Scheda Tecnica LED Ceramico Serie 3535 1W Bianco - 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 bianco ad alta potenza da 1W incapsulato in un robusto package ceramico 3535 per montaggio superficiale. I package ceramici offrono una conduttività termica superiore rispetto ai tradizionali package in plastica, consentendo una migliore dissipazione del calore dalla giunzione del LED. Ciò si traduce in una maggiore stabilità delle prestazioni, una durata di vita più lunga e un'affidabilità superiore in condizioni operative impegnative. Il prodotto è progettato per applicazioni che richiedono un'elevata emissione luminosa e un'ottima gestione termica, come l'illuminazione automobilistica, l'illuminazione generale e apparecchi di illuminazione speciali.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti (Ts=25°C)

I seguenti parametri definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al LED. Non è consigliabile un funzionamento a o vicino a questi limiti per periodi prolungati.

• Corrente Diretta (IF):500 mA (Corrente continua massima).
• Corrente Diretta Impulsiva (IFP):700 mA (Larghezza impulso ≤10ms, ciclo di lavoro ≤1/10).
• Dissipazione di Potenza (PD):1700 mW.
• Temperatura di Esercizio (Topr):-40°C a +100°C.
• Temperatura di Magazzinaggio (Tstg):-40°C a +100°C.
• Temperatura di Giunzione (Tj):125°C (Massima).
• Temperatura di Saldatura (Tsld):Saldatura a rifusione a 230°C o 260°C per un massimo di 10 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche (Ts=25°C, IF=350mA)

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

• Tensione Diretta (VF):Tipica 3.2V, Massima 3.4V. Questa è la caduta di tensione ai capi del LED quando alimentato a 350mA.
• Tensione Inversa (VR):5V (Massima). Superare questa tensione in polarizzazione inversa può danneggiare il LED.
• Corrente Inversa (IR):Massima 50 µA.
• Angolo di Visione (2θ1/2):120 gradi (Tipico). Questo ampio angolo del fascio è adatto per applicazioni di illuminazione generale.

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 della Temperatura di Colore Correlata (CCT)

Il LED è disponibile in intervalli CCT standard, ciascuno associato a specifiche regioni di cromaticità sul diagramma CIE. Le CCT tipiche e i relativi codici bin sono: 2700K (8A-8D), 3000K (7A-7D), 3500K (6A-6D), 4000K (5A-5D), 4500K (4A-4U), 5000K (3A-3U), 5700K (2A-2U), 6500K (1A-1U) e 8000K (0A-0U). I prodotti sono garantiti all'interno della regione di cromaticità della CCT ordinata.

3.2 Binning del Flusso Luminoso

I bin di flusso specificano l'emissione luminosa minima a 350mA. Il flusso effettivo può essere superiore. Esempi includono:

• Bianco Caldo CRI 70 (2700-3700K):Bin da 1Y (80-87 lm) a 2D (114-122 lm).
• Bianco Neutro CRI 70 (3700-5000K):Bin da 1Z (87-94 lm) a 2F (130-139 lm).
• Bianco Freddo CRI 70 (5000-10000K):Bin da 2A (94-100 lm) a 2F (130-139 lm).
• Varianti CRI 85sono disponibili con relativi bin di flusso (es., 1W: 70-75 lm per il Bianco Caldo).

3.3 Binning della Tensione Diretta

La tensione è suddivisa in bin per facilitare la progettazione del circuito di regolazione della corrente. I bin sono: Codice 1 (2.8-3.0V), Codice 2 (3.0-3.2V), Codice 3 (3.2-3.4V), Codice 4 (3.4-3.6V).

3.4 Regola di Numerazione del Modello

La struttura del numero di parte è: T [Codice Package] [Codice Numero Chip] [Codice Lente] [Codice Interno] - [Codice Flusso] [Codice CCT]. Ad esempio, T1901PL(C,W)A si decodifica come: T (serie), 19 (Package ceramico 3535), P (1 die ad alta potenza), L (Codice lente 01), (C,W) (CCT: Bianco Neutro o Bianco Freddo), A (codice interno), con Codice Flusso e Codice CCT specificati separatamente.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

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

La curva I-V mostra la relazione esponenziale tra corrente e tensione. I progettisti la utilizzano per selezionare la topologia di pilotaggio appropriata (corrente costante vs. tensione costante) e per calcolare la dissipazione di potenza (Vf * If). Il tipico Vf di 3.2V a 350mA è un punto di progettazione chiave.

4.2 Corrente Diretta vs. Flusso Luminoso Relativo

Questa curva dimostra che l'emissione luminosa aumenta con la corrente ma non in modo lineare. L'efficienza tipicamente diminuisce a correnti più elevate a causa dell'aumento del calore (effetto droop). Il funzionamento alla corrente consigliata di 350mA offre un buon equilibrio tra emissione ed efficienza.

4.3 Temperatura di Giunzione vs. Potenza Spettrale Relativa

All'aumentare della temperatura di giunzione (Tj), l'emissione spettrale del LED può spostarsi, causando spesso un leggero cambiamento di colore (spostamento di cromaticità) e una diminuzione del flusso luminoso. Il package ceramico aiuta a minimizzare l'aumento di Tj, stabilizzando così le prestazioni ottiche.

4.4 Distribuzione della Potenza Spettrale Relativa

Il grafico dello spettro mostra l'intensità della luce emessa a ciascuna lunghezza d'onda. Per i LED bianchi (tipicamente a conversione di fosfori), mostra un picco blu dal die e un picco giallo/bianco più ampio dal fosforo. L'area sotto la curva è correlata al flusso totale e la forma determina l'Indice di Resa Cromatica (CRI) e la CCT.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

5.1 Dimensioni di Contorno

Il LED utilizza un footprint standard 3535 (circa 3.5mm x 3.5mm). Il disegno dimensionale esatto mostra le dimensioni del corpo, la forma della lente e la posizione dei terminali. Le tolleranze sono specificate come ±0.10mm per le dimensioni .X e ±0.05mm per le dimensioni .XX.

5.2 Schema Piazzole Consigliato & Progetto Stencil

Viene fornito un diagramma dello schema piazzole per il layout del PCB, garantendo una corretta formazione del giunto di saldatura e il collegamento termico. Un corrispondente progetto stencil guida l'applicazione della pasta saldante per la saldatura a rifusione. Un corretto progetto delle piazzole è fondamentale per la stabilità meccanica e il trasferimento di calore al PCB.

5.3 Identificazione della Polarità

I terminali anodo e catodo devono essere correttamente identificati sul package del LED e corrispondere al layout del PCB. Una polarità errata impedirà l'accensione del LED.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Il LED è compatibile con i processi standard di rifusione senza piombo. La temperatura massima del corpo durante la saldatura non deve superare i 260°C per 10 secondi. È fondamentale seguire il profilo di temperatura consigliato (preriscaldamento, stabilizzazione, rifusione, raffreddamento) per evitare shock termici e garantire giunti di saldatura affidabili senza danneggiare i componenti interni o il fosforo.

6.2 Precauzioni per la Manipolazione e lo Stoccaggio

I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche (ESD). Utilizzare le opportune precauzioni ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio. Conservare in un ambiente asciutto e antistatico nell'intervallo di temperatura specificato (-40°C a +100°C). Evitare l'esposizione all'umidità; se esposti, seguire le procedure di essiccazione prima della rifusione.

7. Informazioni su Imballaggio e Ordini

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I LED sono forniti su nastro portante goffrato avvolto su bobine, adatto per apparecchiature di assemblaggio automatiche pick-and-place. Le dimensioni del nastro (dimensione tasca, passo) sono standardizzate.

7.2 Quantità di Imballaggio

Vengono utilizzate quantità standard per bobina (es., 1000 o 2000 pezzi per bobina). L'imballaggio esterno include etichette che specificano il numero di parte, i codici bin (flusso, CCT, Vf), la quantità e il numero di lotto per la tracciabilità.

8. Suggerimenti Applicativi

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Illuminazione Automobilistica:Luci diurne (DRL), illuminazione interna, luci di segnalazione.
• Illuminazione Generale:Lampadine LED, faretti incassati, pannelli luminosi, lampioni.
• Illuminazione Speciale:Luci portatili, illuminazione di emergenza, illuminazione architettonica d'accento.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Gestione Termica:La principale sfida di progettazione. Utilizzare un PCB con via termiche adeguate e possibilmente un PCB a nucleo metallico (MCPCB) o un dissipatore per mantenere un percorso a bassa resistenza termica dalla giunzione del LED all'ambiente.
• Pilotaggio in Corrente:Utilizzare sempre un driver a corrente costante, non una sorgente a tensione costante, per garantire un'emissione luminosa stabile e prevenire la fuga termica.
• Ottica:Potrebbero essere necessarie ottiche secondarie (lenti, riflettori) per ottenere il pattern di fascio desiderato.

9. Confronto Tecnico e Vantaggi

Il package ceramico 3535 offre vantaggi distinti rispetto ai package SMD in plastica (come 3528 o 5050) e persino ad altri package ceramici:

• vs. Package in Plastica:Conduttività termica superiore, che porta a una temperatura di giunzione inferiore, un potenziale di corrente di pilotaggio massima più alto, un migliore mantenimento del lumen e una durata di vita più lunga, specialmente in applicazioni ad alta potenza.
• vs. Altri Package Ceramici:Il footprint 3535 è uno standard industriale comune, offrendo un buon equilibrio tra dimensioni, gestione della potenza ed emissione ottica, rendendolo altamente versatile per molti progetti di illuminazione.

10. Domande Frequenti (FAQ)

10.1 Qual è la differenza tra le versioni CRI 70 e CRI 85?

Il CRI (Indice di Resa Cromatica) misura quanto naturalmente una sorgente luminosa rivela i colori degli oggetti rispetto a una sorgente di riferimento. I LED CRI 85 forniscono una migliore fedeltà cromatica rispetto ai LED CRI 70, il che è importante per l'illuminazione di vendita al dettaglio, musei o residenziale di alta qualità. Il compromesso è tipicamente un'efficienza luminosa leggermente inferiore (lumen per watt) per un CRI più alto.

10.2 Posso pilotare questo LED a 500mA in modo continuo?

Sebbene il valore massimo assoluto sia 500mA, il funzionamento continuo a questa corrente genererà calore significativo. La corrente operativa consigliata è 350mA. Per pilotare a 500mA, è richiesta una gestione termica eccezionale per mantenere la temperatura di giunzione ben al di sotto dei 125°C, altrimenti, la durata e le prestazioni si degraderanno rapidamente.

10.3 Come interpreto il codice del bin di flusso (es., 2B)?

Il codice del bin di flusso garantisce un flusso luminoso minimo. Ad esempio, un bin 2B per Bianco Freddo CRI 70 garantisce un minimo di 100 lm a 350mA. Il flusso effettivo delle parti spedite sarà compreso tra i valori minimo e massimo per quel bin (es., 100-107 lm) ma non è garantito al valore tipico.

11. Studio di Caso Pratico di Progettazione

Scenario:Progettazione di un faretto LED di alta qualità con luce bianco neutro (4000K) e buona resa cromatica (CRI >80).

Selezione:Scegliere un LED Bianco Neutro CRI 85 nel bin CCT 5x e un bin di flusso come 2A (94-100 lm min).

Progettazione Termica:Montare il LED su un MCPCB (substrato in alluminio) spesso 1.6mm. Il MCPCB è fissato a un dissipatore con materiale d'interfaccia termica. La simulazione termica dovrebbe confermare Tj<100°C a un ambiente di 45°C.

Progettazione Elettrica:Utilizzare un driver LED a corrente costante tarato per un'uscita di 350mA. Includere protezioni contro sovratensioni e circuiti aperti/cortocircuiti.

Progettazione Ottica:Accoppiare il LED con una lente secondaria per ottenere un angolo del fascio di 30 gradi per l'illuminazione a spot.

12. Principio di Funzionamento

Un LED bianco funziona sul principio dell'elettroluminescenza in un semiconduttore e della conversione del fosforo. La corrente elettrica scorre attraverso un chip semiconduttore (tipicamente InGaN), facendolo emettere fotoni nello spettro blu o ultravioletto. Questi fotoni ad alta energia colpiscono quindi uno strato di materiale fosforico che riveste il chip. Il fosforo assorbe alcuni di questi fotoni e riemette luce a lunghezze d'onda più lunghe e a energia inferiore (giallo, rosso). La miscela della luce blu non convertita e della luce gialla/rossa convertita è percepita dall'occhio umano come luce bianca. Le proporzioni esatte determinano la Temperatura di Colore Correlata (CCT).

13. Tendenze Tecnologiche

L'industria dei LED continua a evolversi con diverse tendenze chiave che influenzano componenti come il LED ceramico 3535:

• Aumento dell'Efficienza (lm/W):Miglioramenti continui nel design del chip, nella tecnologia dei fosfori e nell'efficienza del package portano a una maggiore emissione luminosa per lo stesso input elettrico, riducendo il consumo energetico.
• Affidabilità e Durata Maggiori:I progressi nei materiali (come ceramiche robuste) e nei processi produttivi stanno spingendo le durate di vita nominali (L70/B50) oltre le 50.000 ore.
• Qualità del Colore Migliorata:Lo sviluppo di miscele multi-fosforo e di nuove strutture di chip consente LED con CRI molto alto (90+), eccellente coerenza cromatica (binning stretto) e luce bianca regolabile.
• Miniaturizzazione e Maggiore Densità di Potenza:La capacità di gestire più potenza nella stessa o in un'impronta più piccola (es., package 3030, 2929) è una tendenza costante, che richiede soluzioni di gestione termica sempre migliori.
• Illuminazione Intelligente e Connessa:I LED stanno diventando parti integranti dei sistemi IoT, richiedendo che i driver e talvolta i package stessi supportino la regolazione dell'intensità, la regolazione del colore e i protocolli di comunicazione dati.