Indice
- 1. Panoramica del Prodotto
- 1.1 Descrizione Generale
- 1.2 Caratteristiche
- 1.3 Applicazioni
- 2. Dimensioni del Package e Informazioni Meccaniche
- 2.1 Dimensioni del Package
- 3. Parametri Tecnici
- 3.1 Caratteristiche Elettriche e Ottiche (Ts=25°C)
- 3.2 Valori Massimi Assoluti
- 4. Sistema di Classificazione (Binning)
- 5. Curve Tipiche delle Caratteristiche Ottiche
- 6. Informazioni sull'Imballaggio
- 6.1 Specifiche di Imballaggio
- 6.2 Dimensioni della Bobina
- 6.3 Informazioni sull'Etichetta
- 6.4 Imballaggio Resistente all'Umidità
- 6.5 Scatola di Cartone
- 7. Test di Affidabilità e Condizioni
- 8. Istruzioni per la Saldatura a Riflusso SMT
- 8.1 Profilo di Riflusso Raccomandato
- 8.2 Saldatura Manuale
- 8.3 Riparazione
- 8.4 Precauzioni
- 9. Precauzioni per la Manipolazione
- 9.1 Protezione Ambientale
- 9.2 Progettazione del Circuito
- 9.3 Gestione Termica
- 9.4 Stoccaggio e Essiccazione
- 9.5 Sensibilità alle Scariche Elettrostatiche (ESD)
- 10. Principio di Funzionamento
- 11. Guida all'Applicazione
- 11.1 Casi d'Uso Tipici
- 11.2 Considerazioni di Progetto
- 12. Domande Frequenti
- 13. Tendenze Tecnologiche
- Terminologia delle specifiche LED
- Prestazioni fotoelettriche
- Parametri elettrici
- Gestione termica e affidabilità
- Imballaggio e materiali
- Controllo qualità e binning
- Test e certificazione
1. Panoramica del Prodotto
1.1 Descrizione Generale
Il LED bicolore è realizzato utilizzando un chip blu e un chip arancione, consentendo un'emissione cromatica unica adatta per varie applicazioni di indicazione e visualizzazione. Il package misura 1,6mm x 1,6mm x 0,7mm, rendendolo ideale per progetti SMT compatti. Questo dispositivo è progettato per uso generico dove è richiesta una combinazione di luce blu e arancione.
1.2 Caratteristiche
- Angolo di visione estremamente ampio di 140°.
- Adatto a tutti i processi di assemblaggio e saldatura SMT.
- Livello di sensibilità all'umidità: Livello 3.
- Conforme alla direttiva RoHS.
1.3 Applicazioni
Indicatori ottici, display per interruttori e simboli, illuminazione decorativa generale e altre applicazioni che richiedono un LED multicolore compatto.
2. Dimensioni del Package e Informazioni Meccaniche
2.1 Dimensioni del Package
Il LED ha una dimensione in vista dall'alto di 1,60mm x 1,60mm, con un'altezza di 0,70mm (inclusa la lente). La polarità è marcata: Pin 1 è anodo per chip arancione, Pin 2 è catodo per chip arancione, Pin 3 è anodo per chip blu, Pin 4 è catodo per chip blu, come da diagramma in vista dal basso. Viene fornito un pattern di saldatura per una dissipazione termica ottimale e stabilità meccanica. Tutte le dimensioni in millimetri con tolleranze ±0,2mm salvo diversa indicazione.
3. Parametri Tecnici
3.1 Caratteristiche Elettriche e Ottiche (Ts=25°C)
A una corrente di test di 20mA, la tensione diretta per il chip arancione varia da 1,8V a 2,4V (tipica 2,0V), mentre per il chip blu da 2,8V a 3,5V (tipica 3,2V). La lunghezza d'onda dominante è classificata in bin: chip arancioni disponibili nei bin D00 (615-620nm), E00 (620-625nm), F00 (625-630nm), G00 (630-635nm); chip blu nei bin B10 (455-457,5nm), B20 (457,5-460nm), C10 (460-462,5nm), C20 (462,5-465nm). La larghezza di banda spettrale a metà altezza è tipicamente 30nm per l'arancione e 15nm per il blu. L'intensità luminosa è anch'essa classificata in bin: bin arancioni includono F00 (65-100mcd), G00 (100-150mcd), 1KQ (150-225mcd); bin blu includono E00 (43-65mcd), F00 (65-100mcd), G00 (100-150mcd), 1KQ (150-225mcd). L'angolo di visione è 140°. La corrente inversa a 5V è massimo 10µA. La resistenza termica dalla giunzione al punto di saldatura è massimo 450°C/W.
3.2 Valori Massimi Assoluti
Dissipazione di potenza: arancione 72mW, blu 105mW. Corrente diretta: 30mA DC. Corrente diretta di picco (impulso 1/10 duty, 0,1ms): 60mA. Scarica elettrostatica (HBM): 1000V. Intervallo di temperatura operativa: da -40°C a +85°C. Temperatura di stoccaggio: da -40°C a +85°C. Temperatura di giunzione: massimo 95°C.
4. Sistema di Classificazione (Binning)
I dispositivi sono suddivisi in bin di lunghezza d'onda (lunghezza d'onda dominante), bin di intensità luminosa e bin di tensione diretta secondo la codifica della scheda tecnica. Ogni bobina è etichettata con i codici bin specifici per lunghezza d'onda, intensità, tensione diretta e numero di lotto. Questo raggruppamento garantisce coerenza per i requisiti applicativi.
5. Curve Tipiche delle Caratteristiche Ottiche
Le seguenti curve sono fornite come guida progettuale a Ts=25°C salvo diversa indicazione:
- Tensione diretta in funzione della corrente diretta:A basse correnti (0-5mA) la tensione aumenta rapidamente; sopra i 10mA la pendenza diventa più graduale, tipica dei diodi LED.
- Corrente diretta in funzione dell'intensità relativa:L'intensità relativa aumenta quasi linearmente con la corrente diretta fino a 30mA, con leggera saturazione a correnti più elevate.
- Temperatura del pin in funzione dell'intensità relativa:L'intensità diminuisce all'aumentare della temperatura. A 100°C, l'intensità relativa scende a circa l'80% del valore a 25°C.
- Temperatura del pin in funzione della corrente diretta:La corrente diretta massima sicura diminuisce con la temperatura per prevenire il surriscaldamento. A 100°C, la corrente consentita si riduce a circa 20mA.
- Corrente diretta in funzione della lunghezza d'onda dominante:Per il chip arancione, la lunghezza d'onda si sposta leggermente (circa 2-3nm) con la corrente; per il chip blu, lo spostamento è minimo.
- Intensità relativa in funzione della lunghezza d'onda:Lo spettro mostra due picchi: blu intorno a 460nm e arancione intorno a 620nm.
- Diagramma di radiazione:Il dispositivo presenta un ampio pattern di fascio tipico di un LED SMD, con intensità relativa superiore a 0,5 fino a ±70°.
6. Informazioni sull'Imballaggio
6.1 Specifiche di Imballaggio
Imballaggio standard: 4000 pezzi per bobina. Dimensioni del nastro portante: larghezza 8mm, con passo della tasca di 4mm. Spessore del nastro 0,2mm. La marcatura della polarità sul nastro garantisce il corretto orientamento.
6.2 Dimensioni della Bobina
Diametro esterno della bobina 178mm, larghezza 8,0mm, diametro del mozzo 60mm. Larghezza della fessura del nastro 13mm.
6.3 Informazioni sull'Etichetta
Ogni bobina è etichettata con Part Number, Numero Specifica, Numero Lotto, Codice Bin (lunghezza d'onda, flusso, tensione diretta), Quantità (tipicamente 4000pz) e Data.
6.4 Imballaggio Resistente all'Umidità
I LED sono imballati in sacchetti barriera all'umidità con essiccante e carta indicatrice di umidità. Condizioni di conservazione in busta sigillata:<30°C /<75% UR fino a un anno dalla data di imballaggio.
6.5 Scatola di Cartone
Le bobine vengono inserite in scatole di cartone per la spedizione. La scatola è etichettata con informazioni sul prodotto e sulla quantità.
7. Test di Affidabilità e Condizioni
| Test | Condizione | Durata | Dimensione campione | Criterio di accettazione |
|---|---|---|---|---|
| Riflusso | 260°C max, 10s | 2 volte | 22 pz | 0/1 |
| Ciclo Termico | -40°C a 125°C, cicli da 30 min | 100 cicli | 22 pz | 0/1 |
| Shock Termico | -40°C a 125°C, permanenza di 15 min | 300 cicli | 22 pz | 0/1 |
| Conservazione ad Alta Temperatura | 100°C | 1000 ore | 22 pz | 0/1 |
| Conservazione a Bassa Temperatura | -40°C | 1000 ore | 22 pz | 0/1 |
| Test di Vita | Ta=25°C, IF=20mA | 1000 ore | 22 pz | 0/1 |
Criteri per determinare il danno: Variazione della tensione diretta<1,1x limite superiore della specifica; corrente inversa<2x limite superiore della specifica; flusso luminoso > 0,7x limite inferiore della specifica.
8. Istruzioni per la Saldatura a Riflusso SMT
8.1 Profilo di Riflusso Raccomandato
Preriscaldamento: da 150°C a 200°C per 60-120 secondi. Tasso di salita: max 3°C/s. Tempo sopra 217°C: 60-150 secondi. Temperatura di picco: 260°C per max 10 secondi. Tasso di raffreddamento: max 6°C/s. Tempo totale da 25°C al picco: max 8 minuti.
8.2 Saldatura Manuale
Se è necessaria la saldatura manuale, utilizzare un saldatore impostato al di sotto di 300°C e completare in meno di 3 secondi. È consentita una sola operazione di saldatura manuale per LED.
8.3 Riparazione
La riparazione non è raccomandata. Se inevitabile, utilizzare un saldatore a doppia punta e verificare preventivamente che le caratteristiche del LED non vengano danneggiate.
8.4 Precauzioni
Non montare componenti su PCB deformati. Evitare sollecitazioni meccaniche durante il raffreddamento. Non raffreddare rapidamente dopo la saldatura. Non eseguire il riflusso più di due volte.
9. Precauzioni per la Manipolazione
9.1 Protezione Ambientale
L'ambiente operativo del LED deve limitare la composizione di zolfo nei materiali di accoppiamento a meno di 100PPM. Il contenuto di bromo e cloro nei materiali esterni: ciascuno inferiore a 900PPM, totale inferiore a 1500PPM. I composti organici volatili (VOC) possono attaccare l'incapsulante in silicone; evitare adesivi e sostanze chimiche che rilasciano gas.
9.2 Progettazione del Circuito
La corrente attraverso ciascun LED non deve superare i valori massimi assoluti. Utilizzare resistori in serie per prevenire picchi di corrente dovuti a variazioni di tensione. Progettare il circuito di pilotaggio per consentire solo tensione diretta; la tensione inversa può causare migrazione e danni.
9.3 Gestione Termica
La progettazione termica è critica. La generazione di calore può ridurre la luminosità e spostare il colore. Garantire un'adeguata dissipazione del calore. La temperatura di giunzione non deve superare i 95°C.
9.4 Stoccaggio e Essiccazione
Busta barriera all'umidità non aperta: conservare a<30°C e<75% UR fino a 1 anno. Dopo l'apertura: conservare a<30°C e<60% UR per 168 ore. Se il materiale assorbente di umidità è sbiadito o il tempo di conservazione è stato superato, essiccare a 60±5°C per 24 ore prima dell'uso.
9.5 Sensibilità alle Scariche Elettrostatiche (ESD)
I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche. Devono essere adottate precauzioni standard contro le ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio.
10. Principio di Funzionamento
Questo dispositivo combina un chip blu InGaN e un chip arancione AlInGaP in un unico package. Quando viene applicata una corrente diretta, ciascun chip emette la propria lunghezza d'onda caratteristica. I due chip possono essere pilotati indipendentemente per produrre luce blu e arancione separatamente, o simultaneamente per creare un colore misto (ad esempio, bianco caldo se combinato con altri fosfori, ma in questo prodotto i colori sono utilizzati direttamente per scopi di indicazione).
11. Guida all'Applicazione
11.1 Casi d'Uso Tipici
Ideale per indicatori di stato che richiedono colori distinti, come accensione (blu) e avviso (arancione) nell'elettronica di consumo. Adatto anche per illuminazione decorativa dove viene programmato il cambio di colore o la combinazione.
11.2 Considerazioni di Progetto
Quando si progetta il PCB, seguire il pattern di saldatura raccomandato per l'affidabilità termica e meccanica. Garantire spazio sufficiente per l'altezza di 0,7mm. Per il pilotaggio a impulsi, rimanere entro i limiti di corrente di picco. Considerare il binning per la consistenza cromatica se più dispositivi vengono utilizzati insieme.
12. Domande Frequenti
D: Posso pilotare entrambi i chip simultaneamente alla corrente massima?Sì, ma assicurarsi che la dissipazione di potenza totale non superi la somma dei valori massimi assoluti per ciascun chip e che la temperatura di giunzione rimanga al di sotto di 95°C.
D: Qual è la corrente raccomandata per una lunga durata?Per la massima durata, operare a 20mA o meno per chip. Correnti più elevate riducono la vita a causa dell'aumento della temperatura di giunzione.
D: Come posso prevenire danni da ESD?Utilizzare postazioni di lavoro messe a terra, contenitori conduttivi ed evitare il contatto diretto con i terminali del LED.
D: Qual è il colore della luce mista?La luce mista appare come una combinazione di blu e arancione, che può essere percepita come una tonalità di bianco caldo o rosato a seconda delle intensità relative. Il colore esatto può essere ottimizzato regolando la corrente su ciascun chip.
13. Tendenze Tecnologiche
La tendenza nel packaging dei LED continua verso dimensioni più ridotte, maggiore efficienza e integrazione multi-chip. Questo prodotto riflette il movimento verso package compatti multi-emettitore che risparmiano spazio sulla scheda e consentono flessibilità di progetto. Il binning avanzato e standard di affidabilità più rigorosi supportano applicazioni impegnative.
Terminologia delle specifiche LED
Spiegazione completa dei termini tecnici LED
Prestazioni fotoelettriche
| Termine | Unità/Rappresentazione | Spiegazione semplice | Perché importante |
|---|---|---|---|
| Efficienza luminosa | lm/W (lumen per watt) | Uscita luce per watt di elettricità, più alto significa più efficiente energeticamente. | Determina direttamente il grado di efficienza energetica e il costo dell'elettricità. |
| Flusso luminoso | lm (lumen) | Luce totale emessa dalla sorgente, comunemente chiamata "luminosità". | Determina se la luce è abbastanza brillante. |
| Angolo di visione | ° (gradi), es. 120° | Angolo in cui l'intensità luminosa scende alla metà, determina la larghezza del fascio. | Influisce sulla gamma di illuminazione e uniformità. |
| CCT (Temperatura colore) | K (Kelvin), es. 2700K/6500K | Calore/freschezza della luce, valori più bassi giallastri/caldi, più alti biancastri/freddi. | Determina l'atmosfera di illuminazione e scenari adatti. |
| CRI / Ra | Senza unità, 0–100 | Capacità di riprodurre accuratamente i colori degli oggetti, Ra≥80 è buono. | Influisce sull'autenticità del colore, utilizzato in luoghi ad alta richiesta come centri commerciali, musei. |
| SDCM | Passi ellisse MacAdam, es. "5 passi" | Metrica di consistenza del colore, passi più piccoli significano colore più consistente. | Garantisce colore uniforme attraverso lo stesso lotto di LED. |
| Lunghezza d'onda dominante | nm (nanometri), es. 620nm (rosso) | Lunghezza d'onda corrispondente al colore dei LED colorati. | Determina la tonalità di LED monocromatici rossi, gialli, verdi. |
| Distribuzione spettrale | Curva lunghezza d'onda vs intensità | Mostra la distribuzione dell'intensità attraverso le lunghezze d'onda. | Influisce sulla resa cromatica e qualità del colore. |
Parametri elettrici
| Termine | Simbolo | Spiegazione semplice | Considerazioni di progettazione |
|---|---|---|---|
| Tensione diretta | Vf | Tensione minima per accendere il LED, come "soglia di avvio". | La tensione del driver deve essere ≥Vf, le tensioni si sommano per LED in serie. |
| Corrente diretta | If | Valore di corrente per il normale funzionamento del LED. | Solitamente azionamento a corrente costante, la corrente determina luminosità e durata. |
| Corrente di impulso massima | Ifp | Corrente di picco tollerabile per brevi periodi, utilizzata per dimmerazione o lampeggio. | La larghezza dell'impulso e il ciclo di lavoro devono essere rigorosamente controllati per evitare danni. |
| Tensione inversa | Vr | Tensione inversa massima che il LED può sopportare, oltre può causare rottura. | Il circuito deve prevenire connessione inversa o picchi di tensione. |
| Resistenza termica | Rth (°C/W) | Resistenza al trasferimento di calore dal chip alla saldatura, più bassa è meglio. | Alta resistenza termica richiede dissipazione termica più forte. |
| Immunità ESD | V (HBM), es. 1000V | Capacità di resistere a scariche elettrostatiche, più alto significa meno vulnerabile. | Sono necessarie misure antistatiche in produzione, specialmente per LED sensibili. |
Gestione termica e affidabilità
| Termine | Metrica chiave | Spiegazione semplice | Impatto |
|---|---|---|---|
| Temperatura di giunzione | Tj (°C) | Temperatura operativa effettiva all'interno del chip LED. | Ogni riduzione di 10°C può raddoppiare la durata; troppo alta causa decadimento della luce, spostamento del colore. |
| Deprezzamento del lumen | L70 / L80 (ore) | Tempo affinché la luminosità scenda al 70% o 80% dell'iniziale. | Definisce direttamente la "durata di servizio" del LED. |
| Manutenzione del lumen | % (es. 70%) | Percentuale di luminosità trattenuta dopo il tempo. | Indica la ritenzione della luminosità su uso a lungo termine. |
| Spostamento del colore | Δu′v′ o ellisse MacAdam | Grado di cambiamento del colore durante l'uso. | Influisce sulla consistenza del colore nelle scene di illuminazione. |
| Invecchiamento termico | Degradazione del materiale | Deterioramento dovuto ad alta temperatura a lungo termine. | Può causare calo di luminosità, cambio colore o guasto a circuito aperto. |
Imballaggio e materiali
| Termine | Tipi comuni | Spiegazione semplice | Caratteristiche e applicazioni |
|---|---|---|---|
| Tipo di imballaggio | EMC, PPA, Ceramica | Materiale di alloggiamento che protegge il chip, fornisce interfaccia ottica/termica. | EMC: buona resistenza al calore, basso costo; Ceramica: migliore dissipazione termica, vita più lunga. |
| Struttura del chip | Frontale, Flip Chip | Disposizione degli elettrodi del chip. | Flip chip: migliore dissipazione termica, maggiore efficienza, per alta potenza. |
| Rivestimento al fosforo | YAG, Silicato, Nitruro | Copre il chip blu, converte una parte in giallo/rosso, mescola a bianco. | Diversi fosfori influenzano efficienza, CCT e CRI. |
| Lente/Ottica | Piana, Microlente, TIR | Struttura ottica sulla superficie che controlla la distribuzione della luce. | Determina l'angolo di visione e la curva di distribuzione della luce. |
Controllo qualità e binning
| Termine | Contenuto di binning | Spiegazione semplice | Scopo |
|---|---|---|---|
| Bin del flusso luminoso | Codice es. 2G, 2H | Raggruppato per luminosità, ogni gruppo ha valori lumen min/max. | Garantisce luminosità uniforme nello stesso lotto. |
| Bin di tensione | Codice es. 6W, 6X | Raggruppato per intervallo di tensione diretta. | Facilita l'abbinamento del driver, migliora l'efficienza del sistema. |
| Bin del colore | Ellisse MacAdam 5 passi | Raggruppato per coordinate colore, garantendo un intervallo ristretto. | Garantisce consistenza del colore, evita colore non uniforme all'interno del dispositivo. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K ecc. | Raggruppato per CCT, ognuno ha corrispondente intervallo di coordinate. | Soddisfa diversi requisiti CCT della scena. |
Test e certificazione
| Termine | Standard/Test | Spiegazione semplice | Significato |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Test di manutenzione del lumen | Illuminazione a lungo termine a temperatura costante, registrando il decadimento della luminosità. | Utilizzato per stimare la vita LED (con TM-21). |
| TM-21 | Standard di stima della vita | Stima la vita in condizioni reali basandosi sui dati LM-80. | Fornisce una previsione scientifica della vita. |
| IESNA | Società di ingegneria dell'illuminazione | Copre metodi di test ottici, elettrici, termici. | Base di test riconosciuta dal settore. |
| RoHS / REACH | Certificazione ambientale | Garantisce nessuna sostanza nociva (piombo, mercurio). | Requisito di accesso al mercato a livello internazionale. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificazione di efficienza energetica | Certificazione di efficienza energetica e prestazioni per l'illuminazione. | Utilizzato negli appalti pubblici, programmi di sussidi, migliora la competitività. |