Scheda Tecnica LED SMD Bianco LTW-C191TL5 - Dimensioni 1.6x0.8x0.55mm - Tensione 2.7-3.15V - Potenza 70mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTW-C191TL5 è un diodo a emissione luminosa (LED) a montaggio superficiale (SMD) progettato per applicazioni elettroniche moderne e compatte. Appartiene a una classe di LED chip ultra-sottili, caratterizzati da un profilo estremamente ridotto di soli 0,55 mm di altezza. Ciò lo rende una scelta ideale per applicazioni in cui i vincoli di spazio sono critici, come nei display ultra-sottili, nell'illuminazione di sfondo per dispositivi mobili e nelle spie luminose su PCB ad alta densità di componenti.

La tecnologia di base si fonda sul Nitruro di Gallio e Indio (InGaN), che consente la generazione di una luce bianca brillante. Il LED è confezionato su nastro standard da 8 mm, avvolto su bobine da 7 pollici di diametro, garantendo la compatibilità con le attrezzature di assemblaggio automatico pick-and-place ad alta velocità. Questo formato di confezionamento è essenziale per la produzione di massa, permettendo una gestione e un posizionamento efficienti durante il processo di fabbricazione.

2. Approfondimento delle Specifiche Tecniche

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il LTW-C191TL5 ha una dissipazione di potenza massima di 70 mW a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. La corrente diretta continua massima (DC) è di 20 mA. Per il funzionamento in impulsi, è consentita una corrente diretta di picco di 100 mA in condizioni specifiche: un ciclo di lavoro di 1/10 e una larghezza dell'impulso di 0,1 ms. Il dispositivo può sopportare una tensione inversa fino a 5V, sebbene sia vietato il funzionamento continuo in polarizzazione inversa. L'intervallo di temperatura di funzionamento è compreso tra -20°C e +80°C, mentre l'intervallo di temperatura di stoccaggio è più ampio, da -55°C a +105°C. Un parametro critico per l'assemblaggio è la condizione di saldatura a infrarossi, classificata per 260°C per un massimo di 10 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati a Ta=25°C e a una corrente diretta (IF) di 5 mA, che è una condizione di test comune. L'intensità luminosa (Iv) varia da un minimo di 45,0 millicandele (mcd) a un massimo tipico di 180,0 mcd. L'angolo di visione (2θ1/2) è di 130 gradi, fornendo un ampio campo di illuminazione. Le coordinate di cromaticità, che definiscono il punto colore della luce bianca sul diagramma CIE 1931, sono tipicamente x=0,31 e y=0,32. La tensione diretta (VF) varia da 2,70V a 3,15V alla corrente di test. La corrente inversa (IR) è al massimo di 10 μA quando viene applicata una tensione inversa (VR) di 5V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri elettrici e ottici chiave. Il LTW-C191TL5 utilizza un sistema di binning tridimensionale.

3.1 Binning della Tensione Diretta (VF)

I LED sono suddivisi in tre bin VF (A, B, C) in base alla loro tensione diretta a IF=5mA. Il Bin A copre da 2,70V a 2,85V, il Bin B da 2,85V a 3,00V e il Bin C da 3,00V a 3,15V. A ciascun bin viene applicata una tolleranza di ±0,1V.

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa (IV)

I LED vengono suddivisi in tre bin IV (P, Q, R) in base alla loro emissione luminosa. Il Bin P varia da 45,0 a 71,0 mcd, il Bin Q da 71,0 a 112,0 mcd e il Bin R da 112,0 a 180,0 mcd. A ciascun bin viene applicata una tolleranza di ±15%.

3.3 Binning della Tonalità (Colore)

Questo è il bin più complesso, che definisce il punto colore bianco. I bin sono definiti da quadrilateri sul diagramma di cromaticità CIE 1931. La scheda tecnica elenca le coordinate per i bin A0, B3, B4, B5, B6 e C0. Ad esempio, il Bin B5 è definito dalle coordinate (x,y): (0,296, 0,276), (0,311, 0,294), (0,307, 0,315), (0,287, 0,295). A ciascuna coordinata (x, y) all'interno di un bin viene applicata una tolleranza di ±0,01. Il diagramma fornito rappresenta visivamente questi bin, mostrando la loro posizione relativa alla regione del punto bianco.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene il PDF indichi la presenza di tipiche curve delle caratteristiche elettriche/ottiche a pagina 4, i grafici specifici (ad es., curva IV, intensità relativa vs. temperatura, distribuzione spettrale) non sono inclusi nel testo fornito. Tipicamente, tali curve mostrerebbero la relazione tra corrente diretta e tensione, come l'intensità luminosa diminuisce con l'aumento della temperatura di giunzione e la distribuzione di potenza spettrale della luce bianca emessa. Questi grafici sono cruciali per i progettisti per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni operative non standard.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package del LED

Il LED ha un footprint di package standard EIA. Le dimensioni chiave includono una dimensione del corpo di circa 1,6 mm di lunghezza e 0,8 mm di larghezza, con l'altezza ultra-sottile di 0,55 mm che è la caratteristica distintiva. I disegni dimensionati dettagliati specificherebbero le posizioni dei pad, la forma della lente e le marcature di identificazione del catodo/anodo.

5.2 Layout Consigliato dei Pad di Saldatura

Viene fornito un land pattern (footprint) consigliato per il PCB per garantire la formazione affidabile del giunto di saldatura durante la rifusione. Questo pattern è leggermente più grande del dispositivo stesso per accogliere i filetti di saldatura.

5.3 Dimensioni del Confezionamento a Nastro e Bobina

Il dispositivo è fornito su nastro portante goffrato con una larghezza di 8 mm. Il nastro è avvolto su una bobina standard da 7 pollici (178 mm) di diametro. Le specifiche chiave includono: 5000 pezzi per bobina piena, una quantità minima di confezionamento di 500 pezzi per bobine parziali e un massimo di due componenti mancanti consecutivi (tasche) consentiti nel nastro. Il confezionamento è conforme agli standard ANSI/EIA 481-1-A-1994.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Il profilo di rifusione a infrarossi (IR) consigliato è fondamentale. La temperatura di picco non deve superare i 260°C e il tempo sopra i 260°C deve essere al massimo di 10 secondi. Si consiglia un preriscaldamento nell'intervallo di 150-200°C per un massimo di 120 secondi per minimizzare lo shock termico. Il profilo deve essere caratterizzato per il specifico assemblaggio PCB.

6.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, la temperatura del saldatore non deve superare i 300°C e il tempo di contatto deve essere limitato a un massimo di 3 secondi per pad. La saldatura manuale deve essere eseguita una sola volta.

6.3 Stoccaggio e Manipolazione

I LED sono sensibili all'umidità. Nella loro originale busta barriera all'umidità sigillata (con essiccante), devono essere conservati a ≤30°C e ≤90% UR e utilizzati entro un anno. Una volta aperta la busta, l'ambiente di stoccaggio deve essere ≤30°C e ≤60% UR. I componenti esposti all'aria ambiente per più di 672 ore (4 settimane) devono essere sottoposti a baking a circa 60°C per almeno 20 ore prima della rifusione per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire danni da \"popcorning\" durante la saldatura. Per lo stoccaggio prolungato al di fuori della busta originale, utilizzare un contenitore sigillato con essiccante o un essiccatore a azoto.

6.4 Pulizia

Se è richiesta la pulizia dopo la saldatura, devono essere utilizzati solo solventi specificati. È accettabile immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente per meno di un minuto. Prodotti chimici non specificati potrebbero danneggiare la lente epossidica o il package.

7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

La gerarchia di confezionamento standard è: LED su nastro → nastro su bobina da 7\" → bobina/e in busta barriera all'umidità (con essiccante) → busta/e in cartone interno → cartoni interni in cartone master. Un massimo di 3 buste barriera può essere in un cartone interno e un massimo di 21 cartoni interni può essere in un cartone master. Il numero di parte LTW-C191TL5 segue la convenzione di denominazione interna del produttore, dove \"LTW\" indica probabilmente un LED bianco e \"C191\" denota il tipo di package e la serie.

8. Suggerimenti Applicativi

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Il profilo ultra-sottile rende questo LED ideale per: illuminazione di sfondo in display LCD ultra-sottili per smartphone, tablet e monitor; indicatori di stato in dispositivi indossabili ed elettronica ultra-portatile; illuminazione decorativa in prodotti di consumo sottili; e indicatori su pannelli in apparecchiature di rete e comunicazioni dove lo spazio sulla scheda è limitato.

8.2 Considerazioni di Progettazione

Limitazione della Corrente:Utilizzare sempre una resistenza in serie o un driver a corrente costante per limitare la corrente diretta a un massimo di 20mA DC. Il funzionamento alla tipica corrente di test di 5mA garantirà una vita più lunga e una migliore stabilità.

Gestione Termica:Sebbene piccolo, il LED genera calore. Assicurare un adeguato smaltimento termico nel design del pad PCB, specialmente se si opera vicino alla corrente massima o ad alte temperature ambientali. Deve essere considerato il fattore di derating di 0,25 mA/°C sopra i 25°C.

Protezione ESD:Il dispositivo è sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD). Implementare procedure di manipolazione sicure per l'ESD, inclusi l'uso di braccialetti e postazioni di lavoro collegati a terra, durante l'assemblaggio e l'installazione.

Design Ottico:L'ampio angolo di visione di 130 gradi fornisce un'illuminazione diffusa. Per una luce focalizzata, potrebbero essere necessarie lenti esterne o guide luminose.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Il principale vantaggio differenziante del LTW-C191TL5 è la sua altezza di 0,55 mm, che è significativamente inferiore a quella di molti LED SMD standard (ad es., package 0603 o 0805 che spesso sono >0,8 mm di altezza). Ciò consente il design in prodotti finali sempre più sottili. L'uso della tecnologia InGaN fornisce alta efficienza e una buona resa cromatica per un LED bianco. Il sistema di binning completo offre ai progettisti la possibilità di selezionare LED per ottenere colore e luminosità coerenti nelle loro applicazioni, il che è fondamentale per array multi-LED nell'illuminazione di sfondo o nella segnaletica.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare questo LED a 20mA in modo continuo?

R: Sì, 20mA è la corrente continua DC massima nominale. Tuttavia, per una longevità e un'efficienza ottimali, si consiglia di pilotarlo a una corrente inferiore, come 5-10mA.

D: Qual è lo scopo dei diversi bin VF e IV?

R: Il binning consente di selezionare LED con caratteristiche elettriche e ottiche molto simili. Ciò è vitale per applicazioni che utilizzano più LED dove è richiesta una luminosità e un colore uniformi, prevenendo differenze visibili tra i singoli LED.

D: Come interpreto le coordinate del bin della tonalità?

R: Le coordinate (x,y) posizionano il punto bianco del LED sul diagramma di cromaticità CIE. Bin come B5 o C0 rappresentano diverse regioni del \"bianco\", che vanno da tonalità più fredde (più blu) a più calde (più gialle). Dovresti scegliere un bin che corrisponda ai requisiti di temperatura di colore del tuo prodotto.

D: Il profilo del mio forno a rifusione ha un picco a 250°C. È accettabile?

R: Sì, un picco di 250°C rientra nella specifica (max 260°C). Assicurarsi sempre che il tempo sopra la temperatura di liquidus della pasta saldante sia sufficiente per una corretta formazione del giunto.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Caso: Progettazione di un Indicatore di Stato per uno Smartwatch Sottile.

Il vincolo principale è l'altezza Z. Il profilo di 0,55 mm del LTW-C191TL5 gli consente di adattarsi sotto un sottile strato diffusore senza aumentare lo spessore complessivo della cassa dell'orologio. Il progettista seleziona LED dal Bin R per l'alta luminosità e dal Bin B5 per un colore bianco neutro e coerente. Viene utilizzato un driver LED a corrente costante per fornire 8mA al LED, garantendo un'ampia luminosità preservando la durata della batteria e mantenendo bassa la temperatura di giunzione. Il layout dei pad PCB segue la raccomandazione della scheda tecnica. Durante l'assemblaggio, il PCB dell'orologio subisce la rifusione IR con un picco profilato con cura a 245°C per 8 secondi. L'ampio angolo di visione garantisce che la luce dell'indicatore sia visibile da varie angolazioni quando l'utente guarda il polso.

12. Introduzione al Principio Tecnologico

Il LTW-C191TL5 si basa sulla tecnologia a semiconduttore InGaN (Nitruro di Gallio e Indio). In un LED bianco, la regione attiva tipicamente emette luce blu. Parte di questa luce blu viene poi convertita in lunghezze d'onda più lunghe (giallo, rosso) da un rivestimento di fosforo applicato sul chip semiconduttore. La miscela della luce blu residua e della luce gialla/rossa convertita dal fosforo è percepita dall'occhio umano come bianca. I rapporti specifici di indio e gallio nella lega InGaN, insieme alla composizione e allo spessore dello strato di fosforo, determinano la temperatura di colore finale e le coordinate di cromaticità della luce bianca emessa. Il package ultra-sottile è ottenuto tramite tecniche avanzate di packaging a livello di chip che minimizzano la quantità di materiale di incapsulamento attorno al die semiconduttore.

13. Tendenze e Sviluppi del Settore

La tendenza nei LED SMD per l'elettronica di consumo è inesorabilmente verso la miniaturizzazione e una maggiore efficienza. L'altezza di 0,55 mm di questo dispositivo rappresenta un passo nella continua riduzione dei profili dei package. Gli sviluppi futuri potrebbero concentrarsi sull'ulteriore riduzione dell'ingombro (ad es., package a livello di chip senza package visibile) aumentando al contempo l'efficienza luminosa (lumen per watt). C'è anche una forte tendenza verso un miglioramento della coerenza del colore e valori più alti dell'Indice di Resa Cromatica (CRI), specialmente per le applicazioni di illuminazione. Inoltre, l'integrazione di circuiti di controllo (come la regolazione PWM) all'interno del package LED è un'area emergente. La spinta verso la conformità RoHS e la produzione ecologica, come notato nelle caratteristiche di questo LED, rimane uno standard fondamentale del settore.