Scheda Tecnica LED SMD Mid-Power 67-22ST - Package PLCC-2 - 65mA - 2.9V Max - Luce Bianca - Documentazione Tecnica in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

La serie 67-22ST rappresenta una famiglia di LED SMD (Surface-Mount Device) Mid-Power confezionati nel fattore di forma standard di settore PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Questi componenti sono progettati per fornire un'emissione di luce bianca ad alta efficienza, rendendoli adatti a un'ampia gamma di applicazioni di illuminazione generale e decorativa. La filosofia di progettazione centrale si concentra sul raggiungimento di un equilibrio ottimale tra prestazioni luminose, efficienza energetica, affidabilità e convenienza.

Il LED utilizza la tecnologia a chip InGaN (Indio Gallio Nitruro) incapsulata in una resina trasparente. Questa combinazione è responsabile della generazione dell'emissione di luce bianca. Il package è caratterizzato da un ingombro compatto e un ampio angolo di visione, tipicamente 120 gradi, che facilita una distribuzione uniforme della luce. Una caratteristica chiave di questa serie è la sua conformità agli standard ambientali e di sicurezza moderni, inclusi l'essere privi di piombo (Pb-free), conformi RoHS, conformi REACH e il soddisfacimento dei requisiti alogeni-free (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).

I mercati target primari per questo LED includono l'illuminazione ambientale generale, l'illuminazione decorativa e architettonica, l'illuminazione per intrattenimento, il backlighting per indicatori e varie applicazioni di illuminazione dove è richiesta luce bianca di alta qualità e consistente. Il suo fattore di forma e i parametri prestazionali si adattano bene all'integrazione in strisce LED, moduli, pannelli luminosi e lampade retrofit.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce una suddivisione dettagliata dei parametri critici che definiscono i limiti operativi e le prestazioni del LED in condizioni standard (Tpunto di saldatura = 25°C).

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento a questi limiti non è garantito e dovrebbe essere evitato in un progetto affidabile.

• Corrente Diretta (IF):180 mA (Continua).
• Corrente Diretta di Picco (IFP):300 mA (Impulsata, Ciclo di Lavoro 1/10, Larghezza Impulso 10ms). Questo valore è cruciale per progetti che coinvolgono la modulazione PWM (Pulse Width Modulation) per la regolazione dell'intensità.
• Dissipazione di Potenza (Pd):522 mW. Questa è la potenza massima che il package può dissipare senza superare i suoi limiti termici.
• Temperatura di Esercizio (Topr):-40°C a +85°C. Il dispositivo è classificato per funzionare in un'ampia gamma di temperature ambientali.
• Temperatura di Magazzinaggio (Tstg):-40°C a +100°C.
• Resistenza Termica (RθJ-S):21 °C/W (Giunzione a Punto di Saldatura). Questo è un parametro critico per la progettazione della gestione termica. Indica che per ogni watt di potenza dissipata, la temperatura di giunzione aumenterà di 21°C rispetto alla temperatura del punto di saldatura.
• Temperatura Massima di Giunzione (Tj):115°C. La giunzione del semiconduttore non deve superare questa temperatura.
• Temperatura di Saldatura:La saldatura a rifusione è specificata a 260°C per un massimo di 10 secondi. La saldatura manuale è consentita a 350°C per un massimo di 3 secondi. Questi limiti devono essere rigorosamente rispettati durante l'assemblaggio del PCB.

Nota Importante:Questi LED sono sensibili alle Scariche Elettrostatiche (ESD). Devono essere seguite le corrette procedure di manipolazione ESD (uso di braccialetti collegati a terra, tappetini conduttivi, ecc.) durante l'assemblaggio e la manipolazione.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri definiscono le prestazioni tipiche del LED quando è alimentato alla sua corrente diretta nominale di 65mA.

• Flusso Luminoso (Φ):L'emissione luminosa minima varia in base alla variante del prodotto (Temperatura di Colore Correlata - CCT), spaziando da 36 lm a 39 lm come elencato nella tabella di produzione di massa. Si applica una tolleranza tipica di ±11%.
• Tensione Diretta (VF):Il valore massimo è 2.9V a 65mA, con una tolleranza tipica di ±0.1V. La VF effettiva è classificata in bin (vedi Sezione 3).
• Indice di Resa Cromatica (CRI - Ra):Il valore minimo è 80 per il codice di bin "K", con una tolleranza di ±2. Il valore R9 (saturazione del rosso) è specificato come minimo 0.
• Angolo di Visione (2θ1/2):Tipicamente 120 gradi. Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore di picco.
• Efficienza Luminosa:L'efficienza tipica è fino a 225 lm/W per varianti specifiche (es. 4000K, 5000K), calcolata nella condizione di corrente diretta di 65mA.
• Corrente Inversa (IR):Massimo di 50 µA quando viene applicata una tensione inversa (VR) di 5V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la consistenza del colore e della luminosità in produzione, i LED vengono suddivisi in bin. La serie 67-22ST utilizza un sistema di binning completo per i parametri chiave.

3.1 Binning dell'Indice di Resa Cromatica (CRI)

Il numero di parte include un codice per il CRI. Per questa serie, viene utilizzato il codice "K", che corrisponde a un CRI (Ra) minimo di 80.

3.2 Binning del Flusso Luminoso

Il flusso luminoso è classificato in bin in base alla CCT del LED. Il codice di bin (es. 36L2, 39L2) definisce un intervallo minimo e massimo di flusso in lumen.

• 2700K:I bin includono 36L2 (36-38 lm), 38L2 (38-40 lm), 40L2 (40-42 lm).
• 3000K/3500K:I bin includono 38L2 (38-40 lm), 40L2 (40-42 lm), 42L2 (42-44 lm).
• 4000K/5000K/5700K/6500K:I bin includono 39L2 (39-41 lm), 41L2 (41-43 lm), 43L2 (43-45 lm).

La tolleranza sul flusso luminoso è ±11%.

3.3 Binning della Tensione Diretta (VF)

La tensione diretta è raggruppata e classificata in bin per aiutare nella progettazione del circuito per un pilotaggio a corrente costante. Il codice di bin fa parte del numero di parte (es. "29" in 5M403929U6).

• Gruppo 2629:Questo gruppo include i bin 26A (2.6-2.7V), 27A (2.7-2.8V) e 28A (2.8-2.9V). L'esempio di numero di parte utilizza il limite superiore di questo gruppo, 2.9V max.

La tolleranza sulla tensione diretta è ±0.1V.

3.4 Binning della Cromaticità (Colore)

I LED sono classificati all'interno di un'ellisse MacAdam a 5 passi per ogni Temperatura di Colore Correlata (CCT). Ciò garantisce che tutti i LED della stessa CCT ordinata (2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 5000K, 5700K, 6500K) appaiano visivamente consistenti nel colore, poiché cadono all'interno di un'area molto piccola sul diagramma di cromaticità CIE 1931. La tabella fornita elenca le coordinate Cx, Cy target e i parametri dell'ellisse (a, b, theta) per ogni passo CCT. La tolleranza per le coordinate di cromaticità è ±0.01.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fornisce diversi grafici che illustrano la relazione tra i parametri chiave. Comprenderli è vitale per una progettazione di sistema robusta.

4.1 Variazione della Tensione Diretta vs. Temperatura di Giunzione (Fig. 1)

Questa curva mostra che la tensione diretta (VF) del LED diminuisce linearmente all'aumentare della temperatura di giunzione (Tj). Questa è una caratteristica dei diodi a semiconduttore. Per la gestione termica o la progettazione del pilotaggio a corrente costante, questo coefficiente di temperatura negativo deve essere considerato per evitare la fuga termica se si utilizza una sorgente a tensione costante.

4.2 Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta (Fig. 2)

L'emissione luminosa non è linearmente proporzionale alla corrente. Sebbene l'emissione aumenti con la corrente, la relazione tende a essere sub-lineare a correnti più elevate a causa del calo di efficienza e degli effetti termici aumentati. Operare significativamente al di sopra dei 65mA nominali produrrà rendimenti decrescenti in lumen per watt e genererà più calore.

4.3 Flusso Luminoso Relativo vs. Temperatura di Giunzione (Fig. 3)

Questa è una delle curve più critiche. Dimostra la riduzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione del LED. Alte temperature di giunzione portano direttamente a una minore efficienza (lumen per watt) e a un deprezzamento accelerato dei lumen (durata di vita più breve). Un dissipatore di calore efficace è fondamentale per mantenere prestazioni e longevità.

4.4 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Fig. 4)

Questa è la classica curva I-V (Corrente-Tensione) per un diodo. Mostra la relazione esponenziale. Per un driver a corrente costante impostato a 65mA, la tensione ai capi del LED sarà approssimativamente 2.9V o meno, a seconda del bin VF specifico e della temperatura.

4.5 Corrente di Pilotaggio Massima vs. Temperatura di Saldatura (Fig. 5)

Questo grafico definisce la derating della corrente diretta massima consentita in base alla temperatura al punto di saldatura (Ts). All'aumentare di Ts, la corrente di esercizio massima sicura deve essere ridotta per prevenire che la temperatura di giunzione superi il suo limite di 115°C. Questo grafico è essenziale per progettare applicazioni che operano ad alte temperature ambientali.

4.6 Diagramma di Radiazione (Fig. 6)

Questo grafico polare rappresenta visivamente la distribuzione spaziale dell'intensità luminosa. Il 67-22ST mostra un pattern di distribuzione Lambertiana o quasi-Lambertiana, tipico per i package PLCC con lente a cupola, risultando nell'ampio angolo di visione di 120 gradi.

4.7 Distribuzione Spettrale

La scheda tecnica include un grafico della distribuzione spettrale di potenza (lunghezza d'onda vs. intensità relativa). Questo mostra il profilo di emissione del LED attraverso lo spettro visibile. Per i LED bianchi, questo è tipicamente un picco blu (dal chip InGaN) combinato con un'emissione più ampia del fosforo giallo. La forma di questa curva influenza direttamente l'Indice di Resa Cromatica (CRI) e la qualità percepita della luce bianca.

5. Linee Guida Applicative e Considerazioni di Progetto

5.1 Pilotaggio Elettrico

Il Pilotaggio a Corrente Costante è Obbligatorio:I LED sono dispositivi pilotati a corrente. È fortemente raccomandato un driver a corrente costante (CC) per garantire un'emissione luminosa stabile e prevenire la fuga termica. La corrente di pilotaggio nominale è 65mA. Sebbene il massimo assoluto sia 180mA, il funzionamento al di sopra della corrente nominale ridurrà efficienza e durata di vita. Per la regolazione dell'intensità, il PWM (Pulse Width Modulation) è il metodo preferito in quanto mantiene la consistenza del colore.

5.2 Gestione Termica

Questo è il singolo fattore più importante per affidabilità e prestazioni.

• Dissipatore di Calore:Il PCB deve fungere da dissipatore di calore efficace. Utilizzare una scheda con un'area di rame sufficiente (copper pour) collegata al pad termico del LED (punti di saldatura).
• Percorso Termico:Minimizzare la resistenza termica dalla giunzione del LED all'ambiente circostante. La RθJ-S di 21°C/W è la resistenza dalla giunzione al punto di saldatura sulla vostra scheda. Dovete aggiungere la resistenza dalla scheda all'ambiente.
• Calcolo:Stimare Tj usando: Tj = Ts + (Pd * RθJ-S), dove Ts è la temperatura misurata al punto di saldatura sul PCB. Assicurarsi che Tj rimanga ben al di sotto di 115°C in tutte le condizioni operative.

5.3 Integrazione Ottica

L'ampio angolo del fascio di 120 gradi è adatto per applicazioni che richiedono un'illuminazione diffusa e uniforme. Per fasci più focalizzati, saranno necessarie ottiche secondarie (lenti, riflettori). Il package in resina trasparente è compatibile con i materiali ottici comuni più diffusi.

6. Confronto e Differenziazione

La serie 67-22ST si posiziona nel competitivo mercato dei LED Mid-Power attraverso diversi attributi chiave:

• Prestazioni Bilanciate:Offre una forte combinazione di efficienza (fino a 225 lm/W tip.), buon CRI (80 min.) e un'ampia gamma CCT, rendendolo un componente versatile per uso generale.
• Package Standardizzato:Il package PLCC-2 è onnipresente, garantendo un'ampia compatibilità con i processi produttivi esistenti, le attrezzature pick-and-place e i sistemi ottici.
• Binning Completo:Il binning dettagliato per flusso, tensione e cromaticità (ellisse MacAdam a 5 passi) fornisce ai progettisti la prevedibilità necessaria per una qualità del prodotto finale consistente, specialmente in array multi-LED.
• Conformità Ambientale:La piena conformità agli standard RoHS, REACH e alogeni-free rende i progetti futuri a prova di regolamentazioni stringenti nei mercati globali.

7. Domande Frequenti (FAQ)

7.1 Posso pilotare questo LED con una sorgente a tensione costante?

Non è raccomandato. Il coefficiente di temperatura negativo della VF può portare a fuga termica se pilotato da una tensione costante. Un driver a corrente costante è essenziale per un funzionamento stabile e sicuro.

7.2 Cosa significa "U6" nel numero di parte?

"U6" è l'indice di corrente diretta, che specifica la corrente diretta operativa nominale (IF) di 65mA.

7.3 La scheda tecnica indica un R9 minimo di 0. Cosa implica per la qualità del colore?

Un valore R9 di 0 indica che questo LED non garantisce una resa migliorata delle tonalità di rosso intenso. Sebbene soddisfi il requisito generale CRI Ra di 80+, le applicazioni in cui la resa accurata dei rossi è critica (es. illuminazione per vendita al dettaglio di carne o prodotti) potrebbero richiedere LED con un valore R9 specificato più alto (es. >50).

7.4 Quanti LED posso collegare in serie?

Il numero dipende dall'intervallo di tensione di uscita del vostro driver. Con una VF massima di 2.9V per LED a 65mA, un driver da 24V potrebbe teoricamente pilotare circa 8 LED in serie (8 * 2.9V = 23.2V), lasciando un certo margine. Considerare sempre le tolleranze di tensione e gli effetti della temperatura.

8. Esempio Pratico di Progetto

Scenario:Progettazione di un modulo LED lineare per illuminazione sottopensile con 10 LED, CCT 4000K, pilotati a 65mA.

1. Selezione del Componente:Scegliere 67-22ST/KKX-5M403929U6/2T. Questo specifica: CRI 80+ (K), CCT 4000K (4039), Flusso Min. 39 lm (39), VF Max 2.9V (29), Corrente 65mA (U6).
2. Progettazione Elettrica:Selezionare un driver a corrente costante con un'uscita di 65mA. L'intervallo di tensione di uscita del driver deve coprire almeno da 10 * (VF min) a 10 * (VF max) = ~26V a 29V, più un margine.
3. Progettazione Termica:Utilizzare un PCB a nucleo di alluminio (MCPCB) o un PCB FR4 standard con un ampio piano di rame continuo sullo strato superiore collegato ai pad del LED. Assicurarsi che l'alloggiamento del dispositivo fornisca un percorso per la dissipazione del calore.
4. Progettazione Ottica:Per un'illuminazione diffusa, i LED possono essere utilizzati nudi. Per un aspetto più uniforme, può essere posizionato un diffusore sopra l'array.
5. Prestazioni Attese:Il flusso luminoso totale sarà approssimativamente 10 * [39 a 41 lm] = 390 a 410 lm (minimo, in base al bin), con un'efficienza del sistema fortemente dipendente dalla progettazione termica e dall'efficienza del driver.