente nominale o al di sotto (10mA DC) è essenziale. Operare al di sopra di questo rating aumenta esponenzialmente la temperatura di giunzione e accelera la diminuzione del flusso luminoso e lo spostamento del colore.
• Temperatura Ambiente:Operare vicino al limite superiore dell'intervallo specificato (+80°C) ridurrà la durata effettiva. Una buona pratica è deratare la corrente operativa a temperature ambiente più elevate.
• Rispetto del Processo di Saldatura:Seguire il profilo di rifusione raccomandato ed evitare un calore eccessivo nella saldatura manuale previene danni ai fili di connessione interni e la delaminazione del package, che sono modalità di guasto comuni.
• ESD e Sovrasollecitazione Elettrica:Una manipolazione corretta e una protezione del circuito prevengono guasti catastrofici immediati o danni latenti che si manifestano come guasti prematuri in campo.

9. Confronto Tecnico e Contesto di Mercato

Il LTW-C193SS2 appartiene alla categoria dei LED chip ultra sottili. La sua caratteristica distintiva principale è l'altezza di 0,40 mm. Rispetto ai LED in package standard 0603 o 0402 che sono tipicamente alti 0,6-0,8mm, questo dispositivo offre una riduzione significativa del profilo. La tecnologia InGaN per la luce bianca offre tipicamente un'efficienza più elevata e migliori opzioni di resa cromatica rispetto a tecnologie più vecchie come il blu convertito da fosforo su un substrato diverso. L'ampio angolo di visione di 130 gradi è standard per i LED chip senza lente integrata ed è adatto a molte applicazioni di illuminazione generica. I criteri di selezione chiave rispetto ai prodotti concorrenti sarebbero la combinazione specifica di spessore, luminosità (Iv a una data corrente), tensione diretta e la granularità del suo sistema di binning, che consente un abbinamento preciso di colore e luminosità in applicazioni impegnative.