Scheda Tecnica Componente LED - Revisione 2 del Ciclo di Vita - Data di Rilascio 2014-12-11 - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questa scheda tecnica fornisce informazioni complete per un componente LED, concentrandosi sulla gestione del suo ciclo di vita e sulle specifiche tecniche. Il documento è strutturato per offrire a ingegneri, progettisti e specialisti degli acquisti i dati essenziali necessari per l'integrazione, la qualificazione e il supporto a lungo termine del componente all'interno di sistemi elettronici. Le informazioni principali presentate stabiliscono lo stato di revisione del documento e la sua validità perpetua a scopo di riferimento.

Lo scopo principale di questa scheda tecnica è fungere da fonte definitiva per i parametri tecnici del componente e le informazioni sul suo ciclo di vita. È progettata per supportare il processo decisionale nella progettazione del prodotto, nella pianificazione del processo di produzione e nella gestione della catena di fornitura. I dati qui contenuti sono fondamentali per garantire compatibilità, affidabilità e coerenza delle prestazioni nelle applicazioni finali.

2. Informazioni sul Ciclo di Vita e Controllo del Documento

La sezione di controllo del documento è di fondamentale importanza per comprendere la validità e l'autorità dei dati tecnici presentati.

2.1 Fase del Ciclo di Vita

Il componente e la relativa documentazione associata si trovano attualmente nella fase diRevisione. Ciò indica che il design del prodotto e le specifiche sono stabili, mature e in produzione attiva. Il numero di revisione per questo documento è2, a significare che si tratta della seconda versione ufficiale di questa scheda tecnica. Le revisioni tipicamente incorporano correzioni, chiarimenti o aggiornamenti dei parametri basati su feedback continui della produzione o su metodologie di test perfezionate.

2.2 Validità del Documento

IlPeriodo di Scadenzaper questo documento è indicato comePer Sempre. Questa designazione significa che questa specifica revisione della scheda tecnica rimane valida indefinitamente per fare riferimento alla versione del componente che descrive. Non scade né diventa obsoleta a meno che non venga emessa una nuova revisione per sostituirla. Ciò è comune per la documentazione di componenti maturi e standardizzati.

2.3 Informazioni di Rilascio

LaData di Rilascioufficiale per questa revisione (Revisione 2) è2014-12-11 18:36:47.0. Questo timestamp fornisce una chiara registrazione storica di quando questo specifico set di specifiche è stato finalizzato e pubblicato. Questa informazione è cruciale per il controllo delle versioni e per tracciare la storia delle specifiche del componente.

3. Interpretazione Approfondita degli Obiettivi dei Parametri Tecnici

Sebbene l'estratto PDF fornito si concentri sui metadati del documento, una scheda tecnica LED completa conterrebbe parametri tecnici dettagliati. Le seguenti sezioni spiegano i parametri tipici presenti in un tale documento e il loro significato.

3.1 Caratteristiche Fotometriche

Le caratteristiche fotometriche definiscono l'emissione luminosa del LED. I parametri chiave includono il flusso luminoso (misurato in lumen, lm), che quantifica la potenza percepita della luce. L'intensità luminosa (misurata in candela, cd) descrive l'emissione luminosa in una direzione specifica. La Temperatura di Colore Correlata (CCT), misurata in Kelvin (K), definisce se la luce bianca appare calda, neutra o fredda. Per i LED colorati, viene specificata la lunghezza d'onda dominante (misurata in nanometri, nm). Le coordinate di cromaticità (ad esempio, sul diagramma CIE 1931) forniscono una definizione precisa del punto colore. Comprendere questi parametri è essenziale per ottenere la luminosità e la qualità del colore desiderate nell'applicazione.

3.2 Parametri Elettrici

I parametri elettrici sono fondamentali per la progettazione del circuito. La tensione diretta (Vf) è la caduta di tensione ai capi del LED quando opera a una specifica corrente diretta (If). È cruciale per determinare i requisiti dell'alimentatore. La corrente diretta nominale (If) è la massima corrente continua che il LED può sopportare, influenzando direttamente l'emissione luminosa e la durata di vita. La tensione inversa (Vr) specifica la massima tensione che può essere applicata in direzione inversa senza danneggiare il dispositivo. Questi parametri garantiscono che il LED sia pilotato all'interno della sua area di funzionamento sicura (SOA).

3.3 Caratteristiche Termiche

Le prestazioni e la longevità del LED dipendono fortemente dalla gestione termica. La temperatura di giunzione (Tj) è la temperatura al chip semiconduttore stesso. La resistenza termica (Rth j-s o Rth j-a), misurata in gradi Celsius per watt (°C/W), indica quanto efficacemente il calore viene trasferito dalla giunzione al punto di saldatura (s) o all'ambiente (a). Una resistenza termica più bassa è auspicabile. La temperatura massima di giunzione (Tj max) non deve essere superata per prevenire un degrado accelerato o un guasto catastrofico. Un adeguato dissipatore di calore viene progettato sulla base di questi valori.

4. Spiegazione del Sistema di Binning

Le variazioni di produzione portano a lievi differenze tra i singoli LED. Il binning è il processo di suddivisione dei LED in gruppi (bin) in base a parametri chiave per garantire la coerenza.

4.1 Binning per Lunghezza d'Onda/Temperatura di Colore

I LED vengono suddivisi in bin in base alle loro coordinate di cromaticità o CCT. Per i LED bianchi, i bin sono definiti da piccoli quadrilateri sul diagramma CIE o da intervalli di CCT (es. 3000K ± 100K). Per i LED monocromatici, i bin sono definiti da intervalli di lunghezza d'onda dominante (es. 525nm ± 2nm). Ciò garantisce l'uniformità del colore all'interno di un lotto di prodotti.

4.2 Binning per Flusso Luminoso

I LED vengono suddivisi in base alla loro emissione luminosa a una corrente di test standard. Sono raggruppati in bin di flusso (es. Bin A: 100-110 lm, Bin B: 90-100 lm). Ciò consente ai progettisti di selezionare LED che soddisfano specifici requisiti di luminosità e aiuta a mantenere una luminanza uniforme in un prodotto.

4.3 Binning per Tensione Diretta

I LED vengono anche suddivisi in base alla loro tensione diretta (Vf) a una specifica corrente di test. Bin comuni potrebbero essere Vf1: 2.8V - 3.0V, Vf2: 3.0V - 3.2V, ecc. Ciò è importante per progettare circuiti di pilotaggio efficienti, specialmente quando si collegano più LED in serie, per minimizzare la variazione di corrente e la perdita di potenza.

5. Analisi delle Curve di Prestazione

I dati grafici forniscono una comprensione più approfondita del comportamento del LED in condizioni variabili.

5.1 Curva Caratteristica Corrente-Tensione (I-V)

Questa curva traccia la relazione tra corrente diretta e tensione diretta. È non lineare, mostrando una tensione di soglia al di sotto della quale scorre pochissima corrente. La pendenza della curva nella regione di funzionamento è correlata alla resistenza dinamica. Questo grafico è essenziale per comprendere la compatibilità del driver e per prevedere le cadute di tensione nelle simulazioni di circuito.

5.2 Caratteristiche di Temperatura

Diversi grafici illustrano la dipendenza dalla temperatura. La curva del flusso luminoso rispetto alla temperatura di giunzione tipicamente mostra una diminuzione dell'emissione all'aumentare della temperatura. La curva della tensione diretta rispetto alla temperatura di giunzione di solito mostra un coefficiente negativo (Vf diminuisce all'aumentare di Tj). Queste curve sono vitali per progettare sistemi che mantengano le prestazioni nell'intervallo di temperatura operativa previsto.

5.3 Distribuzione Spettrale di Potenza (SPD)

Il grafico SPD mostra l'intensità relativa della luce emessa a ciascuna lunghezza d'onda. Per i LED bianchi (tipicamente a conversione di fosforo), mostra un picco blu dal chip LED e un picco giallo/rosso più ampio dal fosforo. Questo grafico viene utilizzato per calcolare l'indice di resa cromatica (CRI), la CCT e altre proprietà colorimetriche.

6. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

Le specifiche fisiche garantiscono un corretto montaggio e funzionamento sul circuito stampato (PCB).

6.1 Disegno Dimensionale di Contorno

Un disegno meccanico dettagliato fornisce tutte le dimensioni critiche: lunghezza, larghezza, altezza, passo dei terminali e tolleranze del componente. Questo disegno viene utilizzato per creare le impronte PCB e per verificare i giochi nell'assemblaggio.

6.2 Progetto del Layout dei Pad

Viene fornito il land pattern PCB raccomandato (geometria e dimensione dei pad) per garantire la formazione di giunti di saldatura affidabili durante la saldatura a rifusione. Tiene conto delle tolleranze del componente e della formazione del filetto di saldatura.

3.3 Identificazione della Polarità

Il metodo per identificare l'anodo e il catodo è chiaramente indicato, solitamente tramite una marcatura sul corpo del componente (es. una tacca, un punto o un angolo smussato) o tramite forme asimmetriche dei terminali. La polarità corretta è essenziale per il funzionamento del circuito.

7. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio

Queste istruzioni preservano l'integrità del LED durante la produzione.

7.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Viene fornito un profilo di temperatura raccomandato per la saldatura a rifusione, inclusi riscaldamento, stabilizzazione, rifusione (temperatura di picco) e velocità di raffreddamento. Vengono specificati i limiti di temperatura massima e il tempo sopra il liquido per prevenire danni termici al package LED o al die interno.

7.2 Precauzioni e Manipolazione

Le linee guida includono avvertenze contro l'applicazione di stress meccanico alla lente del LED, l'uso di adeguate precauzioni ESD (scarica elettrostatica) e l'evitare la contaminazione della superficie ottica. Possono anche essere specificati metodi di pulizia compatibili con il materiale del package.

7.3 Condizioni di Magazzinaggio

Vengono forniti gli intervalli raccomandati di temperatura e umidità di magazzinaggio per prevenire il degrado del componente prima dell'uso, come l'assorbimento di umidità che può causare il fenomeno del \"popcorning\" durante la rifusione.

8. Informazioni su Imballaggio e Ordine

Questa sezione dettaglia come viene fornito il prodotto.

8.1 Specifiche di Imballaggio

Le dimensioni del nastro e della bobina, la dimensione delle tasche e l'orientamento sono specificati per le apparecchiature di posizionamento automatico. Vengono indicate le quantità per bobina o per tubo.

8.2 Informazioni di Etichettatura

Viene descritto il contenuto dell'etichetta di imballaggio, tipicamente incluso il numero di parte, la quantità, il codice lotto/serie, il codice data e le informazioni di binning.

8.3 Sistema di Numerazione delle Parti

Viene spiegata la convenzione di denominazione del modello, mostrando come il numero di parte codifichi attributi chiave come colore, bin di flusso, bin di tensione, tipo di imballaggio e talvolta caratteristiche speciali.

9. Raccomandazioni per l'Applicazione

Guida per implementare efficacemente il componente.

9.1 Circuiti di Applicazione Tipici

Vengono spesso inclusi schemi per circuiti di pilotaggio di base, come un semplice circuito con resistenza in serie per alimentatori a tensione costante o raccomandazioni per l'uso di driver a corrente costante. Vengono discusse considerazioni per connessioni in serie/parallelo.

9.2 Considerazioni di Progettazione

I consigli di progettazione chiave includono l'importanza della gestione termica (area di rame sul PCB, via termiche), del design ottico (selezione della lente, spaziatura) e del design elettrico (protezione dalla corrente di spunto, compatibilità con la regolazione dell'intensità).

10. Confronto Tecnico e Differenziazione

Sebbene non sempre dichiarato esplicitamente in una singola scheda tecnica, i parametri definiscono la posizione del componente. I vantaggi possono includere un'elevata efficienza luminosa (lumen per watt), un'eccellente coerenza del colore (binning stretto), dati di affidabilità robusti (valutazioni di vita L70/L90 elevate) o un fattore di forma compatto che consente design ad alta densità.

11. Domande Frequenti (FAQ)

Vengono affrontate le domande comuni basate sui parametri tecnici.

D: Posso pilotare questo LED con una sorgente di tensione?

R: Sebbene sia possibile con una resistenza limitatrice di corrente in serie, si raccomanda vivamente un driver a corrente costante per un'emissione luminosa stabile e un'affidabilità a lungo termine, poiché la tensione diretta del LED varia con la temperatura e il bin.

D: Cosa causa la diminuzione dell'emissione luminosa nel tempo?

R: Il degrado graduale dei materiali semiconduttori e dei fosfori (se presenti) porta alla riduzione del flusso luminoso. Far funzionare il LED alla o al di sotto della sua corrente nominale e mantenere una bassa temperatura di giunzione attraverso un efficace dissipatore di calore sono i modi principali per massimizzare la durata di vita.

D: Quanto è importante il valore della resistenza termica?

R: Estremamente importante. È la metrica chiave per calcolare l'innalzamento di temperatura della giunzione LED rispetto alla temperatura ambiente o della scheda per una data dissipazione di potenza. Superare la Tj max riduce drasticamente la durata di vita.

12. Esempi Pratici di Casi d'Uso

Caso 1: Illuminazione Lineare Architetturale:Per una striscia LED continua, selezionare LED da un singolo bin di flusso e colore stretto è fondamentale per evitare variazioni visibili di luminosità o colore lungo la lunghezza. L'elevata affidabilità e la durata di vita definita supportano la pianificazione della manutenzione a lungo termine per gli apparecchi installati.

Caso 2: Illuminazione Interna Automobilistica:I LED utilizzati per l'illuminazione di sfondo del cruscotto o l'illuminazione ambientale devono funzionare in modo affidabile in un ampio intervallo di temperature (-40°C a +85°C o superiore). Le curve di derating per flusso e tensione diretta in funzione della temperatura della scheda tecnica vengono utilizzate per progettare circuiti che compensano questi cambiamenti, garantendo un aspetto uniforme.

13. Introduzione al Principio di Funzionamento

Un LED è un diodo semiconduttore. Quando viene applicata una tensione diretta, gli elettroni dal semiconduttore di tipo n si ricombinano con le lacune dal semiconduttore di tipo p nella regione attiva, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La lunghezza d'onda (colore) della luce emessa è determinata dal bandgap dei materiali semiconduttori utilizzati (es. InGaN per blu/verde, AlInGaP per rosso/ambra). I LED bianchi sono tipicamente creati rivestendo un chip LED blu con un fosforo giallo; la miscela di luce blu e gialla appare bianca all'occhio umano.

14. Tendenze Tecnologiche

L'industria dei LED continua a evolversi. Le tendenze chiave includono il continuo aumento dell'efficienza luminosa, riducendo il consumo energetico per una data emissione luminosa. C'è una forte attenzione al miglioramento della qualità del colore, come il raggiungimento di un Indice di Resa Cromatica (CRI) più elevato e una regolazione del colore più precisa. La miniaturizzazione persiste, consentendo passi di pixel sempre più piccoli nei display a visione diretta. Inoltre, l'integrazione di funzionalità intelligenti, come driver integrati o circuiti di controllo del colore, sta diventando più comune. La ricerca su nuovi materiali, come le perovskiti per display e illuminazione di prossima generazione, è anche un'area di sviluppo attiva.