Scheda Tecnica LED LTW-010DCG-TR - 3.0x1.6x1.6mm - 3.4V - 120mW - Luce Bianca - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTW-010DCG-TR è un diodo a emissione luminosa (LED) bianco a montaggio superficiale, progettato come sorgente luminosa compatta ed efficiente dal punto di vista energetico. Combina la lunga durata operativa e l'affidabilità intrinseca della tecnologia LED con un elevato livello di luminosità, adatto a sostituire l'illuminazione convenzionale in varie applicazioni. Il dispositivo è confezionato per processi di assemblaggio automatizzati, offrendo ai progettisti flessibilità nell'integrare l'illuminazione a stato solido nei loro prodotti.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I vantaggi principali di questo componente includono l'elevata intensità luminosa, l'ampio angolo di visione e la compatibilità con i processi standard di rifusione a infrarossi (IR) e in fase di vapore. Il suo package standard EIA garantisce una facile integrazione nelle linee di produzione esistenti. Il prodotto è classificato come verde ed è privo di piombo, in conformità alle direttive RoHS. Le applicazioni target sono varie, spaziando dall'illuminazione automobilistica e portatile (ad es., luci di lettura, torce) a usi architettonici, decorativi e di segnalazione (ad es., insegne retroilluminate, fari per traffico, faretti).

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

2.1 Valori Massimi Assoluti

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

• Dissipazione di Potenza (Pd):120 mW. Questa è la massima quantità di potenza che il package del LED può dissipare come calore senza superare i suoi limiti termici.
• Corrente Diretta di Picco (I_F(PEAK)):100 mA. Questa corrente è ammissibile solo in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0.1ms) per prevenire il surriscaldamento.
• Corrente Diretta Continua (I_F):30 mA. Questa è la massima corrente diretta continua raccomandata per un funzionamento affidabile a lungo termine.
• Tensione Inversa (V_R):5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare un guasto immediato.
• Intervallo di Temperatura Operativa (T_opr):-30°C a +85°C. Il dispositivo è garantito per funzionare entro questo intervallo di temperatura ambiente.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione (T_stg):-40°C a +100°C.
• Condizione di Rifusione:Resiste a una temperatura di picco di 260°C per 10 secondi, compatibile con i profili di saldatura senza piombo.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati in una condizione di test standard di 25°C di temperatura ambiente e una corrente diretta (I_F) di 20 mA, che funge da punto di riferimento comune.

• Intensità Luminosa (I_V):2200 mcd (Min), 3000 mcd (Tip). Questa è una misura della luminosità percepita del LED in una direzione specifica. Il test utilizza un sensore filtrato per corrispondere alla curva di risposta fotopica dell'occhio CIE.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):115 gradi (Tip). Questo è l'angolo completo a cui l'intensità luminosa è la metà dell'intensità a 0 gradi (sull'asse). Un ampio angolo di visione indica un pattern di luce più diffuso.
• Coordinate Cromatiche (x, y):x=0.295, y=0.282 (Tip). Queste coordinate definiscono il punto bianco del LED sul diagramma di cromaticità CIE 1931. A questi valori viene applicata una tolleranza di ±0.01.
• Tensione Diretta (V_F):2.7 V (Min), 3.4 V (Max) a I_F=20mA. Questa è la caduta di tensione ai capi del LED quando conduce la corrente specificata. È un parametro chiave per la progettazione del circuito di pilotaggio.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione di massa, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri chiave. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano requisiti applicativi specifici per l'uniformità di colore e luminosità.

3.1 Binning della Tensione Diretta (V_F)

Il codice bin VF (da V1 a V7) categorizza i LED in base alla loro tensione diretta a 20mA. Ogni bin ha un intervallo di 0.1V (ad es., V1: 2.7-2.8V, V7: 3.3-3.4V), con una tolleranza di ±0.1V su ciascun bin. Questo aiuta nella progettazione di piloti a corrente costante stabili.

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa (I_V)

Il codice bin IV (da S3 a S10) categorizza i LED in base alla loro intensità luminosa a 20mA. I bin vanno da S3 (2200-2300 mcd) a S10 (2900-3000 mcd). Viene applicata una tolleranza di ±10% all'intensità luminosa e al flusso luminoso all'interno di ciascun bin. Il valore mcd è di riferimento.

3.3 Binning del Colore (Cromaticità)

La tabella dei ranghi di colore (ad es., A1, C1, D4) definisce quadrilateri specifici sul diagramma di cromaticità CIE 1931. Ogni rango ha coordinate angolari definite per x e y, garantendo che il punto bianco del LED rientri in una regione controllata. Viene applicata una tolleranza di ±0.01 a ciascun bin di tonalità (x, y). Questo è fondamentale per le applicazioni che richiedono un aspetto del bianco coerente tra più LED.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento a curve caratteristiche tipiche essenziali per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni non standard. Sebbene i grafici specifici non siano riprodotti nel testo, le loro implicazioni sono standard.

• Curva I-V:Mostra la relazione tra corrente diretta e tensione diretta. È non lineare, con una tensione di accensione approssimativamente uguale alla V_Fa bassa corrente. La curva aiuta nella gestione termica e nella progettazione del driver.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:Tipicamente mostra che l'output luminoso aumenta con la corrente ma può saturare o diventare meno efficiente a correnti molto elevate a causa degli effetti termici.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra che l'output luminoso generalmente diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Questa derating è cruciale per progettare applicazioni che operano in ambienti ad alta temperatura.
• Pattern dell'Angolo di Visione:Un grafico polare che illustra la distribuzione spaziale dell'intensità luminosa.

5. Informazioni Meccaniche e di Package

5.1 Dimensioni di Contorno

Le dimensioni del package sono 3.0mm di lunghezza, 1.6mm di larghezza e 1.6mm di altezza, con una tolleranza di ±0.1mm salvo diversa specificazione. Il catodo è tipicamente identificato da una marcatura o da un intaglio sul package. Per il posizionamento preciso e la progettazione dell'impronta, è necessario consultare i disegni dimensionali dettagliati.

5.2 Piazzola di Saldatura PCB Raccomandata

Viene fornito un disegno del land pattern per la rifusione a infrarossi o in fase di vapore. Questo layout della piazzola è ottimizzato per la formazione affidabile del giunto di saldatura, una buona dissipazione termica e la stabilità meccanica. Rispettare questa raccomandazione è importante per la resa produttiva e l'affidabilità a lungo termine.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Parametri di Rifusione

Il componente è compatibile con la rifusione a infrarossi. Viene fatto riferimento a un profilo di rifusione senza piombo raccomandato (secondo J-STD-020D), con una temperatura di picco di 260°C mantenuta per 10 secondi. Seguire le velocità di rampa di temperatura, la fase di preriscaldamento e di raffreddamento raccomandate è fondamentale per prevenire shock termici e danni al package del LED o al fosforo.

6.2 Pulizia

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, devono essere utilizzati solo prodotti chimici specificati. Il LED può essere immerso in alcol etilico o isopropilico a temperatura normale per meno di un minuto. Liquidi chimici non specificati potrebbero danneggiare la lente epossidica o il package.

6.3 Conservazione e Manipolazione

Il prodotto è classificato Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL) 3 secondo JEDEC J-STD-020. Sono necessarie precauzioni per prevenire danni indotti dall'umidità durante la rifusione ("effetto popcorn").

• Confezione Sigillata:Conservare a ≤30°C e ≤90% UR. La durata di conservazione è di un anno quando conservato nella busta originale a tenuta di umidità con essiccante.
• Confezione Aperta:Conservare a ≤30°C e ≤60% UR. I componenti devono essere sottoposti a rifusione entro 168 ore (7 giorni) dall'esposizione alle condizioni ambientali della fabbrica. È necessario monitorare la scheda indicatrice di umidità.
• Precauzioni ESD:I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche (ESD). Si raccomanda la manipolazione con braccialetto a terra o guanti antistatici. Tutte le attrezzature e le macchine devono essere correttamente messe a terra.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I componenti sono forniti su nastro portante goffrato da 12mm di larghezza su bobine da 7 pollici (178mm) di diametro. Ogni bobina può contenere un massimo di 2000 pezzi. L'imballaggio è conforme alle specifiche EIA-481-1-B. Il nastro ha un nastro di copertura per sigillare le tasche vuote, ed è consentito un limite di due componenti mancanti consecutivi per bobina.

7.2 Numero di Parte e Marcatura

Il numero di parte è LTW-010DCG-TR. Il codice di classificazione del flusso luminoso è marcato su ogni busta di imballaggio per tracciabilità e identificazione del bin.

8. Suggerimenti Applicativi

8.1 Circuiti Applicativi Tipici

Questo LED richiede una sorgente di corrente costante per un funzionamento ottimale e una lunga durata. Una semplice resistenza in serie può essere utilizzata con un'alimentazione di tensione stabile, calcolata come R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Per una migliore efficienza e stabilità in funzione della temperatura, si raccomanda un driver LED dedicato, specialmente quando si pilotano più LED in serie o parallelo. La corrente continua massima non deve superare i 30mA.

8.2 Considerazioni Progettuali sulla Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia relativamente bassa (120mW max), una corretta progettazione termica è essenziale per mantenere l'output luminoso e la durata. La piazzola PCB raccomandata aiuta nel trasferimento di calore. Per applicazioni ad alta corrente o ad alta temperatura ambiente, assicurarsi un'adeguata area di rame sul PCB per lo smaltimento termico. Far funzionare il LED a correnti inferiori al massimo può migliorare significativamente l'efficienza e la longevità.

8.3 Considerazioni Progettuali Ottiche

L'angolo di visione di 115 gradi produce un fascio ampio e diffuso. Per applicazioni che richiedono un fascio più focalizzato, devono essere utilizzate ottiche secondarie come lenti o riflettori. Il binning della cromaticità dovrebbe essere considerato quando si utilizzano più LED affiancati per evitare differenze di colore visibili.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Il LTW-010DCG-TR si differenzia grazie alla combinazione di un'elevata intensità luminosa tipica (3000mcd) e un angolo di visione molto ampio (115°). Molti LED concorrenti offrono o un'alta intensità con un fascio stretto o un fascio ampio con intensità inferiore. Ciò lo rende adatto per applicazioni che richiedono sia un buon output di lumen complessivo che un'ampia copertura di illuminazione senza ottiche secondarie. La sua compatibilità con i processi standard di assemblaggio e rifusione SMD è un vantaggio chiave per la produzione di grandi volumi.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Qual è la differenza tra intensità luminosa (mcd) e flusso luminoso (lm)?

L'intensità luminosa misura la luminosità in una direzione specifica (candele), mentre il flusso luminoso misura l'output totale di luce visibile in tutte le direzioni (lumen). Questa scheda tecnica specifica principalmente l'intensità. L'ampio angolo di visione suggerisce che il flusso totale è efficacemente utilizzato su un'ampia area.

10.2 Posso pilotare questo LED a 30mA in modo continuo?

Sì, 30mA è la massima corrente diretta continua raccomandata. Tuttavia, per una maggiore affidabilità e una vita più lunga, è consigliabile pilotarlo a una corrente inferiore, come 20mA (la condizione di test). Considerare sempre la temperatura ambiente e la progettazione termica.

10.3 Come interpreto la tabella di binning del colore?

La tabella definisce regioni sul diagramma dei colori CIE. Per garantire l'abbinamento dei colori, specificare il rango di colore desiderato (ad es., C1) quando si ordina. I LED dello stesso rango avranno coordinate cromatiche che rientrano nel quadrilatero definito, garantendo coerenza visiva.

10.4 Cosa succede se supero i 5V di tensione inversa?

Applicare una tensione inversa maggiore di 5V può causare un guasto immediato e catastrofico della giunzione del LED. È cruciale assicurarsi che la progettazione del circuito prevenga condizioni di polarizzazione inversa, eventualmente utilizzando un diodo di protezione in parallelo se il LED è collegato a una sorgente CA o a un circuito in cui è possibile una tensione inversa.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Caso: Progettazione di una Luce da Lavoro Portatile

Per una luce da lavoro alimentata a batteria che richiede un'illuminazione uniforme e ad ampia area, il LTW-010DCG-TR è una scelta eccellente. Un progettista selezionerebbe LED da un bin di intensità luminosa ristretto (ad es., S8-S10) e un singolo rango di colore (ad es., C2) per garantire uniformità di luminosità e colore. Progetterebbe un driver a corrente costante utilizzando un convertitore boost per pilotare in modo efficiente 3-4 LED in serie da una batteria Li-ion da 3.7V, impostando la corrente a 20-25mA per un equilibrio tra output e durata della batteria. L'ampio angolo di 115 gradi elimina la necessità di un diffusore, semplificando il design meccanico. La classificazione MSL-3 impone di pianificare il processo di assemblaggio per saldare i LED entro una settimana dall'apertura della busta barriera all'umidità.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Un LED bianco come il LTW-010DCG-TR funziona tipicamente sul principio della conversione del fosforo. Il cuore del dispositivo è un chip semiconduttore (solitamente basato su nitruro di indio e gallio - InGaN) che emette luce nello spettro blu o ultravioletto quando polarizzato direttamente. Questa luce primaria viene poi diretta su uno strato di fosforo depositato all'interno del package. Il fosforo assorbe una parte della luce primaria e la riemette come luce di lunghezze d'onda più lunghe (giallo, rosso). La miscela della luce blu non convertita e della luce emessa dal fosforo è percepita dall'occhio umano come bianca. Le proporzioni esatte determinano la temperatura di colore correlata (CCT) e le coordinate cromatiche.

13. Tendenze Tecnologiche

L'industria dell'illuminazione a stato solido continua a evolversi con tendenze focalizzate sull'aumento dell'efficienza (lumen per watt), sul miglioramento dell'indice di resa cromatica (CRI) per una luce più naturale e sul raggiungimento di un'affidabilità e una durata di vita più elevate. C'è anche una spinta verso la miniaturizzazione e una maggiore densità di potenza. Inoltre, l'integrazione dell'illuminazione intelligente, caratterizzata da luce bianca regolabile (CCT aggiustabile) e connettività, sta diventando più diffusa. Componenti come il LTW-010DCG-TR rappresentano il segmento maturo ed economico del mercato, fornendo prestazioni affidabili per applicazioni di illuminazione standard mentre queste tendenze avanzate si sviluppano in prodotti di fascia alta.