Indice
- 1. Descrizione e caratteristiche principali
- 1.1 Descrizione generale
- 1.2 Caratteristiche
- 1.3 Applicazioni
- 2. Dimensioni del package e pattern di saldatura
- 2.1 Dimensioni meccaniche
- 3. Caratteristiche elettriche e ottiche
- 3.1 Definizione dei parametri
- 3.2 Valori massimi assoluti
- 4. Curve tipiche delle caratteristiche ottiche
- 4.1 Tensione diretta vs Corrente diretta
- 4.2 Corrente diretta vs Intensità relativa
- 4.3 Temperatura del pin vs Intensità relativa
- 4.4 Temperatura del pin vs Corrente diretta
- 4.5 Corrente diretta vs Lunghezza d'onda dominante
- 4.6 Intensità relativa vs Lunghezza d'onda
- 4.7 Diagramma di radiazione
- 5. Informazioni sull'imballaggio
- 5.1 Specifiche dell'imballaggio
- 5.2 Dimensioni del nastro di trasporto e della bobina
- 5.3 Informazioni sull'etichetta
- 5.4 Imballaggio resistente all'umidità
- 5.5 Elementi e condizioni del test di affidabilità
- 5.6 Criteri di guasto
- 6. Istruzioni per la saldatura a rifusione SMT
- 6.1 Parametri del profilo di rifusione
- 6.2 Saldatura a mano e riparazione
- 7. Precauzioni per la manipolazione e lo stoccaggio
- 7.1 Considerazioni ambientali
- 7.2 Manipolazione meccanica
- 7.3 Condizioni di stoccaggio
- 7.4 ESD e progettazione del circuito
- 7.5 Pulizia
- Terminologia delle specifiche LED
- Prestazioni fotoelettriche
- Parametri elettrici
- Gestione termica e affidabilità
- Imballaggio e materiali
- Controllo qualità e binning
- Test e certificazione
1. Descrizione e caratteristiche principali
1.1 Descrizione generale
Questo prodotto LED è un LED SMD giallo-verde realizzato con un chip giallo-verde. Le dimensioni del package sono 3,2 mm x 1,6 mm x 0,7 mm. È progettato per il montaggio superficiale ed è compatibile con i processi SMT standard.
1.2 Caratteristiche
- Angolo di visione estremamente ampio di 140 gradi.
- Adatto per tutti i processi di assemblaggio e saldatura SMT.
- Livello di sensibilità all'umidità: Livello 3 (MSL 3).
- Conforme alla direttiva RoHS.
1.3 Applicazioni
- Indicatori ottici.
- Interruttori, simboli e display.
- Illuminazione generale e segnaletica.
2. Dimensioni del package e pattern di saldatura
2.1 Dimensioni meccaniche
Il package LED misura 3,20 mm x 1,60 mm x 0,70 mm (lunghezza x larghezza x altezza). La vista dall'alto mostra un contorno rettangolare. La vista dal basso indica un grande pad dell'anodo (pad 2) e un pad del catodo più piccolo (pad 1). La vista laterale mostra l'altezza totale. La polarità è contrassegnata sulla superficie superiore. Viene fornito un layout consigliato del pad di saldatura con dimensioni specifiche: un pad centrale di 1,50 mm x 1,60 mm per il pad grande e due pad laterali di 0,30 mm x 1,60 mm per gli altri terminali. Tutte le dimensioni sono in millimetri con tolleranze di ±0,2 mm salvo diversa indicazione.
Le fig. 1-1 e 1-5 illustrano le viste dall'alto, dal basso, laterali, il segno di polarità e il pattern di saldatura consigliato.
3. Caratteristiche elettriche e ottiche
3.1 Definizione dei parametri
Nelle condizioni di prova IF=20mA e Ts=25°C, il LED presenta le seguenti caratteristiche:
- Larghezza di banda a metà altezza spettrale (Δλ):Tipicamente 15 nm.
- Tensione diretta (VF):Suddiviso in tre gruppi: B0 (1,8-2,0 V), C0 (2,0-2,2 V), D0 (2,2-2,4 V). I valori tipici variano all'interno di questi intervalli.
- Lunghezza d'onda dominante (λD):Suddiviso in cinque gruppi che coprono da 562,5 nm a 575 nm: A20 (562,5-565 nm), B10 (565-567,5 nm), B20 (567,5-570 nm), C10 (570-572,5 nm), C20 (572,5-575 nm).
- Intensità luminosa (IV):Suddiviso in sei gruppi da 12 mcd a 100 mcd: B00 (12-18 mcd), C00 (18-28 mcd), D00 (28-43 mcd), E00 (43-65 mcd), F10 (65-80 mcd), F20 (80-100 mcd).
- Angolo di visione (2θ1/2):140 gradi tipico.
- Corrente inversa (IR):10 μA massimo a VR=5 V.
- Resistenza termica (RTHJ-S):450 °C/W massimo.
3.2 Valori massimi assoluti
| Parametro | Simbolo | Valore nominale | Unità |
|---|---|---|---|
| Dissipazione di potenza | Pd | 72 | mW |
| Corrente diretta | IF | 30 | mA |
| Corrente diretta di picco (Impulso) | IFP | 60 | mA |
| ESD (HBM) | ESD | 2000 | V |
| Temperatura di esercizio | Topr | -40 a +85 | °C |
| Temperatura di stoccaggio | Tstg | -40 a +85 | °C |
| Temperatura di giunzione | Tj | 95 | °C |
Tolleranza di misura: VF ±0,1 V, λD ±2 nm, IV ±10%.
4. Curve tipiche delle caratteristiche ottiche
La scheda tecnica fornisce diverse curve caratteristiche misurate a Ta=25°C salvo diversa indicazione:
4.1 Tensione diretta vs Corrente diretta
La figura 1-6 mostra la tensione diretta in funzione della corrente diretta. A 20 mA, la tensione diretta è di circa 1,8-2,4 V a seconda del bin. La curva indica una tipica forma esponenziale del diodo.
4.2 Corrente diretta vs Intensità relativa
La figura 1-7 mostra che l'intensità relativa aumenta con la corrente diretta. A 20 mA, l'intensità relativa è circa 1,0 (normalizzata). A 30 mA (massima), l'intensità è maggiore ma è necessaria cautela a causa dei limiti termici.
4.3 Temperatura del pin vs Intensità relativa
La figura 1-8 indica che all'aumentare della temperatura ambiente, l'intensità relativa diminuisce. A 100 °C, l'intensità scende a circa 0,8 del valore a 25 °C.
4.4 Temperatura del pin vs Corrente diretta
La figura 1-9 mostra la curva di declassamento: la corrente diretta massima consentita diminuisce all'aumentare della temperatura del pin. A 100 °C, la corrente massima è di circa 10 mA.
4.5 Corrente diretta vs Lunghezza d'onda dominante
La figura 1-10 mostra un leggero spostamento verso il blu con l'aumento della corrente: a 20 mA la lunghezza d'onda è intorno a 570 nm, diminuendo a circa 568 nm a 30 mA.
4.6 Intensità relativa vs Lunghezza d'onda
La figura 1-11 mostra la distribuzione spettrale. L'emissione di picco è intorno a 570 nm con una larghezza di banda a metà altezza di 15 nm. Lo spettro è stretto e tipico dei LED giallo-verdi.
4.7 Diagramma di radiazione
La figura 1-12 illustra le caratteristiche di radiazione. Il LED ha un ampio angolo di visione di 140°, vantaggioso per applicazioni di indicatori che richiedono un'ampia copertura.
5. Informazioni sull'imballaggio
5.1 Specifiche dell'imballaggio
I LED sono confezionati in formato nastro e bobina con 4000 pezzi per bobina. Il nastro di trasporto ha una larghezza di 8 mm e un passo di 4 mm. L'orientamento della polarità è chiaramente indicato sul nastro.
5.2 Dimensioni del nastro di trasporto e della bobina
Le dimensioni della tasca del nastro di trasporto sono progettate per contenere saldamente il package 3,2x1,6x0,7 mm. La bobina ha un diametro esterno di 178±1 mm, un diametro del mozzo di 60±1 mm e una larghezza del nastro di 8,0±0,1 mm.
5.3 Informazioni sull'etichetta
Ogni bobina è etichettata con numero di parte, numero di specifica, numero di lotto, codice bin (inclusi flusso, bin cromaticità, tensione diretta, codice lunghezza d'onda), quantità e codice data.
5.4 Imballaggio resistente all'umidità
Le bobine sono sigillate in un sacchetto barriera contro l'umidità insieme a un essiccante e una scheda indicatrice di umidità. Il sacchetto è etichettato con avvertenza ESD e avviso sul livello di sensibilità all'umidità.
5.5 Elementi e condizioni del test di affidabilità
I LED sono stati sottoposti a test di affidabilità secondo gli standard JEDEC:
- Saldatura a rifusione (260 °C max, 10 s, 2 cicli)
- Ciclo termico (-40 °C a 100 °C, 100 cicli)
- Shock termico (-40 °C a 100 °C, 300 cicli)
- Stoccaggio ad alta temperatura (100 °C, 1000 h)
- Stoccaggio a bassa temperatura (-40 °C, 1000 h)
- Test di vita (25 °C, IF=20 mA, 1000 h)
Criteri di accettazione: 0 guasti consentiti su 22 pezzi per ogni test.
5.6 Criteri di guasto
Dopo i test di affidabilità, le seguenti modifiche sono considerate guasti:
- VF aumenta oltre 1,1 volte il limite superiore della specifica.
- IR aumenta oltre 2 volte il limite superiore della specifica.
- Il flusso luminoso scende al di sotto di 0,7 volte il limite inferiore della specifica.
6. Istruzioni per la saldatura a rifusione SMT
6.1 Parametri del profilo di rifusione
Viene fornito il profilo di saldatura a rifusione consigliato per garantire una saldatura corretta senza danneggiare il LED. Parametri chiave:
- Velocità media di rampa (Tsmax a Tp): max 3 °C/s
- Preriscaldamento: da 150 °C a 200 °C per 60-120 s
- Tempo sopra 217 °C: 60-150 s
- Temperatura di picco: 260 °C, max 10 s
- Velocità di raffreddamento: max 6 °C/s
- Tempo totale da 25 °C al picco: max 8 minuti
La rifusione non deve essere eseguita più di due volte. Se tra due fasi di saldatura trascorrono più di 24 ore, i LED possono assorbire umidità e danneggiarsi.
6.2 Saldatura a mano e riparazione
Saldatura manuale: temperatura del saldatore inferiore a 300 °C, tempo inferiore a 3 secondi, una sola volta. La riparazione dovrebbe essere evitata; se necessario, utilizzare un saldatore a doppia punta.
7. Precauzioni per la manipolazione e lo stoccaggio
7.1 Considerazioni ambientali
L'ambiente operativo deve avere una concentrazione di composti di zolfo inferiore a 100 PPM. Contenuto di alogeni: Br<900 PPM, Cl<900 PPM, Br+Cl totale<1500 PPM. I composti organici volatili (VOC) possono penetrare nell'incapsulante in silicone e causare scolorimento; evitare adesivi che rilasciano vapori organici.
7.2 Manipolazione meccanica
Usare pinzette lungo le superfici laterali; non toccare o premere direttamente la lente in silicone. Evitare stress meccanici dopo la saldatura. Non deformare il PCB.
7.3 Condizioni di stoccaggio
| Condizione | Temperatura | Umidità | Tempo |
|---|---|---|---|
| Prima di aprire il sacchetto | ≤30 °C | ≤75% | Entro 1 anno dalla data |
| Dopo aver aperto il sacchetto | ≤30 °C | ≤60% | 168 ore (7 giorni) |
| Cottura | 60±5 °C | - | ≥24 ore |
Se la scheda indicatrice di umidità mostra umidità eccessiva o il tempo di stoccaggio è stato superato, è necessaria la cottura.
7.4 ESD e progettazione del circuito
I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche (ESD) e ai sovraccarichi elettrici (EOS). Devono essere implementate adeguate misure di protezione ESD. Nella progettazione del circuito, includere sempre un resistore di limitazione della corrente per evitare che la corrente superi il valore massimo assoluto. La tensione inversa deve essere evitata poiché può causare migrazione e danni.
7.5 Pulizia
Se è necessaria la pulizia, utilizzare alcol isopropilico. Non utilizzare solventi che potrebbero attaccare la resina del package. La pulizia a ultrasuoni non è consigliata poiché potrebbe danneggiare il LED.
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. |