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Documento sul Ciclo di Vita del Componente LED - Revisione 3 - Data di Rilascio 2014-12-05 - Specifica Tecnica in Italiano

Documentazione tecnica che dettaglia la fase del ciclo di vita, lo stato di revisione e le informazioni di rilascio per un componente LED. Specifica la Revisione 3 con periodo di validità "Per sempre", rilasciata il 5 dicembre 2014.
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1. Panoramica del Documento

Questo documento tecnico funge da specifica definitiva per la gestione del ciclo di vita di un componente elettronico specifico, qui identificato come un LED a scopo contestuale. Le informazioni principali riguardano la sua cronologia delle revisioni e lo stato di rilascio. Il documento è strutturato per fornire a ingegneri, specialisti degli acquisti e personale di controllo qualità dati chiari e inequivocabili riguardo alla versione approvata del componente e al suo periodo di validità. Comprendere queste informazioni sul ciclo di vita è fondamentale per garantire coerenza progettuale, ripetibilità produttiva e stabilità della catena di approvvigionamento a lungo termine nello sviluppo di prodotti elettronici.

2. Parametri Fondamentali del Ciclo di Vita

Il documento enfatizza ripetutamente un unico e coerente insieme di parametri del ciclo di vita, indicando che questo è il dato primario per lo stato del componente.

2.1 Fase del Ciclo di Vita

LaFase del Ciclo di Vitaè esplicitamente dichiarata comeRevisione. Ciò denota che le specifiche del componente hanno subito modifiche rispetto a una versione precedente. Una fase di revisione implica tipicamente modifiche funzionali o parametriche che sono retrocompatibili o hanno aggiustamenti minori, a differenza di un'introduzione di un prodotto completamente nuovo o di uno stato di fine vita.

2.2 Numero di Revisione

IlNumero di Revisioneassociato a questa fase è3. Questo intero indica la sequenza delle revisioni formali. La Revisione 3 sostituisce tutte le revisioni precedenti (es. Revisione 1, Revisione 2). È essenziale che gli utenti facciano riferimento a questo specifico numero di revisione in tutti i file di progettazione, distinte base (BOM) e documentazione di qualità per evitare discrepanze.

2.3 Periodo di Validità

IlPeriodo di Validitàè definito comePer sempre. Questa è una dichiarazione significativa che significa che non è prevista una data di scadenza o obsolescenza per questa specifica revisione in circostanze normali. Il componente è destinato a una disponibilità produttiva continua e a lungo termine. Questo stato fornisce sicurezza nella catena di approvvigionamento per i prodotti progettati con questo componente.

2.4 Data di Rilascio

LaData di Rilascioè precisamente datata come2014-12-05 11:59:33.0. Questo segna la data e l'ora ufficiali in cui la Revisione 3 è stata autorizzata e rilasciata per la produzione e l'uso in progettazione. Tutte le specifiche contenute nella scheda tecnica completa (implicita in questo intestazione) sono valide a partire da questo momento.

3. Analisi dei Parametri Tecnici

Sebbene lo snippet fornito si concentri sui metadati del ciclo di vita, una scheda tecnica completa per un componente LED conterrebbe parametri estesi. Le seguenti sezioni dettagliano le tipiche categorie di dati che accompagnano tali informazioni sul ciclo di vita, basate sulla pratica standard del settore per la documentazione LED.

3.1 Caratteristiche Fotometriche

I parametri fotometrici definiscono l'output luminoso e la qualità. Le specifiche chiave includono il Flusso Luminoso (misurato in lumen, lm), che indica l'output totale di luce visibile. L'Intensità Luminosa (misurata in candele, cd) descrive la potenza luminosa per unità di angolo solido. La Temperatura di Colore Correlata (CCT, misurata in Kelvin, K) specifica se la luce appare calda, neutra o bianca fredda. L'Indice di Resa Cromatica (CRI, Ra) è una misura di quanto accuratamente la sorgente luminosa rivela i colori degli oggetti rispetto a una sorgente di luce naturale, con valori più alti (vicini a 100) che sono migliori. La Lunghezza d'Onda Dominante o di picco definisce il colore percepito per i LED monocromatici.

3.2 Parametri Elettrici

Le caratteristiche elettriche sono fondamentali per la progettazione del circuito. La Tensione Diretta (Vf) è la caduta di tensione ai capi del LED quando opera a una corrente specificata, tipicamente fornita come un intervallo (es. 2,8V a 3,4V). La Corrente Diretta (If) è la corrente operativa raccomandata, spesso un valore nominale come 20mA, 60mA o 150mA a seconda del package e della potenza nominale. La Tensione Inversa (Vr) indica la massima tensione che il LED può sopportare quando polarizzato nella direzione non conduttrice. La Dissipazione di Potenza (Pd) è la massima potenza consentita che il package può gestire, tenendo conto sia dei limiti elettrici che termici.

3.3 Caratteristiche Termiche

La gestione termica è cruciale per le prestazioni e la longevità del LED. La Resistenza Termica Giunzione-Ambiente (RθJA) quantifica quanto efficacemente il calore viaggia dalla giunzione del semiconduttore all'aria circostante. Un valore più basso indica una migliore dissipazione del calore. La Massima Temperatura di Giunzione (Tj max) è la più alta temperatura consentita sul chip LED stesso; superare questo limite riduce drasticamente la durata di vita e può causare un guasto immediato. Questi parametri dettano il necessario dissipatore o il design del PCB per un funzionamento affidabile.

4. Sistema di Binning e Selezione

La produzione di LED produce variazioni naturali. Un sistema di binning categorizza i componenti in gruppi con parametri strettamente controllati.

4.1 Binning della Lunghezza d'Onda / Temperatura di Colore

I LED bianchi sono selezionati in bin in base alla loro CCT (es. 2700K, 3000K, 4000K, 5000K, 6500K) e spesso entro un passo dell'ellisse di MacAdam (es. 2-step, 3-step) per garantire la coerenza del colore. I LED colorati sono selezionati per lunghezza d'onda dominante (es. 625nm ± 2nm).

4.2 Binning del Flusso Luminoso

I LED sono selezionati in base al loro output luminoso a una corrente di test standard. I bin sono definiti da un valore minimo e/o massimo di flusso luminoso (es. Bin A: 20-22 lm, Bin B: 22-24 lm). Ciò consente ai progettisti di selezionare il grado di luminosità appropriato per la loro applicazione.

4.3 Binning della Tensione Diretta

Per semplificare la progettazione del driver e garantire una distribuzione di corrente uniforme negli array, i LED possono essere selezionati in base alla loro caduta di tensione diretta a una corrente di test specificata (es. Vf Bin 1: 3,0V-3,2V, Vf Bin 2: 3,2V-3,4V).

5. Analisi delle Curve di Prestazione

I dati grafici forniscono una comprensione più profonda del comportamento del componente in condizioni variabili.

5.1 Corrente vs. Tensione (Curva I-V)

La curva I-V mostra la relazione non lineare tra corrente diretta e tensione diretta. È essenziale per determinare il punto di lavoro e progettare il circuito limitatore di corrente (es. resistore o driver a corrente costante). La curva mostra tipicamente un'accensione netta alla tensione di soglia.

5.2 Caratteristiche in Funzione della Temperatura

I grafici illustrano come i parametri chiave cambiano con la temperatura. Il flusso luminoso tipicamente diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Anche la tensione diretta diminuisce con l'aumento della temperatura, il che può influenzare la regolazione della corrente se non gestita correttamente. 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 traccia l'intensità relativa della luce emessa a ciascuna lunghezza d'onda. Per i LED bianchi, mostra il picco della pompa blu e lo spettro più ampio convertito dal fosforo. Questo grafico è chiave per analizzare metriche di qualità del colore come il CRI e per applicazioni con specifica sensibilità spettrale.

6. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

Le specifiche fisiche garantiscono un corretto adattamento e assemblaggio.

6.1 Disegno Dimensionale

Un disegno meccanico dettagliato fornisce tutte le dimensioni critiche: lunghezza, larghezza, altezza, passo dei terminali e qualsiasi tolleranza. Ciò è necessario per il design dell'impronta sul PCB e per garantire il gioco all'interno dell'assemblaggio finale.

6.2 Layout dei Pad

Il land pattern PCB raccomandato (geometria e dimensione dei pad) è specificato per garantire la formazione affidabile del giunto di saldatura durante la rifusione o la saldatura a onda. Ciò include le dimensioni di apertura della maschera di saldatura.

6.3 Identificazione della Polarità

Il metodo per identificare l'anodo e il catodo è chiaramente indicato, tipicamente tramite una marcatura sul componente (es. una tacca, un punto, una linea verde o un angolo tagliato) o tramite lunghezze asimmetriche dei terminali. La polarità corretta è essenziale per il funzionamento.

7. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

7.1 Profilo di Rifusione

Viene fornito un profilo di temperatura di rifusione raccomandato, che include pre-riscaldamento, stabilizzazione, temperatura di picco di rifusione (tipicamente non superiore a 260°C per un tempo specificato, es. 10 secondi sopra 240°C) e velocità di raffreddamento. Rispettare questo profilo previene danni termici al package LED e al die interno.

7.2 Precauzioni di Manipolazione

Le precauzioni includono l'uso di protezione ESD (scarica elettrostatica) durante la manipolazione, evitare stress meccanici sulla lente e prevenire la contaminazione della superficie ottica. Alcuni LED sono sensibili all'umidità e potrebbero richiedere un'essiccazione prima della saldatura se l'imballaggio è stato esposto.

7.3 Condizioni di Magazzinaggio

Sono specificate le condizioni di magazzinaggio ideali, solitamente in un ambiente fresco, asciutto con umidità controllata (es. <40% umidità relativa a 25°C) per prevenire l'assorbimento di umidità e il degrado dei materiali.

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

8.1 Circuiti di Applicazione Tipici

Vengono mostrati circuiti di applicazione di base, come un semplice circuito con resistore in serie per indicatori a bassa corrente o un circuito driver a corrente costante per LED di potenza. Spesso sono incluse le equazioni di progettazione per calcolare il resistore limitatore di corrente.

8.2 Considerazioni di Progettazione

Le considerazioni chiave includono la gestione termica (area di rame sul PCB, dissipatori), il design ottico (lenti, riflettori), il layout elettrico per minimizzare il rumore e le linee guida di derating per operare a temperature elevate per garantire l'affidabilità a lungo termine.

9. Affidabilità e Durata di Vita

Sebbene non presente nello snippet, una scheda tecnica completa definisce le aspettative di durata, spesso espresse come L70 o L50 (tempo fino a quando il flusso luminoso si degrada al 70% o 50% dell'output iniziale) in condizioni operative specificate (es. ambiente a 25°C, corrente nominale). Ciò si basa su test di vita accelerati ed è un parametro critico per le applicazioni di illuminazione.

10. Interpretazione dei Dati Forniti

Le righe ripetute nel contenuto PDF fornito suggeriscono fortemente un'intestazione o un piè di pagina del documento che appare su ogni pagina. L'unico dato--Fase del Ciclo di Vita: Revisione : 3, Periodo di Validità: Per sempre, Data di Rilascio: 2014-12-05--è il metadato coerente e definitorio per l'intera specifica tecnica allegata. Gli ingegneri devono verificare che qualsiasi copia stampata o scaricata della scheda tecnica completa riporti queste esatte informazioni di revisione e rilascio per assicurarsi di lavorare con le specifiche corrette e attuali. Il periodo di validità "Per sempre" per la Revisione 3, rilasciata alla fine del 2014, indica una versione di prodotto matura e stabile che è stata qualificata per l'uso a lungo termine, offrendo una significativa prevedibilità della catena di approvvigionamento per i progetti implementati dopo quella data.

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.