Scheda Tecnica del Componente LED - Fase del Ciclo di Vita: Revisione 1 - Data di Rilascio: 15-03-2013 - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questa scheda tecnica si riferisce a una specifica revisione di un componente LED. Le informazioni principali indicano che il componente è alla sua prima revisione (Revisione 1) ed è stato rilasciato ufficialmente il 15 marzo 2013. La fase del ciclo di vita è contrassegnata come "Revisione", a significare un aggiornamento o una modifica rispetto a una versione precedente. Il "Periodo di Scadenza" è indicato come "Per Sempre", il che tipicamente implica che la scheda tecnica rimane valida indefinitamente per questa specifica revisione o che il componente non ha una data di obsolescenza pianificata per questa versione. Questo documento rappresenta la fonte definitiva per le specifiche elettriche, ottiche e meccaniche di questa revisione del componente, destinata a ingegneri, progettisti e specialisti degli acquisti coinvolti nello sviluppo e nella produzione del prodotto.

2. Interpretazione Approfondita dei Parametri Tecnici

Sebbene lo snippet fornito sia limitato, una scheda tecnica completa per un componente LED in Revisione 1 conterrebbe parametri tecnici dettagliati. Questi sono critici per un corretto progetto del circuito e per garantire il rispetto delle aspettative prestazionali.

2.1 Caratteristiche Fotometriche e di Colore

Una scheda tecnica completa specificherebbe i parametri fotometrici chiave. La lunghezza d'onda dominante o la temperatura di colore correlata (CCT) definiscono il colore della luce emessa, come bianco freddo, bianco caldo o un colore monocromatico specifico come rosso o blu. Il flusso luminoso, misurato in lumen (lm), indica l'output luminoso totale percepito. Le coordinate di cromaticità (ad esempio, sul diagramma CIE 1931) forniscono una definizione precisa del punto colore. L'indice di resa cromatica (CRI) può essere specificato per i LED bianchi, indicando quanto accuratamente la sorgente luminosa rivela i colori degli oggetti rispetto a una sorgente di luce naturale. L'angolo di visione, tipicamente fornito come l'angolo a cui l'intensità luminosa è la metà del massimo (es. 120 gradi), descrive la distribuzione spaziale della luce.

2.2 Parametri Elettrici

Le specifiche elettriche sono fondamentali per il progetto del driver. La tensione diretta (Vf) è la caduta di tensione ai capi del LED a una corrente di test specificata. È cruciale per determinare i requisiti dell'alimentazione. La corrente diretta (If) è la corrente operativa raccomandata, che influenza direttamente l'output luminoso e la durata. I valori massimi per la tensione inversa, la corrente diretta di picco e la dissipazione di potenza definiscono i limiti assoluti oltre i quali può verificarsi un danno permanente. La resistenza dinamica può anche essere fornita per una modellazione più avanzata in applicazioni a corrente pulsata o variabile.

2.3 Caratteristiche Termiche

Le prestazioni e la longevità del LED dipendono fortemente dalla gestione termica. La resistenza termica giunzione-ambiente (RθJA) quantifica quanto efficacemente il calore viene trasferito dalla giunzione del semiconduttore all'ambiente circostante. Un valore più basso indica una migliore dissipazione del calore. La temperatura massima di giunzione (Tj max) è la temperatura più alta che il chip LED può sopportare senza degradazione. Far funzionare il LED al di sotto di questa temperatura, tipicamente attraverso un adeguato dissipatore, è essenziale per mantenere il flusso luminoso, la stabilità del colore e raggiungere la durata nominale (spesso definita come L70 o L50, il tempo fino a quando l'output in lumen si degrada al 70% o 50% del valore iniziale).

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Le variazioni di produzione rendono necessario un sistema di binning per classificare i LED in base a parametri chiave, garantendo coerenza all'interno di un lotto di produzione.

3.1 Binning della Lunghezza d'Onda/Temperatura di Colore

I LED vengono suddivisi in bin in base alle loro precise coordinate di cromaticità o alla lunghezza d'onda dominante. Ciò garantisce che i prodotti che utilizzano più LED abbiano un aspetto cromatico uniforme. Per i LED bianchi, i bin sono definiti da intervalli sul diagramma CIE e/o da intervalli di temperatura di colore correlata (CCT) (es. 3000K ± 150K).

3.2 Binning del Flusso Luminoso

I LED vengono anche classificati in bin in base al loro output luminoso a una corrente di test standard. Un codice di bin (es. Bin Flusso A, B, C) corrisponde a un intervallo minimo e massimo di flusso luminoso. Ciò consente ai progettisti di selezionare LED che soddisfano specifici requisiti di luminosità per la loro applicazione.

3.3 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta (Vf) è un altro parametro soggetto a variazione. Il binning per Vf aiuta a progettare circuiti driver efficienti, specialmente quando si collegano più LED in serie, poiché minimizza lo squilibrio di corrente e la perdita di potenza.

4. Analisi delle Curve Prestazionali

I dati grafici forniscono una comprensione più profonda del comportamento del LED in varie condizioni.

4.1 Curva Caratteristica Corrente-Tensione (I-V)

La curva I-V illustra la relazione non lineare tra corrente diretta e tensione diretta. Mostra la tensione di soglia e come Vf aumenta con la corrente. Questa curva è essenziale per selezionare un metodo appropriato di limitazione della corrente (resistore, driver a corrente costante).

4.2 Dipendenza dalla Temperatura

I grafici mostrano tipicamente come la tensione diretta diminuisca all'aumentare della temperatura di giunzione (un coefficiente di temperatura negativo). Più importante, rappresentano il flusso luminoso relativo in funzione della temperatura di giunzione, mostrando la diminuzione dell'output luminoso all'aumentare della temperatura. Ciò sottolinea la necessità di un efficace progetto termico.

4.3 Distribuzione Spettrale della Potenza

Il grafico della distribuzione spettrale mostra l'intensità relativa della luce emessa a ciascuna lunghezza d'onda. Per i LED monocromatici, mostra la lunghezza d'onda di picco e la larghezza spettrale (FWHM). Per i LED bianchi (spesso a conversione di fosforo), mostra il picco del LED blu di pompaggio e lo spettro di emissione del fosforo più ampio.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

Le specifiche fisiche garantiscono un corretto layout del PCB e un corretto assemblaggio.

5.1 Disegno Dimensionale di Contorno

Un disegno meccanico dettagliato fornisce tutte le dimensioni critiche: lunghezza, larghezza, altezza, forma della lente e eventuali sporgenze. Le tolleranze sono specificate per ogni dimensione.

5.2 Layout dei Pad e Progetto dell'Impronta

Viene fornito il land pattern (impronta) PCB raccomandato, inclusa dimensione, forma e spaziatura dei pad. Ciò è vitale per l'affidabilità del giunto di saldatura e per una corretta connessione termica al PCB.

5.3 Identificazione della Polarità

Il metodo per identificare l'anodo e il catodo è chiaramente indicato. Questo avviene solitamente tramite una marcatura sul corpo del componente (es. una tacca, un punto o un angolo tagliato) o un design asimmetrico dei pad.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

Una corretta manipolazione e assemblaggio sono critici per l'affidabilità.

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Viene fornito un profilo di temperatura di rifusione raccomandato, inclusi riscaldamento, stabilizzazione, temperatura di picco di rifusione e velocità di raffreddamento. La temperatura massima e il tempo sopra il liquido sono specificati per prevenire danni al package LED e ai materiali interni.

6.2 Precauzioni e Manipolazione

Le linee guida coprono la protezione dalle scariche elettrostatiche (ESD), poiché i LED sono sensibili all'elettricità statica. Vengono fornite raccomandazioni per le condizioni di stoccaggio (temperatura, umidità) per preservare la saldabilità e prevenire l'assorbimento di umidità (valutazione MSL).

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

Informazioni per la logistica e gli acquisti.

7.1 Specifiche di Imballaggio

Dettagli su come i LED sono forniti: tipo di bobina (es. 7 pollici, 13 pollici), larghezza del nastro, spaziatura delle tasche e quantità per bobina. È specificato l'orientamento all'interno del nastro.

7.2 Etichettatura e Numerazione del Componente

L'etichettatura sulla bobina o sulla scatola include il numero di parte completo, la quantità, il codice data e il numero di lotto. Il numero di parte stesso è un codice che racchiude attributi chiave come colore, bin del flusso, bin della tensione e tipo di package.

8. Raccomandazioni Applicative

Guida per l'implementazione del componente in un progetto.

8.1 Circuiti Applicativi Tipici

Vengono mostrati schemi per circuiti di pilotaggio di base, come l'uso di una resistenza in serie con una sorgente di tensione costante o l'impiego di un driver LED a corrente costante dedicato per una migliore efficienza e stabilità.

8.2 Considerazioni di Progetto

Le considerazioni chiave includono la gestione termica (area di rame del PCB, via termiche, eventuale dissipatore esterno), il progetto ottico (selezione della lente, ottiche secondarie) e il layout elettrico per minimizzare il rumore e garantire una corrente stabile.

9. Confronto Tecnico

Sebbene specifico per questa revisione, i vantaggi potrebbero includere un'efficienza luminosa migliorata (lumen per watt) rispetto alla revisione precedente o a prodotti concorrenti, una migliore coerenza cromatica (binning più stretto), dati di affidabilità migliorati (durata L70 più lunga) o dimensioni del package più compatte che consentono progetti ad alta densità. Lo stato di "Revisione 1" stesso indica perfezionamenti e ottimizzazioni basati su feedback o progressi rispetto al rilascio iniziale.

10. Domande Frequenti

Le domande comuni basate sui parametri tecnici includono: "Qual è la corrente di pilotaggio raccomandata per la massima durata?" (Risposta: Tipicamente al di sotto o uguale alla If nominale). "Come si degrada il flusso luminoso nel tempo?" (Fare riferimento alle curve di durata e alle valutazioni L70/L50). "Posso pilotare questo LED con una sorgente di tensione?" (Risposta: Non raccomandato senza un meccanismo di limitazione della corrente a causa della caratteristica I-V esponenziale del LED). "Qual è l'effetto della modulazione PWM sul colore?" (Tipicamente minimo se la frequenza è abbastanza alta, ma la scheda tecnica può specificarlo).

11. Casi d'Uso Pratici

Basandosi sulle comuni applicazioni dei LED, questo componente potrebbe essere utilizzato in: Moduli per illuminazione generale (faretti, pannelli luminosi), dove coerenza cromatica ed alta efficienza sono chiave. Illuminazione interna automobilistica (luci plafoniere, luci di accento), che richiede affidabilità su un ampio intervallo di temperature. Unità di retroilluminazione per display LCD, dove l'uniformità della luminosità è critica. Illuminazione decorativa e architettonica, sfruttando il suo specifico punto colore. Luci spia per elettronica di consumo, sfruttando le sue dimensioni compatte.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a semiconduttore che emettono luce quando una corrente elettrica li attraversa. Questo fenomeno, chiamato elettroluminescenza, si verifica quando gli elettroni si ricombinano con le lacune elettroniche all'interno del dispositivo, rilasciando energia sotto forma di fotoni. Il colore della luce è determinato dal band gap del materiale semiconduttore utilizzato. Per i LED bianchi, un chip LED blu o ultravioletto è ricoperto con un materiale fosforo che assorbe parte della luce blu/UV e la riemette come giallo o uno spettro più ampio, combinando per produrre luce bianca.

13. Tendenze di Sviluppo

L'industria dei LED continua a evolversi. Le tendenze includono la ricerca di un'efficienza luminosa sempre più alta per ridurre il consumo energetico. Miglioramenti nella qualità del colore, come valori CRI e R9 (rosso saturo) più alti, per applicazioni che richiedono un'eccellente resa cromatica. Lo sviluppo di nuovi sistemi di fosfori per un colore più stabile nel tempo e con la temperatura. La miniaturizzazione dei package per applicazioni ultra-ad alta densità. L'integrazione dell'elettronica di controllo direttamente con il chip LED o il package, portando a LED "intelligenti" o "connessi". Maggiore attenzione ai modelli di affidabilità e previsione della durata, specialmente per applicazioni impegnative come i fari automobilistici.