Scheda Tecnica LED Ghiaccio Blu PLCC-2 - Package 3.2x2.8x1.9mm - Tensione 3.1V - Potenza 0.031W - Documentazione Tecnica in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche tecniche di un LED Ghiaccio Blu ad alte prestazioni, per montaggio superficiale, in package PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Progettato principalmente per applicazioni negli interni automotive, questo componente offre un ottimo equilibrio tra luminosità, affidabilità e compattezza. Le sue caratteristiche principali includono un'intensità luminosa tipica di 355 millicandele (mcd) con una corrente diretta di 10mA, un ampio angolo di visione di 120 gradi e la conformità a severi standard automotive e ambientali come AEC-Q101, RoHS e REACH.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I vantaggi principali di questo LED sono la sua affidabilità in condizioni operative automotive (-40°C a +110°C), la resistenza alle scariche elettrostatiche (ESD 8kV HBM) e il livello di sensibilità all'umidità (MSL 2), adatto ai processi standard di montaggio superficiale. Il mercato di riferimento è saldamente nel settore dell'elettronica automotive, con applicazioni tipiche che includono l'illuminazione ambientale interna, la retroilluminazione per interruttori e quadranti strumenti, e indicatori di stato. Il colore Ghiaccio Blu, con coordinate CIE tipiche (0.18, 0.23), offre una firma visiva moderna e distintiva.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Fotometriche ed Elettriche

I parametri operativi fondamentali definiscono l'intervallo di funzionamento del LED. La corrente diretta (I_F) ha un intervallo operativo consigliato da 2mA a 20mA, con 10mA come condizione di test tipica. A questa corrente, la tensione diretta tipica (V_F) è di 3.1V, con un massimo di 3.75V. L'intensità luminosa (I_V) è specificata con un minimo di 140 mcd, un tipico di 355 mcd e un massimo di 560 mcd a I_F=10mA. È fondamentale notare le tolleranze di misura: flusso luminoso (±8%) e tensione diretta (±0.05V). L'angolo di visione, definito come l'angolo in cui l'intensità scende alla metà del valore di picco, è di 120 gradi con una tolleranza di ±5°.

2.2 Valori Massimi Assoluti e Gestione Termica

Superare i Valori Massimi Assoluti può causare danni permanenti. La massima corrente diretta continua è 20mA, con una massima dissipazione di potenza di 75mW. Il dispositivo può sopportare una corrente di picco di breve durata di 300mA per impulsi ≤10μs. La temperatura di giunzione (T_J) non deve superare i 125°C. La gestione termica è cruciale; la resistenza termica dalla giunzione al punto di saldatura (R_thJS) è un parametro chiave. La scheda tecnica specifica due valori: un equivalente elettrico R_thJS(el)di 95 K/W e un valore reale R_thJS(real)di 120 K/W. Un corretto layout del PCB e uno smaltimento del calore adeguati sono necessari per mantenere la temperatura di giunzione entro limiti sicuri, specialmente quando si opera vicino alla corrente massima.

3. Analisi delle Curve Prestazionali

3.1 Curva IV ed Efficienza Luminosa

Il grafico Corrente Diretta vs. Tensione Diretta mostra la caratteristica relazione esponenziale. La tensione aumenta in modo non lineare con la corrente, partendo da circa 2.8V a correnti molto basse e raggiungendo circa 3.3V a 20mA. Il grafico Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta indica che l'emissione luminosa è approssimativamente lineare con la corrente fino al punto operativo tipico, ma l'efficienza può diminuire a correnti più elevate a causa degli effetti termici.

3.2 Dipendenza dalla Temperatura

Le prestazioni di un LED sono significativamente influenzate dalla temperatura. Il grafico Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura di Giunzione mostra che l'emissione luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura. Alla massima temperatura di giunzione operativa di 125°C, l'intensità relativa è circa il 40% del suo valore a 25°C. Al contrario, il grafico Tensione Diretta Relativa vs. Temperatura di Giunzione mostra un coefficiente di temperatura negativo; la tensione diretta scende di circa 0.2V quando la temperatura sale da 25°C a 125°C. I grafici dello Spostamento delle Coordinate di Cromaticità mostrano un cambiamento minimo con la corrente, ma uno spostamento più evidente verso il verde (aumento di CIE-y) con l'aumento della temperatura.

3.3 Distribuzione Spettrale e Diagramma di Radiazione

Il grafico della Distribuzione Spettrale Relativa conferma il colore Ghiaccio Blu, con una lunghezza d'onda dominante tipicamente intorno a 470-490nm. Il diagramma del pattern di radiazione è di tipo Lambertiano, caratteristico di un LED a vista dall'alto con lente diffondente, che garantisce l'ampio angolo di visione di 120 gradi.

4. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin.

4.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa viene classificata utilizzando un codice alfanumerico (es. L1, M2, T1). I bin seguono una progressione logaritmica, dove ogni passo rappresenta approssimativamente un aumento del 25% dell'intensità minima. Per questo prodotto, i possibili bin di output sono evidenziati, con la parte tipica (355 mcd) che rientra nel bin T1 (280-355 mcd) o T2 (355-450 mcd). I progettisti devono tenere conto di questo intervallo quando progettano per requisiti di luminosità minima.

4.2 Binning della Cromaticità

Il colore Ghiaccio Blu è definito all'interno di una regione specifica del diagramma di cromaticità CIE 1931. La scheda tecnica fornisce una struttura dettagliata dei bin con codici come CM0, CM1, CL3, ecc., ciascuno dei quali definisce una piccola area quadrilatera di coordinate (x, y) consentite. Le coordinate tipiche (0.18, 0.23) rientrano in questa struttura. La tolleranza per le coordinate di cromaticità è ±0.005, garantendo un controllo del colore rigoroso.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

5.1 Dimensioni Fisiche

Il LED è fornito in un package standard PLCC-2 per montaggio superficiale. Il disegno meccanico specifica le dimensioni complessive, la spaziatura dei terminali e la geometria della lente. Le dimensioni critiche includono l'ingombro del package e l'altezza, essenziali per il layout del PCB e i controlli di ingombro nell'assemblaggio finale.

5.2 Layout Consigliato dei Piazzole di Saldatura e Polarità

Viene fornito un layout consigliato per le piazzole di saldatura per garantire una saldatura affidabile e una stabilità meccanica adeguata. Il design delle piazzole tiene conto dell'espansione termica del componente e della formazione del filetto di saldatura. La polarità è chiaramente indicata sul dispositivo stesso, tipicamente con un indicatore del catodo (come una tacca o un segno verde sul lato del catodo). L'impronta sul PCB dovrebbe includere una corrispondente marcatura di polarità.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Profilo di Rifusione

Il componente è classificato per la saldatura a rifusione con una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 30 secondi. Dovrebbe essere seguito un tipico profilo di rifusione, con fasi controllate di preriscaldamento, stabilizzazione, rifusione e raffreddamento per minimizzare lo shock termico e garantire una corretta formazione del giunto saldato. Il Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL) è 2, il che significa che i componenti devono essere utilizzati entro un anno dalla sigillatura in fabbrica se conservati a ≤30°C/60% UR, oppure devono essere essiccati prima dell'uso se la confezione è stata aperta o ha superato la shelf life.

6.2 Precauzioni d'Uso

Le precauzioni chiave includono: evitare l'applicazione di tensione inversa, poiché il dispositivo non è progettato per essa; utilizzare resistenze limitatrici di corrente in serie con il LED per prevenire sovracorrenti; garantire che la massima temperatura di giunzione non venga superata considerando la temperatura ambiente e la resistenza termica; e seguire le corrette procedure di manipolazione ESD durante l'assemblaggio a causa della sensibilità di 8kV HBM.

7. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progetto

7.1 Circuiti Applicativi Tipici

In un'applicazione tipica, il LED è pilotato da una sorgente di corrente costante o, più comunemente, da una sorgente di tensione con una resistenza limitatrice di corrente in serie. Il valore della resistenza è calcolato usando la Legge di Ohm: R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Utilizzando la V_Ftipica di 3.1V e una I_Fdesiderata di 10mA con un'alimentazione di 5V, la resistenza sarebbe (5V - 3.1V) / 0.01A = 190Ω. Una resistenza standard da 200Ω sarebbe adatta. Per la regolazione PWM, assicurarsi che la frequenza sia sufficientemente alta (tipicamente >100Hz) per evitare sfarfallio visibile.

7.2 Progettazione per Ambiente Automotive

Per gli interni automotive, considerare l'ampio intervallo di temperatura operativa. La curva di derating della corrente diretta è essenziale: all'aumentare della temperatura della piazzola di saldatura, diminuisce la massima corrente continua ammissibile. Ad esempio, alla massima temperatura della piazzola di 110°C, la corrente massima è 20mA. I progettisti dovrebbero operare al di sotto di questa curva per una maggiore affidabilità. Inoltre, considerare i potenziali transitori di tensione nel sistema elettrico del veicolo e implementare circuiti di protezione appropriati se necessario.

8. Confronto Tecnico e FAQ

8.1 Differenziazione da Prodotti Simili

Rispetto ai LED PLCC-2 generici, i principali fattori di differenziazione di questo prodotto sono la sua qualifica AEC-Q101 per uso automotive, il suo specifico binning cromatico Ghiaccio Blu e la sua caratterizzazione dettagliata in funzione di temperatura e corrente. La classificazione ESD 8kV e il livello MSL 2 indicano anche una robustezza adatta ad ambienti di produzione automatizzati e ad alta affidabilità.

8.2 Domande Frequenti

D: Posso pilotare questo LED a 20mA in modo continuo?

R: Sì, ma solo se la temperatura della piazzola di saldatura (T_S) è mantenuta a 25°C o inferiore, come da curva di derating. Nella maggior parte delle applicazioni pratiche con temperature ambiente elevate, si dovrebbe ridurre la corrente. Per un funzionamento affidabile a lungo termine, si consiglia di progettare per I_F= 10mA o inferiore.



D: Qual è la differenza tra R_thJS(el)e R_thJS(real)?

R: R_thJS(el)è derivato da misurazioni elettriche (la variazione della tensione diretta con la potenza), mentre R_thJS(real)è misurato direttamente utilizzando un sensore termico. Per una modellazione termica accurata, specialmente a correnti più elevate, dovrebbe essere utilizzato il valore R_thJS(real)di 120 K/W.



D: Come interpreto i codici di binning quando ordino?

R: Il numero di parte include codici per i bin di intensità e colore. È necessario specificare i bin richiesti in base ai requisiti di luminosità e uniformità del colore della vostra applicazione. Se non specificati, il produttore fornirà parti dai bin standard.

9. Caso Pratico di Progetto

Si consideri la progettazione della retroilluminazione di un indicatore del cambio automotive utilizzando questo LED. Il requisito è un'illuminazione uniforme Ghiaccio Blu su quattro simboli. Le fasi di progettazione coinvolgerebbero: 1) Determinare l'intensità luminosa richiesta per LED in base all'efficienza della guida luminosa e alla luminosità desiderata del pannello, selezionando probabilmente LED da un bin di intensità specifico (es. T1 o T2). 2) Progettare un circuito di pilotaggio a corrente costante in grado di funzionare dal sistema a 12V del veicolo, compensando i transitori di load dump. 3) Creare un layout PCB con le piazzole di saldatura consigliate, garantendo un adeguato smaltimento termico e una larghezza delle piste adeguata per la corrente di pilotaggio. 4) Implementare una regolazione PWM controllata dal bus CAN del veicolo per regolare la luminosità in base alle condizioni di luce ambientale. 5) Convalidare l'uniformità del colore specificando un bin di cromaticità stretto (es. CM2/CL4) per tutti i LED nell'assemblaggio.