Scheda Tecnica LED Blu 1W Ceramico Serie 3535 - Dimensioni 3.5x3.5x?mm - Tensione 3.2V - Potenza 1W - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per un LED blu ad alta potenza da 1W incapsulato in un robusto package ceramico 3535. I package ceramici offrono una gestione termica superiore rispetto ai tradizionali package in plastica, rendendo questo LED adatto per applicazioni che richiedono alta affidabilità e prestazioni stabili in condizioni termiche impegnative. I mercati target principali includono l'illuminazione professionale, i moduli per illuminazione automobilistica e applicazioni industriali specializzate dove una resa cromatica costante e una durata a lungo termine sono critiche.

1.1 Vantaggi Principali

Il substrato ceramico fornisce un'ottima dissipazione del calore, che contribuisce direttamente a temperature di giunzione più basse, un miglior mantenimento dell'efficienza luminosa e una maggiore durata operativa. Il design del package garantisce una buona stabilità meccanica e resistenza allo stress termico. Il LED presenta un ampio angolo di visione di 120 gradi, rendendolo versatile per vari design ottici che richiedono un'illuminazione ampia.

2. Parametri Tecnici e Interpretazione Obiettiva

2.1 Valori Massimi Assoluti (T_s=25°C)

• Corrente Diretta (I_F):500 mA (Continua)
• Corrente Diretta Impulsiva (I_FP):700 mA (Larghezza Impulso ≤10ms, Ciclo di Lavoro ≤1/10)
• Dissipazione di Potenza (P_D):1700 mW
• Temperatura di Esercizio (T_opr):-40°C a +100°C
• Temperatura di Magazzinaggio (T_stg):-40°C a +100°C
• Temperatura di Giunzione (T_j):125°C
• Temperatura di Saldatura (T_sld):Saldatura a rifusione a 230°C o 260°C per un massimo di 10 secondi.

Questi valori definiscono i limiti operativi. Superare questi valori può causare danni permanenti. La corrente impulsiva massima consente una sovralimentazione breve in applicazioni come strobo o sensori a impulsi.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche Tipiche (T_s=25°C)

• Tensione Diretta (V_F):Tipica 3.2V, Massima 3.4V a I_F=350mA.
• Tensione Inversa (V_R):5V (Massima).
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_d):460 nm (Tipica).
• Corrente Inversa (I_R):Massima 50 µA.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):120 gradi (Tipico).

La tensione diretta è un parametro chiave per il design del driver. Il valore tipico di 3.2V a 350mA indica il punto operativo nominale. I progettisti devono tenere conto della V_Fmassima per assicurarsi che la sorgente di corrente possa fornire tensione sufficiente.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il LED viene selezionato (binnato) in base a parametri prestazionali chiave per garantire coerenza all'interno di un lotto di produzione. Ciò consente ai progettisti di selezionare LED che soddisfano requisiti applicativi specifici.

3.1 Binning del Flusso Luminoso (a 350mA)

I LED blu sono selezionati in base alla loro emissione luminosa. Il codice bin, i valori minimo (Min) e tipico (Type) del flusso luminoso sono i seguenti:

• Codice 1C:Min 14 lm, Type 16 lm
• Codice 1D:Min 16 lm, Type 18 lm
• Codice 1E:Min 18 lm, Type 20 lm
• Codice 1F:Min 20 lm, Type 22 lm
• Codice 1G:Min 22 lm, Type 24 lm

La tolleranza del flusso luminoso è ±7%. Selezionare un codice bin più alto garantisce una minima emissione luminosa più elevata, cruciale per raggiungere i livelli di luminosità target in un progetto.

3.2 Binning della Tensione Diretta

I LED sono anche binnati in base alla loro caduta di tensione diretta a una corrente di test per garantire una distribuzione uniforme della corrente quando più LED sono collegati in serie. I bin sono:

• Codice 1:2.8V a 3.0V
• Codice 2:3.0V a 3.2V
• Codice 3:3.2V a 3.4V
• Codice 4:3.4V a 3.6V

La tolleranza di misura della tensione è ±0.08V. Utilizzare LED dello stesso bin di tensione o di bin adiacenti in una stringa in serie minimizza lo squilibrio di corrente e la potenziale sovralimentazione dei LED con V_F.

più bassa.

3.3 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

• Per applicazioni critiche per il colore, la lunghezza d'onda dominante è strettamente controllata. I bin disponibili per il blu sono:Codice B2:
• 450 nm a 455 nmCodice B3:
• 455 nm a 460 nmCodice B4:

460 nm a 465 nm

Ciò consente un abbinamento cromatico preciso, essenziale in applicazioni come retroilluminazione di display o sistemi di miscelazione multicolore.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fornisce diversi grafici chiave che illustrano il comportamento del LED in diverse condizioni._F4.1 Curva Tensione Diretta vs. Corrente Diretta (V_F-I

)

Questa curva mostra la relazione non lineare tra tensione e corrente. È essenziale per comprendere la resistenza dinamica del LED e per progettare driver a corrente costante. La curva mostra tipicamente un forte aumento della corrente una volta che la tensione diretta supera la soglia del diodo.

4.2 Curva Flusso Luminoso Relativo vs. Corrente Diretta

Questo grafico illustra come l'emissione luminosa scala con la corrente di pilotaggio. Mentre l'output aumenta con la corrente, l'efficienza (lumen per watt) spesso diminuisce a correnti più elevate a causa dell'aumentata generazione di calore. Questa curva aiuta a ottimizzare il compromesso tra luminosità ed efficienza per una data applicazione.

4.3 Curva Potenza Spettrale Relativa vs. Temperatura di Giunzione_jQuesta curva dimostra l'effetto della temperatura di giunzione (T_j) sull'output spettrale del LED. Per i LED blu, la lunghezza d'onda di picco può spostarsi leggermente con la temperatura (tipicamente 0.1-0.3 nm/°C). Mantenere una T

bassa è cruciale per la stabilità del colore in applicazioni sensibili.

4.4 Curva di Distribuzione della Potenza Spettrale

Questo grafico mostra l'intensità della luce emessa attraverso lo spettro visibile. Un LED blu avrà un picco stretto e pronunciato attorno alla sua lunghezza d'onda dominante (es. 460 nm). La larghezza a metà altezza (FWHM) di questo picco indica la purezza del colore del LED.

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

5.1 Disegno di Contorno e Dimensioni

Il LED utilizza un footprint ceramico 3535 standard, che misura approssimativamente 3.5mm x 3.5mm. L'altezza esatta non è specificata nell'estratto fornito. Il disegno include dimensioni critiche come la spaziatura dei pad e le dimensioni complessive del package con relative tolleranze (es. .X: ±0.10mm, .XX: ±0.05mm).

5.2 Pattern di Pad Raccomandato e Design dello Stencil

La scheda tecnica fornisce i design raccomandati per il land pattern e lo stencil per saldatura per il layout PCB. Rispettare queste raccomandazioni garantisce una corretta formazione del giunto di saldatura, una connessione elettrica affidabile e un trasferimento termico ottimale dal pad termico del LED al PCB. Il design dello stencil controlla il volume di pasta saldante depositata.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Parametri di Saldatura a Rifusione

Il LED è compatibile con i processi standard di saldatura a rifusione. La temperatura massima di saldatura consentita è 230°C o 260°C per una durata non superiore a 10 secondi. È fondamentale seguire un profilo di temperatura che preriscalda adeguatamente l'assemblaggio per minimizzare lo shock termico e assicurare che la temperatura di picco non superi il limite specificato.

6.2 Precauzioni per la Manipolazione e lo Stoccaggio

I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche (ESD). Dovrebbero essere osservate le opportune precauzioni ESD (es. postazioni di lavoro messe a terra, braccialetti) durante la manipolazione. I dispositivi dovrebbero essere conservati nelle loro originali sacche barriera all'umidità in un ambiente controllato (temperatura di stoccaggio specificata: -40°C a +100°C) per prevenire l'assorbimento di umidità e l'ossidazione.

7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro Portacomponenti

I LED sono forniti su nastro portacomponenti goffrato per l'assemblaggio automatizzato pick-and-place. La scheda tecnica include disegni dettagliati delle dimensioni delle tasche del nastro, del passo e della direzione di avvolgimento per garantire la compatibilità con le attrezzature standard per la tecnologia a montaggio superficiale (SMT).

7.2 Confezionamento in Bobina

Il nastro portacomponenti è avvolto su bobine standard. Il tipo di bobina, la quantità per bobina e il confezionamento esterno dovrebbero essere specificati secondo lo standard del produttore o le richieste del cliente per facilitare l'alimentazione efficiente della linea di produzione.

7.3 Sistema di Numerazione dei Parti

Il numero di modello segue un formato strutturato che codifica attributi chiave: serie, tipo di package, configurazione del chip, colore e bin di prestazione (es. flusso luminoso, tensione). Comprendere questa nomenclatura è essenziale per specificare correttamente la variante di LED desiderata. Ad esempio, un codice indica un package ceramico 3535, un singolo die ad alta potenza, colore blu e specifici bin di flusso/tensione/lunghezza d'onda.

8. Suggerimenti per l'Applicazione

• 8.1 Scenari Applicativi TipiciIlluminazione Architetturale e Commerciale:
• Utilizzato come sorgente blu primaria in sistemi di miscelazione colore RGB per illuminazione bianca regolabile o colorata.Illuminazione Automobilistica:
• Adatto per luci diurne (DRL), luci di segnalazione o illuminazione interna dove è richiesta alta affidabilità.Illuminazione Speciale:
• Applicazioni che richiedono luce blu ad alta potenza, come dispositivi medici, sistemi di polimerizzazione o illuminazione per intrattenimento.Retroilluminazione:

Può essere utilizzato in unità di retroilluminazione LCD ad alta luminosità, spesso combinato con fosfori per creare luce bianca.

• 8.2 Considerazioni di ProgettazioneGestione Termica:_jNonostante i vantaggi del package ceramico, un dissipatore di calore efficace è obbligatorio. Il PCB dovrebbe avere un pad termico collegato a piani di massa interni o a un dissipatore esterno per mantenere T
• sotto i 125°C.Pilotaggio della Corrente:
• Utilizzare sempre un driver a corrente costante. La corrente operativa raccomandata è 350mA, ma può essere pilotato fino a 500mA con un appropriato derating per la temperatura.Design Ottico:
• L'angolo di visione di 120 gradi può richiedere ottiche secondarie (lenti, riflettori) per ottenere il pattern di fascio desiderato. La superficie ceramica può avere proprietà di riflettività diverse rispetto ai package in plastica.Selezione del Binning:

Per array multi-LED, specificare bin stretti per flusso luminoso, tensione e lunghezza d'onda per garantire un aspetto e prestazioni uniformi.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

• Rispetto ai package 3535 in plastica standard, questo LED ceramico offre vantaggi distinti:Prestazioni Termiche Superiori:_{Il materiale ceramico ha una conduttività termica più alta della plastica, portando a una minore resistenza termica dalla giunzione al punto di saldatura (R}th-Js
• ). Ciò si traduce in una temperatura di giunzione operativa più bassa a parità di potenza, che si traduce direttamente in un migliore mantenimento dell'output luminoso (vita L70, L90) e una migliore stabilità del colore.Affidabilità Migliorata:
• La ceramica è inerte e non si degrada o ingiallisce sotto alta temperatura o alta esposizione ai raggi UV, a differenza di alcune plastiche. Questo la rende ideale per ambienti ostili.Robustezza Meccanica:
• Il substrato ceramico è più rigido e meno soggetto a crepe sotto stress da cicli termici.

Il compromesso è tipicamente un costo unitario leggermente più alto rispetto ai package in plastica.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Qual è la differenza tra la corrente continua (500mA) e la corrente operativa tipica (350mA)?

Il valore massimo assoluto di corrente continua (500mA) è la corrente più alta che il LED può sopportare senza guasto immediato. La corrente operativa tipica (350mA) è la corrente raccomandata per ottenere le prestazioni specificate (flusso luminoso, efficienza) mantenendo un margine di sicurezza per la temperatura di giunzione e l'affidabilità a lungo termine. Operare a 350mA offre tipicamente un migliore equilibrio tra prestazioni e durata.

10.2 Perché il binning della tensione è importante?_FQuando i LED sono collegati in serie, la stessa corrente scorre attraverso ciascuno. Se le tensioni dirette variano significativamente, la tensione totale richiesta dalla stringa aumenta. Ancora più importante, i LED con V_Fpiù bassa dissiperanno meno potenza come calore a parità di corrente, ma il driver deve fornire tensione sufficiente per il LED con V_Fpiù alta. Utilizzare bin di V

ben assortiti garantisce una tensione di sistema prevedibile e una distribuzione uniforme della potenza.

10.3 Posso pilotare questo LED con una sorgente di tensione costante?

No. I LED sono dispositivi pilotati in corrente. La loro tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo e può variare da unità a unità. Una sorgente di tensione costante porterebbe a una corrente incontrollata, potenzialmente superando il valore massimo e causando un guasto rapido. È sempre richiesto un driver a corrente costante o un circuito limitatore di corrente.

10.4 Come interpreto il binning del flusso luminoso?

Il codice bin (es. 1E) definisce una minima emissione luminosa garantita (18 lm) e un valore tipico (20 lm) quando misurato a 350mA e 25°C di temperatura del case. Quando si progetta un apparecchio di illuminazione, utilizzare il valore \"Min\" per i calcoli assicura che il prodotto finale raggiunga l'obiettivo minimo di luminosità anche con variazioni tra unità.

11. Studio di Caso Pratico di ProgettazioneScenario:

Progettazione di una torcia subacquea ad alta affidabilità che richiede un fascio blu puro.

1. Implementazione:Selezione del LED:
2. Scegliere questo LED blu ceramico 3535 per la sua robustezza e prestazioni termiche. Selezionare un bin di lunghezza d'onda stretto (es. B3: 455-460nm) per un colore blu consistente e un bin di flusso luminoso alto (es. 1G) per la massima emissione.Design Termico:
3. Il corpo della torcia è lavorato dall'alluminio, fungendo da dissipatore. Il PCB è un PCB a nucleo metallico (MCPCB) con uno strato dielettrico ad alta conduttività termica. Il pad termico del LED è saldato direttamente a un'ampia area di rame sull'MCPCB, che è poi montato saldamente sul corpo in alluminio con pasta termica.Design Elettrico:
4. Un driver buck a corrente costante, impermeabile ed efficiente, è progettato per fornire una stabile 350mA da un pacco batterie agli ioni di litio. Il driver include protezioni contro sovratensioni, polarità inversa e spegnimento termico.Design Ottico:
5. Una lente collimatrice secondaria TIR (Riflessione Totale Interna) è utilizzata sopra il LED per restringere il fascio da 120 gradi a un punto di 10 gradi per una penetrazione a lunga distanza nell'acqua.Risultato:

La torcia finale raggiunge alta luminosità, output cromatico stabile anche dopo un uso prolungato e un'eccellente affidabilità in un ambiente impegnativo, sfruttando i vantaggi intrinseci del LED ceramico.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Un diodo a emissione luminosa (LED) è un dispositivo a semiconduttore che emette luce quando una corrente elettrica lo attraversa. Questo fenomeno è chiamato elettroluminescenza. In un LED blu, il materiale semiconduttore (tipicamente basato su nitruro di gallio e indio - InGaN) è progettato con un bandgap specifico. Quando gli elettroni si ricombinano con le lacune elettroniche all'interno del dispositivo, l'energia viene rilasciata sotto forma di fotoni. La lunghezza d'onda (colore) della luce emessa è determinata dal bandgap del materiale semiconduttore. Il package ceramico funge da supporto meccanico, fornisce connessioni elettriche tramite bonding a filo all'anodo e al catodo e, soprattutto, agisce come un percorso efficiente per condurre il calore lontano dalla giunzione del semiconduttore, il che è critico per prestazioni e longevità.

13. Tendenze e Sviluppi Tecnologici

• Il mercato dei LED ad alta potenza continua a evolversi con diverse tendenze chiare:Efficienza Aumentata (lm/W):
• Miglioramenti continui nella crescita epitassiale, nel design del chip e nelle tecniche di estrazione della luce spingono costantemente più in alto l'efficienza luminosa, riducendo il consumo energetico a parità di emissione luminosa.Qualità e Coerenza del Colore Migliorate:
• Tolleranze di binning più strette e tecnologie avanzate dei fosfori consentono LED con indice di resa cromatica (CRI) superiore e punti colore più consistenti tra i lotti di produzione.Packaging Avanzato:
• I package ceramici, come quello qui utilizzato, stanno diventando più diffusi per applicazioni di fascia alta. Ulteriori tendenze includono package a scala di chip (CSP) e integrazione a livello di package (es. COB - Chip-on-Board) per ridurre i costi e migliorare la densità ottica.Maggiore Densità di Potenza:
• Si stanno sviluppando LED capaci di operare a densità di corrente più elevate, consentendo sorgenti luminose più piccole con output equivalente o maggiore, abilitando design di apparecchi di illuminazione più compatti e innovativi.Illuminazione Intelligente e Connessa: