Scheda Tecnica LED Blu PLCC 2.8x3.5x0.65mm 2.8-3.4V 300mA 12-22lm 450-460nm - Documento Tecnico Italiano

1. Panoramica del Prodotto

1.1 Descrizione Generale

Il BNRI35TS-DK-2T è un diodo ad emissione luminosa blu basato sulla tecnologia InGaN. È alloggiato in un compatto package PLCC con dimensioni di 2,8 mm × 3,5 mm × 0,65 mm. Il dispositivo offre un ampio angolo di visione ed è adatto per il montaggio superficiale (SMT). Il suo livello di sensibilità all'umidità è di Classe 3 ed è conforme agli standard RoHS.

1.2 Caratteristiche

• Package PLCC per alta affidabilità e facile assemblaggio.
• Angolo di visione estremamente ampio di 120°.
• Adatto a tutti i processi di assemblaggio e saldatura SMT.
• Disponibile in confezione su nastro e bobina (4000 pezzi/bobina).
• Livello di sensibilità all'umidità: Livello 3.
• Conforme RoHS e senza piombo.

1.3 Applicazioni

• Illuminazione architetturale: hotel, mercati, apparecchi domestici.
• Display interni e segnaletica.
• Illuminazione paesaggistica e decorativa.
• Illuminazione generale dove sono necessari alta efficacia e lunghezza d'onda stretta.

2. Parametri Elettrici e Ottici

2.1 Parametri del Prodotto (a TS=25°C)

La Tabella 1-1 riassume le caratteristiche elettriche e ottiche a 300 mA di corrente diretta:

• Tensione diretta (VF): 2,8 V (min) – 3,4 V (max), tipico non specificato.
• Corrente inversa (IR): max 10 µA a VR=5 V.
• Flusso luminoso (Φv): 12 lm (min) – 22 lm (max) a 300 mA.
• Angolo di visione (2θ1/2): 120 gradi (tipico).
• Lunghezza d'onda dominante (λd): 450 nm (min) – 460 nm (max).
• Resistenza termica (RTHJ-S): 35 °C/W (tipico).

Valori massimi assoluti (Tabella 1-2):

• Dissipazione di potenza (PD): 1224 mW
• Corrente diretta (IF): 360 mA
• Corrente diretta di picco (IFP): 400 mA (ciclo 1/10, impulso 0,1 ms)
• Tensione inversa (VR): 5 V
• ESD (HBM): 2000 V (rendimento >80%)
• Temperatura operativa (TOPR): da -40 a +85 °C
• Temperatura di stoccaggio (Tstg): da -40 a +100 °C
• Temperatura di giunzione (TJ): 110 °C

2.2 Classificazione in Bins (IF=300mA)

Bins di tensione diretta: G0 (2,8-3,0 V), H0 (3,0-3,2 V), I0 (3,2-3,4 V).
Bins di flusso luminoso: PIA (12-15 lm), PJA (15-18 lm), PED (18-20 lm), QED (20-22 lm).
Bins di lunghezza d'onda dominante: A10 (450-452,5 nm), A20 (452,5-455 nm), B10 (455-457,5 nm), B20 (457,5-460 nm).

3. Dettagli Meccanici e di Confezionamento

3.1 Dimensioni del Package

Il package è di tipo PLCC con dimensioni in vista dall'alto di 2,80 mm × 3,50 mm (lunghezza × larghezza). Lo spessore in vista laterale è di 0,65 mm. La vista dal basso mostra due pad per catodo e anodo, con marcatura di polarità. Vengono forniti schemi di saldatura per un layout ottimale dei pad (vedere Fig.1-4 e Fig.1-5). La tolleranza su tutte le dimensioni è di ±0,2 mm salvo diversa indicazione.

3.2 Nastro di Trasporto e Bobina

Nastro di trasporto: nastro standard da 8 mm o 12 mm (larghezza esatta non specificata), con marcatura di polarità e nastro superiore. Dimensioni della bobina: A (diametro esterno) 178 ±1 mm, B (larghezza) 10,5 ±0,5 mm, C (diametro mozzo) 59 mm, D (diametro foro mozzo) 13,5 ±0,5 mm. Max 4000 pezzi per bobina.

3.3 Specifiche del Formato dell'Etichetta

Le etichette includono: Numero parte, Numero specifica, Numero lotto, Codice bin (inclusi flusso luminoso e lunghezza d'onda dominante), Intervallo di tensione diretta, Quantità e Data.

L'imballaggio consiste in una bobina in sacchetto barriera all'umidità con essiccante e indicatore di umidità, collocato in una scatola di cartone.

4. Curve Tipiche delle Caratteristiche Ottiche ed Elettriche

Vengono fornite diverse curve caratteristiche per illustrare il comportamento del dispositivo in varie condizioni:

• Tensione diretta vs. Corrente diretta (Fig 1-7):A 300 mA, la tensione diretta è di circa 2,9-3,1 V. La curva mostra il tipico comportamento esponenziale del diodo.
• Corrente diretta vs. Intensità relativa (Fig 1-8):L'intensità relativa aumenta con la corrente, con saturazione a correnti più elevate. A 300 mA, l'intensità relativa è vicina a 1,0.
• Temperatura di saldatura vs. Flusso luminoso relativo (Fig 1-9):Il flusso luminoso diminuisce all'aumentare della temperatura di saldatura, scendendo a circa 0,8 del valore iniziale a 90°C.
• Temperatura di saldatura vs. Corrente diretta (Fig 1-10):La corrente diretta massima consentita diminuisce con la temperatura per garantire il limite di temperatura di giunzione.
• Tensione diretta vs. Temperatura di saldatura (Fig 1-11):La tensione diretta diminuisce linearmente con la temperatura, con un coefficiente negativo.
• Lunghezza d'onda vs. Temperatura del pin (Fig 1-12):La lunghezza d'onda dominante si sposta leggermente (circa 2 nm) nell'intervallo di temperatura da 20°C a 100°C.
• Distribuzione spettrale (Fig 1-13):Picco di emissione a circa 455-460 nm, con una FWHM stretta tipica dei LED blu InGaN.

5. Test di Affidabilità

5.1 Condizioni di Test

I LED sono sottoposti a molteplici test di affidabilità secondo gli standard JEDEC:

• Riflusso: 260°C max, 2 volte.
• Shock termico: da -40°C a 100°C, permanenza 15 min, 100 cicli.
• Stoccaggio ad alta temperatura: 100°C, 1000 ore.
• Stoccaggio a bassa temperatura: -40°C, 1000 ore.
• Test di vita: Ta=25°C, IF=300mA, 1000 ore.
• Vita ad alta temperatura e alta umidità: 60°C/90%RH, IF=150mA, 1000 ore.

5.2 Criteri per la Valutazione del Danno

Dopo ogni test, i LED devono soddisfare: tensione diretta entro specifiche, mantenimento dell'intensità luminosa ≥70%, nessun circuito aperto/corto o sfarfallio.

6. Linee Guida per la Saldatura a Riflusso SMT

6.1 Profilo di Riflusso

Il profilo di saldatura a riflusso raccomandato è mostrato in Fig 3-1. Parametri chiave:

• Velocità media di rampa: max 3°C/s
• Preriscaldamento: da 150°C a 200°C per 60-120 secondi
• Tempo sopra 217°C: max 60 secondi
• Temperatura di picco: 260°C max, con tempo entro 5°C dal picco: max 10 secondi
• Raffreddamento: max 6°C/s
• Tempo da 25°C al picco: max 8 minuti

La saldatura a riflusso non deve superare due volte. Se trascorrono più di 24 ore dopo il primo riflusso, i LED potrebbero danneggiarsi. Non applicare stress durante il riscaldamento.

6.2 Saldatura a Mano

Durante la saldatura a mano, la temperatura del saldatore deve essere inferiore a 300°C per meno di 3 secondi ed è consentito un solo tentativo.

6.3 Riparazione

La riparazione non è raccomandata. Se inevitabile, utilizzare un saldatore a doppia testa. Confermare in anticipo l'assenza di danni alle caratteristiche del LED.

6.4 Precauzioni

L'incapsulante in silicone è morbido; evitare forti pressioni sulla superficie superiore. Utilizzare una pressione appropriata dell'ugello di prelievo. Non applicare forza meccanica o raffreddamento rapido dopo la saldatura.

7. Precauzioni di Manipolazione e Condizioni di Stoccaggio

7.1 Vincoli Ambientali

Il contenuto di zolfo nei materiali di accoppiamento deve essere inferiore a 100 ppm per prevenire l'ossidazione. Contenuto di bromo<900 ppm, Cloro<900 ppm, totale Br+Cl<1500 ppm. I COV che fuoriescono dai materiali possono scolorire l'incapsulante in silicone; la compatibilità deve essere verificata in anticipo.

7.2 Manipolazione Meccanica

Maneggiare il LED dai lati usando pinzette. Non toccare direttamente la lente in silicone. Evitare scariche elettrostatiche poiché i LED sono sensibili (ESD >2000V HBM). Anche l'EOS può causare danni.

7.3 Condizioni di Stoccaggio

Prima di aprire il sacchetto di alluminio: conservare a ≤30°C, ≤75% UR, entro 1 anno dalla data. Dopo l'apertura: ≤30°C, ≤60% UR, 24 ore. Se superato, è necessario un essiccamento a 60±5°C per 24 ore. Se il materiale assorbente di umidità è scolorito o la confezione è danneggiata, essiccare prima dell'uso.

Pulizia: si consiglia alcool isopropilico. La pulizia ad ultrasuoni non è raccomandata a causa di potenziali danni.

8. Guida all'Applicazione

Questo LED blu è adatto per illuminazione architetturale interna ed esterna, retroilluminazione di display e illuminazione paesaggistica. Quando si progetta con più LED in serie o parallelo, considerare la distribuzione della corrente e la dissipazione del calore. Includere sempre resistori limitatori di corrente o utilizzare driver a corrente costante per prevenire la fuga termica. La progettazione termica è critica: assicurarsi che il layout della scheda consenta la dissipazione del calore per mantenere la temperatura di giunzione al di sotto di 110°C. L'ampio angolo di visione (120°) fornisce una distribuzione uniforme della luce.

9. Confronto Tecnico e Vantaggi

Rispetto a LED PLCC 2835 simili, questo dispositivo offre una lunghezza d'onda (450-460 nm) e un flusso luminoso strettamente binati, garantendo coerenza cromatica tra i lotti. Il package PLCC è noto per la robusta affidabilità e la facilità di assemblaggio. L'angolo di visione estremamente ampio lo differenzia dai dispositivi standard. Il livello di sensibilità all'umidità Classe 3 è comune, ma la conformità RoHS e la robustezza ESD aggiungono valore. L'intervallo di bin per flusso fino a 22 lm a 300 mA è competitivo per un LED blu di queste dimensioni di package.

10. Principio di Funzionamento e Tecnologia

Il LED utilizza InGaN (nitruro di gallio e indio) come materiale attivo cresciuto su un substrato. Quando polarizzato direttamente, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva, emettendo fotoni con energia corrispondente al bandgap. L'emissione blu (450-460 nm) è ottenuta regolando la composizione di indio. Il package PLCC racchiude il die e fornisce connessioni elettriche attraverso i lead frame. L'incapsulante in silicone protegge il die e modella l'emissione luminosa.

11. Tendenze del Settore e Prospettive Future

La tecnologia LED continua ad evolversi verso una maggiore efficacia, package più piccoli e maggiore affidabilità. I LED a montaggio superficiale come questo package PLCC sono ampiamente adottati per l'assemblaggio automatico. La tendenza nei LED blu include una migliore efficienza quantica e un'uscita spettrale più stretta per applicazioni nell'illuminazione e nei display. Con il miglioramento della gestione termica, le correnti operative possono essere aumentate. Le prestazioni di questo LED si adattano bene alle attuali esigenze del mercato di sorgenti luminose blu efficienti, compatte e affidabili.

12. Domande Frequenti (FAQ)

D: Qual è la tipica tensione diretta a 300 mA?

R: La tensione diretta è tipicamente intorno a 3,0-3,1 V, sebbene vari nell'intervallo 2,8-3,4 V a seconda del bin. Fare riferimento al codice bin sull'etichetta.

D: Posso utilizzare questo LED a correnti superiori a 300 mA?

R: La corrente diretta massima assoluta è di 360 mA (DC) e 400 mA di picco (pulsata). Il funzionamento oltre 360 mA può danneggiare il dispositivo. Assicurare una corretta dissipazione del calore.

D: Come seleziono il bin corretto per la mia applicazione?

R: Scegliere il bin di tensione diretta in base al progetto del driver. Per coerenza cromatica, selezionare un bin di lunghezza d'onda stretto (es. A10 o B10). Per il flusso luminoso, selezionare in base ai requisiti di luminosità.

D: Qual è la durata di conservazione dopo l'apertura del sacchetto?

R: I LED devono essere utilizzati entro 24 ore dall'apertura se conservati a ≤30°C e ≤60% UR. Altrimenti, essiccare a 60°C per 24 ore prima dell'uso.

D: Questo LED è adatto per uso esterno?

R: L'intervallo di temperatura operativa è da -40 a +85°C, quindi può essere utilizzato all'aperto se adeguatamente sigillato contro l'umidità. Tuttavia, il package non è impermeabile; è necessario un involucro esterno.

D: Posso pulire il LED dopo la saldatura?

R: Sì, utilizzare alcool isopropilico. Evitare la pulizia ad ultrasuoni.

13. Esempi di Progettazione

Esempio 1: Una barra luminosa lineare per display interni. Utilizzare 10 LED in serie pilotati da una sorgente di corrente costante impostata a 300 mA. Calcolare la caduta di tensione totale (circa 30 V). Utilizzare pad termici sul PCB per dissipare il calore. Assicurare spaziatura per un'adeguata distribuzione del calore.

Esempio 2: Un modulo LED singolo per faretto paesaggistico. Utilizzare un convertitore buck per pilotare un LED a 300 mA. Includere una lente per il modellamento del fascio. L'ampio angolo di visione del LED stesso può essere utilizzato senza diffusore per un fascio ampio.