LED Bianco ad Alta Potenza 3.0x3.0x0.55mm - Tensione Diretta 5.8-7.2V - Potenza 2.16W - Scheda Tecnica Italiana

1. Panoramica del prodotto

Questo LED bianco ad alta potenza è realizzato utilizzando un chip blu combinato con fosforo per produrre luce bianca. Il dispositivo è alloggiato in un pacchetto EMC (Epoxy Molding Compound) con dimensioni di 3,0 mm × 3,0 mm × 0,55 mm, offrendo una soluzione compatta e robusta per applicazioni di illuminazione impegnative. Le caratteristiche principali includono un angolo di visione estremamente ampio di 120°, idoneità per tutti i processi di assemblaggio SMT e saldatura, e disponibilità su nastro e bobina per pick-and-place automatico. Il LED è conforme alla direttiva RoHS e ha un livello di sensibilità all'umidità di 3. Le applicazioni tipiche includono retroilluminazione per LCD, TV o monitor; illuminazione di interruttori e simboli; indicatori ottici; display interni; applicazioni per luci tubolari e uso generale. Con una gamma di tensione diretta da 5,8 V a 7,2 V a 300 mA e un flusso luminoso da 140 lm a 220 lm, questo LED offre elevata luminosità mantenendo prestazioni affidabili.

2. Analisi approfondita dei parametri tecnici

2.1 Caratteristiche elettriche/ottiche (a Ts=25°C)

La tabella seguente riassume i principali parametri elettrici e ottici misurati a una temperatura di saldatura di 25°C e una corrente diretta di 300 mA:

• Tensione diretta (VF):Minimo 5,8 V, Tipico 6,0 V (dal grafico), Massimo 7,2 V.
• Corrente inversa (IR):Massimo 10 µA a VR=10 V.
• Flusso luminoso (Φ):Minimo 140 lm, Tipico 180 lm, Massimo 220 lm.
• Angolo di visione (2θ1/2):Tipico 120°.
• Resistenza termica (RTHJ-S):Tipico 12 °C/W.

Valori massimi assoluti: dissipazione di potenza 2160 mW, corrente diretta 300 mA, corrente diretta di picco 450 mA (ciclo di lavoro 1/10, larghezza di impulso 0,1 ms), tensione inversa 10 V, ESD (HBM) 2000 V, temperatura di esercizio da -40°C a +85°C, temperatura di stoccaggio da -40°C a +100°C, temperatura di giunzione 115°C.

2.2 Intervalli di bin per tensione diretta e flusso luminoso

A IF=300 mA, la tensione diretta è suddivisa in intervalli da 5,8-6,0 V (bin TB) a 7,0-7,2 V (bin TN). Il flusso luminoso è suddiviso da 140-145 lm (bin T140) a 240-245 lm (bin T240). Il codice bin esatto è una combinazione di bin di tensione e flusso, consentendo ai clienti di selezionare dispositivi con caratteristiche specifiche. Il diagramma cromatico C.I.E. fornisce più bin di colore (D00, D01, ..., H00, H01, ..., K00, K01, ..., T00, T01, ...) per ottenere coordinate di colore bianco coerenti. Ogni bin ha coordinate precise degli angoli CIE-x e CIE-y come elencato nelle Tabelle 1-4, garantendo un controllo stretto del colore.

3. Analisi delle curve di prestazione

3.1 Tensione diretta vs. Corrente diretta

La tensione diretta aumenta con la corrente diretta. A 5,5 V la corrente è quasi zero; a 7 V la corrente raggiunge circa 300 mA. Questa relazione è tipica per i LED ad alta potenza e dimostra la necessità di regolazione della corrente anziché guida in tensione.

3.2 Corrente diretta vs. Intensità relativa

L'intensità relativa aumenta linearmente con la corrente diretta da 0 a 300 mA, raggiungendo circa il 100% a 300 mA. Ciò indica buona efficienza e uscita prevedibile.

3.3 Temperatura di saldatura vs. Intensità relativa

All'aumentare della temperatura di saldatura da 25°C a 115°C, l'intensità relativa diminuisce leggermente fino a circa l'85%. I progettisti devono tenere conto della derating termico per mantenere l'emissione luminosa.

3.4 Temperatura di saldatura vs. Corrente diretta

La corrente diretta massima consentita diminuisce con l'aumentare della temperatura di saldatura per evitare surriscaldamento. A Ts=25°C la corrente massima è di 300 mA; a 85°C scende a circa 200 mA. Questo derating è fondamentale per un funzionamento affidabile.

3.5 Tensione diretta vs. Temperatura di saldatura

La tensione diretta diminuisce leggermente all'aumentare della temperatura (circa -2 mV/°C). Da 20°C a 120°C, VF scende da circa 6,20 V a 6,02 V.

3.6 Diagramma di radiazione

Il LED ha un ampio angolo di visione di 120°. L'intensità luminosa relativa rimane superiore al 50% da -60° a +60° e scende quasi a zero a ±90°. Ciò rende il dispositivo ideale per applicazioni che richiedono illuminazione ampia.

3.7 Coordinata cromatica vs. Temperatura di saldatura

Le coordinate CIE x e y si spostano leggermente con la temperatura. All'aumentare della temperatura da 25°C a 85°C, il punto di bianco si sposta leggermente verso valori x e y più elevati (colore più caldo). Questo spostamento deve essere considerato in progetti critici per il colore.

3.8 Distribuzione spettrale

L'intensità di emissione relativa raggiunge il picco vicino a 450 nm (blu) e 560 nm (fosforo giallo-verde), con uno spettro ampio che copre 400-700 nm. La luce bianca è creata dalla combinazione dell'emissione del chip blu e del fosforo giallo.

4. Informazioni meccaniche e di imballaggio

4.1 Dimensioni del pacchetto

Il pacchetto misura 3,00 mm × 3,00 mm con un'altezza di circa 0,55 mm. La vista dall'alto mostra due pad di contatto (anodo e catodo) con dimensioni di 1,45 mm × 0,46 mm ciascuno. La vista dal basso mostra gli stessi pad con marcature aggiuntive. La polarità è indicata da una tacca o marcatura sul pacchetto (vedere Fig. 1-4). I pattern di saldatura raccomandano l'uso di pad di 2,26 mm × 0,69 mm con uno spazio di 0,46 mm tra loro per una formazione ottimale del giunto di saldatura. Tutte le dimensioni hanno tolleranze di ±0,2 mm salvo diversa indicazione.

4.2 Nastro porta-componenti e bobina

I LED sono imballati in nastro porta-componenti con passo P1=4,0 mm e P2=2,0 mm. La larghezza del nastro è di 8,0 mm con tasche di dimensione A0=3,2±0,1 mm, B0=3,3±0,1 mm e K0=1,4±0,1 mm. La bobina ha un diametro esterno di 178 mm, diametro interno del mozzo di 59 mm e larghezza di 16,9 mm. Ogni bobina contiene 5000 pezzi.

4.3 Etichettatura e barriera all'umidità

L'etichetta include numero parte, numero specifica, numero lotto, codici bin per flusso (Ф), cromaticità (XY), tensione diretta (VF), lunghezza d'onda (WLD), quantità (QTY) e data (DATE). Il pacchetto è sigillato in una busta barriera all'umidità con essiccante, ed è applicata un'etichetta di avvertenza ESD.

5. Linee guida per saldatura e assemblaggio

5.1 Profilo di saldatura a rifusione

Si raccomanda un tipico profilo di saldatura a rifusione: preriscaldamento da 150°C a 200°C per 60-120 secondi, rampa up a max 3°C/s fino a temperatura di picco di 260°C (max 10 secondi sopra 255°C), e raffreddamento a max 6°C/s. Il tempo totale da 25°C al picco non deve superare 8 minuti. La saldatura a rifusione non deve essere eseguita più di due volte.

5.2 Saldatura manuale e riparazione

La saldatura manuale deve essere eseguita a temperatura del saldatore inferiore a 300°C per meno di 3 secondi, e solo una volta. La riparazione non è raccomandata; se inevitabile, utilizzare un saldatore a doppia punta e confermare l'integrità del LED prima.

5.3 Precauzioni

L'incapsulamento in silicone è morbido; evitare pressione eccessiva sulla superficie superiore. Non montare LED su aree PCB deformate. Dopo la saldatura, non applicare stress meccanico o raffreddamento rapido.

6. Informazioni su imballaggio e ordinazione

L'imballaggio standard è di 5000 pz per bobina. Le dimensioni della scatola di cartone e il processo di imballaggio sono mostrati nelle specifiche del prodotto. Il formato dell'etichetta include tutti i codici di tracciabilità necessari. Il prodotto viene spedito in un processo di imballaggio resistente all'umidità con busta barriera sigillata e protezione ESD.

7. Raccomandazioni applicative

Le applicazioni tipiche includono retroilluminazione LCD, display interni, luci tubolari e illuminazione generale. Per prestazioni ottimali, utilizzare un driver a corrente costante per mantenere la corrente diretta a 300 mA. Considerare la gestione termica montando il LED su un PCB a nucleo metallico (MCPCB) con buona dissipazione del calore. La temperatura di giunzione non deve superare 115°C. Nella progettazione del circuito, includere resistori in serie per bilanciare la corrente in rami paralleli. Evitare di esporre il LED ad ambienti con alto contenuto di zolfo (>100 ppm) o composti alogeni (>900 ppm ciascuno per Br e Cl). Utilizzare alcol isopropilico per la pulizia se necessario; la pulizia a ultrasuoni non è raccomandata.

8. Confronto tecnico

Rispetto ai LED bianchi standard 2835 o 3030, questo dispositivo offre una tensione diretta più elevata (5,8-7,2V rispetto ai tipici 3V) indicando più chip in serie, consentendo una maggiore densità di potenza. L'angolo di visione di 120° è più ampio di molti LED ad alta potenza (spesso 110°). Il pacchetto EMC offre una migliore resistenza all'umidità e stabilità alle alte temperature rispetto ai pacchetti PPA tradizionali. L'efficacia luminosa di ~60-80 lm/W a 300mA è competitiva per LED bianchi ad alta potenza. Il binning stretto nella cromaticità (molteplici bin D, H, K, T) garantisce coerenza del colore tra i lotti di produzione.

9. Domande frequenti

D: Qual è la corrente diretta raccomandata? R: Il valore massimo assoluto è 300 mA DC; per la migliore efficacia e durata, operare a 280-300 mA con adeguata dissipazione del calore.

D: Questo LED può essere pilotato a corrente più elevata? R: Corrente di picco fino a 450 mA con ciclo di lavoro 1/10, larghezza di impulso 0,1 ms, ma la corrente media non deve superare 300 mA.

D: Come influisce la temperatura sul colore? R: La cromaticità si sposta leggermente (x,y aumentano) all'aumentare della temperatura; per applicazioni critiche per il colore, considerare raffreddamento attivo o feedback.

D: Quali sono le condizioni di stoccaggio? R: Prima di aprire la busta barriera all'umidità, conservare a<30°C /<75% UR per un massimo di 1 anno. Dopo l'apertura, utilizzare entro 24 ore a<30°C /<60% UR. Se superato, cuocere a 65±5°C per 24 ore.

D: Quali solventi di pulizia sono sicuri? R: Si raccomanda alcol isopropilico; evitare solventi che potrebbero dissolvere il silicone o il pacchetto.

10. Casi applicativi pratici

In un'unità di retroilluminazione per un pannello LCD da 10 pollici, utilizzando 12 di questi LED in serie con un driver a corrente costante a 300 mA si ottiene un flusso totale di circa 2000 lm, sufficiente per un display luminoso. L'ampio angolo di visione garantisce illuminazione uniforme su tutto il pannello. In una lampada tubolare retrofit, 24 LED su un PCB lineare con opportuno dissipatore possono sostituire un tubo fluorescente da 20W, fornendo oltre 3500 lumen con migliore efficienza energetica e maggiore durata. Per la segnaletica interna, array con spaziatura adeguata e ottica delle lenti raggiungono elevata luminosità con ombre minime.

11. Principio di funzionamento

Questo LED bianco utilizza un chip InGaN (nitruro di gallio e indio) blu che emette a ~450 nm. Il chip è coperto da uno strato di fosforo (tipicamente YAG:Ce o simile) che assorbe la luce blu e riemette in uno spettro giallo-verde ampio. La combinazione di luce blu trasmessa e luce gialla convertita dal fosforo produce luce bianca. Le coordinate CIE possono essere regolate modificando la composizione e la concentrazione del fosforo. Il LED è incapsulato in silicone per proteggere il chip e il fosforo e fornire accoppiamento ottico.

12. Tendenze di sviluppo

La tendenza nei LED bianchi ad alta potenza è verso una maggiore efficacia luminosa (>150 lm/W a livello di chip), miglioramento della resa cromatica (CRI>90) e pacchetti più piccoli per design compatti. I pacchetti EMC stanno sostituendo PPA grazie a migliore stabilità termica e affidabilità. Nuove tecnologie di fosforo, come fosfori a base di nitruri e fluoruri, consentono una gamma cromatica più ampia e CRI più elevato. L'integrazione di più chip in serie (come visto in questo dispositivo da 6V) permette una guida a tensione più alta per ridurre la corrente e le perdite I²R. Gli sviluppi futuri includono il packaging a livello di chip (CSP) e design flip-chip per un miglior percorso termico e costi inferiori.