Specifiche Tecniche LED 3020 - Dimensioni 3.0x2.0x0.8mm - Tensione 3.2V - Potenza 0.2W - Retroilluminazione Bianca - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

La serie 3020 è un LED a montaggio superficiale (SMD) compatto e ad alte prestazioni, progettato principalmente per applicazioni di retroilluminazione. Questo LED bianco a singolo chip da 0.2W offre un ottimo equilibrio tra efficienza, affidabilità e convenienza, rendendolo adatto a un'ampia gamma di applicazioni nell'elettronica di consumo, nella segnaletica e come indicatore, dove è richiesta un'emissione di luce bianca uniforme.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

I seguenti parametri definiscono i limiti operativi del LED. Superare questi valori può causare danni permanenti.

• Corrente Diretta (IF):90 mA (Continua)
• Corrente Diretta Impulsiva (IFP):120 mA (Larghezza impulso ≤10ms, Ciclo di lavoro ≤1/10)
• Dissipazione di Potenza (PD):297 mW
• Temperatura Operativa (Topr):-40°C a +80°C
• Temperatura di Conservazione (Tstg):-40°C a +80°C
• Temperatura di Giunzione (Tj):125°C
• Temperatura di Saldatura (Tsld):230°C o 260°C per 10 secondi (Rifusione)

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche (Ts=25°C)

Questi sono i parametri di prestazione tipici in condizioni di test standard.

• Tensione Diretta (VF):3.2 V (Tipico), 3.4 V (Massimo) a IF=60mA
• Tensione Inversa (VR):5 V
• Corrente Inversa (IR):10 μA (Massimo)
• Angolo di Visione (2θ1/2):110° (Tipico)

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri chiave.

3.1 Binning del Flusso Luminoso

Per la variante bianco freddo con un Indice di Resa Cromatica (CRI) di 80+, il flusso luminoso viene misurato a una corrente diretta di 60mA.

• Codice C9:16 lm (Min) a 17 lm (Max)
• Codice D1:17 lm (Min) a 18 lm (Max)

La tolleranza per la misurazione del flusso luminoso è ±7%.

3.2 Binning della Tensione Diretta

I LED vengono anche suddivisi in bin in base alla caduta di tensione diretta a una corrente specificata.

• Codice B:2.8 V a 2.9 V
• Codice C:2.9 V a 3.0 V
• Codice D:3.0 V a 3.1 V
• Codice E:3.1 V a 3.2 V
• Codice F:3.2 V a 3.3 V
• Codice G:3.3 V a 3.4 V

La tolleranza per la misurazione della tensione è ±0.08V.

3.3 Binning della Cromaticità

Il documento definisce specifiche regioni di cromaticità (es. Wa, Wb, Wc...) con limiti di coordinate (x, y) sul diagramma CIE 1931 per temperature di colore nell'intervallo 10000-20000K. Ciò garantisce che i LED dello stesso bin abbiano un colore percepito quasi identico. L'errore di coordinate ammissibile è ±0.005.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

4.1 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)

La curva I-V mostra la relazione tra la corrente che attraversa il LED e la tensione ai suoi capi. È non lineare, caratteristica di un diodo. La tensione diretta tipica (Vf) è specificata a 60mA. I progettisti utilizzano questa curva per selezionare resistori di limitazione appropriati o progettare driver a corrente costante.

4.2 Corrente Diretta vs. Flusso Luminoso Relativo

Questa curva illustra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente diretta. Sebbene l'output aumenti con la corrente, l'efficienza tipicamente diminuisce a correnti più elevate a causa degli effetti termici. Operare a o vicino ai 60mA consigliati garantisce il miglior equilibrio tra luminosità e longevità.

4.3 Temperatura di Giunzione vs. Potenza Spettrale Relativa

Questo grafico dimostra l'effetto della temperatura di giunzione sull'output spettrale del LED. All'aumentare della temperatura, la distribuzione della potenza spettrale può spostarsi, influenzando potenzialmente il punto di colore (specialmente per i LED bianchi) e l'emissione luminosa complessiva. Una corretta gestione termica è cruciale per mantenere prestazioni costanti.

4.4 Distribuzione della Potenza Spettrale Relativa

La curva spettrale traccia l'intensità della luce emessa a ciascuna lunghezza d'onda. Per questo LED bianco, la curva mostra un ampio picco nella regione blu (dall'emissione primaria del chip) combinato con una regione giallo-verde più ampia proveniente dal rivestimento al fosforo. L'output combinato risulta in luce bianca. Diverse temperature di colore correlate (CCT) come 2600-3700K (Bianco Caldo), 3700-5000K (Bianco Neutro) e 5000-10000K (Bianco Freddo) hanno forme spettrali distinte.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

5.1 Dimensioni di Contorno

Il package del LED ha dimensioni nominali di 3.0mm (Lunghezza) x 2.0mm (Larghezza) x 0.8mm (Altezza). Sono forniti disegni meccanici dettagliati con tolleranze: le dimensioni .X hanno una tolleranza di ±0.10mm, e le dimensioni .XX hanno una tolleranza di ±0.05mm.

5.2 Layout dei Pad e Progetto dello Stencil

Vengono forniti layout dettagliati dei pad (footprint) e disegni consigliati per le aperture dello stencil per guidare la progettazione del PCB e l'applicazione della pasta saldante, al fine di ottenere una resa di saldatura e un'affidabilità ottimali. Un corretto progetto dei pad è essenziale per l'auto-allineamento durante la rifusione e per un forte legame meccanico.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Sensibilità all'Umidità e Pre-essiccamento

Questa serie di LED è classificata come sensibile all'umidità secondo IPC/JEDEC J-STD-020C. Se la busta barriera all'umidità originale viene aperta e i componenti sono esposti all'umidità ambientale, devono essere pre-essiccati prima della saldatura a rifusione per prevenire danni da "popcorn".

• Condizioni di Pre-essiccamento:60°C per 24 ore.
• Post Pre-essiccamento:Saldare entro 1 ora o conservare in ambiente secco (<20% UR).
• Non pre-essiccare a temperature superiori a 60°C.

6.2 Condizioni di Conservazione

• Busta Non Aperta:Temperatura 5-30°C, Umidità <85% UR.
• Busta Aperta:Temperatura 5-30°C, Umidità <60% UR. Conservare in contenitore sigillato con essiccante o in armadio a azoto.
• Tempo di Utilizzo a Piazzale:Utilizzare entro 12 ore dall'apertura della busta.

6.3 Profili di Saldatura a Rifusione

Vengono forniti profili di temperatura consigliati sia per processi di saldatura senza piombo che con piombo. Tutte le temperature si riferiscono a misurazioni sulla superficie superiore del package del LED.

• Profilo Senza Piombo:Temperatura di picco tipicamente 230°C o 260°C, con tempo sopra il liquidus (TAL) controllato.
• Profilo con Piombo:Temperatura di picco inferiore, con corrispondente TAL.

Rispettare questi profili previene shock termici e garantisce giunzioni saldate affidabili senza danneggiare la struttura interna del LED o l'incapsulante in silicone.

7. Note Applicative e Considerazioni di Progetto

7.1 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

I LED bianchi sono sensibili alle scariche elettrostatiche. L'ESD può causare guasti immediati (LED morto) o danni latenti che portano a ridotta luminosità, spostamento del colore e ridotta durata di vita.

Misure di Protezione:

• Utilizzare postazioni di lavoro e pavimenti antistatici collegati a terra.
• Gli operatori devono indossare braccialetti, guanti e indumenti antistatici.
• Utilizzare ionizzatori per neutralizzare le cariche statiche.
• Impiegare materiali di imballaggio e manipolazione sicuri per l'ESD.
• Assicurarsi che le attrezzature di saldatura siano correttamente messe a terra.

7.2 Progetto del Circuito

Un corretto progetto elettrico è fondamentale per le prestazioni e la longevità del LED.

• Metodo di Pilotaggio:Si consiglia vivamente l'uso di driver a corrente costante rispetto a sorgenti di tensione costante, per garantire un'emissione luminosa stabile e proteggere il LED da picchi di corrente.
• Limitazione di Corrente:Quando si utilizza una sorgente di tensione, è obbligatorio un resistore in serie per ogni stringa di LED per limitare la corrente. Il progetto di circuito preferibile prevede un resistore per stringa piuttosto che condividerne uno tra più stringhe in parallelo, poiché ciò migliora la ripartizione della corrente e l'affidabilità.
• Polarità:Osservare sempre la corretta polarità anodo/catodo durante il montaggio per prevenire danni da polarizzazione inversa.
• Sequenza di Accensione:Collegare prima il LED all'uscita del driver, poi alimentare l'ingresso del driver per evitare transitori di tensione.

7.3 Precauzioni per la Manipolazione

La manipolazione fisica può danneggiare il LED.

• Evitare le Dita:Non toccare la lente in silicone con le dita nude, poiché oli e umidità possono contaminare la superficie, riducendo l'emissione luminosa.
• Evitare le Pinzette:Non stringere il corpo in silicone con le pinzette, poiché ciò può schiacciare i fili di connessione (wire bonds) o il chip, causando un guasto immediato.
• Prelievo Corretto:Utilizzare strumenti di prelievo a vuoto con ugelli di dimensioni appropriate al diametro interno del package per evitare di premere sul silicone morbido.
• Evitare Cadute:Le cadute possono piegare i terminali, rendendo difficile la saldatura e causando problemi di posizionamento.
• Post Rifusione:Non impilare i PCB direttamente uno sull'altro dopo la saldatura, poiché ciò può graffiare le lenti e potenzialmente schiacciare i LED.

8. Regola di Numerazione del Modello

La convenzione di denominazione del prodotto consente l'identificazione precisa delle caratteristiche del LED:

Formato:T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□

• Codice Package (es. 34):34 corrisponde alla dimensione del package 3020. Esistono altri codici per 285, 3014, 3030, 5050, 3528, ecc.
• Codice Numero di Chip:"S" indica un singolo chip a bassa potenza (come in questo prodotto da 0.2W).
• Codice Colore:"W" è usato per il Bianco Freddo (>5000K). Altri codici: L (Bianco Caldo), C (Bianco Neutro), R (Rosso), ecc.
• Codice Ottica:"00" per nessuna lente primaria, "01" per con lente.
• Codice Bin del Flusso Luminoso:es. C9, D1.
• Codice Bin della Tensione Diretta:es. B, C, D, E, F, G.

9. Scenari Applicativi Tipici

Il LED bianco 3020 da 0.2W è ideale per applicazioni che richiedono una retroilluminazione sottile, uniforme e con luminosità moderata.

• Retroilluminazione LCD:Unità di retroilluminazione a illuminazione laterale o diretta per display LCD di piccole e medie dimensioni in elettrodomestici, controlli industriali e interni automobilistici.
• Illuminazione per Insegne e Decorativa:Guide di luce e lettere canale dove è necessaria un'illuminazione bianca uniforme.
• Illuminazione Indicatore Generale:Indicatori di stato, illuminazione di pannelli e accenti decorativi in dispositivi elettronici.

10. FAQ Basate sui Parametri Tecnici

10.1 Qual è la corrente operativa consigliata?

I parametri tecnici e i dati di binning sono specificati a 60mA. Questa è la corrente operativa tipica consigliata per bilanciare luminosità, efficienza e affidabilità a lungo termine. Non deve superare il massimo assoluto di 90mA di corrente continua.

10.2 Perché è necessario il pre-essiccamento prima della saldatura?

Il package del LED assorbe umidità dall'aria. Durante il rapido riscaldamento della saldatura a rifusione, questa umidità può vaporizzarsi istantaneamente, creando una pressione interna che può delaminare il package, crepare il silicone o rompere i fili di connessione, portando al guasto. Il pre-essiccamento rimuove questa umidità assorbita.

10.3 Come seleziono il bin di tensione corretto per il mio progetto?

Scegli un bin di tensione che si allinei con l'intervallo di tensione di uscita del tuo driver. Utilizzare LED da un bin di tensione più stretto (es. tutti dal bin "D") in una configurazione parallela risulterà in una migliore ripartizione della corrente e in una luminosità più uniforme rispetto al mescolare bin con diverse tensioni dirette.

10.4 Posso alimentare questo LED direttamente con una tensione di 3.3V o 5V?

No. La tensione diretta varia (da 2.8V a 3.4V a seconda dei bin). Collegarlo direttamente a una sorgente di tensione fissa come 3.3V potrebbe causare una corrente eccessiva in alcuni LED (quelli con Vf più bassa) e corrente insufficiente in altri (quelli con Vf più alta). È necessario utilizzare un driver a corrente costante o un resistore di limitazione in serie calcolato per la specifica tensione di alimentazione e la tensione diretta del LED.