Indice
- 1. Panoramica del Prodotto
- 1.1 Descrizione Generale
- 1.2 Caratteristiche
- 1.3 Applicazioni
- 2. Parametri Tecnici
- 2.1 Caratteristiche Elettriche e Ottiche (Ts=25°C, IF=20mA)
- 2.2 Valori Massimi Assoluti
- 3. Range e Smistamento dei Bin
- 3.1 Bin di Tensione Diretta (IF=20mA)
- 3.2 Bin di Intensità Luminosa
- 3.3 Bin di Lunghezza d'Onda
- 4. Analisi delle Curve di Prestazione
- 4.1 Tensione Diretta vs Corrente Diretta
- 4.2 Corrente Diretta vs Intensità Relativa
- 4.3 Effetti della Temperatura
- 4.4 Diagramma di Radiazione
- 4.5 Stabilità della Lunghezza d'Onda
- 4.6 Spettro
- 5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento
- 5.1 Dimensioni del Package
- 5.2 Layout del Pad di Saldatura
- 5.3 Polarità
- 6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio
- 6.1 Profilo di Saldatura a Riflusso
- 6.2 Saldatura Manuale
- 6.3 Pulizia e Manipolazione
- 7. Informazioni su Confezionamento e Ordinazione
- 7.1 Dettagli del Confezionamento
- 7.2 Specifiche dell'Etichetta
- 7.3 Protezione dall'Umidità
- 8. Condizioni dei Test di Affidabilità
- 9. Criteri di Guasto
- 10. Precauzioni di Manipolazione
- 10.1 Restrizioni Ambientali
- 10.2 Manipolazione Meccanica
- 10.3 Progettazione Elettrica
- 10.4 Protezione ESD
- 11. Note Applicative
- 12. Confronto Tecnico
- 13. Domande Frequenti
- 14. Caso Applicativo Pratico
- 15. Principio Operativo di Base
- 16. Tendenze di Sviluppo
- 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
Il RF-GNRA30TS-CF-Z è un LED verde ad alte prestazioni basato su tecnologia InGaN, confezionato in formato standard PLCC2 con dimensioni 3.50mm x 2.80mm x 1.84mm. Questo dispositivo è progettato per applicazioni automobilistiche e di illuminazione generale che richiedono elevata luminosità e ampio angolo di visione.
1.2 Caratteristiche
- Package PLCC2 per facile assemblaggio SMT
- Angolo di visione estremamente ampio di 120°
- Adatto a tutti i processi di assemblaggio SMT e saldatura a riflusso
- Disponibile su nastro e bobina (2000 pezzi/bobina)
- Livello di sensibilità all'umidità: Livello 2
- Conforme alle direttive RoHS e REACH
- Qualificato secondo le linee guida AEC-Q101 per applicazioni automobilistiche
- Elevata tolleranza ESD fino a 8000V (HBM)
1.3 Applicazioni
- Illuminazione interna automobilistica (cruscotto, interruttori, ecc.)
- Lampade indicatrici e interruttori
- Indicazione generale e retroilluminazione
2. Parametri Tecnici
2.1 Caratteristiche Elettriche e Ottiche (Ts=25°C, IF=20mA)
La tabella seguente riassume i parametri chiave:
| Parametro | Simbolo | Min | Tip | Max | Unità |
|---|---|---|---|---|---|
| Tensione Diretta | VF | 2.8 | 3.2 | 3.4 | V |
| Corrente Inversa | IR | - | - | 10 | μA |
| Intensità Luminosa | IV | 900 | 1200 | 1500 | mcd |
| Lunghezza d'Onda Dominante | Wd | 520 | 521 | 525 | nm |
| Angolo di Visione | 2θ1/2 | - | 120 | - | gradi |
| Resistenza Termica (Giunzione a Saldatura) | RTHJ-S | - | - | 180 | °C/W |
Tutte le misurazioni sono effettuate in condizioni standardizzate a 25°C. Tolleranza della tensione diretta ±0.1V, tolleranza delle coordinate cromatiche ±0.005, tolleranza dell'intensità luminosa ±10%.
2.2 Valori Massimi Assoluti
| Parametro | Simbolo | Valore | Unità |
|---|---|---|---|
| Dissipazione di Potenza | PD | 102 | mW |
| Corrente Diretta | IF | 30 | mA |
| Corrente Diretta di Picco (ciclo 1/10, 10ms) | IFP | 100 | mA |
| Tensione Inversa | VR | 5 | V |
| ESD (HBM) | ESD | 8000 | V |
| Temperatura Operativa | TOPR | -40 ~ +100 | °C |
| Temperatura di Stoccaggio | TSTG | -40 ~ +100 | °C |
| Temperatura di Giunzione | TJ | 120 | °C |
Prestare attenzione a non superare questi valori. La corrente massima deve essere determinata in base alle condizioni termiche effettive.
3. Range e Smistamento dei Bin
3.1 Bin di Tensione Diretta (IF=20mA)
La tensione diretta è smistata in sei bin: G1 (2.8-2.9V), G2 (2.9-3.0V), H1 (3.0-3.1V), H2 (3.1-3.2V), I1 (3.2-3.3V), I2 (3.3-3.4V).
3.2 Bin di Intensità Luminosa
Sono definiti due bin di intensità: 1CN (900-1200mcd) e M1 (1200-1500mcd).
3.3 Bin di Lunghezza d'Onda
La lunghezza d'onda dominante è smistata in E1 (520-522.5nm) e E2 (522.5-525nm).
4. Analisi delle Curve di Prestazione
Le curve tipiche delle caratteristiche ottiche sono fornite per facilitare la progettazione. Osservazioni chiave:
4.1 Tensione Diretta vs Corrente Diretta
A 20mA, VF è circa 3.2V. La curva mostra la tipica caratteristica esponenziale del diodo.
4.2 Corrente Diretta vs Intensità Relativa
L'intensità luminosa relativa aumenta quasi linearmente con la corrente diretta fino a 30mA.
4.3 Effetti della Temperatura
All'aumentare della temperatura di saldatura da 20°C a 100°C, l'intensità relativa diminuisce di circa il 15%. Anche la tensione diretta diminuisce leggermente con la temperatura (circa -0.1V su 100°C). La corrente diretta massima viene ridotta a temperature elevate.
4.4 Diagramma di Radiazione
Il dispositivo ha un ampio angolo di radiazione di 120°, con distribuzione di intensità uniforme.
4.5 Stabilità della Lunghezza d'Onda
La lunghezza d'onda dominante si sposta leggermente con la corrente diretta, circa 0.5nm sull'intervallo di 30mA.
4.6 Spettro
Lo spettro di emissione ha un picco intorno a 521nm con una FWHM stretta tipica dei LED verdi InGaN.
5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento
5.1 Dimensioni del Package
Il package del LED misura 3.50mm (lunghezza) x 2.80mm (larghezza) x 1.84mm (altezza). La tolleranza è ±0.2mm salvo diversa indicazione.
5.2 Layout del Pad di Saldatura
Le dimensioni consigliate per il pattern di saldatura sono fornite nel datasheet, incluso un pad centrale per la gestione termica.
5.3 Polarità
Il catodo è contrassegnato da una tacca sul package. Assicurare l'orientamento corretto durante l'assemblaggio.
6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio
6.1 Profilo di Saldatura a Riflusso
Profilo di riflusso consigliato: preriscaldamento da 150°C a 200°C per 60-120 secondi, rampa fino a 217°C (max 3°C/s), temperatura di picco 260°C per max 10 secondi, raffreddamento a max 6°C/s. Il tempo totale da 25°C al picco non deve superare 8 minuti. Non eseguire il riflusso più di due volte.
6.2 Saldatura Manuale
Se necessaria la saldatura manuale, utilizzare un saldatore a ≤300°C per ≤3 secondi, e una sola volta.
6.3 Pulizia e Manipolazione
Utilizzare alcol isopropilico per la pulizia; evitare la pulizia a ultrasuoni. Non applicare pressione sulla superficie della lente in silicone.
7. Informazioni su Confezionamento e Ordinazione
7.1 Dettagli del Confezionamento
La bobina standard contiene 2000 pezzi. Dimensioni del nastro trasportatore: larghezza 8.0mm, passo secondo EIA-481. Dimensioni bobina: diametro 178mm, mozzo 60mm, foro mandrino 13mm.
7.2 Specifiche dell'Etichetta
Ogni bobina include un'etichetta con numero di parte, numero specifica, numero lotto, codice bin, flusso luminoso, bin cromaticità, tensione diretta, lunghezza d'onda, quantità e data.
7.3 Protezione dall'Umidità
I dispositivi vengono spediti in sacchetti barriera all'umidità con essiccante. Prima dell'apertura, conservare a ≤30°C / ≤75%UR per un massimo di 1 anno. Dopo l'apertura, utilizzare entro 24 ore a ≤30°C / ≤60%UR; in caso contrario, essiccare a 60±5°C per >24 ore.
8. Condizioni dei Test di Affidabilità
Il prodotto è stato sottoposto a test di affidabilità tra cui riflusso (260°C, 2 volte), livello di sensibilità all'umidità 2 (85°C/60%UR, 168h), shock termico (-40°C a 125°C, 1000 cicli), test di vita (100°C, 1000h) e test di vita ad alta temperatura/umidità (85°C/85%UR, 1000h). Tutti i test superati con zero guasti.
9. Criteri di Guasto
Criteri di accettazione: tensione diretta non superiore a 1.1x limite superiore specificato, corrente inversa non superiore a 2x limite superiore specificato, flusso luminoso non inferiore a 0.7x limite inferiore specificato.
10. Precauzioni di Manipolazione
10.1 Restrizioni Ambientali
Il contenuto di zolfo nei materiali di accoppiamento deve essere inferiore a 100ppm. Bromo e cloro ciascuno inferiore a 900ppm, combinati inferiori a 1500ppm. Evitare VOC che potrebbero attaccare il silicone.
10.2 Manipolazione Meccanica
Utilizzare strumenti adeguati per maneggiare lungo i lati. Non toccare la lente in silicone con mani nude o oggetti appuntiti.
10.3 Progettazione Elettrica
Utilizzare sempre resistori di limitazione della corrente. Assicurarsi di non applicare mai tensione inversa. Progettare la gestione termica per mantenere la temperatura di giunzione al di sotto di 120°C.
10.4 Protezione ESD
Questo LED è sensibile alle scariche elettrostatiche. Utilizzare postazioni di lavoro con messa a terra, cinturini da polso e imballaggi conduttivi.
11. Note Applicative
Il RF-GNRA30TS-CF-Z è ideale per l'illuminazione interna automobilistica come indicatori del cruscotto, retroilluminazione dei pulsanti e illuminazione ambientale. Il suo ampio angolo di visione (120°) garantisce un'illuminazione uniforme. Con la qualifica AEC-Q101, soddisfa i rigorosi standard di affidabilità automobilistica. I progettisti devono considerare la riduzione della corrente a temperature ambiente elevate e garantire un adeguato smaltimento del calore attraverso piani di rame sul PCB.
12. Confronto Tecnico
Rispetto ai LED verdi PLCC2 standard, questo dispositivo offre un angolo di visione più ampio (120° contro tipici 110°), una maggiore tolleranza ESD (8000V contro 2000V) e una resistenza termica inferiore (180°C/W). Le opzioni di binning stretto per VF, IV e lunghezza d'onda consentono una migliore uniformità in produzione.
13. Domande Frequenti
D: Qual è la corrente consigliata per la massima efficienza?R: Circa 20mA fornisce un buon equilibrio tra luminosità ed efficacia. Una corrente più alta aumenta la luminosità ma riduce l'efficienza e genera più calore.
D: Questo LED può essere utilizzato in applicazioni esterne?R: L'intervallo di temperatura operativa è da -40°C a +100°C, adatto per molti ambienti esterni, ma potrebbe essere necessaria una protezione aggiuntiva contro umidità e raggi UV.
D: Come scegliere il resistore corretto?R: Utilizzare R = (Vcc - VF) / IF, dove VF è tipicamente 3.2V a 20mA, IF è la corrente desiderata. Assicurarsi della potenza nominale del resistore.
14. Caso Applicativo Pratico
In un'applicazione di retroilluminazione del quadro strumenti automobilistico, utilizzando una matrice di questi LED verdi con modulazione di larghezza d'impulso (PWM) si ottiene un controllo uniforme della luminosità mantenendo la consistenza del colore. Un design termico con piani di rame sotto i pad del LED e vie di collegamento agli strati interni mantiene la temperatura di giunzione entro i limiti.
15. Principio Operativo di Base
Questo LED si basa sulla tecnologia a semiconduttore di nitruro di gallio (InGaN). Quando una corrente diretta fluisce attraverso la giunzione p-n, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva, emettendo fotoni con energia corrispondente alla lunghezza d'onda verde (circa 521nm). Il package PLCC2 fornisce protezione meccanica ed estrazione efficiente della luce.
16. Tendenze di Sviluppo
La tecnologia LED continua a progredire verso una maggiore efficienza luminosa, una migliore resa cromatica e package più piccoli. Il settore automobilistico richiede una crescente affidabilità e integrazione con i sistemi ADAS. Questo prodotto si allinea alle tendenze offrendo elevata protezione ESD, ampio angolo di visione e qualifica AEC-Q101, adatto per l'illuminazione dei veicoli di prossima generazione.
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. |