LTW-C194TS5 SMD LED Scheda Tecnica - Dimensioni Ultra Sottili 0.30mm - Tensione 2.7-3.15V - Colore Bianco - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTW-C194TS5 è un diodo a emissione luminosa (LED) a montaggio superficiale (SMD) progettato per applicazioni elettroniche moderne con vincoli di spazio. La sua posizionamento principale è come componente indicatore o di retroilluminazione ad alta luminosità e miniaturizzato. Il vantaggio principale di questo prodotto risiede nel suo profilo eccezionalmente sottile di 0,30 millimetri, che ne consente l'integrazione in dispositivi ultrasottili come smartphone, tablet, tecnologia indossabile e laptop ultraportatili. Il mercato target include l'elettronica di consumo, i pannelli di controllo industriali, l'illuminazione interna automobilistica e l'indicazione generica dove è richiesta un'emissione luminosa affidabile e brillante in un package minimale.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Le prestazioni del LTW-C194TS5 sono specificate a una temperatura ambiente standard (Ta) di 25°C. I parametri chiave definiscono il suo campo operativo:

• Intensità Luminosa (Iv):Varia da un minimo di 56,0 millicandele (mcd) a un valore tipico di 146,0 mcd quando è pilotato con una corrente diretta (IF) di 5mA. Questo parametro è misurato utilizzando apparecchiature che approssimano la curva di risposta dell'occhio dell'osservatore fotopico standard CIE, garantendo la rilevanza per la visione umana.
• Angolo di Visione (2θ1/2):È specificato un ampio angolo di visione di 130 gradi, che fornisce un pattern di emissione luminosa ampio e diffuso, adatto per l'illuminazione d'area e la visibilità ad ampio angolo.
• Coordinate di Cromaticità (x, y):Il punto di colore della luce bianca è definito sul diagramma di cromaticità CIE 1931. Le coordinate tipiche sono x=0,294 e y=0,286 a IF=5mA, con una tolleranza garantita di ±0,01 per entrambe le coordinate. Questo definisce una specifica tonalità di luce bianca.
• Tensione Diretta (VF):La caduta di tensione ai capi del LED quando conduce una corrente di 5mA è compresa tra 2,70 Volt (min) e 3,15 Volt (max). Questo parametro è cruciale per il progetto del circuito per garantire una corretta limitazione di corrente.
• Corrente Inversa (IR):Un massimo di 10 microampere (μA) scorre quando viene applicata una polarizzazione inversa di 5 Volt, indicando le caratteristiche di dispersione del diodo.

2.2 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente. Non sono destinati al funzionamento normale.

• Dissipazione di Potenza (Pd):Massimo 70 mW.
• Corrente Diretta:La corrente diretta continua in DC è limitata a 20 mA. Una corrente diretta di picco più elevata di 100 mA è ammissibile in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0,1ms).
• Tensione Inversa (VR):Massimo 5 V. Non è consigliato operare in polarizzazione inversa e potrebbe causare guasti.
• Intervalli di Temperatura:Funzionamento: -20°C a +80°C. Conservazione: -40°C a +85°C.
• Condizione di Saldatura:Resiste alla saldatura a riflusso a infrarossi con una temperatura di picco di 260°C per una durata di 10 secondi.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione di massa, i LED vengono suddivisi in bin di prestazione. Il LTW-C194TS5 utilizza un sistema di binning tridimensionale:

3.1 Binning della Tensione Diretta (VF)

I LED sono categorizzati in base alla loro tensione diretta a IF=5mA. Ciò consente ai progettisti di selezionare LED con cadute di tensione simili per una luminosità uniforme in circuiti paralleli o per una gestione precisa della potenza.

• Bin A:VF = 2,70V a 2,85V
• Bin B:VF = 2,85V a 3,00V
• Bin C:VF = 3,00V a 3,15V

La tolleranza all'interno di ogni bin è di ±0,1 Volt.

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa (IV)

Questo binning suddivide i LED in base alla loro intensità di emissione luminosa, critica per applicazioni che richiedono livelli di luminosità specifici.

• Bin P2:Iv = 56,0 mcd a 71,0 mcd
• Bin Q1:Iv = 71,0 mcd a 90,0 mcd
• Bin Q2:Iv = 90,0 mcd a 112,0 mcd
• Bin R1:Iv = 112,0 mcd a 146,0 mcd

La tolleranza su ogni bin di intensità è del ±15%.

3.3 Binning della Tonalità (Colore)

Il colore della luce bianca è suddiviso in sei categorie (da S1 a S6) in base alle coordinate di cromaticità (x, y) sul diagramma CIE 1931. Ogni bin definisce un'area quadrilatera sul grafico del colore. Ciò garantisce l'uniformità del colore tra più LED in un assemblaggio. La tolleranza per le coordinate della tonalità all'interno di un bin è di ±0,01. Tipicamente viene fornito un diagramma che mostra questi bin sovrapposti alla carta di cromaticità.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene nel datasheet vengano referenziate curve grafiche specifiche, le loro implicazioni sono standard. I progettisti possono aspettarsi le seguenti relazioni generali:

• Curva IV (Corrente vs. Tensione):La tensione diretta (VF) aumenta in modo logaritmico con la corrente diretta (IF). Operare significativamente al di sopra della corrente di test consigliata di 5mA aumenterà la VF e la dissipazione di potenza.
• Intensità Luminosa vs. Corrente:L'emissione luminosa è generalmente proporzionale alla corrente diretta all'interno dell'intervallo operativo, ma l'efficienza può diminuire a correnti molto elevate a causa del riscaldamento.
• Dipendenza dalla Temperatura:L'intensità luminosa tipicamente diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. L'ampio intervallo di temperatura operativa (-20°C a +80°C) indica prestazioni stabili in diverse condizioni ambientali, sebbene possa essere necessario un derating ad alte temperature.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED presenta un contorno del package standard del settore EIA. Tutte le dimensioni critiche, inclusa lunghezza, larghezza, altezza (0,30mm) e passo dei terminali, sono fornite in disegni basati su millimetri. Un indicatore di polarità (tipicamente un segno del catodo o una tacca) è incluso nel disegno per garantire il corretto orientamento durante l'assemblaggio.

5.2 Progetto Consigliato delle Piazzole di Saldatura

Viene fornita una raccomandazione per il land pattern (impronta) per il progetto del PCB. Ciò include la dimensione e la forma delle piazzole di rame su cui verrà saldato il LED. Rispettare questa raccomandazione è cruciale per ottenere giunzioni di saldatura affidabili, un corretto auto-allineamento durante il riflusso e un'effettiva dissipazione del calore. Una nota suggerisce uno spessore massimo dello stencil di 0,10mm per l'applicazione della pasta saldante.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Parametri per la Saldatura a Riflusso

Il componente è completamente compatibile con i processi di saldatura a riflusso a infrarossi (IR). Viene fornito un profilo suggerito:

• Preriscaldamento:150°C a 200°C.
• Tempo di Preriscaldamento:Massimo 120 secondi.
• Temperatura di Picco:Massimo 260°C.
• Tempo Sopra il Liquido:10 secondi massimo (raccomandato per un massimo di due cicli di riflusso).

Questi parametri sono basati sugli standard JEDEC per garantire l'affidabilità. Il datasheet sottolinea che il profilo ottimale dipende dalla specifica configurazione dell'assemblaggio PCB (tipo di scheda, altri componenti, forno).

6.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, deve essere eseguita con estrema cura a causa delle piccole dimensioni e della sensibilità al calore del componente:

• Temperatura del Saldatore:Massimo 300°C.
• Tempo di Contatto:Massimo 3 secondi per piazzola.
• Frequenza:Una sola volta; evitare rilavorazioni.

6.3 Conservazione e Manipolazione

• Precauzioni ESD:Il LED è sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD). La manipolazione deve coinvolgere braccialetti collegati a terra, tappetini antistatici e apparecchiature correttamente messe a terra.
• Sensibilità all'Umidità:Essendo un componente SMD miniaturizzato, è sensibile all'umidità. Quando è nella sua confezione originale sigillata (con essiccante), deve essere conservato a ≤30°C e ≤90% UR e utilizzato entro un anno. Una volta aperta la busta anti-umidità, i LED devono essere conservati a ≤30°C e ≤60% UR e idealmente rifluiti entro una settimana. Per una conservazione più lunga fuori dalla busta originale, utilizzare un contenitore sigillato con essiccante. I componenti conservati fuori dalla busta per più di una settimana richiedono una "baking" (circa 60°C per almeno 20 ore) prima della saldatura per prevenire il fenomeno del "popcorning" durante il riflusso.

6.4 Pulizia

Se è necessaria una pulizia post-saldatura, devono essere utilizzati solo solventi specificati per evitare di danneggiare la lente in plastica o il package. Gli agenti raccomandati sono alcol etilico o alcol isopropilico a temperatura normale, con un tempo di immersione inferiore a un minuto.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

Il LTW-C194TS5 è fornito confezionato per macchine di assemblaggio pick-and-place automatizzate:

• Nastro Portacomponenti:Nastro da 8mm di larghezza.
• Dimensione Bobina:Bobina da 7 pollici (178mm) di diametro.
• Quantità per Bobina:5.000 pezzi.
• Quantità Minima d'Ordine (MOQ):500 pezzi per quantità residue.
• Standard di Imballaggio:Conforme alle specifiche ANSI/EIA 481-1. Le tasche vuote nel nastro sono sigillate con un nastro di copertura.

8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progetto

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Indicatori di Stato:Luci di stato per alimentazione, connettività o funzione in elettronica di consumo ultrasottile.
• Retroilluminazione:Retroilluminazione edge-lit o diretta per piccoli display LCD, tastiere o simboli.
• Illuminazione Decorativa:Luce di accento negli interni automobilistici, elettrodomestici o periferiche per gaming.
• Illuminazione Generale:Illuminazione d'area a basso livello in dispositivi compatti.

8.2 Considerazioni di Progetto Critiche

• Limitazione di Corrente:Utilizzare sempre una resistenza di limitazione di corrente in serie o un driver a corrente costante. Non collegare direttamente a una sorgente di tensione. La corrente di test consigliata è 5mA, ma la corrente continua massima assoluta è 20mA. Progettare per la luminosità e la dissipazione di potenza appropriate.
• Gestione Termica:Nonostante la sua bassa potenza, assicurare un'adeguata area di rame sul PCB o via termiche sotto le piazzole di saldatura per condurre il calore lontano dalla giunzione del LED, specialmente quando si opera vicino ai valori massimi o ad alte temperature ambientali. Ciò mantiene l'emissione luminosa e la longevità.
• Progetto Ottico:L'angolo di visione di 130 gradi fornisce un fascio ampio. Per luce focalizzata, potrebbero essere necessarie lenti esterne o guide luminose. Il materiale della lente gialla influenzerà il colore percepito finale.
• Selezione del Binning:Per applicazioni che richiedono un aspetto uniforme (es. array multi-LED), specificare bin stretti per VF, Iv e Tonalità (Colore) per minimizzare le variazioni di luminosità e colore.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

I principali fattori di differenziazione del LTW-C194TS5 sono il suoprofilo ultra sottile di 0,30mme l'utilizzo di unchip bianco InGaN (Indio Gallio Nitruro). Rispetto a tecnologie più datate come il chip blu con fosfori, i LED bianchi basati su InGaN spesso offrono vantaggi in termini di efficienza, potenziale di resa cromatica e stabilità. La sottigliezza è un vantaggio meccanico chiave rispetto ai LED SMD standard (che sono spesso da 0,6mm o più spessi), consentendo il progetto nell'ultima generazione di dispositivi sottili. La sua compatibilità con il riflusso IR standard e i contorni del package EIA garantisce che possa essere un sostituto diretto o un aggiornamento in molti progetti esistenti che cercano la miniaturizzazione.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Qual è lo scopo delle tre diverse categorie di binning?

Il binning garantisce coerenza elettrica e ottica. Il binning della VF aiuta nella progettazione dell'alimentazione e nei circuiti LED paralleli. Il binning dell'Iv garantisce un livello di luminosità specifico. Il binning della Tonalità è critico per l'abbinamento del colore in applicazioni multi-LED per evitare differenze di colore evidenti.

10.2 Posso pilotare questo LED a 20mA in modo continuativo?

Sebbene il valore massimo assoluto sia 20mA DC, la condizione di test standard e i dati di prestazione tipici sono forniti a 5mA. Operare a 20mA produrrà un'emissione luminosa più elevata ma genererà anche più calore, aumenterà la tensione diretta e potenzialmente ridurrà l'affidabilità a lungo termine. È essenziale eseguire un'analisi termica e possibilmente deratare la corrente massima in base all'ambiente operativo effettivo.

10.3 Perché ci sono requisiti così rigidi per la conservazione e la "baking"?

Il package in plastica ultra sottile può assorbire umidità dall'aria. Durante il processo di saldatura a riflusso ad alta temperatura, questa umidità intrappolata può vaporizzarsi rapidamente, creando una pressione interna che può crepare il package o delaminare i legami interni ("popcorning"). Le procedure di conservazione e "baking" sono progettate per rimuovere in sicurezza questa umidità prima della saldatura.

10.4 Come interpreto le coordinate di cromaticità (x=0.294, y=0.286)?

Queste coordinate tracciano un punto sul diagramma di cromaticità CIE 1931, che mappa tutti i colori percepibili. Questo punto specifico corrisponde a una particolare tonalità di luce bianca, spesso descritta come "bianco freddo". La tolleranza di ±0,01 definisce una piccola area attorno a questo punto entro la quale è garantito che cada il colore del LED.

11. Caso Pratico di Progetto e Utilizzo

Caso: Progettazione di una Barra Indicatore di Stato per un Tablet Sottile.Un progettista necessita di cinque LED bianchi uniformi per una barra indicatore del livello di carica. Lo spazio dietro la cornice è estremamente limitato (0,4mm). Seleziona il LTW-C194TS5 per la sua altezza di 0,30mm. Per garantire l'uniformità, specifica il Bin B per VF (2,85-3,00V), il Bin R1 per Iv (112-146 mcd) e il Bin S3 per la Tonalità. Progetta l'impronta sul PCB esattamente come raccomandato, con una piccola piazzola di alleggerimento termico collegata a un piano di massa interno per lo smaltimento del calore. Viene utilizzato un driver a corrente costante impostato a 5mA per LED. I LED vengono ordinati su bobine da 7 pollici per l'assemblaggio automatizzato. La fabbrica segue il profilo di riflusso prescritto e conserva le bobine aperte in un armadio asciutto, sottoponendole a "baking" prima dell'uso dopo un arresto nel fine settimana. Il risultato è una barra indicatore brillante, uniforme e affidabile che si adatta ai vincoli di progetto meccanico.

12. Introduzione al Principio Tecnico

Il LTW-C194TS5 è basato sulla tecnologia a semiconduttore InGaN. In un LED bianco, tipicamente un chip InGaN che emette luce blu è combinato con un rivestimento di fosforo giallo all'interno del package. Quando il chip emette luce blu, parte di essa viene assorbita dal fosforo e riemessa come luce gialla. La miscela della luce blu residua e della luce gialla convertita è percepita dall'occhio umano come luce bianca. I rapporti specifici dell'emissione del chip e della composizione del fosforo determinano le coordinate di cromaticità finali (punto di colore) sullo spettro della luce bianca. Il package ultra sottile è ottenuto attraverso tecniche avanzate di stampaggio e di packaging a livello di wafer che minimizzano il materiale sopra e sotto il die semiconduttore.

13. Tendenze e Sviluppi del Settore

La tendenza nei LED SMD per l'elettronica di consumo è inesorabilmente verso laminiaturizzazione(più sottili, impronte più piccole) e l'aumento dell'efficienza(più emissione luminosa per unità di potenza elettrica e per unità di area). Il profilo di 0,30mm di questo LED rappresenta un passo in questa direzione. Inoltre, c'è una spinta continua per ilmiglioramento della coerenza del colore e di un Indice di Resa Cromatica (CRI) più elevatonei LED bianchi, ottenuto attraverso progressi nella tecnologia dei fosfori e nel progetto del chip. Un'altra tendenza è l'integrazione di più funzionalità, come circuiti integrati integrati per il controllo (creando "LED intelligenti"), sebbene il LTW-C194TS5 sembri essere un componente discreto standard. La compatibilità con processi senza piombo (RoHS) e di riflusso ad alta temperatura rimane un requisito fondamentale guidato dalle normative ambientali globali e dagli standard di assemblaggio.