Indice
- 1. Panoramica del Prodotto
- 1.1 Vantaggi Principali
- 1.2 Applicazioni Target
- 2. Analisi dei Parametri Tecnici
- 2.1 Valori Massimi Assoluti
- 2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche (Ta=25°C)
- 3. Analisi delle Curve di Prestazione
- 3.1 Distribuzione Spettrale
- 3.2 Comportamento Elettrico e Termico
- 4. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento
- 4.1 Dimensioni del Package
- 4.2 Identificazione della Polarità
- 5. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio
- 5.1 Formatura dei Terminali
- 5.2 Parametri di Saldatura
- 5.3 Condizioni di Stoccaggio
- 5.4 Pulizia
- 6. Informazioni su Confezionamento e Ordine
- 6.1 Specifiche di Imballaggio
- 6.2 Spiegazione Etichetta
- 7. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione
- 7.1 Gestione Termica
- 7.2 Progettazione del Circuito
- 7.3 Progettazione Ottica
- 8. Confronto e Differenziazione Tecnica
- 9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)
- 9.1 Qual è la differenza tra lunghezza d'onda di picco e lunghezza d'onda dominante?
- 9.2 Posso pilotare questo LED a 30mA per una maggiore luminosità?
- 9.3 Come interpreto le dichiarazioni "senza piombo" e conformità RoHS?
- 10. Esempio di Applicazione Pratica
- 11. Principio di Funzionamento
- 12. Tendenze Tecnologiche
1. Panoramica del Prodotto
Questo documento fornisce le specifiche tecniche per una lampada LED blu diffusa ad alta luminosità. Il dispositivo è progettato per applicazioni che richiedono prestazioni affidabili e un'emissione luminosa costante. Presenta un ampio angolo di visione ed è disponibile in confezione a nastro e bobina per processi di assemblaggio automatizzati.
1.1 Vantaggi Principali
- Alta Luminosità:Progettato per applicazioni che richiedono un'intensità luminosa superiore.
- Ampio Angolo di Visione:Offre un tipico angolo di visione (2θ1/2) di 110 gradi per un'illuminazione ampia.
- Costruzione Robusta:Realizzato per affidabilità e longevità in varie condizioni operative.
- Conformità Ambientale:Il prodotto è senza piombo (Pb-free) e conforme alle normative ambientali pertinenti.
- Flessibilità di Confezionamento:Disponibile su nastro e bobina per facilitare la produzione automatizzata di grandi volumi.
1.2 Applicazioni Target
Questo LED è adatto per una varietà di applicazioni di indicatori e retroilluminazione, tra cui ma non limitate a:
- Televisori
- Monitor per computer
- Telefoni
- Periferiche informatiche generali ed elettronica di consumo
2. Analisi dei Parametri Tecnici
Le seguenti sezioni forniscono un'interpretazione dettagliata e oggettiva dei principali parametri tecnici specificati nella scheda tecnica.
2.1 Valori Massimi Assoluti
Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento in queste condizioni non è garantito.
- Corrente Diretta Continua (IF):25 mA. Questa è la massima corrente continua che può essere applicata in modo continuativo.
- Corrente Diretta di Picco (IFP):100 mA con un ciclo di lavoro di 1/10 e 1 kHz. Adatta per funzionamento in impulsi.
- Tensione Inversa (VR):5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare rottura.
- Dissipazione di Potenza (Pd):90 mW. La massima potenza che il package può dissipare a Ta=25°C.
- Temperatura di Funzionamento & Stoccaggio:-40°C a +85°C (funzionamento), -40°C a +100°C (stoccaggio).
- Temperatura di Saldatura (Tsol):260°C per 5 secondi. Definisce la tolleranza del profilo di saldatura a rifusione.
2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche (Ta=25°C)
Questi parametri sono misurati in condizioni di test standard (IF=20mA) e definiscono le prestazioni del dispositivo.
- Intensità Luminosa (Iv):Il valore tipico è 20 millicandele (mcd), con un minimo di 10 mcd. Questo quantifica la luminosità percepita.
- Angolo di Visione (2θ1/2):110 gradi (tipico). L'angolo a cui l'intensità luminosa è la metà del valore di picco.
- Lunghezza d'Onda di Picco (λp):468 nm (tipico). La lunghezza d'onda alla quale l'emissione spettrale è più forte.
- Lunghezza d'Onda Dominante (λd):470 nm (tipico). L'unica lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano.
- Tensione Diretta (VF):3.3 V (tipico), con un range da 2.7 V a 4.0 V a 20 mA. Importante per la progettazione del circuito di pilotaggio.
- Corrente Inversa (IR):Massimo 50 µA a VR=5V. Indica la corrente di dispersione in polarizzazione inversa.
3. Analisi delle Curve di Prestazione
La scheda tecnica include diverse curve caratteristiche che illustrano il comportamento del dispositivo in condizioni variabili.
3.1 Distribuzione Spettrale
Lacurva Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Ondamostra un picco attorno ai 468 nm con una tipica larghezza di banda spettrale (Δλ) di 35 nm, confermando la sua emissione di colore blu con una resina diffusa per una dispersione della luce più ampia.
3.2 Comportamento Elettrico e Termico
- Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva IV):Mostra la relazione esponenziale tipica dei diodi. Alla tipica tensione diretta di 3.3V, la corrente è di 20 mA.
- Intensità Relativa vs. Corrente Diretta:L'intensità luminosa aumenta con la corrente ma potrebbe non essere perfettamente lineare; i progettisti dovrebbero consultare la curva per una pianificazione precisa della corrente di pilotaggio.
- Intensità Relativa vs. Temperatura Ambiente:L'emissione luminosa generalmente diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. Un adeguato dissipatore termico è cruciale per mantenere la luminosità.
- Corrente Diretta vs. Temperatura Ambiente:Per una tensione fissa, la corrente diretta può cambiare con la temperatura a causa del coefficiente di temperatura negativo del diodo.
4. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento
4.1 Dimensioni del Package
Il LED è fornito in un package standard a lampada. Le note dimensionali chiave includono:
- Tutte le dimensioni sono in millimetri (mm).
- L'altezza della flangia deve essere inferiore a 1.5mm.
- La tolleranza generale per dimensioni non specificate è ±0.25mm.
I progettisti devono fare riferimento al disegno dimensionato dettagliato nella scheda tecnica per l'esatta spaziatura dei terminali, le dimensioni del corpo e l'impronta PCB consigliata.
4.2 Identificazione della Polarità
Il catodo è tipicamente indicato da un lato piatto sulla lente del LED o da un terminale più corto. Per la marcatura specifica su questo modello, consultare il diagramma nella scheda tecnica.
5. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio
Il rispetto di queste linee guida è fondamentale per garantire l'affidabilità e prevenire danni durante il processo di assemblaggio.
5.1 Formatura dei Terminali
- Piegare i terminali in un punto ad almeno 3mm dalla base del bulbo in epossidico.
- Eseguire la formatura prima della saldatura.
- Evitare di applicare stress al package. Tagliare i terminali a temperatura ambiente.
- Assicurarsi che i fori del PCB siano perfettamente allineati con i terminali del LED per evitare stress di montaggio.
5.2 Parametri di Saldatura
Mantenere una distanza minima di 3mm dal giunto di saldatura al bulbo in epossidico.
- Saldatura Manuale:Temperatura punta saldatore max 300°C (30W max), tempo di saldatura max 3 secondi.
- Saldatura ad Onda/Immersione:Temperatura di preriscaldamento max 100°C (60 sec max). Temperatura bagno di saldatura max 260°C per 5 secondi.
- Evitare cicli di saldatura multipli. Non applicare stress ai terminali mentre sono caldi.
- Permettere ai LED di raffreddarsi gradualmente a temperatura ambiente senza shock meccanici.
5.3 Condizioni di Stoccaggio
- Conservare a ≤30°C e ≤70% di Umidità Relativa dopo la ricezione.
- La durata di conservazione in queste condizioni è di 3 mesi. Per stoccaggi più lunghi (fino a 1 anno), utilizzare un contenitore sigillato con azoto e essiccante.
- Evitare rapidi cambiamenti di temperatura in ambienti umidi per prevenire la condensa.
5.4 Pulizia
Se la pulizia è necessaria:
- Utilizzare alcol isopropilico a temperatura ambiente per non più di un minuto.
- Asciugare all'aria a temperatura ambiente.
- Evitare la pulizia ad ultrasuoni a meno che non sia assolutamente necessaria e pre-qualificata, poiché può danneggiare il LED.
6. Informazioni su Confezionamento e Ordine
6.1 Specifiche di Imballaggio
I LED sono imballati per prevenire scariche elettrostatiche (ESD) e danni da umidità.
- Imballaggio Primario:Sacchetti anti-statici.
- Quantità:Da 200 a 500 pezzi per sacchetto. 5 sacchetti per cartone interno. 10 cartoni interni per cartone master (esterno).
6.2 Spiegazione Etichetta
Le etichette sull'imballaggio possono includere codici per:
- Numero Parte Cliente (CPN)
- Numero di Produzione (P/N)
- Quantità (QTY)
- Classi di Qualità/Prestazioni (CAT)
- Lunghezza d'Onda Dominante (HUE)
- Numero di Lotto (LOT No.)
7. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione
7.1 Gestione Termica
Una gestione termica efficace è essenziale per le prestazioni e la durata del LED. La tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo. All'aumentare della temperatura di giunzione per una tensione fissa, la corrente aumenta, il che può portare a fuga termica se non controllata. Il valore di dissipazione di potenza (Pd) di 90 mW deve essere rispettato. Per il funzionamento ad alte temperature ambiente o con correnti di pilotaggio elevate, la corrente dovrebbe essere declassata secondo la relativa curva di declassamento per temperatura (implicita nelle note della scheda tecnica). I progettisti dovrebbero garantire un'adeguata area di rame sul PCB o altri metodi di dissipazione del calore per mantenere la temperatura di giunzione entro limiti sicuri.
7.2 Progettazione del Circuito
A causa della tipica tensione diretta di 3.3V e di un massimo di 4.0V, una resistenza limitatrice di corrente o un driver a corrente costante è obbligatorio quando si collega a una sorgente di tensione superiore a ~2.7V. Il valore della resistenza può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (V_alimentazione - Vf_led) / I_desiderata. Utilizzare il Vf massimo (4.0V) nei calcoli garantisce che la corrente non superi i limiti anche con variazioni da dispositivo a dispositivo. Per applicazioni che richiedono una luminosità stabile, è consigliato un driver a corrente costante rispetto a una semplice resistenza.
7.3 Progettazione Ottica
Il package in resina diffusa fornisce un ampio angolo di visione (110°), rendendolo adatto per applicazioni che richiedono un'illuminazione ad ampia area o indicatori che devono essere visibili da varie angolazioni. Il colore blu (468-470nm) è spesso utilizzato per indicatori di stato, retroilluminazione o illuminazione decorativa. I progettisti dovrebbero considerare l'intensità luminosa (20 mcd tipico) per garantire una luminosità sufficiente per la distanza di visione prevista e le condizioni di luce ambiente.
8. Confronto e Differenziazione Tecnica
Sebbene dati specifici dei concorrenti non siano forniti qui, i principali fattori di differenziazione di questo LED, basati sulla sua scheda tecnica, includono la combinazione di un'intensità luminosa tipica relativamente alta (20 mcd) per un package a lampada standard, un ampio angolo di visione di 110 gradi facilitato dalla resina diffusa e robusti valori massimi assoluti (corrente continua 25mA). La sua disponibilità su nastro e bobina lo rende competitivo per linee di produzione automatizzate, sensibili ai costi e ad alto volume comuni nella produzione di elettronica di consumo.
9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)
9.1 Qual è la differenza tra lunghezza d'onda di picco e lunghezza d'onda dominante?
La lunghezza d'onda di picco (468 nm) è la lunghezza d'onda fisica alla quale il LED emette la massima potenza ottica. La lunghezza d'onda dominante (470 nm) è l'unica lunghezza d'onda psicofisica che l'occhio umano percepisce come corrispondente al colore della luce del LED. Sono spesso vicine ma non identiche, specialmente per sorgenti non monocromatiche.
9.2 Posso pilotare questo LED a 30mA per una maggiore luminosità?
No. Il Valore Massimo Assoluto per la corrente diretta continua (IF) è 25 mA. Superare questo valore rischia di danneggiare permanentemente il dispositivo e invalida qualsiasi garanzia di affidabilità. Per una luminosità maggiore, selezionare un LED classificato per una corrente di pilotaggio più alta.
9.3 Come interpreto le dichiarazioni "senza piombo" e conformità RoHS?
"Senza piombo" significa che il dispositivo non contiene intenzionalmente piombo. La dichiarazione "Il prodotto stesso rimarrà nella versione conforme RoHS" indica che il componente LED è conforme alla direttiva sulla Restrizione delle Sostanze Pericolose, che limita l'uso di specifici materiali pericolosi (come piombo, mercurio, cadmio) nelle apparecchiature elettriche ed elettroniche. Tuttavia, i progettisti devono verificare la conformità dell'intero prodotto finale assemblato.
10. Esempio di Applicazione Pratica
Scenario: Progettazione di un indicatore di stato per un router di rete.
- Requisito:Un indicatore blu "alimentazione/attivo" visibile dall'altra parte della stanza.
- Selezione:Questo LED è adatto grazie al suo colore blu e alla buona intensità luminosa.
- Progettazione del Circuito:L'alimentazione interna del router è 5V. Utilizzando il tipico Vf di 3.3V e una corrente target di 20 mA, la resistenza in serie è R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 Ohm. Sarebbe scelta una resistenza standard da 82 o 100 Ohm. Utilizzando il Vf massimo (4.0V) per un controllo del caso peggiore: (5V-4V)/82Ω ≈ 12.2 mA, che è comunque al di sopra del minimo per la luce visibile.
- Layout:L'impronta PCB corrisponde alle dimensioni del package della scheda tecnica. Una piccola area di rame attorno ai terminali aiuta nella dissipazione del calore.
- Assemblaggio:I LED sono posizionati tramite alimentatore a nastro e bobina. La scheda subisce un processo di rifusione aderente al profilo di 260°C per 5 secondi.
11. Principio di Funzionamento
Questo dispositivo è un diodo a emissione luminosa (LED). Funziona secondo il principio dell'elettroluminescenza in un materiale semiconduttore (InGaN per la luce blu). Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n, elettroni e lacune si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica composizione del materiale (InGaN) determina l'energia del bandgap e quindi la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa, che in questo caso è blu. L'incapsulante in resina epossidica diffusa disperde la luce, creando un angolo di visione più ampio e un aspetto più morbido rispetto a una lente trasparente.
12. Tendenze Tecnologiche
La tecnologia LED continua a evolversi verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), un miglioramento della resa cromatica e costi più bassi. Sebbene questo sia un LED indicatore standard, le tendenze più ampie del settore includono la miniaturizzazione dei package (ad es., da 0603 a 0402 e dimensioni SMD più piccole), l'integrazione di più chip (RGB, bianco) e lo sviluppo di LED per applicazioni specializzate come la disinfezione UV-C, l'illuminazione orticola e la comunicazione a luce visibile ad alta velocità (Li-Fi). Per le applicazioni di indicatori, affidabilità, convenienza e facilità di assemblaggio rimangono i fattori trainanti principali.
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. |