Scheda Tecnica LED 334-15/T2C5-1 - Pacchetto T-1 3/4 - 3.6V Max - 110mW - Bianco - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED bianco ad alta luminosità. Il dispositivo è progettato per applicazioni che richiedono un'uscita luminosa significativa all'interno di un pacchetto compatto e standard del settore.

1.1 Caratteristiche Principali e Posizionamento

Il vantaggio principale di questo LED è la sua elevata intensità luminosa, ottenuta tramite un chip InGaN e un sistema di conversione al fosforo racchiuso nel popolare pacchetto rotondo T-1 3/4. Ciò lo rende adatto per applicazioni in cui un'indicazione luminosa e nitida è fondamentale. Il prodotto è progettato nel rispetto delle normative, aderendo agli standard RoHS, REACH UE e senza alogeni (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Dispone inoltre di un certo grado di protezione dalle scariche elettrostatiche (ESD), con una tensione di tenuta fino a 4KV (HBM). Il dispositivo è disponibile sfuso o su nastro per processi di assemblaggio automatizzati.

1.2 Applicazioni Target

L'elevata emissione luminosa e il fattore di forma standard rendono questo LED ideale per diverse aree applicative chiave:

• Pannelli e Display a Messaggi:Fornisce un'illuminazione brillante e leggibile per segnaletica informativa.
• Indicatori Ottici:Utilizzato come indicatore di stato o allarme in apparecchiature elettroniche.
• Retroilluminazione:Illuminazione di piccoli pannelli, interruttori o simboli.
• Luci Segnaletiche:Utilizzato in applicazioni che richiedono marcatura di posizione o delimitazione.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e oggettiva dei limiti e delle caratteristiche elettriche, ottiche e termiche del dispositivo.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento in queste condizioni non è garantito.

• Corrente Diretta Continua (I_F):30 mA. Il LED non deve essere pilotato con una corrente continua CC superiore a questo valore.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):100 mA (a ciclo di lavoro 1/10, 1 kHz). Ciò consente brevi impulsi di corrente più elevata, utili per il multiplexing o per ottenere una luminosità momentanea superiore.
• Tensione Inversa (V_R):5 V. L'applicazione di una tensione di polarizzazione inversa superiore a questa può danneggiare la giunzione del LED.
• Dissipazione di Potenza (P_d):110 mW. Questa è la massima potenza che il package può dissipare sotto forma di calore, calcolata come V_F* I_F.
• Temperatura di Esercizio (T_opr):-40 a +85 °C. L'intervallo di temperatura ambiente per un funzionamento affidabile.
• Temperatura di Magazzinaggio (T_stg):-40 a +100 °C.
• Tenuta ESD (HBM):4 kV. Specifica il livello di protezione dalle scariche elettrostatiche.
• Corrente Inversa Zener (I_z):100 mA. È integrato un diodo Zener protettivo, con questo limite di corrente massimo.
• Temperatura di Saldatura (T_sol):260 °C per 5 secondi. Definisce la tolleranza del profilo di saldatura a rifusione.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati a 25°C. I progettisti dovrebbero utilizzarli per i calcoli del circuito.

• Tensione Diretta (V_F):2,8V a 3,6V a I_F=20mA. Questo intervallo richiede un circuito limitatore di corrente o un driver. Il valore tipico rientra in questo intervallo di bin.
• Tensione Inversa Zener (V_z):Tipicamente 5,2V a I_z=5mA. Questa è la tensione di breakdown del diodo di protezione integrato.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 50 µA a V_R=5V. La piccola corrente di dispersione quando è polarizzato inversamente.
• Intensità Luminosa (I_V):3600 a 7150 mcd (millicandela) a I_F=20mA. Questa è la metrica di prestazione chiave, che indica una luminosità molto elevata. Il valore specifico è determinato dal codice bin (Q, R, S).
• Angolo di Visione (2θ_1/2):Tipicamente 50 gradi. Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore assiale di picco. Definisce l'ampiezza del fascio.
• Coordinate di Cromaticità (CIE 1931):Tipiche x=0,29, y=0,28. Queste coordinate definiscono il punto di bianco sul diagramma di cromaticità CIE. Le coordinate effettive rientrano nei ranghi di colore specificati (A1, A0, B3, B4, B5, B6, C0).

2.3 Considerazioni Termiche

Il limite di dissipazione di potenza di 110mW e la temperatura di esercizio fino a 85°C devono essere rispettati. Superare la temperatura di giunzione ridurrà l'emissione luminosa (efficienza droop) e accorcerà la durata di vita. Per un funzionamento continuo a correnti elevate, si consiglia un adeguato layout del PCB per lo smaltimento del calore.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

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

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I LED sono classificati in tre bin (Q, R, S) in base all'intensità luminosa misurata a 20mA:
•Bin Q:3600 - 4500 mcd
•Bin R:4500 - 5650 mcd
•Bin S:5650 - 7150 mcd
È indicata una tolleranza di ±10% sulla misurazione dell'intensità luminosa.

3.2 Binning della Tensione Diretta

I LED sono anche suddivisi in bin in base alla caduta di tensione diretta a 20mA in quattro gruppi (0, 1, 2, 3):
•Bin 0:2,8V - 3,0V
•Bin 1:3,0V - 3,2V
•Bin 2:3,2V - 3,4V
•Bin 3:3,4V - 3,6V
L'incertezza di misura per V_Fè ±0,1V.

3.3 Binning delle Coordinate di Colore (Cromaticità)

Il punto di bianco è strettamente controllato e definito da sette ranghi di colore sul diagramma CIE 1931: A1, A0, B3, B4, B5, B6 e C0. La scheda tecnica fornisce le specifiche aree quadrilatere (definite dagli angoli delle coordinate x,y) per ciascun rango sul diagramma di cromaticità. Un raggruppamento tipico del prodotto (Gruppo 1) combina i bin A1, A0, B3, B4, B5, B6 e C0. L'incertezza di misura per le coordinate di colore è ±0,01. Il diagramma mostra questi ranghi tracciati rispetto alle linee di temperatura di colore correlata (CCT) costante, che vanno da circa 4600K a 22000K, indicando che la luce bianca prodotta può variare da tonalità calde a fredde tra i vari bin.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

I dati grafici forniscono informazioni sul comportamento del dispositivo in condizioni variabili.

4.1 Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Onda

Questa curva (non dettagliata nel testo ma implicita) mostrerebbe la distribuzione spettrale di potenza della luce bianca. Essendo un LED bianco a conversione di fosforo basato su un chip blu InGaN, lo spettro presenterebbe un picco blu primario dal chip e una banda di emissione più ampia giallo-verde-rossa dal fosforo, che si combinano per produrre luce bianca.

4.2 Diagramma di Direttività

Il grafico di direttività illustra la distribuzione spaziale della luce, correlata al tipico angolo di visione di 50 gradi. Mostra come l'intensità diminuisce all'aumentare dell'angolo rispetto all'asse centrale.

4.3 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)

Questa curva fondamentale mostra la relazione esponenziale tra corrente e tensione per la giunzione del LED. I progettisti la utilizzano per determinare la tensione di pilotaggio necessaria per una corrente target e per progettare un circuito limitatore di corrente appropriato. La curva mostrerà una tensione di soglia intorno a 2,8V e un aumento ripido della corrente con piccoli incrementi di tensione successivi.

4.4 Intensità Relativa vs. Corrente Diretta

Questa curva dimostra la dipendenza dell'emissione luminosa dalla corrente di pilotaggio. L'intensità luminosa tipicamente aumenta in modo sub-lineare con la corrente a causa dell'efficienza droop alle densità di corrente più elevate. Ciò informa le decisioni sul pilotaggio del LED per un compromesso ottimale tra luminosità ed efficienza.

4.5 Coordinate di Cromaticità vs. Corrente Diretta

Questo grafico mostra come il punto di bianco (coordinate x,y) possa spostarsi con le variazioni della corrente di pilotaggio. Alcune variazioni sono comuni e dovrebbero essere considerate in applicazioni critiche per il colore.

4.6 Corrente Diretta vs. Temperatura Ambiente

Questa curva di derating è cruciale per l'affidabilità. Indica la massima corrente diretta ammissibile all'aumentare della temperatura ambiente, garantendo che la temperatura di giunzione rimanga entro limiti sicuri. Per il funzionamento ad alte temperature ambiente (es. vicino a 85°C), la corrente di pilotaggio deve essere ridotta rispetto al suo valore nominale massimo.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED utilizza un package rotondo standard T-1 3/4 (5mm) con due terminali assiali. Le note dimensionali chiave includono:
• Tutte le dimensioni sono in millimetri (mm).
• La tolleranza generale è ±0,25 mm salvo diversa specifica.
• La spaziatura dei terminali è misurata nel punto in cui i terminali emergono dal corpo del package.
• La massima sporgenza della resina sotto la flangia è di 1,5 mm.
Il disegno dettagliato mostrerebbe il diametro complessivo, la forma della lente, il diametro e la lunghezza dei terminali e il piano di appoggio.

5.2 Identificazione della Polarità

Tipicamente, il terminale più lungo denota l'anodo (positivo) e quello più corto il catodo (negativo). Il catodo può anche essere indicato da un punto piatto sul bordo della lente in plastica o da una tacca nella flangia. La polarità corretta è essenziale per prevenire danni da polarizzazione inversa.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Una manipolazione corretta è fondamentale per mantenere l'integrità e le prestazioni del dispositivo.

6.1 Formatura dei Terminali

• Piegare i terminali in un punto ad almeno 3 mm dalla base del bulbo in epossidico per evitare stress sulla tenuta.
• Eseguire la formatura dei terminaliprima soldering.
• Evitare di stressare il package durante la formatura, poiché potrebbe danneggiare le connessioni interne o l'epossidico.
• Tagliare i leadframe a temperatura ambiente. Il taglio ad alta temperatura può indurre guasti.
• Assicurarsi che i fori del PCB siano perfettamente allineati con i terminali del LED per evitare stress di montaggio, che possono degradare l'epossidico e il LED.

6.2 Parametri di Saldatura

• Mantenere una distanza di oltre 3 mm tra il punto di saldatura e il bulbo in epossidico.
• La saldatura non deve estendersi oltre la base della barra di collegamento sul terminale.
• Saldatura Manuale:Temperatura massima della punta del saldatore 300°C (per saldatore max 30W), tempo di saldatura massimo 3 secondi.
• Saldatura ad Onda/Per Immersione:Temperatura di pre-riscaldo massima di 100°C per un massimo di 60 secondi.

6.3 Condizioni di Magazzinaggio

• Magazzinaggio consigliato dopo la spedizione: 30°C o meno e Umidità Relativa del 70% o meno.
• La durata di conservazione in queste condizioni è di 3 mesi.
• Per la conservazione oltre i 3 mesi e fino a 1 anno, posizionare i dispositivi in un contenitore sigillato con atmosfera di azoto e materiale assorbente di umidità.
• Evitare transizioni rapide di temperatura, specialmente in alta umidità, per prevenire la condensa.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifica di Imballaggio

I LED sono imballati per prevenire scariche elettrostatiche e ingresso di umidità:
•Imballaggio Primario:Sacchetti anti-statici.
•Imballaggio Secondario:Scatole interne.
•Imballaggio Terziario:Scatole esterne.
•Quantità per Imballo:200-500 pezzi per sacchetto, 5 sacchetti per scatola interna, 10 scatole interne per scatola esterna.

7.2 Spiegazione delle Etichette

Le etichette sull'imballaggio contengono le seguenti informazioni:
•CPN:Numero di Produzione del Cliente.
•P/N:Numero di Produzione (Codice Articolo).
•QTY:Quantità di Imballo.
•CAT:Ranghi combinati per i bin di Intensità Luminosa e Tensione Diretta.
•HUE:Rango di Colore (es. A1, B4).
•REF: Reference.
•LOT No:Numero di Lotto per la tracciabilità.

7.3 Designazione del Numero di Modello

Il numero di parte segue la struttura:334-15/T2C5-□ □ □ □. I quadrati rappresentano codici per selezioni specifiche di bin per intensità luminosa, tensione diretta e coordinate di colore, consentendo un ordinamento preciso per soddisfare i requisiti applicativi.

8. Considerazioni di Progettazione Applicativa

8.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

A causa dell'intervallo di tensione diretta (2,8-3,6V) e della sensibilità alla corrente, è fortemente consigliato un driver a corrente costante rispetto a una semplice resistenza in serie quando possibile, specialmente per uniformità di luminosità e stabilità rispetto a variazioni di temperatura e tensione. Il driver deve essere progettato per non superare i valori massimi assoluti per la corrente continua (30mA) e di picco (100mA impulsata).

8.2 Gestione Termica

Per il funzionamento continuo ad alte correnti o in temperature ambiente elevate, considerare il percorso termico. Sebbene il package non sia progettato per un dissipatore, assicurarsi che i terminali siano saldati a un'area di rame sufficiente sul PCB può aiutare a dissipare il calore e abbassare la temperatura di giunzione, migliorando la longevità e mantenendo l'emissione luminosa.

8.3 Integrazione Ottica

L'angolo di visione di 50 gradi fornisce un fascio ampio. Per applicazioni che richiedono focalizzazione o collimazione, possono essere utilizzate ottiche secondarie (lenti, riflettori) progettate per package T-1 3/4. La lente in resina trasparente è adatta all'uso con tali ottiche.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è il modo migliore per pilotare questo LED da un alimentatore da 5V o 12V?
R: Per un alimentatore da 5V, può essere utilizzata una resistenza in serie, ma il suo valore deve essere calcolato in base al bin V_Feffettivo del LED per garantire la corrente corretta. Per un alimentatore da 12V o per una migliore stabilità, è consigliato un driver LED dedicato a corrente costante o un semplice circuito a sorgente di corrente basato su transistor.

D: Posso pilotare questo LED in impulsi per farlo apparire più luminoso?
R: Sì, puoi utilizzare il valore nominale di corrente diretta di picco (100mA a ciclo di lavoro 1/10, 1kHz). L'impulso a una corrente superiore a quella nominale CC può ottenere una luminosità istantanea più elevata, che l'occhio umano può percepire come maggiore luminosità se impulsata abbastanza velocemente (PWM). Assicurarsi che la dissipazione di potenza media non superi i 110mW.

D: Quanto è consistente il colore bianco tra diverse unità?
R: La consistenza del colore è gestita attraverso i sette ranghi di colore definiti (da A1 a C0). Per applicazioni che richiedono un'accoppiamento di colore molto stretto, specificare un singolo rango di colore (HUE) al momento dell'ordine. La dispersione cromatica tipica all'interno di un singolo rango è definita dalla sua area quadrilatera sul diagramma CIE.

D: È necessaria una resistenza limitatrice di corrente?
R: Assolutamente sì. I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Collegarli direttamente a una sorgente di tensione superiore alla tensione diretta del LED causerà un flusso di corrente eccessivo, potenzialmente distruggendo il dispositivo all'istante. Utilizzare sempre una resistenza in serie o una regolazione attiva della corrente.

10. Principio di Funzionamento e Tecnologia

Questo LED genera luce bianca attraverso un metodo di conversione al fosforo. Il cuore del dispositivo è un chip semiconduttore in Nitruro di Gallio e Indio (InGaN), che emette luce blu quando polarizzato direttamente (elettroluminescenza). Questa luce blu non viene emessa direttamente. Invece, il chip è incapsulato all'interno di una coppa riflettente riempita con un materiale fosforo giallo (o una miscela di verde e rosso). Quando i fotoni blu del chip colpiscono le particelle di fosforo, vengono assorbiti e riemessi a lunghezze d'onda più lunghe (spostamento di Stokes), principalmente nella regione gialla dello spettro. La combinazione della luce blu non convertita rimanente e della luce gialla a spettro ampio del fosforo si mescola per produrre la percezione della luce bianca. I rapporti specifici tra emissione blu e fosforo e l'esatta composizione del fosforo determinano la temperatura di colore correlata (CCT) e l'indice di resa cromatica (CRI) della luce bianca, che sono controllati attraverso il processo di binning.