Scheda Tecnica LED - Package PLCC-2 - 1.6x0.8mm - Colore Blu Ghiaccio - 650mcd @ 10mA - 3.0V - Grado Automotive - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per un LED SMD ad alta luminosità, colore Blu Ghiaccio, in package PLCC-2. Progettato principalmente per applicazioni impegnative di illuminazione interna automotive, questo componente combina prestazioni affidabili con la conformità agli standard di settore. Il LED presenta un ingombro compatto 1608 (1.6mm x 0.8mm), rendendolo adatto per progetti con vincoli di spazio dove è richiesta un'illuminazione uniforme e vibrante.

I vantaggi principali di questo LED includono la qualifica secondo lo stringente standard AEC-Q101 per componenti automotive, che ne garantisce l'affidabilità in condizioni ambientali severe. È pienamente conforme alle direttive RoHS, REACH e privo di alogeni, rispondendo alle moderne normative ambientali e di sicurezza. Con un'intensità luminosa tipica di 650 millicandele (mcd) ad una corrente di pilotaggio standard di 10mA, offre un'ottima luminosità per le sue dimensioni.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Fotometriche ed Elettriche

I parametri operativi chiave definiscono le prestazioni del LED in condizioni standard (T_s=25°C). La corrente diretta (I_F) ha un intervallo operativo consigliato da 2mA a 20mA, con 10mA come condizione di test tipica. A questa corrente, la tensione diretta tipica (V_F) è di 3.00V, con limiti minimo e massimo rispettivamente di 2.5V e 3.5V, indicando la variazione attesa nelle caratteristiche del semiconduttore.

L'output fotometrico primario è definito dall'intensità luminosa (I_V), con un valore tipico di 650 mcd a 10mA. I limiti minimo e massimo sono 330 mcd e 970 mcd, direttamente collegati alla struttura di binning dettagliata in seguito. Il modello di emissione della luce è caratterizzato da un ampio angolo di visione di 120 gradi (φ), fornendo un'illuminazione ampia e uniforme. Il colore è specificato dalle coordinate di cromaticità sul diagramma CIE 1931, con valori tipici di x=0.20 e y=0.25, che definiscono la specifica tonalità di Blu Ghiaccio.

2.2 Valori Massimi Assoluti e Gestione Termica

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente e non sono per il funzionamento continuo. La corrente diretta massima assoluta è 20mA e la dissipazione di potenza (P_d) non deve superare i 70mW. Il dispositivo può sopportare una corrente di picco (I_FM) di 50mA per impulsi molto brevi (t≤10μs, duty cycle 0.005).

La gestione termica è fondamentale per la longevità del LED e la stabilità delle prestazioni. La temperatura di giunzione (T_J) non deve mai superare i 125°C. L'intervallo di temperatura operativa e di stoccaggio è specificato da -40°C a +110°C, confermando l'idoneità per ambienti automotive. Sono forniti due valori di resistenza termica: la resistenza termica reale (R_{thJS real}) da giunzione a punto di saldatura è 160 K/W, mentre il valore derivato dal metodo elettrico (R_{thJS el}) è 140 K/W. Questi valori sono essenziali per calcolare l'innalzamento di temperatura durante il funzionamento in base alla dissipazione di potenza.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione di massa, i LED vengono suddivisi in bin di prestazione. Questa scheda tecnica dettaglia una struttura completa di binning per l'intensità luminosa.

3.1 Bin di Intensità Luminosa

L'intensità luminosa è categorizzata in gruppi etichettati da Q a B. Ogni gruppo è ulteriormente suddiviso in tre sotto-bin: X, Y e Z, che rappresentano rispettivamente l'intensità bassa, media e alta all'interno di quel gruppo. Ad esempio, il Gruppo V copre intensità da 710 mcd a 1120 mcd. Il sotto-bin VX è 710-820 mcd, VY è 820-970 mcd e VZ è 970-1120 mcd. Il valore tipico di 650 mcd rientra nel bin UY (520-610 mcd) o nell'estremità inferiore del bin VX, indicando che il numero di parte corrisponde probabilmente a un codice bin specifico. Questo sistema consente ai progettisti di selezionare il livello di luminosità preciso richiesto per la loro applicazione, garantendo coerenza visiva tra più unità.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

4.1 Curva IV e Intensità Luminosa Relativa

Il grafico Corrente Diretta vs. Tensione Diretta mostra la classica relazione esponenziale di un diodo. La curva consente ai progettisti di determinare la tensione di pilotaggio necessaria per una corrente desiderata, aspetto cruciale per progettare circuiti limitatori di corrente. Il grafico Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta dimostra che l'output luminoso è approssimativamente lineare con la corrente nella fascia bassa, ma può mostrare segni di "efficiency droop" (aumento sub-lineare) quando la corrente si avvicina al valore massimo, sottolineando l'importanza di operare nell'intervallo consigliato.

4.2 Dipendenza dalla Temperatura e Stabilità della Cromaticità

Il grafico Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura di Giunzione è fondamentale per il design termico. Mostra che l'output luminoso diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Ad esempio, a 100°C, l'intensità relativa può scendere a circa l'80-90% del suo valore a 25°C. Questo deve essere considerato in applicazioni con alte temperature ambientali o dissipazione termica insufficiente.

Il grafico Spostamento Coordinate di Cromaticità vs. Temperatura di Giunzione indica come il colore percepito cambi con la temperatura. Un colore stabile al variare della temperatura è vitale per applicazioni dove la coerenza cromatica è importante. Analogamente, il grafico Tensione Diretta Relativa vs. Temperatura di Giunzione mostra un coefficiente di temperatura negativo, dove V_Fdiminuisce all'aumentare della temperatura, caratteristica che può essere sfruttata in alcuni circuiti di rilevamento temperatura.

4.3 Distribuzione Spettrale e Diagramma di Radiazione

Il grafico Caratteristiche di Lunghezza d'Onda traccia la distribuzione spettrale di potenza relativa. Per un LED Blu Ghiaccio, questa curva avrà un picco dominante nella regione delle lunghezze d'onda blu-ciano (tipicamente intorno a 470-490nm). La forma e l'ampiezza di questo picco determinano la purezza del colore. Il Diagramma Caratteristico Tipico di Radiazione mostra la distribuzione spaziale dell'intensità luminosa (il diagramma di radiazione). Il diagramma polare fornito con un angolo di visione di 120° conferma un modello di emissione Lambertiano o quasi-Lambertiano, dove l'intensità è massima a 0° (perpendicolare al chip) e scende al 50% a ±60°.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package e Polarità

Il LED utilizza un package SMD PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier) con ingombro metrico 1608 (lunghezza 1.6mm x larghezza 0.8mm). Il disegno meccanico (riferito nell'indice) fornirebbe le dimensioni esatte per l'altezza del corpo, la spaziatura dei terminali e le tolleranze. Il package PLCC-2 ha tipicamente due terminali su lati opposti. L'identificazione corretta della polarità è essenziale. La scheda tecnica dovrebbe indicare il marcatore del catodo, spesso un punto verde, una tacca, un angolo smussato o un terminale più corto sul corpo del package. Collegare il LED in polarizzazione inversa può danneggiarlo, poiché non è progettato per il funzionamento inverso (la V_Rinversa non è specificata).

5.2 Layout Consigliato dei Pads di Saldatura

Viene fornito un land pattern consigliato (design del pad di saldatura) per il layout PCB, per garantire la formazione affidabile del giunto saldato durante la saldatura a rifusione. Questo pattern è tipicamente leggermente più grande dei terminali del componente per facilitare una buona bagnatura della saldatura e la formazione del filetto, prevenendo ponticelli di saldatura. Rispettare questa raccomandazione è importante per la resistenza meccanica e il trasferimento termico dal LED al PCB, che funge da dissipatore di calore.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Il componente è classificato per una temperatura massima di saldatura di 260°C per 30 secondi. Questo si riferisce alla temperatura di picco misurata sul corpo del package o sui terminali durante un processo standard di rifusione. Un tipico grafico del profilo di rifusione mostrerebbe le fasi di riscaldamento, pre-riscaldo, stabilizzazione, rifusione (con temperatura di picco) e raffreddamento. È cruciale seguire questo profilo per evitare shock termici, che potrebbero crepare la lente in epossidico o danneggiare il die interno e i bond wires. Il Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL) è classificato 2a, il che significa che il componente può essere stoccato fino a 4 settimane a ≤30°C/60% UR prima di richiedere una cottura (baking) prima della rifusione.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

Il numero di parte1608-IB0100M-AMsegue una struttura logica:1608indica la dimensione del package,IBsta per il colore Blu Ghiaccio (Ice Blue),0100Mprobabilmente si riferisce al bin di intensità o a un grado di prestazione specifico, eAMpuò denotare il grado automotive o una versione specifica. Le informazioni per l'ordine dettaglierebbero le opzioni di imballaggio disponibili, come le quantità in nastro e bobina (es. 4000 pezzi per bobina), le dimensioni della bobina e l'orientamento all'interno del nastro. Viene enfatizzata la corretta manipolazione dei dispositivi sensibili alle scariche elettrostatiche (ESD) (classificati fino a 2kV HBM) durante tutte le fasi di assemblaggio.

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Applicazione Principale: Illuminazione Interna Automotive

L'applicazione esplicitamente elencata è l'Illuminazione Interna Automotive. Questo include retroilluminazione del cruscotto, illuminazione di pulsanti, luci vani piedi, luci pannelli porta e illuminazione ambientale. La qualifica AEC-Q101, l'ampio intervallo di temperatura operativa (-40°C a +110°C) e l'alta affidabilità lo rendono specificamente adatto alle rigorose esigenze del settore automotive, dove i componenti devono resistere a vibrazioni, cicli termici e lunghe durate operative.

8.2 Considerazioni di Progetto e Protezione del Circuito

Quando si progetta un circuito di pilotaggio, utilizzare sempre una sorgente di corrente costante o un resistore limitatore di corrente in serie con il LED per prevenire la fuga termica, poiché la tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo. Calcolare il valore del resistore usando R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Assicurarsi che la dissipazione di potenza (V_F* I_F) non superi i 70mW, considerando la V_Fmassima e la I_Fmassima. Per la gestione termica, assicurare un'adeguata area di rame sul PCB sotto e intorno ai pad di saldatura del LED per fungere da dissipatore di calore, mantenendo la temperatura di giunzione il più bassa possibile per preservare luminosità e longevità. Considerare la curva di derating della corrente diretta, che mostra come la massima corrente continua ammissibile debba essere ridotta all'aumentare della temperatura del pad di saldatura.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto ai LED commerciali standard, i principali fattori di differenziazione di questo componente sono la suaqualifica AEC-Q101e l'esteso intervallo di temperatura, requisiti non negoziabili per le applicazioni automotive. Rispetto ad altri LED automotive, il suopackage PLCC-2 con ingombro 1608offre una soluzione compatta ma robusta. L'output tipico di 650mcd a 10mAfornisce alta efficienza, potenzialmente permettendo correnti di pilotaggio più basse per ottenere la stessa luminosità dei concorrenti, riducendo così il consumo energetico e il carico termico. La struttura completa di binning offre ai progettisti un controllo più stretto sulla coerenza di luminosità nei loro prodotti.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è lo scopo principale del binning dell'intensità luminosa?

R: Il binning garantisce la coerenza di colore e luminosità nella produzione di massa. Selezionando LED dallo stesso bin, i produttori possono garantire un aspetto uniforme in tutte le unità di un prodotto, aspetto particolarmente critico negli array multi-LED per interni automotive.

D: Posso pilotare questo LED con un'alimentazione da 3.3V senza resistore?

R: No. La V_Ftipica è 3.0V, ma può essere bassa fino a 2.5V. Collegare direttamente 3.3V potrebbe forzare una corrente superiore al valore massimo assoluto, potenzialmente distruggendo il LED istantaneamente. Utilizzare sempre un meccanismo di limitazione della corrente.

D: Questo LED è adatto per applicazioni automotive esterne come luci posteriori?

R: Sebbene robusto, l'applicazione principale elencata è l'illuminazione interna. Le luci esterne hanno spesso requisiti diversi per flusso luminoso, coordinate cromatiche e incapsulamento per la resistenza agli agenti atmosferici. Consultare sempre le note applicative o il produttore per l'idoneità all'uso esterno.

D: In che modo l'angolo di visione di 120° influisce sul progetto?

R: Un ampio angolo di visione è ideale per l'illuminazione d'area e per applicazioni in cui il LED potrebbe essere visto da angoli fuori asse (es. icone del cruscotto). Se è necessario un fascio più focalizzato, sarebbero necessarie ottiche secondarie (lenti).

11. Caso Pratico di Progetto e Utilizzo

Caso: Progettare una Luce Ambientale per il Vanopiedi di un Veicolo.Un progettista deve illuminare i vani piedi del guidatore e del passeggero con una morbida luce Blu Ghiaccio. Pianifica di utilizzare due LED per vano. Basandosi sulla tabella di binning, seleziona LED dal bin VY (820-970 mcd) per garantire una luminosità sufficiente ma non eccessiva. Progetta un circuito alimentato dal sistema a 12V del veicolo. Utilizzando la V_Ftipica di 3.0V e puntando a una I_Fdi 10mA per una lunga vita, calcola un resistore in serie: R = (12V - 3.0V) / 0.01A = 900 Ohm. Viene scelto un resistore standard da 910 Ohm. Realizza il layout del PCB con ampie piazzole di rame collegate ai pad del LED per dissipare il calore, assicurando che la temperatura del pad rimanga sotto i 70°C per mantenere la piena capacità di 20mA se fossero necessari futuri aggiustamenti. Segue il profilo di rifusione consigliato durante l'assemblaggio per garantire l'affidabilità.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo è un diodo a emissione luminosa (LED) a semiconduttore. Il suo nucleo è un chip realizzato con materiali semiconduttori composti (tipicamente basati su InGaN per i colori blu/ciano). Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia del diodo, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva del semiconduttore da lati opposti. Quando questi portatori di carica si ricombinano, rilasciano energia sotto forma di fotoni (luce). La lunghezza d'onda specifica (colore) della luce emessa è determinata dall'energia del bandgap del materiale semiconduttore. La lente in epossidico del package PLCC incapsula il chip, fornisce protezione meccanica e modella il fascio luminoso in uscita (raggiungendo l'angolo di visione di 120°). La struttura interna include una coppa riflettente per dirigere la luce verso l'alto e un bond wire per la connessione elettrica.

13. Tendenze e Sviluppi Tecnologici

La tendenza nell'illuminazione LED automotive è verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), che riduce il carico elettrico e la generazione di calore. Ciò consente display più luminosi o un consumo energetico inferiore. C'è anche una spinta verso la miniaturizzazione, con package che si riducono ulteriormente mantenendo o aumentando l'output luminoso. L'affidabilità migliorata e le durate di vita più lunghe in condizioni di alta temperatura continuano ad essere aree di ricerca critiche. Inoltre, l'integrazione è una tendenza chiave, con package LED che incorporano driver IC, sensori o chip multi-colore (RGB) in moduli singoli per sistemi di illuminazione intelligente. La tendenza verso bin di colore standardizzati e tolleranze più strette garantisce coerenza per i produttori automotive che utilizzano parti da più fornitori.