Scheda Tecnica LED SMD Mid-Power 67-21ST - Package PLCC-2 - Tensione Max 9.6V - Corrente 60mA - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 67-21ST è un LED SMD (Surface-Mount Device) di media potenza alloggiato in un package PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). È un LED bianco a visione dall'alto progettato per offrire un equilibrio tra prestazioni, efficienza e affidabilità per soluzioni di illuminazione moderne. Il suo fattore di forma compatto e la costruzione robusta lo rendono adatto ai processi di assemblaggio automatizzato.

1.1 Vantaggi Chiave e Posizionamento

Questa serie di LED è posizionata come una soluzione versatile per l'illuminazione generale e decorativa. I suoi vantaggi chiave derivano da una combinazione di caratteristiche ottiche ed elettriche. Offre un'elevata efficienza luminosa, contribuendo a progetti ad alta efficienza energetica. Il package offre un ampio angolo di visione di 120 gradi, garantendo una distribuzione uniforme della luce. Inoltre, è disponibile con opzioni ad alto Indice di Resa Cromatica (CRI), con un CRI minimo di 80 per i modelli standard e opzioni che arrivano fino a CRI 90, rendendolo adatto per applicazioni dove una percezione accurata del colore è importante. Il prodotto aderisce ai principali standard ambientali e di sicurezza, essendo privo di piombo, conforme al REACH UE e soddisfacendo i requisiti senza alogeni (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).

1.2 Applicazioni Target

La combinazione di caratteristiche rende questo LED ideale per un'ampia gamma di applicazioni. Gli usi principali includono l'illuminazione ambientale generale e di lavoro. È anche ben adatto per l'illuminazione decorativa, l'illuminazione architettonica d'accento e l'illuminazione per intrattenimento o palcoscenico grazie alla sua uscita colore consistente. Inoltre, può essere utilizzato in luci spia, illuminazione di interruttori e vari altri compiti di illuminazione che richiedono una sorgente di luce bianca compatta e affidabile.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce una scomposizione dettagliata e oggettiva dei principali parametri prestazionali del LED in condizioni di test standard (temperatura del punto di saldatura a 25°C).

2.1 Valori Assoluti Massimi

I Valori Assoluti Massimi definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Queste non sono condizioni per il funzionamento normale.

• Corrente Diretta (I_F): 80 mA (Continua)
• Corrente Diretta di Picco (I_FP): 160 mA (Impulsata, Ciclo di Lavoro 1/10, Larghezza Impulso 10ms)
• Dissipazione di Potenza (P_d): 800 mW
• Temperatura Operativa (T_opr): -30°C a +85°C
• Temperatura di Stoccaggio (T_stg): -40°C a +100°C
• Resistenza Termica, Giunzione-Punto Saldatura (R_{th J-S}): 17 °C/W
• Temperatura Massima di Giunzione (T_j): 115 °C
• Temperatura di Saldatura: Riflusso: 260°C per max 10 secondi; Saldatura Manuale: 350°C per max 3 secondi.

Nota Importante: Il dispositivo è sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD). Devono essere osservate le dovute precauzioni di manipolazione ESD durante tutte le fasi di produzione e gestione.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono specificati alla tipica corrente diretta operativa di 60mA.

• Flusso Luminoso (Φ): I valori minimi vanno da 70 lm a 76 lm a seconda della specifica variante di prodotto e della temperatura di colore correlata (CCT). Si applica una tolleranza tipica di ±11%.
• Tensione Diretta (V_F): Il valore massimo è 9.6V. L'intervallo tipico durante il funzionamento è tra 8.7V e 9.6V, con una tolleranza di ±0.1V.
• Indice di Resa Cromatica (C_RIor R_a): Le varianti standard hanno un CRI minimo di 80. Il valore R9 (rosso saturo) è specificato come minimo 0 per questi bin standard. La tolleranza è ±2.
• Angolo di Visione (2θ_1/2): 120 gradi (tipico). Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa è la metà del valore di picco.
• Corrente Inversa (I_R): Massimo 50 µA ad una tensione inversa (V_R) di 15V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto utilizza un sistema di binning compatibile ANSI per garantire la coerenza di colore e flusso. Il numero di prodotto contiene codici che definiscono il suo bin di prestazione.

3.1 Decodifica del Numero di Prodotto

La struttura67-21ST/KK6C-HXX XX XX Z6 / 2 Tcontiene informazioni chiave:

• HXX: Rappresenta il bin di cromaticità e flusso. Le prime due cifre spesso si riferiscono alla CCT (es. 27 per 2700K, 30 per 3000K).
• XX: Rappresenta il codice del bin di flusso (es. 70, 73, 76 lm min).
• 96: Indice della Tensione Diretta, che indica V_Fmax = 9.6V.
• Z6: Indice della Corrente Diretta, che indica I_F= 60mA.

3.2 Binning della Cromaticità (Colore)

Il LED viene binnato in base alla sua Temperatura di Colore Correlata (CCT) e alle precise coordinate cromatiche sul diagramma CIE 1931. La scheda tecnica fornisce scatole di coordinate dettagliate per ogni CCT (2700K, 3000K, 4000K, 5000K, 5700K, 6500K). Ogni CCT è ulteriormente suddivisa in sub-bin (es. A, B, C, D, F, G per 2700K) definiti da specifici intervalli di coordinate x,y. Questo binning stretto garantisce uno spostamento di colore minimo tra i LED in un array. Gli intervalli di riferimento assicurano che la CCT rientri nelle tolleranze standard ANSI (es. 2580K-2700K per un bin 2700K).

3.3 Binning del Flusso Luminoso

Il flusso è categorizzato in bin definiti da un codice e da un'uscita luminosa minima/massima a 60mA.

• R5: 70 – 76 lm
• R5B: 73 – 76 lm
• R6: 76 – 83 lm
• R7: 83 – 90 lm

La tolleranza standard per il flusso luminoso è ±11%.

3.4 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è raggruppata per facilitare la progettazione del driver e l'accoppiamento di corrente.

• Gruppo 8796:
  • 87C: 8.7V – 9.0V
  • 90C: 9.0V – 9.3V
  • 93C: 9.3V – 9.6V

La tolleranza per la tensione diretta è ±0.1V.

4. Considerazioni Termiche e di Affidabilità

4.1 Gestione Termica

La resistenza termica dalla giunzione al punto di saldatura è di 17 °C/W. Questo parametro è cruciale per calcolare la temperatura di giunzione (T_j) durante il funzionamento. Superare la T_jmassima di 115°C ridurrà significativamente la durata di vita e può causare guasti. Un corretto progetto termico del PCB, inclusa un'adeguata area di rame e possibilmente via termiche, è essenziale per mantenere una bassa temperatura del punto di saldatura, specialmente quando si opera alla corrente diretta massima o vicino ad essa.

4.2 Linee Guida per la Saldatura

Il LED è compatibile con i processi standard di saldatura a riflusso. Il profilo massimo è di 260°C di temperatura di picco per un massimo di 10 secondi. Per la saldatura manuale, la temperatura della punta del saldatore non deve superare i 350°C e il tempo di contatto deve essere limitato a 3 secondi per pad. Si raccomanda di seguire il profilo di riflusso suggerito per package PLCC simili per evitare shock termici o danni al package.

5. Note di Progettazione per l'Applicazione

5.1 Selezione del Driver

Dato l'intervallo di tensione diretta (fino a 9.6V max a 60mA), un driver a corrente costante è obbligatorio per un funzionamento stabile e per prevenire la fuga termica. Il driver dovrebbe essere specificato per una corrente di uscita di 60mA (± tolleranza appropriata). Per progetti che utilizzano più LED in serie, deve essere considerata la tensione diretta cumulativa. Il collegamento in parallelo dei LED generalmente non è raccomandato senza un bilanciamento di corrente individuale.

5.2 Progettazione Ottica

L'ampio angolo di visione di 120 gradi è vantaggioso per applicazioni che richiedono un'illuminazione ampia e uniforme senza ottiche secondarie. Per applicazioni che necessitano di un fascio focalizzato, saranno necessarie ottiche primarie (lenti). La resina trasparente del package garantisce un'elevata efficienza di estrazione della luce.

5.3 Raccomandazioni per il Layout del PCB

Il disegno dei pad del PCB deve corrispondere all'impronta consigliata per il package PLCC-2 per garantire una corretta saldatura e stabilità meccanica. Per favorire le prestazioni termiche, collegare il pad termico (se presente nell'impronta) a un'ampia area di rame. L'utilizzo di via termiche sotto il package per collegarsi a strati di rame interni o sul lato inferiore può migliorare significativamente la dissipazione del calore.

6. Lista di Produzione di Massa e Specifiche Tipiche

La scheda tecnica elenca diverse configurazioni standard di prodotto disponibili in produzione di massa. Un esempio è il67-21ST/KK6C-H307396Z6/2T:

• CCT: 3000K
• CRI (Min.): 80
• R9 (Min.): 0
• Flusso Luminoso (Min.): 73 lm
• Tensione Diretta (Max.): 9.6V
• Corrente Diretta: 60mA

Varianti simili esistono per 2700K (70 lm min), 4000K (76 lm min), 5000K (76 lm min), 5700K (76 lm min) e 6500K (76 lm min), tutte con CRI minimo 80.

7. Confronto Tecnico e Posizionamento

Rispetto ai LED tradizionali a bassa potenza, il 67-21ST offre un'uscita luminosa significativamente più alta per package, riducendo il numero di componenti necessari per una data emissione luminosa. Rispetto ai LED ad alta potenza, tipicamente offre una migliore efficienza a correnti operative più basse e semplifica la gestione termica grazie alla minore dissipazione di potenza per dispositivo. Il suo package PLCC-2 è un formato standard del settore, conveniente e con affidabilità collaudata, offrendo un ottimo equilibrio tra prestazioni, facilità d'uso e costo per applicazioni di illuminazione generale di media potenza.

8. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

8.1 Qual è la tensione operativa tipica?

Sebbene il massimo sia 9.6V, la tensione diretta tipica a 60mA sarà inferiore, spesso nell'intervallo da 8.7V a 9.3V a seconda del specifico bin di tensione. Progettare sempre il driver per accogliere la tensione massima.

8.2 Posso pilotare questo LED a 80mA?

Il Valore Assoluto Massimo per la corrente diretta continua è 80mA. Operare a questa corrente è possibile ma genererà più calore, ridurrà l'efficienza e potenzialmente accorcerà la durata di vita. È cruciale assicurarsi che la temperatura di giunzione rimanga sotto i 115°C implementando un'eccellente gestione termica. La condizione operativa raccomandata è 60mA.

8.3 Come viene garantita la coerenza del colore?

La coerenza del colore è ottenuta attraverso un binning stretto sul diagramma cromatico CIE. Selezionando LED dallo stesso sub-bin di CCT e cromaticità (es. 30K-F), si può ottenere un abbinamento di colore molto stretto all'interno di un singolo lotto di produzione o tra lotti.

8.4 È necessario un dissipatore di calore?

Per un singolo LED operante a 60mA (~0.55W di potenza elettrica), un dissipatore dedicato di solito non è richiesto se è montato su un PCB standard con una certa area di rame per la diffusione del calore. Tuttavia, per array di LED o funzionamento ad alte temperature ambientali, è necessario un attento progetto termico del PCB (usando via termiche, rame più spesso), e potrebbe essere richiesto un dissipatore esterno per mantenere un funzionamento affidabile.