Indice
- 1. Panoramica del Prodotto
- 1.1 Descrizione Generale
- 1.2 Caratteristiche
- 1.3 Applicazioni
- 2. Dimensioni del Package e Pattern di Saldatura
- 2.1 Dimensioni Meccaniche
- 2.2 Pattern di Saldatura Raccomandato
- 3. Caratteristiche Elettriche e Ottiche
- 3.1 Binning della Tensione Diretta
- 3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante
- 3.3 Binning dell'Intensità Luminosa
- 3.4 Angolo di Visione e Corrente Inversa
- 3.5 Resistenza Termica
- 4. Valori Massimi Assoluti
- 5. Curve Caratteristiche Ottiche Tipiche
- 5.1 Tensione Diretta vs. Corrente Diretta
- 5.2 Corrente Diretta vs. Intensità Relativa
- 5.3 Temperatura del Pin vs. Intensità Relativa
- 5.4 Corrente Diretta vs. Lunghezza d'Onda Dominante
- 5.5 Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Onda
- 5.6 Diagramma di Radiazione
- 6. Informazioni sull'Imballaggio
- 6.1 Dimensioni del Nastro Trasportatore
- 6.2 Dimensioni della Bobina
- 6.3 Informazioni sull'Etichetta
- 6.4 Confezione Resistente all'Umidità
- 6.5 Scatola di Cartone
- 7. Test di Affidabilità e Criteri
- 7.1 Test di Affidabilità
- 7.2 Criteri di Guasto
- 8. Istruzioni per la Saldatura a Rifusione SMT
- 8.1 Profilo di Rifusione
- 8.2 Saldatura a Mano
- 8.3 Riparazione
- 8.4 Precauzioni
- 9. Precauzioni di Manipolazione e Stoccaggio
- 9.1 Considerazioni Ambientali
- 9.2 Composti Organici Volatili (COV)
- 9.3 Progettazione del Circuito
- 9.4 Progettazione Termica
- 9.5 Condizioni di Stoccaggio
- 9.6 Protezione ESD
- Terminologia delle specifiche LED
- Prestazioni fotoelettriche
- Parametri elettrici
- Gestione termica e affidabilità
- Imballaggio e materiali
- Controllo qualità e binning
- Test e certificazione
1. Panoramica del Prodotto
1.1 Descrizione Generale
Questo prodotto è un LED SMD di colore ambra realizzato utilizzando un chip ambra. Le dimensioni del package sono 1.6mm x 0.8mm x 0.7mm, rendendolo adatto per assemblaggi elettronici compatti. Il LED offre un angolo di visione estremamente ampio di 140 gradi, garantendo una distribuzione uniforme della luce in applicazioni di indicatori e display.
1.2 Caratteristiche
- Angolo di visione estremamente ampio di 140°.
- Compatibile con tutti i processi di assemblaggio SMT e saldatura.
- Livello di sensibilità all'umidità: Livello 3 (secondo IPC/JEDEC J-STD-020).
- Conforme alla direttiva RoHS.
1.3 Applicazioni
- Indicatori ottici.
- Interruttori, simboli e display.
- Illuminazione e segnalazione per usi generali.
2. Dimensioni del Package e Pattern di Saldatura
2.1 Dimensioni Meccaniche
Il package del LED ha un corpo rettangolare con dimensioni 1.6mm (lunghezza) x 0.8mm (larghezza) x 0.7mm (altezza). La vista dall'alto mostra la disposizione dell'area di emissione luminosa, mentre la vista dal basso indica i due pad di saldatura con marcatura di polarità. Le dimensioni sono in millimetri con tolleranze di ±0.2mm se non diversamente specificato.
La vista laterale illustra l'altezza di 0.7mm e un piccolo smusso su un angolo per l'identificazione della polarità. La polarità è ulteriormente indicata da un segno sul lato inferiore.
2.2 Pattern di Saldatura Raccomandato
Per una affidabilità ottimale dei giunti di saldatura, viene fornito il pattern consigliato per il PCB. Il pattern è composto da due pad rettangolari distanziati di 0.8mm, ciascuno largo 0.8mm, con una larghezza totale di 2.4mm. Lo stencil per la pasta saldante deve essere progettato di conseguenza per ottenere un volume di saldatura appropriato.
3. Caratteristiche Elettriche e Ottiche
3.1 Binning della Tensione Diretta
A una corrente di test di 20mA e temperatura Ts=25°C, la tensione diretta (VF) è categorizzata in tre bin:
- Bin B0: da 1.8V a 2.0V (tipica 1.9V)
- Bin C0: da 2.0V a 2.2V (tipica 2.1V)
- Bin D0: da 2.2V a 2.4V (tipica 2.3V)
La tolleranza di misura per la tensione diretta è ±0.1V. Questi bin consentono ai clienti di selezionare LED con tensione costante per configurazioni in parallelo o in serie.
3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante
La lunghezza d'onda dominante (λD) viene misurata a 20mA e 25°C, con due bin che coprono lo spettro ambra:
- Bin A00: da 600nm a 605nm
- Bin B00: da 605nm a 610nm
La tolleranza di misura è ±2nm. La larghezza di banda spettrale a metà altezza è tipicamente di 15nm, indicando uno spettro cromatico relativamente stretto adatto per indicatori monocromatici.
3.3 Binning dell'Intensità Luminosa
L'intensità luminosa (IV) è suddivisa in quattro gruppi a 20mA:
- F20: da 80 a 100 mcd
- G10: da 100 a 120 mcd
- G20: da 120 a 150 mcd
- H10: da 150 a 180 mcd
Tolleranza di misura ±10%.
3.4 Angolo di Visione e Corrente Inversa
L'angolo di visione (2θ1/2) è tipicamente di 140 gradi, garantendo un'ampia distribuzione della radiazione. La corrente inversa a VR=5V è al massimo di 10μA, indicando una buona qualità della giunzione.
3.5 Resistenza Termica
La resistenza termica dalla giunzione al punto di saldatura (RTHJ-S) è al massimo di 450°C/W. Questo parametro è importante per la gestione termica in applicazioni ad alta corrente.
4. Valori Massimi Assoluti
Il LED non deve essere utilizzato oltre i seguenti valori massimi assoluti a Ts=25°C:
- Dissipazione di Potenza: 72 mW
- Corrente Diretta: 30 mA (continua)
- Corrente Diretta di Picco (impulso): 60 mA (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms)
- Scarica Elettrostatica (HBM): 2000 V
- Temperatura di Funzionamento: da -40 a +85 °C
- Temperatura di Stoccaggio: da -40 a +85 °C
- Temperatura di Giunzione: 95 °C
È necessario prestare attenzione affinché il prodotto non superi questi limiti, poiché ciò potrebbe causare danni permanenti.
5. Curve Caratteristiche Ottiche Tipiche
Le seguenti curve illustrano le prestazioni tipiche del LED in varie condizioni (tutte misurate a Ts=25°C salvo diversa indicazione):
5.1 Tensione Diretta vs. Corrente Diretta
All'aumentare della corrente diretta da 0 a 30mA, la tensione diretta aumenta approssimativamente in modo lineare da circa 1.8V a 2.4V (a seconda del bin). Questa relazione è importante per la progettazione del driver.
5.2 Corrente Diretta vs. Intensità Relativa
L'intensità luminosa relativa aumenta con la corrente diretta in modo quasi lineare fino a 30mA, con una certa saturazione a correnti più elevate.
5.3 Temperatura del Pin vs. Intensità Relativa
A temperature del pin più elevate, l'intensità relativa diminuisce. La curva mostra che a 85°C, l'intensità può scendere a circa il 70% del valore a 25°C.
5.4 Corrente Diretta vs. Lunghezza d'Onda Dominante
La lunghezza d'onda dominante si sposta leggermente con la corrente diretta. A 20mA, la lunghezza d'onda rientra nel bin specificato, ma a correnti più elevate può verificarsi un piccolo spostamento verso il rosso.
5.5 Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Onda
La distribuzione spettrale mostra un picco di intensità intorno a 605nm con una larghezza di banda a metà altezza di circa 15nm.
5.6 Diagramma di Radiazione
Il diagramma di radiazione è di tipo Lambertiano con un ampio angolo di visione di 140°. L'intensità relativa scende al 50% a 70° dall'asse.
6. Informazioni sull'Imballaggio
6.1 Dimensioni del Nastro Trasportatore
I LED sono confezionati in un nastro trasportatore con larghezza di 8.0mm e passo delle tasche di 4.0mm. Ogni tasca contiene un LED con orientamento della polarità marcato. Il nastro è sigillato con un nastro di copertura superiore. Le dimensioni sono: larghezza 8.00mm, passo delle tasche 4.00mm, profondità della tasca 0.95mm e distanza dal foro della ruota dentata 2.00mm.
6.2 Dimensioni della Bobina
Ogni bobina ha un diametro di 178mm ±1mm, larghezza di 8.0mm ±0.1mm, diametro del mozzo di 60mm ±1mm e diametro del foro centrale di 13.0mm ±0.5mm. La bobina contiene 4000 LED per bobina.
6.3 Informazioni sull'Etichetta
L'etichetta include il numero del pezzo, il numero di specifica, il numero di lotto, il codice del bin (inclusi flusso luminoso, cromaticità, tensione diretta, lunghezza d'onda), la quantità e la data. Il codice del bin codifica la categoria di prestazioni specifica per la tracciabilità.
6.4 Confezione Resistente all'Umidità
Le bobine sono collocate in un sacchetto barriera all'umidità con un essiccante e una carta indicatrice di umidità. Il sacchetto è sigillato ed etichettato. Il livello di sensibilità all'umidità è 3, il che significa che i LED hanno una vita a pavimento di 168 ore una volta aperto il sacchetto, in condizioni di ≤30°C e ≤60% UR.
6.5 Scatola di Cartone
I sacchetti sigillati sono imballati in scatole di cartone per la spedizione. La scatola fornisce protezione meccanica e capacità di impilamento.
7. Test di Affidabilità e Criteri
7.1 Test di Affidabilità
Il LED è stato qualificato attraverso vari test di affidabilità secondo gli standard JEDEC. Questi includono:
- Saldatura a Rifusione: max 260°C per 10 secondi, 2 volte
- Ciclo Termico: da -40°C a 100°C, 100 cicli
- Shock Termico: da -40°C a 100°C, 300 cicli
- Stoccaggio ad Alta Temperatura: 100°C per 1000 ore
- Stoccaggio a Bassa Temperatura: -40°C per 1000 ore
- Test di Vita: 25°C, 20mA per 1000 ore
Tutti i test sono stati eseguiti su 22 campioni con criteri di accettazione di 0 guasti e 1 rifiuto.
7.2 Criteri di Guasto
Dopo lo stress, il LED è considerato guasto se:
- La tensione diretta supera 1.1 volte il limite superiore di specifica.
- La corrente inversa supera 2.0 volte il limite superiore di specifica.
- Il flusso luminoso scende al di sotto di 0.7 volte il limite inferiore di specifica.
8. Istruzioni per la Saldatura a Rifusione SMT
8.1 Profilo di Rifusione
Il profilo di saldatura a rifusione raccomandato è il seguente (secondo JEDEC J-STD-020):
- Tasso medio di rampa (Tsmax a TP): max 3°C/s
- Preriscaldamento: da 150°C a 200°C per 60 a 120 secondi
- Tempo sopra 217°C (TL): max 60 secondi
- Temperatura di picco (TP): 260°C
- Tempo entro 5°C dal picco: max 30 secondi
- Tasso di raffreddamento: max 6°C/s
- Tempo da 25°C al picco: max 8 minuti
La saldatura a rifusione non deve essere eseguita più di due volte. Se trascorrono più di 24 ore tra due processi di saldatura, i LED potrebbero assorbire umidità e richiedere un'essiccazione.
8.2 Saldatura a Mano
Se è necessaria la saldatura a mano, la temperatura del saldatore deve essere inferiore a 300°C e il tempo di contatto inferiore a 3 secondi. La saldatura a mano è limitata a una sola volta.
8.3 Riparazione
La riparazione dopo la rifusione non è raccomandata. Se inevitabile, utilizzare un saldatore a doppia punta e verificare l'effetto sulle caratteristiche del LED.
8.4 Precauzioni
- Non montare i LED su sezioni di PCB deformate.
- Non applicare forza meccanica o vibrazioni durante il raffreddamento dopo la saldatura.
- Non raffreddare rapidamente il dispositivo.
9. Precauzioni di Manipolazione e Stoccaggio
9.1 Considerazioni Ambientali
L'ambiente operativo e i materiali di accoppiamento devono contenere meno di 100 PPM di zolfo e suoi composti per prevenire la corrosione del telaio placcato in argento. Inoltre, il contenuto singolo di Bromo e Cloro deve essere ciascuno inferiore a 900 PPM, e il loro contenuto totale inferiore a 1500 PPM.
9.2 Composti Organici Volatili (COV)
I COV emessi dai materiali degli apparecchi possono penetrare nell'incapsulante in silicone e causare scolorimento sotto calore e luce, portando a una significativa perdita di luce. Il produttore sconsiglia l'uso di qualsiasi sostanza chimica che possa influenzare negativamente le prestazioni del dispositivo. Si raccomanda il test di compatibilità per tutti i materiali a contatto con il LED.
9.3 Progettazione del Circuito
La corrente attraverso ogni LED non deve superare il valore massimo assoluto. Utilizzare un resistore di limitazione della corrente per prevenire danni da lievi variazioni di tensione. Il circuito deve applicare solo tensione diretta durante il funzionamento; la tensione inversa può causare migrazione e danni.
9.4 Progettazione Termica
La gestione termica è fondamentale poiché la generazione di calore riduce l'efficienza luminosa e sposta il colore. Sono necessari un adeguato dissipatore di calore e una progettazione del PCB per mantenere la temperatura di giunzione al di sotto del valore massimo di 95°C.
9.5 Condizioni di Stoccaggio
- Prima di aprire il sacchetto di alluminio: conservare a ≤30°C e ≤75% UR per un massimo di 1 anno dalla data.
- Dopo l'apertura: conservare a ≤30°C e ≤60% UR per un massimo di 168 ore.
- Se le condizioni di stoccaggio vengono superate o il sacchetto è danneggiato, essiccare a 60±5°C per ≥24 ore prima dell'uso.
9.6 Protezione ESD
I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche e allo stress elettrico. Utilizzare misure di controllo ESD appropriate (ad es. postazioni di lavoro messe a terra, sacchetti antistatici) durante la manipolazione e l'assemblaggio.
Per ulteriori informazioni, fare riferimento alle note applicative pertinenti del produttore.
Terminologia delle specifiche LED
Spiegazione completa dei termini tecnici LED
Prestazioni fotoelettriche
| Termine | Unità/Rappresentazione | Spiegazione semplice | Perché importante |
|---|---|---|---|
| Efficienza luminosa | lm/W (lumen per watt) | Uscita luce per watt di elettricità, più alto significa più efficiente energeticamente. | Determina direttamente il grado di efficienza energetica e il costo dell'elettricità. |
| Flusso luminoso | lm (lumen) | Luce totale emessa dalla sorgente, comunemente chiamata "luminosità". | Determina se la luce è abbastanza brillante. |
| Angolo di visione | ° (gradi), es. 120° | Angolo in cui l'intensità luminosa scende alla metà, determina la larghezza del fascio. | Influisce sulla gamma di illuminazione e uniformità. |
| CCT (Temperatura colore) | K (Kelvin), es. 2700K/6500K | Calore/freschezza della luce, valori più bassi giallastri/caldi, più alti biancastri/freddi. | Determina l'atmosfera di illuminazione e scenari adatti. |
| CRI / Ra | Senza unità, 0–100 | Capacità di riprodurre accuratamente i colori degli oggetti, Ra≥80 è buono. | Influisce sull'autenticità del colore, utilizzato in luoghi ad alta richiesta come centri commerciali, musei. |
| SDCM | Passi ellisse MacAdam, es. "5 passi" | Metrica di consistenza del colore, passi più piccoli significano colore più consistente. | Garantisce colore uniforme attraverso lo stesso lotto di LED. |
| Lunghezza d'onda dominante | nm (nanometri), es. 620nm (rosso) | Lunghezza d'onda corrispondente al colore dei LED colorati. | Determina la tonalità di LED monocromatici rossi, gialli, verdi. |
| Distribuzione spettrale | Curva lunghezza d'onda vs intensità | Mostra la distribuzione dell'intensità attraverso le lunghezze d'onda. | Influisce sulla resa cromatica e qualità del colore. |
Parametri elettrici
| Termine | Simbolo | Spiegazione semplice | Considerazioni di progettazione |
|---|---|---|---|
| Tensione diretta | Vf | Tensione minima per accendere il LED, come "soglia di avvio". | La tensione del driver deve essere ≥Vf, le tensioni si sommano per LED in serie. |
| Corrente diretta | If | Valore di corrente per il normale funzionamento del LED. | Solitamente azionamento a corrente costante, la corrente determina luminosità e durata. |
| Corrente di impulso massima | Ifp | Corrente di picco tollerabile per brevi periodi, utilizzata per dimmerazione o lampeggio. | La larghezza dell'impulso e il ciclo di lavoro devono essere rigorosamente controllati per evitare danni. |
| Tensione inversa | Vr | Tensione inversa massima che il LED può sopportare, oltre può causare rottura. | Il circuito deve prevenire connessione inversa o picchi di tensione. |
| Resistenza termica | Rth (°C/W) | Resistenza al trasferimento di calore dal chip alla saldatura, più bassa è meglio. | Alta resistenza termica richiede dissipazione termica più forte. |
| Immunità ESD | V (HBM), es. 1000V | Capacità di resistere a scariche elettrostatiche, più alto significa meno vulnerabile. | Sono necessarie misure antistatiche in produzione, specialmente per LED sensibili. |
Gestione termica e affidabilità
| Termine | Metrica chiave | Spiegazione semplice | Impatto |
|---|---|---|---|
| Temperatura di giunzione | Tj (°C) | Temperatura operativa effettiva all'interno del chip LED. | Ogni riduzione di 10°C può raddoppiare la durata; troppo alta causa decadimento della luce, spostamento del colore. |
| Deprezzamento del lumen | L70 / L80 (ore) | Tempo affinché la luminosità scenda al 70% o 80% dell'iniziale. | Definisce direttamente la "durata di servizio" del LED. |
| Manutenzione del lumen | % (es. 70%) | Percentuale di luminosità trattenuta dopo il tempo. | Indica la ritenzione della luminosità su uso a lungo termine. |
| Spostamento del colore | Δu′v′ o ellisse MacAdam | Grado di cambiamento del colore durante l'uso. | Influisce sulla consistenza del colore nelle scene di illuminazione. |
| Invecchiamento termico | Degradazione del materiale | Deterioramento dovuto ad alta temperatura a lungo termine. | Può causare calo di luminosità, cambio colore o guasto a circuito aperto. |
Imballaggio e materiali
| Termine | Tipi comuni | Spiegazione semplice | Caratteristiche e applicazioni |
|---|---|---|---|
| Tipo di imballaggio | EMC, PPA, Ceramica | Materiale di alloggiamento che protegge il chip, fornisce interfaccia ottica/termica. | EMC: buona resistenza al calore, basso costo; Ceramica: migliore dissipazione termica, vita più lunga. |
| Struttura del chip | Frontale, Flip Chip | Disposizione degli elettrodi del chip. | Flip chip: migliore dissipazione termica, maggiore efficienza, per alta potenza. |
| Rivestimento al fosforo | YAG, Silicato, Nitruro | Copre il chip blu, converte una parte in giallo/rosso, mescola a bianco. | Diversi fosfori influenzano efficienza, CCT e CRI. |
| Lente/Ottica | Piana, Microlente, TIR | Struttura ottica sulla superficie che controlla la distribuzione della luce. | Determina l'angolo di visione e la curva di distribuzione della luce. |
Controllo qualità e binning
| Termine | Contenuto di binning | Spiegazione semplice | Scopo |
|---|---|---|---|
| Bin del flusso luminoso | Codice es. 2G, 2H | Raggruppato per luminosità, ogni gruppo ha valori lumen min/max. | Garantisce luminosità uniforme nello stesso lotto. |
| Bin di tensione | Codice es. 6W, 6X | Raggruppato per intervallo di tensione diretta. | Facilita l'abbinamento del driver, migliora l'efficienza del sistema. |
| Bin del colore | Ellisse MacAdam 5 passi | Raggruppato per coordinate colore, garantendo un intervallo ristretto. | Garantisce consistenza del colore, evita colore non uniforme all'interno del dispositivo. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K ecc. | Raggruppato per CCT, ognuno ha corrispondente intervallo di coordinate. | Soddisfa diversi requisiti CCT della scena. |
Test e certificazione
| Termine | Standard/Test | Spiegazione semplice | Significato |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Test di manutenzione del lumen | Illuminazione a lungo termine a temperatura costante, registrando il decadimento della luminosità. | Utilizzato per stimare la vita LED (con TM-21). |
| TM-21 | Standard di stima della vita | Stima la vita in condizioni reali basandosi sui dati LM-80. | Fornisce una previsione scientifica della vita. |
| IESNA | Società di ingegneria dell'illuminazione | Copre metodi di test ottici, elettrici, termici. | Base di test riconosciuta dal settore. |
| RoHS / REACH | Certificazione ambientale | Garantisce nessuna sostanza nociva (piombo, mercurio). | Requisito di accesso al mercato a livello internazionale. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificazione di efficienza energetica | Certificazione di efficienza energetica e prestazioni per l'illuminazione. | Utilizzato negli appalti pubblici, programmi di sussidi, migliora la competitività. |