Scheda Tecnica LED PLCC-2 67-11-PA0602H-AM - Ambra/Giallo a Conversione Fosforica - Angolo Visivo 120° - 3.1V - 60mA - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED SMD ad alta luminosità in package PLCC-2. Il dispositivo utilizza la tecnologia di conversione al fosforo per emettere luce nello spettro ambrato/giallo, rendendolo adatto per applicazioni che richiedono elevata visibilità e affidabilità. I suoi principali obiettivi progettuali sono gli ambienti interni automobilistici e altre applicazioni industriali dove è fondamentale una prestazione costante in condizioni variabili.

I vantaggi principali di questo LED includono la sua elevata intensità luminosa tipica di 4500 millicandele (mcd) con una corrente di pilotaggio standard di 60mA, combinata con un ampio angolo visivo di 120 gradi. Ciò garantisce una distribuzione uniforme della luce. Inoltre, il componente è qualificato secondo lo standard AEC-Q102 per semiconduttori optoelettronici discreti in applicazioni automobilistiche, assicurando il rispetto dei rigorosi requisiti di affidabilità per il ciclaggio termico, la resistenza all'umidità e il funzionamento a lungo termine.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Fotometriche e di Colore

Il parametro fotometrico chiave è l'intensità luminosa, specificata con un valore tipico di 4500 mcd a IF=60mA. I valori minimo e massimo sono rispettivamente 2800 mcd e 9000 mcd, indicando la dispersione di produzione. La lunghezza d'onda dominante è definita dalle coordinate cromatiche CIE 1931, con un valore tipico di (0.57, 0.42). A queste coordinate si applica una tolleranza di ±0.005. L'ampio angolo visivo di 120 gradi (tolleranza ±5 deg) è il risultato del design del package e della lente, fornendo un pattern di emissione ampio ideale per retroilluminazione e applicazioni indicatori.

2.2 Parametri Elettrici e Termici

La tensione diretta (VF) ha un valore tipico di 3.1V a 60mA, con un intervallo da 2.50V a 3.75V. La corrente diretta continua massima assoluta è 80mA, con un limite di dissipazione di potenza di 300mW. La resistenza termica dalla giunzione al punto di saldatura è un parametro critico per l'affidabilità. Vengono forniti due valori: una resistenza termica \"reale\" (Rth JS real) di 130 K/W e una resistenza termica \"elettrica\" (Rth JS el) di 100 K/W. Il metodo elettrico è tipicamente derivato dal parametro della tensione diretta sensibile alla temperatura ed è utilizzato per la stima in-situ della temperatura di giunzione.

2.3 Valori Massimi Assoluti e Affidabilità

Limiti rigorosi definiscono l'area di funzionamento sicuro. La temperatura di giunzione (TJ) non deve superare i 125°C. Il dispositivo può sopportare una corrente di picco (IFM) di 250mA per impulsi ≤10μs con un basso duty cycle. È classificato per un livello di resistenza ESD di 8 kV (Modello del Corpo Umano). Il processo di saldatura deve seguire un profilo di rifusione con una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 30 secondi. L'intervallo di temperatura di funzionamento e stoccaggio è da -40°C a +110°C.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il processo produttivo del LED comporta variazioni naturali. Un sistema di binning garantisce che i clienti ricevano componenti entro finestre di prestazione specificate.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa è suddivisa in bin alfanumerici che coprono un vasto intervallo da 11.2 mcd a oltre 22.400 mcd. Ogni bin, come \"CA\" o \"DB\", definisce un valore di intensità minimo e massimo. Per questo prodotto specifico, l'output tipico di 4500 mcd rientra nel bin \"DA\" (4500-5600 mcd). La scheda tecnica evidenzia i \"possibili bin di output\" per questa variante di prodotto.

3.2 Binning delle Coordinate Cromatiche

Il colore ambrato/giallo è controllato attraverso bin di coordinate cromatiche sul diagramma CIE 1931. Sono definiti due codici bin principali: YA e YB. Ogni codice è definito da un insieme di tre coppie di coordinate (x, y) che formano un triangolo sulla carta dei colori. Le coordinate tipiche (0.57, 0.42) si trovano all'interno dell'area definita, e i componenti sono selezionati per garantire che il loro colore rientri in uno di questi triangoli specificati con una tolleranza di misura di ±0.005.

3.3 Binning della Tensione Diretta

Viene mostrata una tabella parziale di binning della tensione diretta, con un esempio di codice bin \"1012\" per un intervallo di tensione da 1.00V a 1.25V. Ciò indica che il binning della tensione fa parte della classificazione del prodotto, sebbene i bin specifici per la tipica tensione diretta di 3.1V di questo LED ambrato non siano elencati nell'estratto fornito.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

4.1 Distribuzione Spettrale e Diagramma di Radiazione

Il grafico della distribuzione spettrale relativa mostra un ampio picco di emissione caratteristico di un LED a conversione fosforica, centrato nella regione ambrata/gialla senza un picco netto di blu o UV dall'emettitore primario, indicando una buona efficienza di conversione del fosforo. Il diagramma del pattern di radiazione è tipico per un emettitore lambertiano o quasi-lambertiano alloggiato in un package PLCC, confermando l'ampio angolo visivo.

4.2 Corrente vs. Tensione e Intensità

La curva Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (I-V) mostra la relazione esponenziale tipica di un diodo. Il grafico Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta dimostra che l'output luminoso aumenta in modo sub-lineare con la corrente, sottolineando l'importanza di pilotare il LED alla sua corrente nominale specificata (60mA) per un'efficienza e una durata ottimali.

4.3 Dipendenza dalla Temperatura

Diversi grafici dettagliano gli effetti della temperatura. La curva Tensione Diretta Relativa vs. Temperatura di Giunzione ha una pendenza negativa, che è il principio utilizzato per la misurazione della resistenza termica elettrica. Il grafico Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura di Giunzione mostra una diminuzione dell'intensità all'aumentare della temperatura, una considerazione chiave per la gestione termica nell'applicazione. Lo Spostamento delle Coordinate Cromatiche vs. Temperatura di Giunzione indica una leggera variazione di colore con la temperatura, che è ben controllata.

4.4 Derating e Funzionamento in Impulso

La Curva di Derating della Corrente Diretta è cruciale per il design. Mostra che la massima corrente diretta continua ammissibile deve essere ridotta all'aumentare della temperatura del pad di saldatura (Ts). Ad esempio, a Ts=110°C, la corrente massima è di soli 31mA. Il grafico Capacità di Gestione dell'Impulso Ammissibile definisce la corrente di picco ammissibile (IFA) per una data larghezza di impulso (tp) e duty cycle (D), consentendo un pilotaggio in sovracorrente breve in applicazioni multiplexate o a impulsi.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il LED utilizza un package SMD standard PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Questo tipo di package presenta un corpo in plastica con terminali su due lati, che formano una forma \"ad ali di gabbiano\" per la saldatura. Il disegno meccanico (implicito nella sezione 7) definirebbe le esatte lunghezza, larghezza, altezza, passo dei terminali e tolleranze. Il package include una lente modellata che sagoma l'output luminoso per ottenere l'angolo visivo di 120 gradi.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Piazzola di Saldatura Consigliata e Polarità

Viene fornito un layout consigliato per la piazzola di saldatura (sezione 8) per garantire giunzioni saldate affidabili e una corretta dissipazione del calore. Il design della piazzola include tipicamente pattern di alleggerimento termico. La polarità è indicata dalla marcatura sul package o dalla struttura interna del die; l'anodo e il catodo devono essere collegati correttamente.

6.2 Profilo di Saldatura a Rifusione

Deve essere seguito uno specifico profilo di saldatura a rifusione (sezione 9). Il parametro critico è la temperatura di picco di 260°C, che il package può sopportare per un massimo di 30 secondi. Il profilo include fasi di preriscaldamento, stabilizzazione, rifusione e raffreddamento per minimizzare lo shock termico e garantire una corretta formazione della giunzione saldata senza danneggiare il componente LED.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

I LED sono forniti in imballaggio a nastro e bobina adatto per macchine di assemblaggio pick-and-place automatizzate. Le informazioni per l'ordine (sezione 6) e la struttura del numero di parte (sezione 5) consentono la selezione di bin specifici per intensità luminosa, colore e tensione diretta, permettendo un abbinamento preciso ai requisiti applicativi.

8. Raccomandazioni Applicative

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Le principali applicazioni elencate sono l'illuminazione interna automobilistica, la retroilluminazione per interruttori e i gruppi strumenti. La qualifica AEC-Q102, l'ampio intervallo di temperatura e la robustezza allo zolfo (Classe B1) lo rendono specificamente adatto per l'ambiente ostico all'interno dei veicoli, dove l'esposizione a temperature estreme, umidità e contaminanti atmosferici è comune.

8.2 Considerazioni di Progettazione

I progettisti devono considerare diversi fattori:

• Limitazione di Corrente:Utilizzare sempre una resistenza in serie o un driver a corrente costante per impostare la corrente diretta, rispettando i valori massimi assoluti e la curva di derating.
• Gestione Termica:L'elevata resistenza termica richiede un'adeguata area di rame sul PCB (pad termico) per dissipare il calore e mantenere bassa la temperatura del punto di saldatura, preservando l'output luminoso e la longevità.
• Protezione ESD:Sebbene classificato per 8kV HBM, sono raccomandate le normali precauzioni di manipolazione ESD durante l'assemblaggio.
• Resistenza allo Zolfo:Per applicazioni in ambienti ricchi di zolfo, la classificazione Classe B1 dovrebbe essere verificata rispetto ai requisiti applicativi specifici.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto ai LED standard non di grado automobilistico, i principali fattori di differenziazione di questo prodotto sono la sua formale qualifica AEC-Q102 e la specificata robustezza allo zolfo. Rispetto ad altri LED automobilistici, la combinazione di alta luminosità (4500mcd tip.) da un piccolo package PLCC-2 e un angolo visivo molto ampio di 120 gradi è un vantaggio significativo per compiti di illuminazione ad ampia area in spazi ristretti, come la retroilluminazione di interruttori.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare questo LED a 80mA in continuo?

R: Solo se la temperatura del pad di saldatura (Ts) è mantenuta a 86°C o inferiore, come da curva di derating. A temperature ambiente più elevate, la corrente deve essere ridotta.

D: Qual è la differenza tra resistenza termica \"reale\" e \"elettrica\"?

R: La Rth \"reale\" (130 K/W) è misurata direttamente. La Rth \"elettrica\" (100 K/W) è calcolata utilizzando il coefficiente di temperatura della tensione diretta ed è utilizzata come metodo pratico per stimare la temperatura di giunzione durante il funzionamento.

D: Quanto è stabile il colore al variare di corrente e temperatura?

R: I grafici mostrano spostamenti molto piccoli nelle coordinate CIE (Δx, Δy) sia al variare della corrente che della temperatura di giunzione, indicando una buona stabilità del colore, importante per un aspetto uniforme in applicazioni multi-LED.

11. Caso di Studio Applicativo Pratico

Si consideri una console centrale automobilistica con pulsanti retroilluminati per il controllo climatico e l'infotainment. Un progettista utilizzerebbe questo LED per diverse ragioni: il suo colore ambrato è un colore UI automobilistico comune, l'ampio angolo di 120 gradi garantisce una retroilluminazione uniforme sotto un diffusore e la qualifica AEC-Q102 garantisce che sopravviva per tutta la vita del veicolo. Il progettista deve calcolare la resistenza limitatrice di corrente richiesta in base al sistema a 12V (o 24V) del veicolo, considerando le fluttuazioni di tensione. Deve inoltre progettare il PCB con una sufficiente area di rame collegata al pad termico del LED per gestire i ~180mW di dissipazione di potenza (3.1V * 60mA) e prevenire il surriscaldamento, che attenuerebbe i LED.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo è un LED Ambra a Conversione Fosforica (PC). Tipicamente contiene un chip semiconduttore blu o quasi-UV. Questo chip emette luce a corta lunghezza d'onda. Uno strato di materiale fosforico, depositato direttamente sul chip, assorbe una parte di questa luce primaria e la riemette a lunghezze d'onda più lunghe nello spettro giallo/rosso. La miscela della luce blu non convertita e della luce gialla/rossa emessa dal fosforo risulta nel colore ambrato o giallo percepito. La tonalità esatta è determinata dalla composizione e concentrazione del fosforo, che è strettamente controllata per rientrare nei bin di cromaticità specificati.

13. Tendenze e Sviluppi Tecnologici

La tendenza per tali componenti è verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), una migliore coerenza del colore (binning più stretto) e un'affidabilità migliorata in condizioni ancora più estreme. C'è anche una spinta verso temperature di giunzione massime più elevate per consentire fattori di forma più piccoli e una gestione termica meno aggressiva. Il passaggio verso una più ampia conformità ambientale (RoHS, REACH, Senza Alogeni) è ormai standard. Le future iterazioni potrebbero integrare più funzionalità, come la protezione integrata contro le scariche elettrostatiche o la diagnostica on-chip, sebbene per un semplice LED indicatore come questo, il rapporto costo-efficacia e l'affidabilità collaudata rimangano fondamentali.