Scheda Tecnica LED Verde 1608-UG0100M-AM - Pacchetto PLCC-2 - 1.6x0.8mm - 2.65V @10mA - Angolo di Visione 120° - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 1608-UG0100M-AM è un diodo a emissione luminosa (LED) verde ad alta luminosità, progettato per applicazioni a montaggio superficiale. Utilizza un pacchetto PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier), un formato comune e affidabile per LED SMD. L'applicazione principale di questo componente è l'illuminazione interna automotive, indicando che il suo design soddisfa requisiti stringenti di affidabilità e prestazioni in ambienti impegnativi. La sua impronta compatta 1608 (1.6mm x 0.8mm) lo rende adatto per progetti con spazio limitato dove è richiesta un'illuminazione verde brillante e uniforme.

I vantaggi principali del LED includono un'elevata intensità luminosa tipica di 700 millicandele (mcd) a una corrente di pilotaggio standard di 10mA, combinata con un ampio angolo di visione di 120 gradi. Ciò garantisce una buona visibilità da varie angolazioni, fondamentale per retroilluminazione del cruscotto, illuminazione di interruttori o luci d'ambiente. Inoltre, il componente è qualificato secondo lo standard AEC-Q101, un parametro di riferimento critico per i semiconduttori discreti nelle applicazioni automotive, garantendo che possa resistere alle temperature estreme, alle vibrazioni e alle esigenze di longevità del settore automobilistico. La conformità a RoHS, REACH e alle direttive senza alogeni lo rende ecologico e adatto ai mercati globali.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Fotometriche ed Elettriche

I parametri operativi chiave definiscono le prestazioni del LED in condizioni standard (tipicamente a una temperatura di giunzione di 25°C e una corrente diretta di 10mA). L'Intensità Luminosa (Iv)è specificata con un valore tipico di 700 mcd, un minimo di 520 mcd e un massimo di 820 mcd. Viene applicata una tolleranza di misura dell'8%. Questo parametro rappresenta la luminosità percepita dell'emissione luminosa dall'occhio umano.

LaTensione Diretta (Vf)misura tipicamente 2.65V, con un intervallo da 2.25V a 3.25V a 10mA. È specificata una stretta tolleranza di misura di ±0.05V. Questa caduta di tensione ai capi del LED è cruciale per calcolare la dissipazione di potenza e progettare il circuito limitatore di corrente. LaLunghezza d'Onda Dominante (λd), che definisce il colore percepito, è centrata a 525nm (verde) con un intervallo da 520nm a 530nm e una tolleranza di ±1nm.

L'Angolo di Visioneè di 120 gradi, definito come l'angolo fuori asse in cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore di picco (Larghezza a Mezza Altezza - FWHM). È consentita una tolleranza di ±5 gradi.

2.2 Valori Massimi Assoluti e Gestione Termica

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente. LaCorrente Diretta Massima Assoluta (IF)è 30mA in continua. UnaCorrente di Sovraccarico (IFM)più elevata di 50mA è ammissibile per impulsi molto brevi (≤10μs) con un basso ciclo di lavoro (0.005). Il dispositivo non è progettato per funzionare con tensione inversa.

La gestione termica è critica per la longevità del LED. La massimaTemperatura di Giunzione (Tj)è 125°C. Il componente può operare in temperature ambiente da -40°C a +110°C. Sono forniti due valori per laResistenza Termica (Rth JS): 210 K/W (reale, misurata) e 190 K/W (elettrica, calcolata). Questo parametro indica quanto efficacemente il calore viaggia dalla giunzione del semiconduttore al punto di saldatura; un valore più basso è migliore. La massimaDissipazione di Potenza (Pd)è di 97.5 mW, calcolata utilizzando la tensione e corrente diretta massime.

Il dispositivo offre protezione ESD fino a 2 kV (Modello del Corpo Umano) e può resistere a una temperatura di picco per saldatura a rifusione di 260°C per 30 secondi.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire coerenza nella produzione di massa, i LED vengono suddivisi in bin di prestazioni. Questa scheda tecnica definisce i bin per tre parametri chiave.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa è raggruppata per lettera (Q, R, S, T, U, V, A, B) e numero (1, 2, 3), con ogni bin che copre un intervallo specifico di mcd. Per il 1608-UG0100M-AM, i possibili bin di output sono evidenziati, corrispondenti alla specifica tipica di 700mcd. Questo rientra nei bin U2 (520-610 mcd) e U3 (610-710 mcd) o V1 (710-820 mcd), a seconda del lotto di produzione specifico.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

La coerenza del colore è gestita attraverso bin di lunghezza d'onda dominante. I bin sono definiti da un codice a 4 cifre che rappresenta la lunghezza d'onda minima e massima in nanometri. Per questo LED verde, i bin rilevanti sono nell'intervallo 520-535nm, con il bin specifico per la parte tipica da 525nm che probabilmente è "2025" (520-525nm) o "2530" (525-530nm).

3.3 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è suddivisa in bin utilizzando un codice a 4 cifre che rappresenta la tensione minima e massima in decimi di volt (es., "2225" significa 2.2V a 2.5V). Per la Vf tipica di 2.65V, i bin corrispondenti sarebbero "2527" (2.50-2.75V) o "2730" (2.75-3.00V). Conoscere il bin della Vf aiuta a progettare circuiti di pilotaggio precisi, specialmente per applicazioni che richiedono luminosità uniforme su più LED.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

I grafici forniti offrono una visione approfondita del comportamento del LED in condizioni variabili.

4.1 Curva IV e Intensità Luminosa Relativa

Il graficoCorrente Diretta vs. Tensione Direttamostra la relazione esponenziale tipica dei diodi. A 10mA, la tensione è circa 2.65V. La curva consente ai progettisti di stimare la Vf ad altre correnti di pilotaggio. Il graficoIntensità Luminosa Relativa vs. Corrente Direttamostra che l'output luminoso aumenta in modo super-lineare con la corrente fino a un certo punto. Sebbene pilotare a correnti più elevate aumenti la luminosità, aumenta anche il calore e può accelerare il decadimento dei lumen.

4.2 Dipendenza dalla Temperatura

Il graficoIntensità Luminosa Relativa vs. Temperatura di Giunzioneè critico. Mostra che all'aumentare della temperatura di giunzione, l'output luminoso diminuisce. Questo è noto come quenching termico. Per prestazioni affidabili, un efficace dissipatore di calore e una corretta gestione della corrente di pilotaggio sono essenziali per mantenere bassa la temperatura di giunzione. Il graficoTensione Diretta Relativa vs. Temperatura di Giunzionemostra un coefficiente di temperatura negativo; la Vf diminuisce all'aumentare della temperatura. Questa proprietà può talvolta essere utilizzata per il rilevamento della temperatura.

Il graficoLunghezza d'Onda Dominante vs. Temperatura di Giunzioneindica un leggero spostamento del colore (tipicamente pochi nanometri) con il cambiamento di temperatura, importante per applicazioni critiche per il colore.

4.3 Derating e Funzionamento in Impulso

LaCurva di Derating della Corrente Direttadettaglia la massima corrente diretta continua ammissibile in base alla temperatura del pad di saldatura. All'aumentare della temperatura del pad, la corrente ammissibile diminuisce linearmente fino a raggiungere 30mA a 110°C. Il grafico dichiara esplicitamente di non utilizzare correnti inferiori a 3mA. IlGrafico della Capacità di Gestione degli Impulsimostra che per larghezze di impulso molto brevi (microsecondi a millisecondi), il LED può gestire correnti significativamente più elevate del massimo di 30mA in continua, a condizione che il ciclo di lavoro sia abbastanza basso da prevenire il surriscaldamento.

4.4 Distribuzione Spettrale

Il grafico dellaDistribuzione Spettrale Relativatraccia l'intensità della luce emessa a ciascuna lunghezza d'onda. Per un LED verde, questo mostra un picco nella regione verde (~525nm) con pochissima emissione in altre bande di colore. La ristrettezza di questo picco contribuisce alla purezza del colore. IlDiagramma Caratteristico Tipico della Radiazione(grafico polare) rappresenta visivamente l'angolo di visione di 120 gradi, mostrando come l'intensità si distribuisce spazialmente.

5. Informazioni Meccaniche, di Confezionamento e Montaggio

5.1 Dimensioni Meccaniche e Polarità

Il componente utilizza un pacchetto standard PLCC-2 per montaggio superficiale con un'impronta 1608 (1.6mm x 0.8mm). Il disegno meccanico (riferito nel PDF) fornisce le dimensioni esatte del corpo del pacchetto, delle posizioni dei terminali e della lente. La polarità corretta è essenziale. Il pacchetto PLCC-2 ha tipicamente un catodo contrassegnato (spesso una tacca, un punto o un segno verde sulla lente o un angolo smussato sul pacchetto). Il layout consigliato per i pad di saldatura garantisce una corretta formazione del giunto saldato e uno smaltimento termico durante la rifusione.

5.2 Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

Il LED è classificato per saldatura a rifusione con una temperatura di picco di 260°C per 30 secondi, in linea con gli standard IPC comuni per la saldatura senza piombo. Dovrebbe essere seguito un profilo di rifusione dettagliato per evitare shock termici. Le precauzioni includono evitare stress meccanici sulla lente, prevenire la contaminazione della superficie ottica e garantire l'uso di pasta saldante e design dello stencil appropriati. Il Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL) è 2, il che significa che il componente può essere conservato a ≤30°C/60% UR fino a un anno prima di richiedere la cottura prima della rifusione.

5.3 Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

Il componente è fornito su nastro e bobina per il montaggio automatizzato. Le informazioni di confezionamento specificano le dimensioni della bobina, la larghezza del nastro, la spaziatura delle tasche e l'orientamento. Il numero di parte 1608-UG0100M-AM segue una probabile convenzione di codifica: "1608" per la dimensione, "U" per il colore (probabilmente Ultragreen), "G" per verde, "0100" può riferirsi all'intensità o alla versione, "M" può indicare il confezionamento e "AM" probabilmente denota il grado automotive. Le informazioni per l'ordine specificherebbero i codici bin richiesti per intensità luminosa, lunghezza d'onda e tensione diretta per garantire la consegna delle esatte caratteristiche di prestazione.

6. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione

6.1 Applicazione Principale: Illuminazione Interna Automotive

Questo LED è esplicitamente progettato per l'illuminazione interna automotive. Ciò include applicazioni come la retroilluminazione del quadro strumenti, i pulsanti della console centrale, l'illuminazione ambientale dei vani piedi, l'illuminazione delle maniglie delle porte e gli indicatori del cambio. La qualifica AEC-Q101, l'ampio intervallo di temperatura operativa (-40°C a +110°C) e l'alta affidabilità lo rendono adatto a questi ambienti impegnativi dove il guasto non è un'opzione.

6.2 Considerazioni sul Circuito

Pilotaggio in Corrente:I LED sono dispositivi pilotati in corrente. È obbligatorio un generatore di corrente costante o una resistenza limitatrice di corrente in serie con una sorgente di tensione per prevenire la fuga termica. Il progetto dovrebbe basarsi sulla Vf tipica e sulla If desiderata, considerando le variazioni di binning.

Progettazione Termica:Il layout del PCB dovrebbe incorporare un adeguato smaltimento termico. I pad di saldatura, specialmente il pad termico se presente, dovrebbero essere collegati a una zona di rame per dissipare il calore. La corrente diretta dovrebbe essere deratata in base alla temperatura ambiente operativa prevista e alla resistenza termica del PCB.

Protezione ESD:Sebbene il LED abbia una protezione ESD di 2kV HBM, potrebbe essere necessaria una protezione esterna aggiuntiva (es., diodi TVS o resistenze) in ambienti soggetti a eventi ESD più elevati, come i cablaggi automotive.

6.3 Considerazioni Ottiche

L'angolo di visione di 120 gradi è adatto per la visione diretta o quando utilizzato con guide luminose e diffusori. Per applicazioni che richiedono un fascio più focalizzato, sarebbero necessarie ottiche secondarie (lenti). Il colore verde è efficace per indicatori di stato ed è spesso utilizzato in combinazione con altri colori per display multicolore.

7. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto ai LED verdi commerciali standard, il differenziatore chiave del 1608-UG0100M-AM è la suaqualifica automotive (AEC-Q101). Ciò comporta test rigorosi per la vita operativa ad alta temperatura (HTOL), cicli termici, resistenza all'umidità e altri stress che i componenti generici non subiscono. La sua intensità luminosa tipica di 700mcd è competitiva per le dimensioni del suo pacchetto. Il pacchetto PLCC-2 offre una migliore rigidità dei terminali e potenzialmente migliori prestazioni termiche rispetto a pacchetti più piccoli come 0402, rendendolo più robusto per le vibrazioni automotive. La struttura di binning specificata fornisce ai progettisti parametri di prestazione prevedibili, essenziali per mantenere la coerenza nei sistemi di illuminazione automotive dove l'abbinamento di colore e luminosità su più unità è critico.

8. Domande Frequenti (FAQ)

D: Qual è la corrente di pilotaggio minima per questo LED?

R: La scheda tecnica dichiara esplicitamente "Non utilizzare correnti inferiori a 3mA." La corrente diretta (IF) ha un valore minimo nominale di 3mA. Operare al di sotto di questo valore può risultare in un'emissione luminosa instabile o assente.

D: Posso pilotare questo LED con un'alimentazione da 3.3V senza resistenza?

R: No. Con una Vf tipica di 2.65V, collegarlo direttamente a 3.3V tenterebbe di far passare una corrente non controllata attraverso il LED, probabilmente superando il valore massimo assoluto di 30mA e causando un guasto immediato. È sempre richiesta una resistenza limitatrice di corrente o un driver a corrente costante.

D: Come interpreto il codice bin di intensità luminosa "U2"?

R: Il codice bin "U2" si riferisce a un intervallo specifico di intensità luminosa definito nella tabella di binning. Per il gruppo "U", il bin "2" corrisponde a un minimo di 520 mcd e un massimo di 610 mcd quando misurato in condizioni standard (IF=10mA, Tj=25°C).

D: Questo LED è adatto per l'illuminazione esterna automotive?

R: La scheda tecnica specifica "Illuminazione Interna Automotive" come applicazione. L'illuminazione esterna (es., luci posteriori, frecce) richiede tipicamente pacchetti diversi, potenza più elevata, colori diversi e spesso test di qualifica diversi per l'ingresso di umidità e la resistenza ai raggi UV. Questo componente non è specificato per uso esterno.

D: Qual è la differenza tra i valori di resistenza termica "Reale" ed "Elettrica"?

R: La resistenza termica "Reale" (210 K/W) è misurata direttamente utilizzando metodi fisici (es., sensori di temperatura). La resistenza termica "Elettrica" (190 K/W) è calcolata indirettamente misurando la variazione della tensione diretta con la temperatura (utilizzando il coefficiente di temperatura della Vf). Il metodo elettrico è spesso più veloce ma può avere presupposti diversi. Per un progetto termico conservativo, dovrebbe essere utilizzato il valore più alto (reale).

9. Esempi Pratici di Progettazione e Utilizzo

Esempio 1: Retroilluminazione di Interruttori del Cruscotto.Un progettista deve illuminare 10 interruttori indicatori verdi. Pianifica di pilotare ciascun LED a 10mA da un'alimentazione da 5V nell'auto. Utilizzando la Vf tipica di 2.65V, il valore della resistenza in serie richiesta è R = (5V - 2.65V) / 0.01A = 235 Ohm. Sarebbe scelta una resistenza standard da 240 Ohm. La potenza dissipata in ciascuna resistenza è (5V-2.65V)*0.01A = 0.0235W, quindi una piccola resistenza da 1/10W è sufficiente. Il layout del PCB posizionerebbe i LED e le resistenze vicini, con via termiche sotto i pad di saldatura del LED collegati a un piano di massa interno per la diffusione del calore.

Esempio 2: Modulazione a Larghezza di Impulso (PWM) per la Regolazione.Per l'illuminazione ambientale che richiede il controllo della luminosità, il LED può essere pilotato con un segnale PWM. La corrente diretta durante l'impulso "on" può essere impostata a 15-20mA per ottenere una luminosità di picco più elevata, mentre la corrente media (e quindi luminosità e calore) è controllata dal ciclo di lavoro. È necessario consultare il grafico della capacità di gestione degli impulsi per garantire che la larghezza di impulso e la corrente di picco scelte siano entro limiti sicuri per il ciclo di lavoro selezionato.

10. Principio Operativo e Tendenze Tecnologiche

10.1 Principio Operativo di Base

Un Diodo a Emissione Luminosa (LED) è un diodo a giunzione p-n semiconduttore. Quando viene applicata una tensione diretta, gli elettroni del materiale di tipo n si ricombinano con le lacune del materiale di tipo p nella regione attiva. Questa ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La lunghezza d'onda specifica (colore) della luce emessa è determinata dal bandgap energetico dei materiali semiconduttori utilizzati (es., Nitruro di Gallio e Indio per il verde). Il pacchetto PLCC ospita il die semiconduttore, fornisce connessioni elettriche tramite terminali e include una lente in plastica modellata che modella l'output luminoso e protegge il die.

10.2 Tendenze del Settore

La tendenza nei LED per illuminazione interna automotive è verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), che riduce il consumo energetico e il carico termico. C'è anche una tendenza verso dimensioni di pacchetto più piccole (es., 1006/0402) per un'illuminazione più discreta e un'integrazione più stretta. Le funzionalità avanzate includono circuiti integrati driver integrati nel pacchetto LED per un controllo semplificato. Inoltre, la domanda di resa cromatica precisa e coerente su ampi intervalli di temperatura sta aumentando, guidando miglioramenti nella tecnologia dei fosfori (per LED bianchi) e nella coerenza della crescita dei wafer epitassiali (per LED monocromatici come questo verde). La spinta verso un'illuminazione ambientale più sofisticata con zone multicolore dinamiche influenza anche lo sviluppo di LED con binning più stretto e una migliore stabilità delle prestazioni.