Scheda Tecnica LED Blu PLCC-2 67-11-UB0200H-AM - Grado Automotive - Angolo Visivo 120° - 3.1V - 20mA - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 67-11-UB0200H-AM è un componente LED SMD ad alta affidabilità, progettato specificamente per applicazioni interne automobilistiche impegnative. Utilizzando un package PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier), questo dispositivo offre una soluzione robusta per retroilluminazione e funzioni di spia dove è fondamentale una prestazione costante in condizioni ambientali variabili. I suoi vantaggi principali includono un ampio angolo visivo di 120 gradi per un'eccellente visibilità, la qualifica secondo lo stringente standard AEC-Q101 per componenti di grado automotive e la conformità alle direttive ambientali RoHS e REACH. Il mercato target principale è l'elettronica automobilistica, con applicazioni chiave che includono l'illuminazione del quadro strumenti, la retroilluminazione degli interruttori e l'illuminazione d'accento interna generale.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Fotometriche e Ottiche

Il LED emette luce blu con una lunghezza d'onda dominante tipica (λd) di 468 nm, che varia da 463 nm a 475 nm. Il parametro fotometrico chiave è la sua intensità luminosa, che è tipicamente di 355 millicandele (mcd) quando pilotato alla corrente di test standard di 20 mA. I valori minimo e massimo per questo bin sono rispettivamente 224 mcd e 560 mcd, indicando la dispersione di produzione. Una caratteristica distintiva è il suo angolo visivo molto ampio (φ) di 120 gradi, che è l'angolo fuori asse in cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore di picco. Ciò garantisce un'illuminazione uniforme su un'ampia area.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Termiche

La tensione diretta (V_F) misura tipicamente 3.1 volt a 20 mA, con un intervallo da 2.75 V a 3.75 V. La corrente diretta continua massima assoluta (I_F) è 30 mA, con una corrente operativa raccomandata di 20 mA. Il dispositivo non è progettato per funzionamento in polarizzazione inversa. La gestione termica è cruciale per la longevità del LED. La resistenza termica giunzione-punto di saldatura è specificata con due valori: una misura elettrica (R_{th JS el}) di 100 K/W max e una misura reale (R_{th JS real}) di 130 K/W max. La temperatura di giunzione massima ammissibile (T_J) è 125°C.

2.3 Valori Massimi Assoluti e Affidabilità

Limiti rigorosi definiscono l'area di funzionamento sicuro: La dissipazione di potenza (P_d) non deve superare 112 mW. Il dispositivo può sopportare una corrente di sovratensione (I_FM) di 300 mA per impulsi ≤ 10 µs con un ciclo di lavoro molto basso (0.005). L'intervallo di temperatura operativa e di stoccaggio è da -40°C a +110°C, adatto per ambienti automobilistici. La protezione dalle scariche elettrostatiche (ESD) è classificata a 8 kV (Modello del Corpo Umano) e il componente è classificato come Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL) 2.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il LED viene suddiviso in bin in base a parametri prestazionali chiave per garantire la coerenza all'interno di un lotto di produzione.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa è categorizzata in codici bin alfanumerici (es. L1, M1, N1...). Il bin per questo numero di parte specifico, come indicato nella tabella delle caratteristiche (Tip. 355 mcd), rientra nel bin "T1", che copre l'intervallo da 280 mcd a 355 mcd. La struttura di binning si estende da intensità molto bassa (L1: 11.2-14 mcd) a intensità molto alta, offrendo un'ampia selezione per diverse esigenze di luminosità.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Il colore blu è controllato attraverso bin di lunghezza d'onda dominante. Il valore tipico di 468 nm per questo componente lo colloca nel bin "6367", che va da 463 nm a 467 nm, o potenzialmente nel bin "6771" (467-471 nm), a seconda dei valori minimi/massimi esatti. Questo controllo rigoroso (tolleranza ±1 nm) garantisce una variazione di colore minima tra i singoli LED in un assemblaggio.

4. Analisi delle Curve Prestazionali

4.1 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva IV)

Il grafico fornito mostra la relazione non lineare tra corrente diretta e tensione diretta. La curva è tipica per un LED blu, con una tensione di soglia intorno a 2.7V e una pendenza relativamente ripida successivamente. Questi dati sono essenziali per progettare il circuito di limitazione della corrente per garantire un funzionamento stabile.

4.2 Dipendenza dalla Temperatura

Diversi grafici dettagliano le variazioni delle prestazioni con la temperatura. La tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo, diminuendo di circa 2 mV/°C rispetto al suo valore a 25°C. Al contrario, l'intensità luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione; a 100°C, l'output è circa l'80-85% del suo valore a 25°C. Anche la lunghezza d'onda dominante si sposta leggermente con la temperatura (tipicamente +0.05 a +0.1 nm/°C per i LED blu).

4.3 Distribuzione Spettrale e Diagramma di Radiazione

Il grafico della distribuzione spettrale relativa mostra un picco nella regione delle lunghezze d'onda blu (~468 nm) con una tipica larghezza a metà altezza (FWHM) per un LED basato su InGaN. Il diagramma del pattern di radiazione conferma visivamente l'angolo visivo di 120°, mostrando un pattern di emissione di tipo Lambertiano.

4.4 Derating e Funzionamento in Impulso

Una curva di derating della corrente diretta stabilisce la corrente continua massima ammissibile in funzione della temperatura del punto di saldatura (T_S). Ad esempio, a una T_Sdi 110°C, la corrente massima è 30 mA. Un grafico separato definisce la capacità di gestione degli impulsi ammissibile, mostrando la corrente di picco dell'impulso (I_FP) consentita per una data larghezza dell'impulso (t_p) e ciclo di lavoro (D).

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il componente utilizza un package SMD PLCC-2 standard. Il disegno meccanico (implicito nella sezione "Dimensioni Meccaniche") specificherebbe la lunghezza, larghezza, altezza e passo dei terminali esatti. Il package presenta un corpo in plastica stampata con due terminali. La polarità è indicata dalla forma fisica del package o da una marcatura sulla parte superiore, tipicamente una tacca o un punto verde vicino al catodo. Il layout consigliato per le piazzole di saldatura è fornito per garantire una corretta saldatura e uno smaltimento termico adeguato durante la rifusione.

6. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio

6.1 Profilo di Rifusione

La scheda tecnica specifica una condizione di rifusione in cui i terminali del componente devono essere esposti a una temperatura superiore a 217°C (la temperatura di liquidus della pasta saldante) per una durata compresa tra 60 e 150 secondi. Un grafico dettagliato del profilo di rifusione mostrerebbe tipicamente la temperatura di preriscaldamento, stabilizzazione, picco di rifusione (che non deve superare il massimo assoluto della temperatura di saldatura del LED) e le velocità di raffreddamento raccomandate.

6.2 Precauzioni per l'Uso

Le precauzioni generali includono: Evitare l'applicazione di tensione inversa. Utilizzare una resistenza in serie o un driver a corrente costante per limitare la corrente diretta. Garantire che la temperatura di giunzione massima non venga superata considerando la temperatura ambiente, la corrente di pilotaggio e il design termico del PCB. Manipolare i dispositivi con appropriate precauzioni ESD. Seguire le condizioni di stoccaggio raccomandate (MSL 2) se la confezione viene aperta.

7. Informazioni su Imballaggio e Ordine

La sezione "Informazioni sull'Imballaggio" dettaglia come i LED vengono forniti, tipicamente su nastri portacomponenti goffrati avvolti in bobine. I parametri chiave includono le dimensioni della bobina, il passo delle tasche e la quantità di componenti per bobina. Il numero di parte 67-11-UB0200H-AM segue un sistema di codifica specifico dove "67" indica probabilmente la serie, "11" la dimensione o variante, "UB" il colore (Blu) e "200H" specifici bin prestazionali. Le "Informazioni per l'Ordine" chiarirebbero come specificare la dimensione della bobina o altre opzioni.

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è ideale per:
Illuminazione Interna Automobilistica:Retroilluminazione per pulsanti, interruttori, pannelli di controllo climatico e maniglie delle porte.
Quadri Strumenti:Illuminazione per strumenti e indicatori di avviso, beneficiando dell'ampio angolo visivo.
Funzioni Indicatrici Generali:Luci di stato all'interno dell'abitacolo dove il blu è il colore designato.

8.2 Considerazioni di Progettazione

Pilotaggio della Corrente:Utilizzare sempre una sorgente di corrente costante o una sorgente di tensione con una resistenza in serie. Calcolare il valore della resistenza usando R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Utilizzare la V_Fmassima dalla scheda tecnica per garantire che la corrente non superi i limiti a basse temperature dove V_Fè più alta.
Gestione Termica:Collegare la piazzola termica (se presente) a un'area di rame sufficiente sul PCB per fungere da dissipatore di calore. Questo è fondamentale per mantenere l'output luminoso e la longevità, specialmente ad alte temperature ambientali o correnti di pilotaggio.
Design Ottico:L'ampio angolo visivo potrebbe richiedere guide di luce o diffusori per ottenere pattern di illuminazione specifici ed evitare punti caldi.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto ai LED PLCC-2 di grado commerciale standard, i principali fattori di differenziazione di questo componente sono la suaqualifica AEC-Q101, che ne convalida l'affidabilità sotto test di stress automobilistici (cicli termici, funzionamento ad alta temperatura/umidità, ecc.), e il suo intervallo di temperatura operativa esteso (-40°C a +110°C). La classificazione ESD di 8 kV è anche tipicamente superiore rispetto ai componenti commerciali. Il binning specifico per intensità luminosa e lunghezza d'onda garantisce coerenza di colore e luminosità, fondamentale nei display automobilistici multi-LED.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare questo LED direttamente da un'alimentazione a 5V?
R: No. Con una V_Ftipica di 3.1V, collegarlo direttamente a 5V causerebbe una corrente eccessiva e un guasto immediato. È necessario utilizzare una resistenza di limitazione della corrente in serie o un driver a corrente costante.

D: Qual è la durata di vita prevista di questo LED?
R: La durata del LED dipende fortemente dalle condizioni operative, principalmente dalla temperatura di giunzione e dalla corrente di pilotaggio. Se operato entro i valori specificati (specialmente T_J <125°C), LED di grado automotive come questo hanno tipicamente durate di vita L70 (tempo per raggiungere il 70% dell'output luminoso iniziale) valutate in decine di migliaia di ore.

D: Come interpreto il codice bin dell'intensità luminosa (es. T1) quando ordino?
R: Il codice bin garantisce che l'intensità del LED rientri nell'intervallo specificato (es. T1: 280-355 mcd). Per una luminosità coerente in un array, specificare un singolo codice bin stretto.

D: È necessario un dissipatore di calore?
R: Per un funzionamento continuo a 20 mA o superiore, specialmente ad alte temperature ambientali, una corretta gestione termica tramite il rame del PCB è essenziale. Un dissipatore dedicato di solito non è necessario per un singolo LED, ma il layout del PCB deve facilitare la dissipazione del calore.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Caso: Progettare una retroilluminazione per un interruttore a pulsante automobilistico.
1. Requisito:Illuminazione blu uniforme su un cappuccio del pulsante di 10 mm di diametro.
2. Selezione del Componente:Un LED 67-11-UB0200H-AM è sufficiente grazie alla sua alta luminosità e ampio angolo visivo.
3. Progettazione del Circuito:Viene utilizzato il sistema nominale del veicolo a 12V (14V quando in funzione). Una resistenza in serie è calcolata: R = (14V - 3.1V) / 0.020A = 545 ohm. Viene selezionata una resistenza da 560 ohm, 1/8W. La potenza dissipata nel LED è P = V_F* I_F= ~3.1V * 0.02A = 62 mW, ben al di sotto del massimo di 112 mW.
4. Layout del PCB:Il LED è posizionato centralmente sotto il pulsante. Le piazzole di saldatura sono collegate a un'ampia area di rame sul piano di massa della scheda per favorire la dissipazione del calore. La marcatura di polarità è osservata attentamente durante l'assemblaggio.
5. Integrazione Ottica:Una piccola guida di luce in plastica bianco latte è posizionata tra il LED e il cappuccio del pulsante per diffondere la sorgente puntiforme in un cerchio di luce uniforme.

12. Principio di Funzionamento

Questo è un diodo a emissione luminosa (LED) a semiconduttore. Quando una tensione diretta che supera la sua energia di bandgap viene applicata tra anodo e catodo, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del chip semiconduttore (tipicamente realizzato in Nitruro di Gallio e Indio - InGaN per la luce blu). Questo processo di ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La lunghezza d'onda specifica (colore) della luce emessa è determinata dall'energia di bandgap dei materiali semiconduttori utilizzati. Il package PLCC-2 incapsula il minuscolo die semiconduttore, fornisce protezione meccanica, ospita i bonding wires e incorpora una lente in plastica stampata che modella l'output luminoso per ottenere l'angolo visivo di 120 gradi.

13. Tendenze Tecnologiche

La tendenza nei LED per l'illuminazione interna automobilistica è verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), consentendo display più luminosi o un consumo energetico e un carico termico inferiori. C'è anche una tendenza verso dimensioni di package più piccole (es. chip-scale packages) per layout PCB più densi e design più flessibili. Inoltre, l'integrazione dell'elettronica di controllo, come driver a corrente costante o circuiti di dimmering PWM, direttamente nel package del LED ("LED intelligenti") sta diventando più comune per semplificare il design del sistema. La coerenza del colore e la stabilità nel tempo e con la temperatura rimangono aree di focus critiche, guidate dagli elevati standard estetici degli interni dei veicoli moderni.