Scheda Tecnica LED ALFS1H-C010001H-AM - Pacchetto Ceramico SMD - 450lm @ 1000mA - 3.3V - Angolo di Visione 120° - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED ad alte prestazioni a montaggio superficiale, progettato per applicazioni automobilistiche impegnative. Il dispositivo è alloggiato in un robusto pacchetto ceramico, che offre una gestione termica e un'affidabilità superiori. Il suo obiettivo progettuale principale sono i sistemi di illuminazione esterna automobilistica, dove prestazioni costanti, lunga durata e resilienza a condizioni ambientali severe sono fondamentali.

1.1 Vantaggi Principali

Il LED offre diversi vantaggi chiave per i progettisti automobilistici:

• Elevata Emissione Luminosa:Fornisce un flusso luminoso tipico di 450 lumen con una corrente di pilotaggio di 1000mA, consentendo sorgenti luminose brillanti ed efficienti.
• Ampio Angolo di Visione:Caratterizzato da un angolo di visione di 120 gradi, fornisce un'eccellente distribuzione spaziale della luce adatta a varie funzioni di illuminazione.
• Affidabilità di Grado Automobilistico:Qualificato secondo lo standard AEC-Q102, garantendo il rispetto dei severi requisiti di qualità e affidabilità per i componenti elettronici automobilistici.
• Robustezza Ambientale:Dimostra un'elevata resistenza alle scariche elettrostatiche (ESD fino a 8kV HBM) e alla corrosione da zolfo (Classe A1), critica per il funzionamento a lungo termine in ambienti automobilistici.
• Conformità:Il prodotto è conforme alle direttive RoHS, REACH e Halogen-Free, supportando le normative ambientali globali.

1.2 Mercato di Riferimento & Applicazioni

Questo LED è specificamente rivolto al mercato dell'illuminazione esterna automobilistica. Le sue caratteristiche prestazionali lo rendono ideale per diverse applicazioni chiave:

• Fari Anteriori:Può essere utilizzato in sistemi di abbaglianti, anabbaglianti o fari adattivi.
• Luci diurne (DRL):Garantisce elevata visibilità e uno stile distintivo.
• Fari Antinebbia:Offre prestazioni robuste in condizioni meteorologiche avverse.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e oggettiva dei principali parametri elettrici, ottici e termici specificati nella scheda tecnica.

2.1 Caratteristiche Fotometriche & Elettriche

Le prestazioni principali sono definite in una condizione di test di IF=1000mA, con il pad termico mantenuto a 25°C.

• Flusso Luminoso (Φv):Il valore tipico è 450 lm, con un minimo di 400 lm e un massimo di 500 lm. Si applica una tolleranza di misura di ±8%. Questo parametro dipende fortemente dalla temperatura di giunzione.
• Tensione Diretta (VF):Corrente Diretta (IF):
• Il dispositivo è valutato per una corrente diretta continua fino a 1500mA come massimo assoluto, con un punto operativo tipico di 1000mA. Non è raccomandato l'uso al di sotto di 50mA.Angolo di Visione (φ):
• L'angolo nominale di 120° ha una tolleranza di ±5°. Questo definisce l'ampiezza angolare in cui l'intensità luminosa è almeno la metà del suo valore di picco.Temperatura di Colore Correlata (CCT):
• L'intervallo della temperatura di colore è specificato da 5391K a 6893K, classificandolo come un LED bianco freddo.2.2 Caratteristiche Termiche

Una gestione termica efficace è cruciale per mantenere le prestazioni e la longevità.

Resistenza Termica (Rth JS):

• Sono forniti due valori: una resistenza termica "reale" (da giunzione a punto di saldatura) di 4.4 K/W max, e un equivalente "elettrico" di 3.4 K/W max. Il valore elettrico inferiore è tipicamente utilizzato per la stima della temperatura di giunzione nelle simulazioni di circuito. Questa bassa resistenza è resa possibile dal pacchetto ceramico.Temperatura di Giunzione (TJ):
• La temperatura massima ammissibile della giunzione è 150°C.Temperatura Operativa & di Conservazione:
• Il dispositivo può operare ed essere conservato in un ampio intervallo di temperatura da -40°C a +125°C.2.3 Valori Massimi Assoluti

Sollecitazioni oltre questi limiti possono causare danni permanenti.

Dissipazione di Potenza (Pd):

• Massimo 5700 mW.Tensione Inversa (VR):
• Il dispositivo non è progettato per operare in polarizzazione inversa.Sensibilità ESD (HBM):
• Resiste fino a 8 kV, il che è robusto per applicazioni automobilistiche.Temperatura di Saldatura a Rifusione:
• Può sopportare una temperatura di picco di 260°C durante l'assemblaggio.3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il LED viene suddiviso in bin in base a parametri prestazionali chiave per garantire la coerenza all'interno di un lotto di produzione.

3.1 Binning del Flusso Luminoso

Il flusso luminoso è raggruppato sotto "Gruppo C" con quattro bin (6, 7, 8, 9). Ad esempio, il Bin 7 copre un intervallo di flusso da 425 lm a 450 lm. Ciò consente ai progettisti di selezionare i LED in base al livello di luminosità richiesto.

3.2 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è suddivisa in tre codici: 1A (2.90V-3.20V), 1B (3.20V-3.50V) e 1C (3.50V-3.80V). L'abbinamento di bin VF in un array aiuta a ottenere una distribuzione uniforme della corrente quando i LED sono collegati in parallelo.

3.3 Binning delle Coordinate Cromatiche

I LED bianco freddo sono suddivisi in bin sul diagramma di cromaticità CIE 1931. Sono definiti più bin (es. 63M, 61M, 58M, 56M, 65L, 65H, 61L, 61H), ciascuno rappresentante una piccola area quadrilatera nello spazio colore x,y. Una tolleranza stretta di ±0.005 garantisce una variazione di colore minima all'interno di un bin. Il diagramma della struttura dei bin mostra i confini specifici delle coordinate per ciascun bin.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

I grafici forniscono informazioni cruciali sul comportamento del LED in diverse condizioni operative.

4.1 Distribuzione Spettrale & Diagramma di Radiazione

Il grafico della

Distribuzione Spettrale Relativamostra un picco nella regione delle lunghezze d'onda blu, tipico di un LED bianco a conversione di fosforo. IlDiagramma Caratteristico Tipico della Radiazioneillustra la distribuzione spaziale dell'intensità, confermando l'angolo di visione di 120° dove l'intensità scende al 50% del picco.4.2 Corrente vs. Tensione (I-V) ed Efficienza

La curva

Corrente Diretta vs. Tensione Direttaè non lineare, mostrando la tipica relazione esponenziale di un diodo. La curvaFlusso Luminoso Relativo vs. Corrente Direttamostra che l'emissione luminosa aumenta con la corrente ma può mostrare saturazione o calo di efficienza a correnti molto elevate (oltre 1000mA).4.3 Dipendenza dalla Temperatura

I grafici mostrano chiaramente il significativo impatto della temperatura:

Tensione Diretta Relativa vs. Temperatura di Giunzione:

• La tensione diretta diminuisce linearmente con l'aumento della temperatura (coefficiente di temperatura negativo), il che può essere utilizzato per il monitoraggio della temperatura di giunzione.Flusso Luminoso Relativo vs. Temperatura di Giunzione:
• L'emissione luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura. Mantenere una bassa temperatura di giunzione è essenziale per un'emissione luminosa stabile.Spostamento Cromatico vs. Temperatura di Giunzione:
• Le coordinate cromatiche (CIE x, y) si spostano con la temperatura, importante per applicazioni che richiedono punti colore stabili.Spostamento Cromatico vs. Corrente Diretta:
• Il colore si sposta leggermente anche con la corrente di pilotaggio, sottolineando la necessità di driver a corrente costante.4.4 Curva di Derating della Corrente Diretta

Questo è un grafico cruciale per la progettazione termica. Traccia la corrente diretta massima ammissibile in funzione della temperatura del pad di saldatura (Ts). All'aumentare di Ts, la corrente massima consentita deve essere ridotta per evitare di superare il limite di 150°C della temperatura di giunzione. Ad esempio, a Ts=125°C, la corrente massima è 1200mA; a Ts=110°C, è 1500mA.

5. Informazioni Meccaniche & sul Pacchetto

Il pacchetto ceramico SMD fornisce stabilità meccanica ed eccellente conduzione termica.

5.1 Dimensioni Meccaniche

La scheda tecnica include un disegno meccanico dettagliato (Sezione 7) che specifica lunghezza, larghezza, altezza, passo dei terminali e tolleranze del pacchetto. Queste informazioni sono vitali per la progettazione dell'impronta PCB e i controlli di ingombro per l'assemblaggio.

5.2 Layout Consigliato dei Piazzole di Saldatura

La Sezione 8 fornisce il land pattern PCB consigliato (geometria e dimensioni delle piazzole) per garantire la formazione affidabile dei giunti di saldatura durante la rifusione e ottimizzare il trasferimento di calore dal pad termico del LED al PCB.

5.3 Identificazione della Polarità

Il disegno meccanico indica i terminali anodo e catodo. La polarità corretta deve essere rispettata durante l'assemblaggio per prevenire danni.

6. Linee Guida per Saldatura & Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

La Sezione 9 specifica il profilo di temperatura di saldatura a rifusione consigliato. Il profilo include fasi di preriscaldamento, stabilizzazione, rifusione e raffreddamento, con una temperatura di picco non superiore a 260°C. Rispettare questo profilo previene shock termici e garantisce connessioni di saldatura affidabili.

6.2 Precauzioni per l'Uso

Vengono fornite note generali di manipolazione e applicazione (Sezione 11), che coprono argomenti come evitare stress meccanici sulla lente, prevenire la contaminazione e garantire adeguate precauzioni ESD durante la manipolazione.

6.3 Condizioni di Conservazione

Il dispositivo deve essere conservato nell'intervallo di temperatura specificato (-40°C a +125°C) e in un ambiente controllato per l'umidità. Il Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL) è classificato come Livello 2.

7. Imballaggio & Informazioni per l'Ordine

7.1 Informazioni sull'Imballaggio

I dettagli su come sono forniti i LED si trovano nella Sezione 10. Questo include tipicamente il tipo di bobina, la larghezza del nastro, le dimensioni delle tasche e l'orientamento dei componenti sulla bobina per le macchine pick-and-place automatizzate.

7.2 Numero di Parte & Informazioni per l'Ordine

Le Sezioni 5 e 6 dettagliano la struttura del numero di parte e i codici d'ordine. Il numero di parte completo "ALFS1H-C010001H-AM" codifica informazioni specifiche come la serie del prodotto, il bin del flusso, il bin della tensione e il bin del colore. Comprendere questa nomenclatura è essenziale per procurarsi il dispositivo esatto con le caratteristiche prestazionali desiderate.

8. Suggerimenti per la Progettazione dell'Applicazione

8.1 Circuiti Applicativi Tipici

Questo LED richiede un driver a corrente costante per un funzionamento stabile. Il driver deve essere progettato per fornire la corrente richiesta (es. 1000mA) adattandosi all'intervallo di tensione diretta del bin selezionato. La gestione termica è critica; il PCB deve avere un'area di rame sufficiente o un array di via termici sotto il pad termico del LED per dissipare efficacemente il calore, mantenendo la temperatura di giunzione il più bassa possibile.

8.2 Considerazioni di Progettazione

Progettazione Termica:

• Utilizzare la curva di derating e la resistenza termica per calcolare il necessario dissipatore. La bassa Rth JS è un vantaggio ma non elimina la necessità di un buon percorso termico verso l'ambiente.Progettazione Ottica:
• L'angolo di visione di 120° può richiedere ottiche secondarie (lenti, riflettori) per modellare il fascio per applicazioni specifiche come i fari.Progettazione Elettrica:
• Considerare il binning della tensione diretta quando si progettano stringhe in parallelo per garantire il bilanciamento della corrente. Implementare una protezione da inversione di polarità sulla scheda.Affidabilità:
• Le qualifiche AEC-Q102 e la robustezza allo zolfo sono chiave per l'uso automobilistico, ma i test ambientali specifici dell'applicazione (vibrazioni, cicli termici) devono comunque essere validati.9. Confronto Tecnico & Differenziazione

Sebbene un confronto diretto con i concorrenti non sia fornito nella scheda tecnica, si possono dedurre i principali fattori di differenziazione di questo prodotto:

Pacchetto Ceramico vs. Plastico:

• Il pacchetto ceramico offre una conduttività termica superiore e un'affidabilità a lungo termine rispetto ai pacchetti SMD plastici standard, specialmente in condizioni di alta potenza e alta temperatura.Focus Automobilistico:
• La piena qualifica AEC-Q102 e la resistenza allo zolfo (Classe A1) non sono sempre presenti nei LED ad alta potenza generici, rendendo questo dispositivo specificamente adatto al severo ambiente automobilistico.Bilanciamento delle Prestazioni:
• La combinazione di alto flusso (450lm), angolo di visione relativamente ampio (120°) e costruzione robusta presenta una soluzione bilanciata per l'illuminazione esterna.10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare questo LED a 1500mA in modo continuo?

R: Solo se la temperatura del pad di saldatura (Ts) è mantenuta a 110°C o inferiore, come da curva di derating. A temperature ambiente più elevate, la corrente deve essere ridotta (es. a 1200mA a Ts=125°C) per evitare di superare la temperatura massima di giunzione.

D: Qual è la differenza tra Rth JS reale e Rth JS el?

R: Rth JS reale è la resistenza termica misurata dalla giunzione al punto di saldatura. Rth JS el è un valore equivalente derivato elettricamente, spesso inferiore, comunemente utilizzato nei modelli SPICE per la simulazione della temperatura. Per la progettazione termica pratica, il valore "reale" (4.4 K/W max) dovrebbe essere utilizzato per calcoli conservativi.

D: Quanto è importante la selezione del bin per la mia applicazione?

R: Critica per la coerenza. Per applicazioni con più LED (es. una striscia DRL), specificare lo stesso bin di flusso, tensione e colore garantisce uniformità di luminosità, colore e comportamento elettrico su tutte le unità.

D: È necessario un dissipatore?

R: Sì, assolutamente. Nonostante la bassa resistenza termica del pacchetto, la dissipazione di potenza totale (fino a ~3.3W a 1000mA) richiede un sistema di gestione termica efficace, solitamente che coinvolge un PCB termicamente migliorato e possibilmente un dissipatore esterno, per mantenere prestazioni e longevità.

11. Caso Pratico di Progettazione

Scenario: Progettazione di un modulo per Luci diurne (DRL).

Un progettista seleziona questo LED per la sua luminosità e affidabilità di grado automobilistico. Sceglie il Bin 7 per il flusso (425-450lm) e il Bin 1B per la tensione (3.20-3.50V) per garantire una buona resa. Il modulo utilizza 6 LED in serie. Il driver è specificato per 1000mA a corrente costante con un intervallo di tensione di uscita che copre 6 * VF_max (circa 21V). Il PCB è una scheda a 2oz di rame con una grande area di pad esposta collegata a un piano di massa interno per la diffusione del calore. Via termici sotto il pad del LED trasferiscono il calore sul lato posteriore del PCB, che è fissato alla scocca metallica del veicolo. Utilizzando la curva di derating e stimando la resistenza termica del sistema, il progettista conferma che la temperatura di giunzione rimarrà al di sotto di 110°C nella peggiore temperatura ambiente, consentendo di pilotare i LED ai pieni 1000mA.

12. Principio di Funzionamento

Questo è un LED bianco a conversione di fosforo. Il nucleo è un chip semiconduttore (tipicamente basato su InGaN) che emette luce blu quando polarizzato direttamente (elettroluminescenza). Questa luce blu colpisce uno strato di fosforo depositato sul chip o intorno ad esso. Il fosforo assorbe una parte della luce blu e la riemette come uno spettro più ampio di lunghezze d'onda più lunghe (giallo, rosso). La miscela della luce blu residua e della luce gialla/rossa convertita dal fosforo è percepita dall'occhio umano come luce bianca. La specifica miscela di fosfori determina la temperatura di colore correlata (CCT), che per questo dispositivo è nell'intervallo del bianco freddo (5391K-6893K).

13. Tendenze Tecnologiche

Il mercato dell'illuminazione a LED automobilistica continua a evolversi con tendenze chiare:

Aumento dell'Efficienza (lm/W):

• Miglioramenti continui nella tecnologia dei chip e nell'efficienza dei fosfori portano a una maggiore efficienza luminosa, consentendo luci più brillanti o un consumo energetico inferiore.Maggiore Densità di Potenza:
• Si stanno sviluppando dispositivi in grado di fornire più luce da pacchetti più piccoli, consentendo design delle lampade più compatti e stilizzati.Funzionalità Avanzate:
• L'integrazione dell'elettronica di controllo (es. per la modellazione adattiva del fascio) direttamente con i pacchetti LED è un'area di sviluppo.Regolazione del Colore & Qualità:
• C'è un focus sul miglioramento dell'indice di resa cromatica (CRI) e sull'abilitazione della regolazione dinamica della temperatura di colore, specialmente per l'illuminazione interna.Standardizzazione & Affidabilità:
• L'aderenza a standard come AEC-Q102 diventa ancora più critica man mano che i LED penetrano in applicazioni critiche per la sicurezza come i fari. Potrebbero emergere test per nuovi fattori di stress (come la luce laser dei sistemi LIDAR).Adherence to standards like AEC-Q102 becomes even more critical as LEDs penetrate safety-critical applications like headlights. Testing for novel stress factors (like laser light from LIDAR systems) may emerge.