Scheda Tecnica LED Bianco 7070 - Dimensione 7.0x7.0x2.8mm - Tensione 49V - Potenza 7.8W - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce specifiche tecniche complete per un LED bianco ad alta potenza in formato package 7070. Il dispositivo è progettato per applicazioni di illuminazione impegnative che richiedono un'elevata emissione luminosa e robuste prestazioni termiche. Il suo design del package termicamente migliorato consente una dissipazione del calore efficiente, supporta l'operatività ad alta corrente e contribuisce all'affidabilità a lungo termine.

Il LED è un componente a vista dall'alto, che offre un ampio angolo di visione adatto per applicazioni che richiedono un'ampia distribuzione della luce. È compatibile con i processi di saldatura a rifusione senza piombo ed è progettato per conformarsi alle normative ambientali pertinenti.

2. Caratteristiche Principali e Applicazioni

2.1 Caratteristiche Fondamentali

• Emissione bianca a vista dall'alto.
• Design del Package Termicamente Migliorato per una gestione del calore ottimizzata.
• Elevata emissione di flusso luminoso.
• Elevata capacità di corrente (fino a 150mA in continuo).
• Dimensioni Compatte del Package (7.0mm x 7.0mm).
• Ampio angolo di visione (tipicamente 120 gradi).
• Adatto per Applicazioni di Saldatura a Rifusione Senza Piombo.
• Conforme a RoHS.

2.2 Applicazioni Target

• Illuminazione architettonica e decorativa.
• Soluzioni di illuminazione retrofit (sostituzione per sorgenti luminose tradizionali).
• Illuminazione generale.
• Retroilluminazione per insegne e cartelli, indoor e outdoor.

3. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

3.1 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Tutte le misurazioni sono specificate a una temperatura di giunzione (Tj) di 25°C e una corrente diretta (IF) di 100mA. Il dispositivo è disponibile in più Temperature di Colore Correlate (CCT): 2700K, 3000K, 4000K, 5000K, 5700K e 6500K. Tutte le varianti offrono un Indice di Resa Cromatica (Ra) minimo di 80. Il flusso luminoso tipico varia da 590 lm a 650 lm a seconda della CCT, con un'emissione minima garantita specificata per ogni bin. Si applica una tolleranza di misura di ±7% per il flusso luminoso e ±2% per Ra.

3.2 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. L'operatività deve essere sempre mantenuta entro questi confini.

• Corrente Diretta (IF):150 mA (continuo).
• Corrente Diretta Impulsiva (IFP):225 mA (Larghezza dell'impulso ≤100μs, Ciclo di lavoro ≤1/10).
• Dissipazione di Potenza (PD):7800 mW.
• Tensione Inversa (VR):5 V.
• Temperatura Operativa (Topr):-40°C a +105°C.
• Temperatura di Conservazione (Tstg):-40°C a +85°C.
• Temperatura di Giunzione (Tj):120°C (massimo).
• Temperatura di Saldatura (Tsld):Profilo di rifusione con picco di 230°C o 260°C per 10 secondi.

Superare questi parametri può alterare le proprietà del LED e non è raccomandato. Occorre prestare attenzione per garantire che la dissipazione di potenza non superi il valore massimo assoluto.

3.3 Caratteristiche Elettriche/Ottiche a Tj=25°C

• Tensione Diretta (VF):46V (Min), 49V (Tip), 52V (Max) a IF=100mA. Tolleranza ±3%.
• Corrente Inversa (IR):Massimo 10 μA a VR=5V.
• Angolo di Visione (2θ1/2):Tipicamente 120 gradi, definito come l'angolo fuori asse in cui l'intensità luminosa è la metà dell'intensità di picco.
• Resistenza Termica (Rth j-sp):Tipicamente 3 °C/W dalla giunzione del LED al punto di saldatura su un MCPCB, misurata con potenza elettrica applicata a IF=100mA.
• Scarica Elettrostatica (ESD):Resiste ad un minimo di 1000V (Modello del Corpo Umano).

4. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto è classificato in bin per garantire coerenza nei parametri chiave per il progetto di illuminazione.

4.1 Binning del Flusso Luminoso

A IF=100mA e Tj=25°C, i LED sono suddivisi in classi di flusso luminoso (es. GL, GM, GN, GP) con intervalli di flusso minimo e massimo definiti per ogni CCT. Ad esempio, un LED 4000K nel bin GM ha un flusso luminoso compreso tra 550 lm e 600 lm.

4.2 Binning della Tensione Diretta

I LED sono anche classificati per tensione diretta a IF=100mA e Tj=25°C. I codici includono 6R (46-48V), 6S (48-50V) e 6T (50-52V), con una tolleranza di misura di ±3%.

4.3 Binning della Cromaticità

Le coordinate cromatiche sono controllate entro un'ellisse MacAdam a 5 passi sul diagramma cromatico CIE. La scheda tecnica fornisce le coordinate centrali (a Tj=25°C e 85°C) e i parametri dell'ellisse (a, b, Φ) per ogni codice CCT (es. 27R5 per 2700K). Questo binning stretto, allineato a standard come Energy Star per 2600K-7000K, garantisce una variazione di colore visibile minima tra i LED. La tolleranza per la misura delle coordinate cromatiche è ±0.005.

5. Analisi delle Curve di Prestazione

5.1 Distribuzione Spettrale

Il grafico dello spettro dei colori fornito (a Tj=25°C) mostra l'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda per il LED bianco. Questa curva è tipica di un LED bianco a conversione di fosforo, caratterizzata da un picco blu del chip LED primario e da una banda di emissione gialla/rossa più ampia del fosforo. La forma esatta determina la CCT e il CRI della luce.

5.2 Distribuzione dell'Angolo di Visione

Il diagramma polare illustra il modello di radiazione spaziale. L'ampia distribuzione, tipicamente simile a Lambertiana (angolo di visione 120°), conferma un'emissione luminosa uniforme su un'ampia area, ideale per l'illuminazione generale e la retroilluminazione dove è richiesta una copertura uniforme.

6. Informazioni Meccaniche e sul Package

6.1 Dimensioni del Package

Il LED ha un'impronta quadrata di 7.00mm x 7.00mm. L'altezza totale del package è di 2.80mm. Le caratteristiche interne chiave includono le posizioni dei pad dell'anodo e del catodo. Il disegno dimensionale specifica tutte le lunghezze critiche, incluse le dimensioni dei pad (2.73mm x 2.73mm) e la spaziatura (6.10mm tra i centri dei pad). Salvo diversa indicazione, la tolleranza dimensionale è ±0.1mm.

6.2 Identificazione della Polarità e Progetto dei Pad

Il package presenta due pad elettrici. La polarità è chiaramente indicata nel diagramma: un pad è l'anodo e l'altro è il catodo. La polarità corretta deve essere rispettata durante l'assemblaggio del circuito stampato. Il progetto dei pad è adatto per i processi standard di tecnologia a montaggio superficiale (SMT).

7. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio

7.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Viene fornito un profilo di rifusione dettagliato per la saldatura senza piombo:

• Preriscaldamento:Rampa da 150°C a 200°C in 60-120 secondi.
• Velocità di Rampa in Salita:Massimo 3°C/secondo dalla temperatura del liquido alla temperatura di picco.
• Temperatura del Liquido (TL):217°C. Il tempo sopra TL (tL) dovrebbe essere di 60-150 secondi.
• Temperatura di Picco (Tp):Massimo 260°C sul corpo del package.
• Tempo al Picco (tp):Massimo 30 secondi entro 5°C da Tp.
• Velocità di Rampa in Discesa:Massimo 6°C/secondo da Tp a TL.
• Tempo Totale del Ciclo:Massimo 8 minuti da 25°C alla temperatura di picco.

Rispettare questo profilo è fondamentale per prevenire danni termici al package del LED e ai materiali di attacco interno del die.

7.2 Note per la Conservazione e la Manipolazione

Sebbene non dettagliato esplicitamente nell'estratto fornito, in base alla pratica standard per dispositivi sensibili all'umidità, si raccomanda di conservare i LED in un ambiente asciutto (tipicamente<10% di umidità relativa) e di utilizzarli entro una specifica durata di conservazione dopo l'apertura della busta sigillata per evitare l'effetto popcorn durante la rifusione. Manipolare sempre con precauzioni ESD.

8. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

8.1 Imballaggio in Nastro e Bobina

I LED sono forniti su nastro portante goffrato per l'assemblaggio automatizzato. La quantità massima per bobina è di 1000 pezzi. La tolleranza cumulativa su 10 passi del nastro è ±0.2mm. L'imballaggio esterno deve essere a prova di umidità ed etichettato con il numero di parte, il codice data di produzione e la quantità.

8.2 Sistema di Numerazione delle Parti

Il numero di parte segue un formato strutturato: T □□ □□ □ □ □ □ – □ □□ □□ □. Gli elementi chiave includono:

• Codice Tipo:Indica la dimensione del package (es. '7C' per 7070).
• Codice CCT:Due cifre per la temperatura di colore (es. '40' per 4000K).
• Resa Cromatica (Ra):Singola cifra (es. '8' per Ra80).
• Conteggio Chip Serie/Parallelo:Codici da 1 a Z.
• Codice Componente & Codice Colore:Definiscono variazioni interne dei componenti e bin specifici per applicazione (es. standard ANSI, bin ad alta temperatura 85°C/105°C, retroilluminazione).

9. Suggerimenti per l'Applicazione

9.1 Considerazioni di Progetto

• Gestione Termica:L'elevata dissipazione di potenza (fino a 7.8W) richiede un sistema di gestione termica efficace. Utilizzare un PCB a nucleo metallico (MCPCB) o altri metodi di dissipazione per mantenere la temperatura di giunzione ben al di sotto del valore massimo di 120°C, garantendo longevità e mantenendo l'emissione luminosa.
• Pilotaggio in Corrente:Utilizzare un driver a corrente costante adatto all'elevata tensione diretta (~49V) e corrente (fino a 150mA). Non superare i valori massimi assoluti.
• Progetto Ottico:L'ampio angolo di visione di 120° può richiedere ottiche secondarie (lenti, riflettori) se è necessario un fascio più focalizzato.
• Selezione del Binning:Per applicazioni che richiedono coerenza di colore (es. illuminazione architettonica), specificare bin di cromaticità e flusso stretti.

9.2 Implementazione Tipica del Circuito

Più LED possono essere collegati in serie per adattarsi alla tensione di uscita di un driver a corrente costante. Il numero in serie è limitato dalla tensione di uscita massima del driver. I collegamenti in parallelo generalmente non sono raccomandati senza un'attenta bilanciatura per prevenire l'"accaparramento" di corrente.

10. Confronto e Differenziazione Tecnica

Rispetto a package più piccoli (es. 2835, 3030), questo LED 7070 offre un flusso luminoso per package significativamente più elevato, riducendo il numero di componenti necessari per una data emissione luminosa. Il suo design termicamente migliorato supporta correnti di pilotaggio e dissipazioni di potenza più elevate. L'elevata tensione diretta (~49V) è atipica per un LED a singolo die e suggerisce una configurazione multi-chip in serie all'interno del package, che può offrire vantaggi nell'efficienza della regolazione della corrente se utilizzata con determinati driver. L'ampio angolo di visione di 120° fornisce una luce più diffusa rispetto ai LED con angolo più stretto.

11. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

11.1 Qual è il consumo effettivo di potenza?

Al punto operativo tipico di 100mA e 49V, la potenza elettrica in ingresso è di 4.9W (0.1A * 49V). Il valore massimo assoluto di dissipazione di potenza di 7.8W fornisce un margine per l'operatività a correnti o tensioni più elevate.

11.2 In che modo la temperatura influisce sulle prestazioni?

All'aumentare della temperatura di giunzione, l'emissione luminosa tipicamente diminuisce e la tensione diretta può leggermente calare. Anche le coordinate cromatiche si spostano, come indicato dalle coordinate centrali separate fornite per Tj=85°C. Un raffreddamento efficace è essenziale per mantenere le prestazioni specificate.

11.3 Posso pilotarlo con una sorgente a tensione costante?

È fortemente sconsigliato. I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Una sorgente a tensione costante potrebbe portare a una fuga termica e alla distruzione del LED a causa del coefficiente di temperatura negativo della tensione diretta. Utilizzare sempre un driver a corrente costante.

11.4 Cosa significa il valore 'Resistenza Termica'?

Una resistenza termica (Rth j-sp) di 3 °C/W significa che per ogni watt di potenza dissipata nella giunzione del LED, la differenza di temperatura tra la giunzione e il punto di saldatura aumenterà di circa 3 gradi Celsius. Valori più bassi indicano percorsi termici migliori.

12. Caso Pratico di Progetto e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un apparecchio di illuminazione industriale per altezze elevate.

Un progettista necessita di un'emissione luminosa di 10.000 lumen con una CCT di 4000K e una buona resa cromatica (Ra80). Utilizzando questo LED 7070 nel bin di flusso GP (650-700 lm tipici), sarebbero necessari circa 15-16 LED. Verrebbero disposti in una stringa in serie su un grande MCPCB. Verrebbe selezionato un driver a corrente costante con un intervallo di tensione di uscita in grado di pilotare 16 LED in serie (16 * ~49V = ~784V) e un'uscita di corrente di 100mA. L'MCPCB verrebbe fissato a un sostanziale dissipatore di calore in alluminio per mantenere una bassa temperatura di giunzione, garantendo lunga vita ed emissione luminosa stabile. L'ampio angolo di visione aiuterebbe a fornire un'illuminazione uniforme sul pavimento della fabbrica.

13. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo è un LED bianco a conversione di fosforo. Fondamentalmente consiste in un chip semiconduttore che emette luce blu (tipicamente basato su InGaN). Questa luce blu viene parzialmente assorbita da uno strato di materiale fosforo (es. YAG:Ce) rivestito sul chip o intorno ad esso. Il fosforo riemette luce su un ampio spettro nelle regioni gialla e rossa. La combinazione della luce blu residua e della luce gialla/rossa convertita dal fosforo risulta nella percezione della luce bianca. L'esatto rapporto tra luce blu e gialla, determinato dalla composizione e dallo spessore del fosforo, definisce la Temperatura di Colore Correlata (CCT). L'Indice di Resa Cromatica (Ra) è una misura di quanto accuratamente lo spettro del LED rivela i colori degli oggetti rispetto a una sorgente luminosa di riferimento naturale della stessa CCT.

14. Tendenze di Sviluppo

L'industria dell'illuminazione a stato solido continua ad evolversi con diverse tendenze chiare. C'è una costante spinta verso un'efficienza luminosa più elevata (più lumen per watt), riducendo il consumo energetico per la stessa emissione luminosa. I miglioramenti nella tecnologia dei fosfori e nel design dei chip contribuiscono a ciò. Un'altra tendenza è la ricerca di valori più elevati dell'Indice di Resa Cromatica (CRI), specialmente R9 (rosso saturo), per applicazioni dove la qualità del colore è critica, come l'illuminazione per la vendita al dettaglio e per musei. L'affidabilità migliorata e le vite più lunghe sotto temperature operative e correnti di pilotaggio più elevate sono anche aree chiave di sviluppo. Inoltre, c'è una continua miniaturizzazione e integrazione, con package che diventano più efficienti nell'estrazione della luce e nella gestione termica, consentendo densità di potenza più elevate in fattori di forma più piccoli. La standardizzazione del binning del colore e del flusso continua a migliorare, facilitando progetti di illuminazione coerenti.