LED Blu 3.00x3.00x2.10mm 3.3V 1.65W Pacchetto EMC Scheda Tecnica - 460nm - 500mA - 20lm

1. Panoramica del prodotto

Questo documento fornisce una specifica tecnica completa per un diodo emettitore di luce (LED) blu ad alta potenza che utilizza un pacchetto EMC (Epoxy Molding Compound). Il dispositivo è progettato per applicazioni impegnative che richiedono elevata affidabilità, tra cui videosorveglianza, illuminazione per sensori, illuminazione paesaggistica e illuminazione generale. Con un ingombro compatto di 3,00 mm x 3,00 mm x 2,10 mm, consente layout PCB densi fornendo un flusso luminoso tipico di 20 lumen con una corrente di pilotaggio di 500 mA. Il pacchetto EMC offre prestazioni termiche e robustezza superiori rispetto ai pacchetti tradizionali con leadframe, rendendolo adatto per un funzionamento prolungato in ambienti difficili.

1.1 Caratteristiche principali

• Compatibile con saldatura a rifusione senza piombo (conforme RoHS)
• Livello di sensibilità all'umidità: MSL Livello 3 (secondo JEDEC)
• Lunghezza d'onda dominante: 460 nm (tipica) – colore blu
• Tensione diretta: 3,0 V – 3,3 V (tipica 3,3 V a 500 mA)
• Angolo di visione: 100 gradi (metà potenza)
• Resistenza termica: 14 °C/W (giunzione al punto di saldatura)
• Protezione dalle scariche elettrostatiche: 2 kV (HBM) con resa >90%

1.2 Applicazioni target

• Indicatori ottici e illuminazione di segnalazione
• Illuminazione paesaggistica e architettonica
• Illuminazione generale e decorativa
• Illuminazione per telecamere di sicurezza e sorveglianza
• Sistemi di sensori e visione artificiale

2. Analisi dei parametri tecnici

Le sezioni seguenti forniscono un'interpretazione approfondita dei parametri elettrici, ottici e termici specificati nella scheda tecnica del prodotto.

2.1 Caratteristiche ottiche

A 25 °C e con una corrente diretta di 500 mA, il LED presenta una lunghezza d'onda dominante di 460 nm con una larghezza spettrale di 30 nm. Il flusso luminoso è nominale di 20 lumen (tipico), con una tolleranza di misura del ±10%. L'angolo di visione (angolo a metà potenza 2θ1/2) è di 100 gradi, fornendo un'ampia diffusione del fascio adatta per illuminazione generale e applicazioni di indicatori. Il diagramma di radiazione è altamente simmetrico, come mostrato nel diagramma polare (vedi Fig 1-10 nella scheda tecnica originale).

2.2 Parametri elettrici

La tensione diretta a 500 mA varia da un minimo di 3,0 V a un tipico 3,3 V. La tolleranza di misura è ±0,1 V. La corrente inversa è specificata a un massimo di 10 µA quando viene applicata una tensione inversa di 5 V. La dissipazione di potenza è limitata a un massimo assoluto di 1,65 W, che corrisponde alla condizione di pilotaggio a 500 mA. È fondamentale non superare mai i valori massimi assoluti per evitare danni permanenti.

2.3 Caratteristiche termiche

La resistenza termica giunzione-punto di saldatura è di 14 °C/W. Questa bassa resistenza termica, facilitata dal design del pacchetto EMC, consente un efficiente trasferimento di calore dalla giunzione LED al PCB. Una corretta gestione termica è essenziale; la temperatura di giunzione non deve superare il valore massimo nominale di 115 °C. Le curve di declassamento mostrano che la corrente diretta deve essere ridotta all'aumentare della temperatura ambiente per mantenere la temperatura di giunzione entro i limiti.

3. Binning e smistamento

Sebbene la scheda tecnica non dettagli esplicitamente le tabelle di binning, il prodotto viene fornito con codici di bin per flusso luminoso (Φ), lunghezza d'onda dominante (WLD) e tensione diretta (VF) come indicato sull'etichetta della bobina. Ciò consente ai clienti di selezionare gradi di prestazione specifici per le loro applicazioni. Il binning tipico può includere incrementi di flusso e bin di lunghezza d'onda intorno a 460 nm. Contattare il fornitore per la disponibilità dettagliata del binning.

4. Analisi delle curve di prestazione

4.1 Tensione diretta vs. Corrente diretta

La curva caratteristica I-V (Fig 1-6 nella scheda tecnica) mostra una tensione diretta tipica di circa 3,3 V a 500 mA. All'aumentare della corrente da 100 mA a 600 mA, la tensione sale da circa 3,0 V a 3,4 V. Questa relazione quasi lineare è tipica per i LED blu.

4.2 Intensità relativa vs. Corrente

L'intensità luminosa relativa aumenta con la corrente diretta, ma mostra una certa saturazione a correnti più elevate (Fig 1-7). A 500 mA, l'intensità relativa è circa 100%, mentre a 100 mA scende a circa 20%. Questa curva aiuta i progettisti a stimare l'emissione luminosa a correnti di pilotaggio inferiori.

4.3 Dipendenza dalla temperatura

La Fig 1-8 dimostra che l'intensità relativa diminuisce con l'aumentare della temperatura ambiente. A 85 °C, l'intensità scende a circa l'85% del valore a 25 °C. Questa sensibilità termica deve essere considerata nei progetti di apparecchi che operano in ambienti a temperatura elevata.

4.4 Distribuzione spettrale

Lo spettro (Fig 1-9) raggiunge il picco intorno a 460 nm con una larghezza a metà altezza di 30 nm. Lo spettro è confinato alla regione blu, con emissione trascurabile al di fuori dell'intervallo 400-700 nm.

4.5 Diagramma di radiazione

Il diagramma di radiazione polare (Fig 1-10) mostra una distribuzione simile a Lambert con un angolo a metà potenza di ±50 gradi. Questa ampia distribuzione è adatta per illuminazione flood e illuminazione generale.

4.6 Declassamento corrente vs. Temperatura del pin

La Fig 1-11 fornisce la curva di declassamento: a una temperatura del pin di 60 °C, la corrente diretta massima è di circa 400 mA, e a 100 °C si riduce a circa 100 mA. Questa curva è essenziale per la progettazione termica.

5. Informazioni meccaniche e sul pacchetto

5.1 Dimensioni del pacchetto

Il pacchetto LED misura 3,00 mm x 3,00 mm x 2,10 mm (lunghezza x larghezza x altezza) con tolleranze di ±0,2 mm salvo diversa indicazione. La vista dall'alto mostra un pacchetto quadrato con due pad: catodo e anodo sono identificati nella Fig 1-2. La vista laterale indica un'altezza di 2,10 mm con una sporgenza della lente di 0,70 mm. La vista dal basso mostra le dimensioni dei pad: pad catodico 1,45 mm x 0,69 mm, pad anodico 1,45 mm x 0,69 mm, con una spaziatura di 1,45 mm tra i pad. I modelli di saldatura (Fig 1-5) raccomandano pad di saldatura di 3,00 x 2,26 mm per un montaggio corretto.

5.2 Identificazione della polarità

Il catodo è contrassegnato da una piccola tacca o punto sul pacchetto (vedi Fig 1-2). L'anodo si trova sul lato opposto. Durante l'assemblaggio deve essere osservata la corretta polarità.

5.3 Modelli di saldatura

Il modello di saldatura raccomandato (Fig 1-5) è di 3,00 mm x 2,26 mm con una spaziatura di 0,46 mm dal bordo. Il pad termico aiuta a dissipare il calore. Utilizzare un design dello stencil appropriato per garantire una copertura di saldatura adeguata.

6. Linee guida per saldatura e assemblaggio

6.1 Profilo di saldatura a rifusione

Il profilo di rifusione raccomandato (Fig 3-1) specifica: preriscaldamento da 150 °C a 200 °C per 60-120 secondi; tempo sopra 217 °C (TL) dovrebbe essere 60-150 secondi; temperatura di picco (TP) 260 °C con un tempo di tenuta massimo (tP) di 10 secondi entro 5 °C dal picco. La velocità di raffreddamento non deve superare 6 °C/secondo. Sono consentiti solo due passaggi di rifusione. Se passano più di 24 ore tra la prima e la seconda rifusione, i LED potrebbero danneggiarsi.

6.2 Saldatura manuale

Quando si salda a mano, utilizzare un saldatore impostato al di sotto di 300 °C per meno di 3 secondi per pad. È consentita una sola operazione di saldatura manuale.

6.3 Rilavorazione e riparazione

La riparazione non è raccomandata dopo la saldatura. Se inevitabile, utilizzare un saldatore a doppia testa e pre-verificare le caratteristiche. Assicurarsi che non venga applicato stress meccanico durante il riscaldamento.

6.4 Precauzioni per la manipolazione

• Non applicare pressione sulla superficie della lente in silicone; maneggiare solo dai lati.
• Evitare il montaggio su PCB deformati; non piegare la scheda dopo la saldatura.
• Non raffreddare rapidamente dopo la saldatura; lasciare raffreddare naturalmente a temperatura ambiente.
• Non applicare vibrazioni meccaniche durante il raffreddamento.

6.5 Condizioni di conservazione

Borse anti umidità non aperte: conservare a<30 °C e<75% UR per un massimo di un anno dalla data di confezionamento. Dopo l'apertura: 168 ore a<30 °C e<60% UR. Se superato, cuocere a 60±5 °C per 24 ore prima dell'uso.

7. Informazioni su imballaggio e ordine

7.1 Specifiche di imballaggio

Il LED viene fornito in confezione su nastro e bobina con 3000 pezzi per bobina. Le dimensioni del nastro di trasporto sono mostrate in Fig 2-1 con un segno di polarità. Dimensioni della bobina: A=12,7±0,3 mm, B=330,2±2 mm, C=79,5±1 mm, D=14,3±0,2 mm. Per la protezione dall'umidità viene utilizzata una borsa anti umidità con essiccante e scheda indicatrice di umidità.

7.2 Informazioni sull'etichetta

L'etichetta della bobina include: Numero parte (PART NO.), Numero specifica (SPEC NO.), Numero lotto (LOT NO.), Codice bin (BIN CODE), Flusso luminoso (Φ), Lunghezza d'onda dominante (WLD), Tensione diretta (VF), Quantità (QTY) e Data (DATE). Queste informazioni vengono utilizzate per la tracciabilità e la selezione del bin.

7.3 Scatola di cartone

Le bobine sono imballate in scatole di cartone per la spedizione. La scatola è etichettata con le informazioni sul prodotto e la quantità.

8. Affidabilità e qualificazione

8.1 Test di affidabilità

Il prodotto ha superato i seguenti test di affidabilità secondo gli standard JEDEC: Saldatura a rifusione (260 °C, 3 volte), Cicli termici (-40 °C a 100 °C, 100 cicli), Shock termico (-40 °C a 115 °C, 300 cicli), Conservazione ad alta temperatura (100 °C, 1000h), Conservazione a bassa temperatura (-40 °C, 1000h) e Test di vita (25 °C, 500 mA, 1000h). Criteri di accettazione: 0 guasti su 10 campioni (0/1) per ogni test.

8.2 Criteri di guasto

Limiti post-stress: Variazione della tensione diretta ≤ 1,1x limite superiore specificato; Corrente inversa ≤ 2,0x limite superiore specificato; Degradazione del flusso luminoso ≥ 0,7x limite inferiore specificato.

9. Raccomandazioni per la progettazione dell'applicazione

9.1 Progettazione termica

Data la resistenza termica di 14 °C/W e la potenza massima dissipabile di 1,65 W, è cruciale un'adeguata dissipazione del calore. Utilizzare un'area di rame PCB adeguata e vie termiche per mantenere la temperatura di giunzione al di sotto di 115 °C. Declassare la corrente in base alla temperatura ambiente utilizzando la curva di declassamento fornita.

9.2 Progettazione elettrica

Ogni LED deve essere pilotato con resistori limitatori di corrente o sorgenti di corrente costante per prevenire la fuga termica. Evitare tensioni inverse; utilizzare diodi di protezione se necessario. La protezione ESD è raccomandata durante la manipolazione e il funzionamento.

9.3 Considerazioni ambientali

Evitare l'esposizione a composti di zolfo (>100 ppm), alogeni (bromo e cloro individualmente<900 ppm, totale<1500 ppm) e composti organici volatili che possono rilasciare gas e danneggiare la lente in silicone. Utilizzare alcol isopropilico per la pulizia se necessario.

10. Principio di funzionamento

Questo LED è un dispositivo a semiconduttore che emette luce tramite elettroluminescenza. La regione attiva consiste in una struttura a pozzo quantico InGaN (nitruro di gallio e indio) che emette luce blu quando elettroni e lacune si ricombinano sotto polarizzazione diretta. La lunghezza d'onda di emissione è determinata dal bandgap del materiale del pozzo quantico. Il pacchetto EMC utilizza composto epossidico di stampaggio come incapsulamento, che fornisce protezione meccanica e accoppiamento ottico. La lente in silicone aumenta l'angolo di visione e migliora l'estrazione della luce.

11. Tendenze tecnologiche

La tendenza per i LED ad alta potenza continua verso una maggiore efficacia, pacchetti più piccoli e una migliore gestione termica. Pacchetti EMC come questo offrono un equilibrio tra costo e prestazioni per l'illuminazione generale e le applicazioni industriali. Il chip blu da 460 nm viene utilizzato anche come fonte di pompaggio del fosforo per LED bianchi, sebbene questo dispositivo sia destinato all'emissione blu diretta. Gli sviluppi futuri potrebbero includere densità di flusso più elevate e affidabilità migliorata con resistenza termica inferiore.

12. Domande comuni e casi di progettazione

12.1 FAQ

D: Posso pilotare questo LED a 700 mA?R: No, la corrente massima assoluta è 500 mA (con adeguata dissipazione del calore). Superare questo valore potrebbe danneggiare il dispositivo.

D: Qual è la durata tipica?R: La scheda tecnica non specifica la durata L70, ma basandosi su LED EMC simili, in condizioni nominali può superare le 50.000 ore.

D: Il LED è adatto per funzionamento a impulsi?R: Sì, il funzionamento a impulsi con basso ciclo di lavoro può consentire una corrente di picco più elevata, ma assicurarsi che la potenza media non superi 1,65 W.

12.2 Esempio applicativo

In un apparecchio di illuminazione paesaggistica con 12 LED, ciascuno pilotato a 350 mA per ottenere un totale di 240 lumen, con adeguata dissipazione del calore utilizzando un PCB in alluminio. La tensione diretta a 350 mA è di circa 3,2 V, quindi la potenza totale per LED è di 1,12 W. La progettazione termica garantisce una temperatura di giunzione inferiore a 85 °C con una temperatura ambiente di 40 °C. Si raccomanda un driver a corrente costante con ripiegamento termico per la sicurezza.