Scheda Tecnica LED 334-15/T1C3-7TVA - Luce Bianca - Angolo di Visione 30° - 20mA - 3.2V Tipico - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche per il LED 334-15/T1C3-7TVA, un LED bianco ad alta intensità luminosa. Il dispositivo è progettato per offrire un'uscita luminosa superiore da un package compatto, rendendolo adatto per applicazioni che richiedono un'illuminazione brillante e affidabile. Il suo design si basa su un chip InGaN combinato con un riflettore riempito di fosforo per convertire l'emissione blu in una luce bianca ideale.

1.1 Vantaggi Principali

• Alta Intensità Luminosa:Capace di fornire fino a 14250 mcd con una corrente di pilotaggio standard di 20mA.
• Prestazioni Termiche Ottimizzate:Presenta un package a bassa resistenza termica per un'efficiente dissipazione del calore, contribuendo all'affidabilità a lungo termine.
• Conformità Normativa:Il prodotto è progettato per essere conforme ai principali standard ambientali e di sicurezza, inclusi RoHS, REACH UE e requisiti senza alogeni (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm).
• Luce Bianca Costante:La tecnologia di conversione al fosforo garantisce una cromaticità bianca stabile e desiderabile.

1.2 Applicazioni Target

Questo LED è principalmente destinato a mercati che richiedono un'illuminazione puntiforme robusta e brillante.

• Illuminazione Automobilistica:Ideale per illuminazione interna, indicatori del cruscotto e luci di segnalazione ausiliarie.
• Segnaletica Elettronica e Segnali:Adatto per indicatori di stato, pannelli retroilluminati e display informativi.
• Illuminazione Generale:Può essere utilizzato in illuminazione d'accento, illuminazione decorativa e altre applicazioni dove è necessaria una sorgente bianca compatta e brillante.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

Le seguenti sezioni forniscono un'analisi dettagliata e oggettiva dei principali parametri prestazionali 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 a questi limiti o oltre non è garantito.

• Corrente Diretta Continua (I_F):20 mA. Questa è la massima corrente DC consigliata per il funzionamento continuo.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):100 mA. Consentita solo in condizioni pulsate (duty cycle 1/10 @ 1 kHz).
• Tensione Inversa (V_R):5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Dissipazione di Potenza (P_d):110 mW. La massima potenza che il package può dissipare a Ta=25°C.
• Temperatura di Esercizio (T_opr):-40°C a +85°C. L'intervallo di temperatura ambiente per il funzionamento normale.
• Temperatura di Magazzinaggio (T_stg):-40°C a +100°C.
• ESD (HBM):4000 V. Indica un livello moderato di protezione dalle scariche elettrostatiche.
• Temperatura di Saldatura (T_sol):260°C per 5 secondi. Definisce il limite del profilo di saldatura a rifusione.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi sono i tipici parametri prestazionali elettrici e ottici misurati a Ta=25°C e I_F=20mA, salvo diversa specificazione.

• Tensione Diretta (V_F):2.8V a 3.6V. La caduta di tensione ai capi del LED quando conduce la corrente specificata. Un valore tipico è circa 3.2V.
• Intensità Luminosa (I_V):7150 mcd a 14250 mcd. Questo ampio intervallo è gestito attraverso un sistema di binning (vedi Sezione 3). L'uscita è fortemente dipendente dalla corrente.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):30 gradi (tipico). Questo definisce l'ampiezza angolare in cui l'intensità luminosa è almeno la metà dell'intensità assiale di picco.
• Coordinate di Cromaticità (x, y):I valori tipici sono x=0.31, y=0.30, posizionando il punto bianco all'interno di una regione bianca standard sul diagramma CIE. Bin specifici definiscono intervalli di coordinate più ristretti.
• Protezione Zener:Il dispositivo include un diodo Zener integrato con una tensione inversa (V_Z) di 5.2V (tipico a I_Z=5mA), offrendo una protezione di base contro i transitori di tensione inversa.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione di massa, i LED vengono suddivisi in bin di prestazioni. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano requisiti specifici dell'applicazione per luminosità e tensione.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I LED sono categorizzati in tre bin in base alla loro intensità luminosa misurata a I_F=20mA. La tolleranza all'interno di ciascun bin è ±10%.

• Bin T:7150 mcd (Min) a 9000 mcd (Max)
• Bin U:9000 mcd (Min) a 11250 mcd (Max)
• Bin V:11250 mcd (Min) a 14250 mcd (Max)

3.2 Binning della Tensione Diretta

I LED sono anche suddivisi in bin in base alla loro caduta di tensione diretta a I_F=20mA, con un'incertezza di misura di ±0.1V. Questo aiuta nella progettazione di circuiti di pilotaggio a corrente costante, specialmente in array paralleli.

• Bin 0:2.8V a 3.0V
• Bin 1:3.0V a 3.2V
• Bin 2:3.2V a 3.4V
• Bin 3:3.4V a 3.6V

3.3 Binning del Colore

Il punto di colore bianco è controllato all'interno di regioni specifiche sul diagramma di cromaticità CIE. Il prodotto raggruppa più classi di colore (da B5-1 a B6-4) sotto una singola designazione di gruppo (Gruppo 7). Ogni classe ha confini definiti per le coordinate x e y, con un'incertezza di misura di ±0.01. Questo raggruppamento garantisce che la luce bianca rientri in un intervallo di temperatura di colore correlata (CCT) accettabile per applicazioni generali.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Le curve caratteristiche fornite offrono approfondimenti sul comportamento del dispositivo in condizioni variabili.

4.1 Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Onda

Questa curva mostra la distribuzione spettrale di potenza della luce bianca emessa. Tipicamente presenta un picco blu primario dal chip InGaN e un picco più ampio giallo-verde dal fosforo. Lo spettro combinato determina l'Indice di Resa Cromatica (CRI) e il colore percepito della luce bianca.

4.2 Diagramma di Direttività

Il grafico del diagramma di radiazione conferma l'angolo di visione di 30 gradi, mostrando come l'intensità luminosa diminuisce all'aumentare dell'angolo rispetto all'asse centrale. Questo è un classico pattern Lambertiano o quasi-Lambertiano comune per i LED lampada.

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

Questa curva esponenziale è fondamentale per la progettazione del circuito di pilotaggio del LED. Mostra la relazione non lineare tra corrente e tensione. Un piccolo aumento della tensione oltre il punto di accensione provoca un grande aumento della corrente, evidenziando la necessità di driver limitatori di corrente, non di sorgenti di tensione.

4.4 Intensità Relativa vs. Corrente Diretta

Questa curva dimostra la dipendenza dell'uscita luminosa dalla corrente di pilotaggio. L'intensità luminosa generalmente aumenta con la corrente ma può diventare sub-lineare a correnti più elevate a causa del calo di efficienza e dell'aumento della temperatura di giunzione.

4.5 Coordinate di Cromaticità vs. Corrente Diretta

Questo grafico è cruciale per comprendere la stabilità del colore. Mostra come il punto bianco (coordinate x, y) può spostarsi con i cambiamenti della corrente di pilotaggio. Coordinate stabili nell'intervallo di corrente operativo sono desiderabili per prestazioni di colore coerenti.

6.6 Corrente Diretta vs. Temperatura Ambiente

Questa curva di derating indica la massima corrente diretta ammissibile all'aumentare della temperatura ambiente. Per prevenire il surriscaldamento e garantire l'affidabilità, la corrente di pilotaggio deve essere ridotta quando si opera ad alte temperature ambientali (avvicinandosi alla massima T_oprdi +85°C).

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED presenta un package radiale standard con reofori (spesso chiamato package \"lampada\"). Le note dimensionali chiave includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri (mm).
• La tolleranza generale è ±0.25 mm salvo diversa specificazione sul disegno.
• La spaziatura dei reofori è misurata nel punto in cui i reofori escono dal corpo del package.
• La massima sporgenza ammissibile della resina sotto la flangia è di 1.5 mm.
• Il disegno del package fornisce misure critiche per la progettazione dell'impronta PCB, incluso il diametro dei reofori, le dimensioni del corpo e l'altezza complessiva.

5.2 Identificazione della Polarità

Il catodo è tipicamente indicato da un punto piatto sulla lente, un reoforo più corto o altre marcature sul corpo del package come mostrato nel diagramma dimensionale. La polarità corretta deve essere osservata durante l'assemblaggio.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Una manipolazione corretta è essenziale per mantenere le prestazioni e l'affidabilità del LED.

6.1 Formatura dei Reofori

• La piegatura deve avvenire ad almeno 3 mm dalla base del bulbo in epossidico per evitare stress sul die interno e sui fili di connessione.
• Formare i reofori prima del processo di saldatura.
• Evitare di applicare stress meccanico al package durante la formatura.
• Tagliare i reofori a temperatura ambiente; il taglio ad alta temperatura può causare guasti.
• Assicurarsi che i fori del PCB siano perfettamente allineati con i reofori del LED per evitare stress di montaggio.

6.2 Parametri di Saldatura

• Saldatura Manuale:Temperatura della punta del saldatore ≤ 300°C (per un saldatore max 30W), tempo di saldatura ≤ 3 secondi per reoforo. Mantenere una distanza minima di 3 mm dal punto di saldatura al bulbo in epossidico.
• Saldatura a Onda/Immersione:Temperatura di pre-riscaldamento ≤ 100°C (per max 60 sec), temperatura del bagno di saldatura ≤ 260°C per un tempo di immersione massimo di 5 secondi.

6.3 Condizioni di Magazzinaggio

• Magazzinaggio consigliato dopo la ricezione: ≤ 30°C e ≤ 70% di Umidità Relativa (UR). La durata di conservazione in queste condizioni è di 3 mesi.
• Per magazzinaggio più lungo (fino a 1 anno), posizionare i LED in un contenitore sigillato con atmosfera di azoto e essiccante.
• Evitare rapidi cambiamenti di temperatura in ambienti umidi per prevenire la condensa sui dispositivi.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifica di Imballaggio

I LED sono imballati per prevenire danni da scariche elettrostatiche (ESD) e umidità.

• Imballaggio Primario:Sacchetti anti-statici contenenti da 200 a 500 pezzi.
• Imballaggio Secondario:5 sacchetti sono posti in una scatola interna.
• Imballaggio Terziario:10 scatole interne sono imballate in una scatola master (esterna).

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta del package include diversi identificatori chiave: Numero Parte del Cliente (CPN), Numero di Produzione (P/N), Quantità di Imballaggio (QTY), classe combinata per Intensità Luminosa e Tensione Diretta (CAT), Classe Colore (HUE), Riferimento (REF) e Numero di Lotto (LOT No).

7.3 Designazione del Numero di Modello

Il numero parte completo è 334-15/T1C3-7TVA. La struttura (334-15/T1C3-□ □ □ □) suggerisce che i caratteri finali (rappresentati dai quadrati) specificano probabilmente i bin particolari per intensità luminosa (es. V), tensione diretta (es. 1) e possibilmente altri attributi, consentendo un ordinamento preciso dei gradi di prestazione desiderati.

8. Considerazioni di Progettazione Applicativa

8.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

A causa della caratteristica I-V esponenziale, è fortemente consigliato un driver a corrente costante rispetto a una semplice resistenza in serie o a una sorgente di tensione per un funzionamento stabile ed efficiente, specialmente con variazioni di temperatura. Il driver dovrebbe essere progettato per fornire un massimo di 20mA DC. Il diodo Zener integrato offre una protezione di base ma potrebbe non essere sufficiente per tutti gli eventi transitori; circuiti di protezione esterni aggiuntivi (come diodi TVS) dovrebbero essere considerati per ambienti elettrici ostili (es. automobilistico).

8.2 Gestione Termica

Sebbene il package abbia una bassa resistenza termica, un adeguato dissipatore di calore è vitale per mantenere prestazioni e longevità. La massima dissipazione di potenza è 110mW. Con un tipico V_Fdi 3.2V e I_Fdi 20mA, la dissipazione di potenza è 64mW, fornendo un buon margine. Tuttavia, in applicazioni ad alta temperatura ambiente o quando montato su un PCB con scarsa conducibilità termica, la temperatura di giunzione può aumentare, portando a una ridotta emissione luminosa, accelerata diminuzione del flusso luminoso e potenziale spostamento del colore. Assicurare un'adeguata circolazione d'aria o via termiche nel PCB sotto la flangia del LED.

8.3 Integrazione Ottica

L'angolo di visione di 30 gradi fornisce un fascio relativamente focalizzato. Per applicazioni che richiedono pattern di fascio diversi (più ampi o più stretti), devono essere utilizzate ottiche secondarie come lenti o riflettori. Le piccole dimensioni del package facilitano l'integrazione in spazi ristretti e array.

9. Confronto e Posizionamento Tecnologico

Rispetto a LED generici non classificati, questo dispositivo offre parametri prestazionali garantiti attraverso il suo dettagliato sistema di binning, fondamentale per applicazioni che richiedono luminosità e colore coerenti su più unità (es. gruppi di indicatori, array di retroilluminazione). L'inclusione della protezione Zener di base è un vantaggio rispetto ai LED senza alcuna protezione, semplificando la progettazione del circuito in ambienti con potenziale tensione inversa. La combinazione di alta intensità (fino a 14250 mcd) da un package radiale lo rende competitivo per applicazioni che tradizionalmente usano lampade a incandescenza dove è necessaria un'alta luminosità puntiforme.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare questo LED con un alimentatore da 3.3V?

R: Non direttamente. La tensione diretta varia da 2.8V a 3.6V. Un'alimentazione da 3.3V potrebbe a malapena accendere alcune unità (nel Bin 0) ma sovraccaricherebbe gravemente altre (nel Bin 2 o 3) a causa della ripida curva I-V, portando a un rapido guasto. Utilizzare sempre un circuito limitatore di corrente impostato a 20mA o meno.

D: Qual è la durata tipica di questo LED?

R: La durata del LED (spesso definita come L70 - tempo per raggiungere il 70% dell'uscita luminosa iniziale) non è esplicitamente dichiarata in questa scheda tecnica. Dipende fortemente dalle condizioni operative, principalmente dalla temperatura di giunzione. Operare a o al di sotto dei 20mA consigliati con una buona gestione termica può risultare in decine di migliaia di ore di vita.

D: Come seleziono il bin giusto per la mia applicazione?

R: Scegli il bin di intensità luminosa (T, U, V) in base alla luminosità minima richiesta. Seleziona il bin di tensione diretta in base al design del circuito di pilotaggio; utilizzare LED dello stesso bin di tensione garantisce una condivisione uniforme della corrente se posti in parallelo. Il gruppo colore (7) è fisso per questo numero parte.

D: Questo LED è adatto per uso esterno?

R: L'intervallo di temperatura operativa (-40°C a +85°C) supporta molti ambienti esterni. Tuttavia, la scheda tecnica non specifica un grado di protezione IP per il package stesso. Per uso esterno, il LED dovrebbe essere adeguatamente incapsulato o alloggiato all'interno di un apparecchio sigillato per proteggerlo da umidità e contaminanti.

11. Studio di Caso di Progettazione e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un Pannello Indicatore di Stato Compatto

Un progettista necessita di 20 indicatori bianchi brillanti per un pannello di controllo. La coerenza nella luminosità è critica per l'esperienza utente.

Implementazione:

1. Il progettista seleziona il LED 334-15/T1C3-7TVA nel Bin V per la massima luminosità e nel Bin 1 per una tensione diretta coerente intorno a 3.1V.

2. Viene scelto un singolo IC driver a corrente costante in grado di erogare 400mA (20mA x 20 LED). I LED sono collegati in una configurazione serie-parallelo, assicurando che tutte le stringhe abbiano lo stesso numero di LED per mantenere il bilanciamento di corrente, aiutato dall'uso dello stesso bin di tensione.

3. Il layout del PCB include pad di alleggerimento termico collegati a un piano di massa per aiutare a dissipare il calore.

4. L'angolo di visione di 30 gradi è perfetto per i piccoli fori del pannello, fornendo luce chiara e diretta senza eccessiva dispersione.

Questo approccio garantisce un pannello indicatore uniforme, brillante e affidabile.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo LED opera sul principio dell'elettroluminescenza in un semiconduttore. Il cuore è un chip InGaN (Nitruro di Indio Gallio). Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del chip, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La composizione specifica della lega InGaN è sintonizzata per emettere luce blu. Questa luce blu non viene emessa direttamente. Invece, colpisce un rivestimento di fosforo (tipicamente YAG:Ce - Granato di Alluminio e Ittrio drogato con Cerio) riempito all'interno della coppa riflettente del package. Il fosforo assorbe i fotoni blu ad alta energia e riemette fotoni a energia più bassa su un ampio spettro nella gamma giallo-verde. La miscela della luce blu residua e della luce gialla convertita è percepita dall'occhio umano come luce bianca. Questo metodo è chiamato tecnologia LED bianco a conversione di fosforo.

13. Tendenze e Contesto Tecnologico

Il 334-15/T1C3-7TVA rappresenta una tecnologia LED matura e ad alta affidabilità. Il package radiale con reofori, sebbene meno comune nell'elettronica di consumo all'avanguardia, rimane vitale nell'illuminazione automobilistica, industriale e speciale dove il montaggio through-hole è preferito per robustezza meccanica o compatibilità con design legacy. La tendenza del settore è verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), un miglioramento della resa cromatica e temperature di giunzione massime più elevate. I package a dispositivo a montaggio superficiale (SMD) come 5050, 3535 o 2835 ora dominano le applicazioni ad alto volume grazie alla loro idoneità per l'assemblaggio automatizzato. Tuttavia, i parametri prestazionali specifici, il rigore del binning e l'attenzione all'affidabilità di questo LED stile lampada ne garantiscono la continua rilevanza in mercati di nicchia che privilegiano questi attributi rispetto al fattore di forma più piccolo possibile.