Scheda Tecnica LED ELCH09-NB5060J8K2283910-FDX - Package 5.0x6.0mm - Tensione 2.85-3.95V - Flusso Luminoso 350lm - Bianco 5000-6000K - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un componente LED bianco ad alte prestazioni per montaggio superficiale. Il dispositivo è progettato per fornire un'elevata emissione luminosa all'interno di un package compatto, rendendolo adatto per applicazioni con vincoli di spazio che richiedono un'illuminazione brillante ed efficiente. I suoi vantaggi principali includono un'eccellente efficienza ottica, una robusta protezione ESD e la conformità alle principali normative ambientali.

I principali mercati target per questo LED comprendono i flash delle fotocamere dei dispositivi mobili, le luci torcia per videocamere digitali, vari apparecchi di illuminazione interni ed esterni, unità di retroilluminazione TFT, illuminazione decorativa e illuminazione interna/esterna automobilistica. Il profilo prestazionale del componente si allinea con applicazioni che richiedono affidabilità, luminosità e coerenza cromatica.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

I limiti operativi del dispositivo sono definiti per garantire un'affidabilità a lungo termine. I valori chiave includono una corrente diretta continua (Modalità Torcia) di 350 mA e una capacità di corrente di picco impulsiva di 1500 mA in condizioni specifiche (durata massima 400 ms, ciclo di lavoro 10%). La temperatura di giunzione non deve superare i 150°C, con un intervallo di temperatura ambiente operativa compreso tra -40°C e +85°C. Il LED offre una robusta protezione ESD fino a 8000V (HBM, JEDEC 3b). È fondamentale notare che questi sono limiti di stress; un funzionamento continuo a o vicino a questi valori può degradare le prestazioni e la longevità. Il componente non è progettato per funzionamento in polarizzazione inversa.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Misurati a una temperatura del pad di saldatura (Ts) di 25°C, sono definiti i parametri prestazionali chiave del dispositivo. Il flusso luminoso tipico (Iv) è di 350 lumen a una corrente diretta (IF) di 1000mA, con un valore minimo specificato di 300 lm. La tensione diretta (VF) a questa corrente varia da un minimo di 2,85V a un massimo di 3,95V. La temperatura di colore correlata (CCT) per questa variante di LED bianco è compresa tra 5000K e 6000K, collocandola nello spettro del bianco freddo. Tutti i dati elettrici e ottici sono testati in condizioni di impulso da 50ms per minimizzare gli effetti di autoriscaldamento durante la misurazione.

2.3 Considerazioni Termiche e di Affidabilità

Una corretta gestione termica è fondamentale per le prestazioni e la durata del LED. La temperatura massima di saldatura consentita è di 260°C per un massimo di due cicli di rifusione. Il dispositivo è classificato al Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL) 1, indicando una durata illimitata a scaffale in condizioni ≤30°C/85% UR. Tutte le specifiche di affidabilità, incluse le garanzie contro un'eccessiva degradazione IV, sono validate in condizioni di buona gestione termica, specificatamente utilizzando un circuito stampato a nucleo metallico (MCPCB) da 1,0 x 1,0 cm².

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione di massa, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri chiave.

3.1 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è categorizzata in tre bin: 2832 (2,85V - 3,25V), 3235 (3,25V - 3,55V) e 3539 (3,55V - 3,95V), tutti misurati a IF=1000mA.

3.2 Binning del Flusso Luminoso

L'output del flusso luminoso è suddiviso in quattro categorie: J8 (300-330 lm), J9 (330-360 lm), K1 (360-390 lm) e K2 (390-420 lm), misurati a IF=1000mA. Il numero di parte tipico fa riferimento al bin J8.

3.3 Binning della Cromaticità (Colore)

Il punto di bianco è definito all'interno di una regione specifica del diagramma di cromaticità CIE 1931, corrispondente a un intervallo di temperatura di colore correlata da 5000K a 6000K. Il bin designato come "5060" fornisce le coordinate colore di riferimento per questo intervallo. La tolleranza di misurazione consentita per le coordinate colore è di ±0,01.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

4.1 Spettri e Diagrammi di Radiazione

La curva di distribuzione spettrale relativa mostra un picco nella regione delle lunghezze d'onda blu, tipico per un LED bianco a conversione di fosforo, con un'ampia emissione del fosforo nello spettro giallo. L'output combinato risulta in luce bianca. Il tipico diagramma di radiazione è Lambertiano, caratterizzato da un angolo di visione (2θ1/2) di 120 gradi, dove l'intensità è la metà del valore di picco. Ciò fornisce un campo di illuminazione ampio e uniforme.

4.2 Correlazioni Elettriche e Ottiche

La curva tensione diretta vs. corrente diretta dimostra la caratteristica relazione esponenziale del diodo, con VF che aumenta con la corrente. La curva flusso luminoso relativo vs. corrente diretta mostra che l'output luminoso aumenta in modo sub-lineare con la corrente, un tratto comune dovuto al calo di efficienza a correnti e temperature di giunzione più elevate. La curva temperatura di colore correlata (CCT) vs. corrente diretta indica che la CCT può spostarsi leggermente con la corrente operativa, un'importante considerazione per applicazioni critiche per il colore. Tutti i dati di correlazione sono misurati sotto una gestione termica superiore.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Disegno Dimensionale del Package

Il LED è alloggiato in un package per montaggio superficiale (SMD) con dimensioni nominali di 5,0 mm di lunghezza e 6,0 mm di larghezza. Il disegno meccanico dettagliato specifica tutte le dimensioni critiche, inclusa la posizione dei pad, l'altezza complessiva e le tolleranze (tipicamente ±0,05 mm salvo diversa indicazione). Queste informazioni sono essenziali per la progettazione dell'impronta PCB e il montaggio.

5.2 Identificazione della Polarità

Il componente e la sua carrier tape sono contrassegnati per indicare la polarità. L'orientamento corretto durante il posizionamento è cruciale per il corretto funzionamento del circuito. La scheda tecnica fornisce un diagramma chiaro che mostra l'identificazione dell'anodo e del catodo sul corpo del dispositivo e all'interno del packaging a bobina.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

La temperatura massima di saldatura è specificata a 260°C. Il componente può resistere a un massimo di due cicli di rifusione. A causa della sua classificazione MSL Livello 1, non è richiesta alcuna pre-essiccazione speciale prima dell'uso se conservato nelle condizioni di umidità specificate. Tuttavia, durante i processi di assemblaggio dovrebbero essere seguite le linee guida standard IPC/JEDEC per la gestione dei dispositivi sensibili all'umidità per prevenire stress termo-meccanici.

7. Informazioni su Imballaggio e Ordini

7.1 Specifiche di Imballaggio

I LED sono forniti in imballaggio resistente all'umidità. Sono caricati in carrier tape goffrate, che vengono poi avvolte su bobine. La quantità standard caricata è di 2000 pezzi per bobina, con una quantità minima d'ordine di 1000 pezzi. Vengono fornite le dimensioni dettagliate della carrier tape e della bobina per facilitare la configurazione delle macchine pick-and-place automatizzate.

7.2 Etichettatura del Prodotto

L'etichetta della bobina contiene informazioni critiche per la tracciabilità e la corretta applicazione: Numero Prodotto Cliente (CPN), Numero di Parte del Produttore (P/N), Numero di Lotto, Quantità di Imballaggio (QTY) e i codici bin specifici per Flusso Luminoso (CAT), Colore (HUE) e Tensione Diretta (REF). È indicato anche il Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL-X).

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è particolarmente adatto per:

- Flash per Fotocamera di Dispositivi Mobili:La sua elevata capacità di corrente impulsiva e luminosità lo rendono ideale per i flash delle fotocamere degli smartphone.

- Illuminazione Portatile:Luci torcia per videocamere digitali o dispositivi portatili.

- Illuminazione Generale:Illuminazione interna, luci per gradini, segnaletica di emergenza e altri indicatori architettonici.

- Retroilluminazione:Per pannelli TFT-LCD di piccole e medie dimensioni.

- Illuminazione Automobilistica:Sia applicazioni interne (luci plafoniera, luci di lettura) che esterne (luci ausiliarie, luci di firma), soggette a specifiche qualifiche automobilistiche.

- Illuminazione Decorativa:Luci di accentuazione nell'elettronica di consumo o in locali di intrattenimento.

8.2 Considerazioni di Progettazione

1. Gestione Termica:Utilizzare un adeguato progetto termico del PCB (ad es., MCPCB con area di rame sufficiente o thermal vias) per mantenere una bassa temperatura di giunzione. Ciò preserva l'output luminoso, la stabilità del colore e la vita operativa.

2. Pilotaggio della Corrente:Implementare un circuito driver a corrente costante appropriato per il punto operativo desiderato (ad es., 350mA per la modalità torcia, fino a 1A per alta emissione). Considerare il derating per alte temperature ambientali.

3. Progettazione Ottica:Il pattern del fascio Lambertiano a 120 gradi è adatto per l'illuminazione di ampie aree. Ottiche secondarie (lenti, riflettori) possono essere necessarie per sagomare o focalizzare il fascio.

4. Protezione ESD:Sebbene il dispositivo abbia protezione ESD integrata, si raccomanda comunque di aderire a buone pratiche di gestione ESD durante l'assemblaggio.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Rispetto ai LED mid-power standard, questo dispositivo offre un output di flusso luminoso significativamente più alto (350lm) a una corrente di pilotaggio di 1A, risultando in un'efficienza luminosa superiore (100 lm/W tip.). La combinazione di alta luminosità, un'impronta compatta di 5,0x6,0mm e un ampio angolo di visione di 120 gradi fornisce un equilibrio favorevole per molte applicazioni. La sua conformità agli standard senza alogeni, RoHS e REACH garantisce il rispetto dei severi requisiti ambientali per i mercati globali. La struttura dettagliata di binning per flusso, tensione e colore consente ai progettisti di selezionare componenti con tolleranze strette dei parametri per prestazioni di sistema coerenti.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è la differenza tra Corrente Diretta Continua e Corrente di Picco Impulsiva?

R: La Corrente Diretta Continua (350mA) è la corrente massima continua raccomandata per un funzionamento affidabile a lungo termine (ad es., in modalità torcia). La Corrente di Picco Impulsiva (1500mA) è una corrente molto più elevata che può essere applicata per durate molto brevi (≤400ms) a un basso ciclo di lavoro (≤10%), tipico per le applicazioni di flash fotografico per ottenere un lampo di luce molto brillante e breve.

D: Come interpreto il codice bin del flusso luminoso (ad es., J8) nel numero di parte?

R: Il codice bin (J8, K1, ecc.) indica l'intervallo minimo e massimo garantito del flusso luminoso per quel LED specifico quando misurato a 1000mA. Ad esempio, un LED binnato J8 avrà un flusso compreso tra 300 e 330 lumen. Ciò consente ai progettisti di prevedere e controllare il livello di luminosità del loro prodotto finale.

D: Perché la gestione termica è così frequentemente enfatizzata?

R: Le prestazioni del LED si degradano con l'aumentare della temperatura di giunzione. Il calore eccessivo riduce l'output luminoso (deprezzamento dei lumen), può causare uno spostamento della temperatura di colore e, soprattutto, accelera i processi chimici che portano a guasti permanenti. Un efficace dissipatore di calore è imprescindibile per raggiungere le prestazioni nominali e la durata di vita.

11. Esempi Pratici di Progettazione e Utilizzo

Esempio 1: Modulo Flash per Fotocamera Smartphone

In questo scenario, il LED sarebbe pilotato da un IC driver flash dedicato. Il progetto utilizzerebbe la corrente di picco impulsiva nominale (1500mA) per ottenere la massima luminosità per una foto. Il PCB avrebbe bisogno di pad termici dedicati collegati a piani di massa interni o altri percorsi termici per dissipare il calore del breve impulso ad alta potenza. L'ampio angolo di visione aiuta a illuminare uniformemente una scena, riducendo le ombre dure.

Esempio 2: Luce per Gradino Architettonica

Per una luce per gradino a basso profilo, più LED potrebbero essere disposti in un array lineare e pilotati a una corrente continua inferiore (ad es., 200-300mA) per efficienza energetica e lunga durata. L'angolo del fascio di 120 gradi garantisce che la luce si diffonda sul gradino. Il progetto deve tenere conto di potenziali alte temperature ambientali se installato all'aperto o in apparecchiature chiuse.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo è un LED bianco a conversione di fosforo. Il chip semiconduttore centrale, realizzato in Nitruro di Gallio e Indio (InGaN), emette luce nella regione delle lunghezze d'onda blu quando polarizzato direttamente. Questa luce blu viene parzialmente assorbita da un rivestimento di fosforo (tipicamente a base di Granato di Alluminio e Ittrio o materiali simili) depositato sul chip. Il fosforo riemette questa energia come un ampio spettro di luce gialla. La combinazione della luce blu rimanente non assorbita e della luce gialla emessa è percepita dall'occhio umano come luce bianca. L'esatta proporzione tra blu e giallo determina la temperatura di colore correlata (CCT), risultando nell'output bianco freddo 5000-6000K di questo dispositivo.

13. Tendenze e Contesto Tecnologico

Lo sviluppo di questo LED si allinea con diverse tendenze in corso nell'illuminazione a stato solido:Aumento dell'Efficienza:Raggiungere 100 lm/W rappresenta un miglioramento continuo nell'estrarre più luce visibile per watt elettrico, riducendo il consumo energetico.Miniaturizzazione con Alta Emissione:Confezionare un alto flusso luminoso in un'impronta relativamente piccola di 5,0x6,0mm consente prodotti finali più eleganti e compatti.Standardizzazione e Binning:Un binning dettagliato multi-parametro consente prestazioni prevedibili nella produzione di massa, fondamentale per l'elettronica di consumo e i prodotti di illuminazione.Conformità Ambientale:L'adesione agli standard RoHS, REACH e senza alogeni è ormai un requisito di base per i componenti elettronici nella maggior parte dei mercati globali, riflettendo l'attenzione del settore per una produzione sostenibile.