Scheda Tecnica LED ELAT07-NB2025J5J7293910-F3Y - Bianco Caldo - 200lm @ 1A - 2.95-3.95V - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un diodo a emissione luminosa (LED) ad alte prestazioni a luce bianca calda. Il dispositivo è caratterizzato dal suo design compatto e dall'elevata efficienza luminosa, rendendolo adatto per applicazioni con vincoli di spazio che richiedono un'illuminazione di qualità.

Il vantaggio principale di questo LED risiede nella combinazione di fattore di forma ridotto e alta potenza ottica. Fornisce un flusso luminoso tipico di 200 lumen quando alimentato con una corrente diretta di 1 Ampere, con un'efficienza ottica di 54.47 lumen per Watt. Questo equilibrio lo rende una scelta efficiente per varie soluzioni di illuminazione.

I mercati target per questo componente sono vari, concentrandosi principalmente su applicazioni che richiedono una sorgente luminosa compatta, brillante e a luce bianca calda. I suoi parametri di progettazione soddisfano sia l'elettronica di consumo che i dispositivi di illuminazione specializzati.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Elettro-Ottiche

I principali parametri elettro-ottici sono misurati a una temperatura del punto di saldatura (Ts) di 25°C. L'indicatore di prestazione chiave è il Flusso Luminoso (Iv), con un valore minimo di 180 lm e un valore tipico di 200 lm sotto una corrente diretta (IF) di 1000mA. La tensione diretta (VF) in questa condizione varia da un minimo di 2.95V a un massimo di 3.95V, con il valore tipico che dipende dal bin di tensione specifico. La temperatura di colore correlata (CCT) per questo LED bianco caldo rientra nell'intervallo da 2000K a 2500K.

È importante notare le tolleranze di misura: le misurazioni del flusso luminoso e dell'illuminamento hanno una tolleranza di ±10%, mentre la misurazione della tensione diretta ha una tolleranza di ±0.1V. Tutti i dati elettrici e ottici sono testati in condizioni di impulso di 50 ms per minimizzare gli effetti di auto-riscaldamento durante la misurazione.

2.2 Valori Massimi Assoluti

Per garantire un funzionamento affidabile, il dispositivo non deve essere operato oltre i suoi valori massimi assoluti. La corrente diretta continua (modalità torcia) è nominalmente di 350 mA. Per il funzionamento in impulso, è consentita una corrente di picco di 1000 mA sotto un ciclo specifico: 400 ms acceso e 3600 ms spento, per un massimo di 30.000 cicli.

Il dispositivo incorpora protezione ESD, testata secondo lo standard JEDEC 3b (Modello del Corpo Umano), e può resistere fino a 8000V. La massima temperatura di giunzione (TJ) ammissibile è di 145°C, con un intervallo di temperatura operativa da -40°C a +85°C. L'intervallo di temperatura di stoccaggio è leggermente più ampio, da -40°C a +100°C. Per l'assemblaggio, la temperatura di saldatura è nominale a 260°C e il dispositivo può resistere a un massimo di 2 cicli di rifusione.

La resistenza termica dalla giunzione al punto di saldatura (Rth) è specificata come 8.5 °C/W. L'angolo di visione (2θ1/2), definito come l'angolo fuori asse dove l'intensità luminosa è la metà del valore di picco, è di 120 gradi con una tolleranza di ±5°.

2.3 Note Termiche e di Affidabilità

Vengono fornite note critiche sull'affidabilità. Il LED non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa. Il funzionamento alla massima temperatura di giunzione non deve superare un'ora continuativamente. Tutte le specifiche sono garantite da test di affidabilità di 1000 ore, con il criterio che il degrado della caratteristica IV (corrente-tensione) sia inferiore al 30%. Questi test di affidabilità sono condotti sotto una buona gestione termica utilizzando un circuito stampato a nucleo metallico (MCPCB) da 1.0 x 1.0 cm².

Il dispositivo è classificato come Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL) 1 secondo gli standard JEDEC. Ciò significa che ha una durata di vita illimitata a condizioni ≤30°C e 85% di umidità relativa e richiede una cottura di 168 ore a 85°C/85% RH se la confezione protettiva viene aperta.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il LED è suddiviso in bin in base a tre parametri chiave: Tensione Diretta (VF), Flusso Luminoso (Iv) e Cromaticità (coordinate colore). Questo binning garantisce la coerenza delle prestazioni elettriche e ottiche per i lotti di produzione.

3.1 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è categorizzata in tre bin, identificati da un codice a quattro cifre che rappresenta l'intervallo di tensione in millivolt (es. 2932 rappresenta 2.95V - 3.25V). I bin sono: 2932 (2.95V - 3.25V), 3235 (3.25V - 3.55V) e 3539 (3.55V - 3.95V). Tutte le misurazioni sono a IF=1000mA.

3.2 Binning del Flusso Luminoso

Il flusso luminoso è suddiviso in bin utilizzando codici alfanumerici (J5, J6, J7). Il bin rilevante per questo numero di parte specifico è J5, che copre un intervallo di flusso luminoso da 180 lm a 200 lm a IF=1000mA. Altri bin disponibili includono J6 (200-250 lm) e J7 (250-300 lm).

3.3 Binning della Cromaticità (Colore)

Il bin di cromaticità per questo LED bianco caldo è definito all'interno dello spazio colore CIE 1931. Il codice bin 2025 corrisponde a specifici intervalli di coordinate colore che producono una Temperatura di Colore Correlata tra 2000K e 2500K. Le coordinate colore di riferimento per questo bin sono fornite, con un'allowance di misura di ±0.01. I bin di colore sono definiti a una corrente operativa di IF=1000mA.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

4.1 Distribuzione Spettrale e Diagramma di Radiazione

La tipica curva di distribuzione spettrale relativa mostra l'output luminoso attraverso le lunghezze d'onda quando alimentato a 1000mA. La lunghezza d'onda di picco (λp) è caratteristica del LED bianco caldo a conversione di fosforo. Il tipico diagramma di radiazione è Lambertiano, il che significa che l'intensità luminosa è proporzionale al coseno dell'angolo di visione, risultando in un'ampia e uniforme distribuzione della luce con l'angolo di visione specificato di 120 gradi.

4.2 Caratteristiche Dirette

La curva della tensione diretta rispetto alla corrente diretta illustra la relazione non lineare tipica dei diodi a semiconduttore. All'aumentare della corrente, aumenta la tensione diretta. La curva del flusso luminoso relativo rispetto alla corrente diretta mostra come l'output luminoso aumenti con la corrente, sebbene l'efficienza possa diminuire a correnti più elevate a causa dell'aumento del calore. La curva della temperatura di colore correlata (CCT) rispetto alla corrente diretta indica come la temperatura di colore della luce emessa possa spostarsi leggermente con diverse correnti di pilotaggio. Tutti i dati di correlazione per queste curve sono testati sotto una gestione termica superiore utilizzando un MCPCB da 1x1 cm².

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il dispositivo è fornito in un package per montaggio superficiale. Le dimensioni del package sono dettagliate in un disegno tecnico. Le dimensioni critiche includono la lunghezza, larghezza e altezza complessive, nonché il layout e la spaziatura dei pad. Le tolleranze per le dimensioni sono tipicamente di ±0.1mm salvo diversa indicazione. Il disegno include marcature di identificazione della polarità per garantire il corretto orientamento durante l'assemblaggio.

6. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

È fornito un profilo caratteristico di saldatura a rifusione, che dettaglia le velocità di rampa di temperatura consigliate, la temperatura di picco e il tempo sopra il liquidus per la saldatura. Il rispetto di questo profilo è cruciale per prevenire danni termici al package del LED e al die interno.

6.2 Precauzioni per la Manipolazione e lo Stoccaggio

Vengono enfatizzate importanti note di manipolazione. Sebbene il dispositivo abbia protezione ESD, non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa. Nel circuito dovrebbero essere utilizzati resistori limitatori di corrente esterni per prevenire condizioni di sovracorrente, poiché un leggero spostamento di tensione potrebbe causare un grande spostamento di corrente portando al guasto.

Per lo stoccaggio, la classificazione MSL-1 significa che i dispositivi possono essere conservati nella loro confezione originale resistente all'umidità indefinitamente in condizioni controllate. Una volta aperta la busta, se non utilizzati immediatamente, dovrebbero essere seguite le pratiche standard del settore per i dispositivi sensibili all'umidità.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

Il prodotto è fornito in imballaggio resistente all'umidità. La quantità minima di imballaggio è di 1000 pezzi. Per volumi maggiori, è disponibile su bobine con una quantità caricata standard di 2000 pezzi per bobina. L'etichettatura del prodotto sulla bobina include informazioni critiche: Numero Prodotto Cliente (CPN), Numero di Parte interno (P/N), Numero di Lotto, Quantità di Imballaggio (QTY) e i codici bin per Flusso Luminoso (CAT), Colore (HUE) e Tensione Diretta (REF). È indicato anche il Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL-X).

Le dimensioni per il nastro portante e la bobina dell'emettitore sono fornite in millimetri per facilitare i processi di assemblaggio automatizzato pick-and-place.

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

In base alle sue specifiche, questo LED è ben adatto per diverse applicazioni: Flash per Fotocamera di Telefono Mobile, dove l'alta luminosità in un package compatto è essenziale; Luce torcia per applicazioni di Video Digitale; Illuminazione generale interna; Illuminazione di segnalazione e orientamento (es. segnaletica di uscita, luci per gradini); Retroilluminazione per display; Illuminazione decorativa e per intrattenimento; e illuminazione automobilistica sia esterna che interna (subordinato al soddisfacimento di specifiche qualifiche automobilistiche).

8.2 Considerazioni di Progettazione

I progettisti devono considerare la gestione termica a causa della resistenza termica del dispositivo di 8.5 °C/W. Un adeguato dissipatore di calore, tipicamente tramite i pad del PCB e le tracce collegate a un piano termico, è necessario per mantenere la temperatura di giunzione entro i limiti, specialmente quando pilotato a o vicino alla corrente massima. Il bin della tensione diretta dovrebbe essere considerato per il design del driver per garantire una regolazione di corrente stabile. L'ampio angolo di visione lo rende adatto per applicazioni che richiedono un'illuminazione ampia piuttosto che un punto focalizzato.

9. Conformità e Informazioni Ambientali

Il dispositivo è conforme a diverse normative ambientali. È conforme RoHS e senza piombo. Il prodotto stesso rimarrà nelle versioni conformi RoHS. È anche conforme al regolamento REACH dell'UE. Inoltre, è privo di alogeni, con limiti fissati a: Bromo (Br)<900 ppm, Cloro (Cl)<900 ppm, e la somma di Bromo e Cloro<1500 ppm.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è la corrente continua massima con cui posso pilotare questo LED?

R: Il Valore Massimo Assoluto per la corrente diretta continua in modalità torcia è di 350 mA. Per un funzionamento affidabile a lungo termine, è consigliabile pilotarlo a o al di sotto di questo valore con un adeguato dissipatore di calore.

D: Posso utilizzare questo LED con una corrente impulsiva superiore a 350mA?

R: Sì, per il funzionamento in impulso, è consentita una corrente di picco di 1000 mA sotto un ciclo di lavoro specifico: 400ms acceso / 3600ms spento, per un massimo di 30.000 cicli. Ciò è tipico per le applicazioni di flash della fotocamera.

D: Come interpreto i codici bin nel numero di parte (es. J5, 2932, 2025)?

R: Il numero di parte include informazioni chiave sul bin. \"J5\" si riferisce al bin del flusso luminoso (180-200 lm). \"2932\" si riferisce al bin della tensione diretta (2.95-3.25V). \"2025\" si riferisce al bin di cromaticità per il bianco caldo (CCT 2000-2500K).

D: È necessario un dissipatore di calore?

R: Data la resistenza termica di 8.5°C/W, una gestione termica efficace è cruciale, specialmente a correnti più elevate. Ciò comporta tipicamente la progettazione del PCB con adeguati via termici e area di rame collegata ai pad di saldatura del LED. Per operazioni ad alta potenza o continue, potrebbe essere necessario un dissipatore di calore esterno.

11. Esempio di Progettazione e Caso d'Uso

Scenario: Progettazione di una luce da lavoro portatile compatta.

Un progettista necessita di una sorgente luminosa brillante a luce bianca calda per una luce da lavoro portatile a batteria. I requisiti chiave sono alta luminosità, buona efficienza per estendere la durata della batteria e un ampio angolo del fascio. Questo LED è un forte candidato. Il progettista seleziona una corrente di pilotaggio di 700mA per bilanciare luminosità ed efficienza, che dalle curve di prestazione fornirebbe un alto flusso luminoso relativo gestendo il calore. Viene progettato un circuito driver a corrente costante, tenendo conto del bin della tensione diretta (es. 3.1V tipico per il bin 2932). Il PCB è progettato con grandi pad termici collegati tramite multiple via a un piano di rame sul lato inferiore per fungere da dissipatore, mantenendo la temperatura di giunzione ben al di sotto del massimo di 145°C durante un uso prolungato. L'angolo di visione di 120 gradi fornisce un'ampia e utile area di illuminazione per il lavoro senza la necessità di ottiche secondarie.

12. Introduzione al Principio Tecnico

Questo LED si basa sulla tecnologia dei semiconduttori. Il nucleo è un chip realizzato con materiali di Nitruro di Gallio e Indio (InGaN). Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune si ricombinano all'interno della struttura del semiconduttore, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). L'emissione primaria dal chip InGaN è nello spettro blu. Per creare luce bianca calda, viene applicato un rivestimento di fosforo sul chip. Questo fosforo assorbe una parte della luce blu e la riemette a lunghezze d'onda più lunghe (giallo, rosso). La miscela della luce blu residua e della luce convertita dal fosforo risulta nel percepito colore bianco caldo con una temperatura di colore correlata tra 2000K e 2500K. L'efficienza (lm/W) è una misura di quanto efficacemente la potenza elettrica viene convertita in luce visibile percepita dall'occhio umano.

13. Tendenze e Contesto del Settore

Lo sviluppo di LED come questo fa parte di una tendenza più ampia nell'illuminazione a stato solido verso una maggiore efficienza, maggiore affidabilità e fattori di forma più piccoli. La spinta verso lumen per watt più elevati (efficacia) continua a essere un driver primario, consentendo risparmi energetici e nuove possibilità applicative. L'intervallo di temperatura di colore bianco caldo (2000-2500K) è sempre più popolare per creare un'illuminazione ambientale confortevole e accogliente, imitando le sorgenti tradizionali a incandescenza o alogene. Inoltre, l'integrazione di caratteristiche come una robusta protezione ESD e la conformità alle normative ambientali (RoHS, REACH, Senza Alogeni) è diventata standard, riflettendo l'attenzione del settore sull'affidabilità e la sostenibilità. La combinazione di alta densità di flusso in un package compatto, come si vede in questo dispositivo, consente la miniaturizzazione dei prodotti di illuminazione e l'integrazione in dispositivi elettronici sempre più piccoli.