Scheda Tecnica LED Giallo PLCC-2 - Package 2.0x1.25x0.8mm - Tensione 2.0V - Potenza 40mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per un LED giallo SMD ad alta luminosità in package PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Progettato principalmente per l'industria automotive, questo componente offre prestazioni affidabili in ambienti impegnativi. La sua posizione chiave è all'interno dei sistemi di illuminazione interna per veicoli, inclusi i gruppi strumenti e l'illuminazione generale dell'abitacolo, dove una resa cromatica uniforme e un'affidabilità a lungo termine sono fondamentali.

I vantaggi principali di questo LED includono il suo ingombro compatto, l'alta intensità luminosa per le dimensioni del package e un ampio angolo di visione di 120 gradi che garantisce una buona visibilità. È costruito per soddisfare severi standard di grado automotive, inclusa la qualifica AEC-Q102 per dispositivi optoelettronici discreti e specifici requisiti di robustezza alla corrosione. Inoltre, è conforme alle principali normative ambientali come RoHS, REACH e standard alogeni-free, rendendolo adatto per progetti moderni ed ecologicamente consapevoli.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Fotometriche ed Elettriche

La caratteristica fotometrica principale è l'intensità luminosa, con un valore tipico di 900 millicandele (mcd) quando alimentato con una corrente diretta (I_F) di 20mA. L'intervallo specificato va da un minimo di 560 mcd a un massimo di 1400 mcd, indicando una potenziale variazione tra i lotti di produzione, gestita attraverso il sistema di binning descritto in seguito. La lunghezza d'onda dominante, che definisce il colore giallo percepito, è tipicamente di 592 nanometri (nm), con un intervallo da 585 nm a 594 nm. L'ampio angolo di visione di 120 gradi (con una tolleranza di ±5°) fornisce un pattern di emissione ampio, adatto per retroilluminazione e applicazioni indicatori.

Dal punto di vista elettrico, il dispositivo presenta una tensione diretta tipica (V_F) di 2,0 volt a 20mA, con un intervallo da 1,75V a 2,75V. La corrente diretta continua massima assoluta è di 50 mA. La resistenza termica, un parametro critico per la gestione della dissipazione del calore, è specificata dalla giunzione al punto di saldatura. Vengono forniti due valori: una resistenza termica \"reale\" (R_{th JS real}) di 160 K/W e una resistenza termica \"elettrica\" (R_{th JS el}) di 125 K/W. Il metodo elettrico è tipicamente derivato da una variazione della tensione diretta ed è spesso utilizzato per stime in-situ, mentre il valore reale è più rappresentativo del percorso termico effettivo.

2.2 Valori Massimi Assoluti e Limiti Termici

Il rispetto dei Valori Massimi Assoluti è essenziale per la longevità del dispositivo. La massima dissipazione di potenza è di 137 mW. La temperatura di giunzione (T_J) non deve superare i 125°C. Il dispositivo è classificato per funzionamento e conservazione in un intervallo di temperatura da -40°C a +110°C, confermando la sua idoneità per ambienti automotive. Può sopportare una corrente di picco (I_FM) di 100 mA per impulsi molto brevi (≤10 μs) con un basso duty cycle. La sensibilità alle scariche elettrostatiche (ESD) è di 2 kV (Modello Corpo Umano), un livello standard che richiede precauzioni di base nella manipolazione. Il profilo di temperatura per la saldatura consente la saldatura a rifusione con una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 30 secondi.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nelle serie di produzione, i LED vengono suddivisi in bin di prestazione. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano soglie specifiche per i parametri chiave.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa viene classificata utilizzando un sistema di codici alfanumerici che spazia da L1 (11,2-14 mcd) fino a GA (18000-22400 mcd). Per questo specifico numero di parte (65-21-UY0200H-AM), i possibili bin di output sono evidenziati nella scheda tecnica e si concentrano attorno ai gruppi V1 (710-900 mcd) e V2 (900-1120 mcd), allineandosi con la specifica tipica di 900 mcd. Si applica una tolleranza di misura di ±8%.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Anche la lunghezza d'onda dominante, che determina la tonalità del giallo, viene classificata. I bin sono definiti da codici a tre cifre che rappresentano la lunghezza d'onda minima in nanometri. Per questo LED giallo, i bin rilevanti sono nell'intervallo 585-600 nm, coprendo specificamente codici come 8588 (585-588 nm), 8891 (588-591 nm), 9194 (591-594 nm) e 9497 (594-597 nm). Il valore tipico di 592 nm rientra nel bin 9194. È specificata una tolleranza stretta di ±1 nm.

3.3 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è classificata in tre gruppi: 1012 (1,00-1,25V), 1215 (1,25-1,50V) e 1517 (1,50-1,75V). La V_Ftipica di 2,0V per questo dispositivo è notevolmente superiore al massimo di questi bin, suggerendo che per questo prodotto specifico, la tabella di binning della tensione potrebbe rappresentare una griglia standard dell'azienda, e la caratteristica V_Feffettiva è definita dai valori min/tip/max nella tabella delle caratteristiche.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fornisce diversi grafici che descrivono il comportamento del LED in diverse condizioni.

4.1 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)

La curva I-V mostra la relazione esponenziale tipica di un diodo. All'aumentare della corrente diretta da 0 a 60 mA, la tensione diretta aumenta da circa 1,75V a 2,2V. Questa curva è cruciale per progettare il circuito di limitazione della corrente per garantire un funzionamento stabile.

4.2 Caratteristiche Ottiche vs. Corrente e Temperatura

Ilgrafico dell'Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Direttamostra che l'output luminoso aumenta in modo super-lineare con la corrente prima di tendere alla saturazione a correnti più elevate, sottolineando l'importanza di operare nell'intervallo consigliato per l'efficienza. Ilgrafico dell'Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura di Giunzionedimostra lo spegnimento termico: all'aumentare della temperatura di giunzione da -40°C a 140°C, l'output luminoso diminuisce significativamente, scendendo a circa il 60% del suo valore a 25°C a 125°C. Ciò sottolinea la necessità di una gestione termica efficace nell'applicazione.

Ilgrafico della Lunghezza d'Onda Dominante vs. Corrente Direttamostra una leggera diminuzione della lunghezza d'onda (uno \"spostamento verso il blu\") all'aumentare della corrente, mentre ilgrafico dello Spostamento Relativo della Lunghezza d'Onda vs. Temperatura di Giunzionemostra un chiaro \"spostamento verso il rosso\" (aumento della lunghezza d'onda) all'aumentare della temperatura. Questi spostamenti sono importanti per applicazioni critiche sul colore.

4.3 Derating e Gestione degli Impulsi

LaCurva di Derating della Corrente Direttaè vitale per l'affidabilità. Mostra la massima corrente diretta continua ammissibile in funzione della temperatura del pad di saldatura. Ad esempio, a una temperatura del pad di 110°C, la corrente massima è di soli 35 mA, rispetto ai 50 mA a temperature più basse. Ilgrafico della Capacità di Gestione degli Impulsi Ammissibilidefinisce la corrente di picco dell'impulso ammissibile per varie larghezze d'impulso e duty cycle, utile per applicazioni di multiplexing o lampeggio.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il LED utilizza un package SMD PLCC-2 standard. Il disegno meccanico mostrerebbe tipicamente dimensioni del corpo di circa 2,0 mm di lunghezza, 1,25 mm di larghezza e 0,8 mm di altezza (queste sono dimensioni comuni per PLCC-2; i valori esatti vanno presi dalla sezione \"Dimensioni Meccaniche\"). Il dispositivo ha due terminali. La polarità è indicata da un marcatore sul package, tipicamente una tacca o un angolo smussato sul lato del catodo. Viene fornito un layout consigliato per il pad di saldatura per garantire una saldatura affidabile e una corretta connessione termica al PCB.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Il componente è adatto per processi di saldatura a rifusione comuni nell'assemblaggio SMD. È raccomandato un profilo di saldatura a rifusione specifico, con una temperatura di picco non superiore a 260°C per 30 secondi. Questo profilo deve essere seguito per prevenire danni al package plastico o al die interno e ai bond dei fili. Le precauzioni generali includono evitare stress meccanici sul package, utilizzare adeguati controlli ESD durante la manipolazione e assicurarsi che il PCB e la pasta saldante siano puliti per prevenire corrosione o degrado indotto dallo zolfo, per i quali sono menzionati criteri di test separati.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

I LED sono forniti in imballaggio tape-and-reel compatibile con macchine pick-and-place automatizzate. La sezione informazioni sull'imballaggio dettaglia le dimensioni del reel, la larghezza del nastro, la spaziatura delle tasche e l'orientamento dei componenti all'interno del nastro. Il numero di parte 65-21-UY0200H-AM segue un sistema di codifica specifico che probabilmente indica tipo di package, colore, bin di luminosità, bin di lunghezza d'onda e altri attributi. Le informazioni per l'ordine specificherebbero la quantità minima d'ordine, il tipo di imballaggio (es. dimensione del reel) e potenzialmente opzioni per combinazioni specifiche di bin.

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

L'applicazione principale è l'illuminazione interna automotive. Ciò include la retroilluminazione per i gruppi strumenti, gli indicatori di avviso, i pulsanti dei sistemi di infotainment e l'illuminazione ambientale generale dell'abitacolo. La sua qualifica AEC-Q102 e l'ampio intervallo di temperatura lo rendono direttamente adatto a questi ambienti severi.

8.2 Considerazioni di Progettazione

Pilotaggio della Corrente:È fortemente raccomandato un driver a corrente costante rispetto a una sorgente a tensione costante con una resistenza in serie per una migliore stabilità e longevità, specialmente considerando la variazione della V_Fe la sua dipendenza dalla temperatura. La corrente operativa dovrebbe essere scelta in base alla luminosità richiesta e al derating termico. 20mA è la condizione di test tipica.

Gestione Termica:La resistenza termica dalla giunzione al punto di saldatura è significativa. Per mantenere prestazioni e affidabilità, il layout del PCB deve fornire un pad termico adeguato collegato a piazzole o piani di rame per dissipare il calore. Mantenere bassa la temperatura del pad di saldatura è la chiave per massimizzare l'output luminoso e la durata di vita.

Progettazione Ottica:L'angolo di visione di 120 gradi è adatto per l'illuminazione di ampie aree. Per una luce più focalizzata, potrebbero essere necessarie ottiche secondarie (lenti). Il leggero spostamento della lunghezza d'onda con corrente e temperatura dovrebbe essere considerato se la coerenza del colore è critica in diverse condizioni operative.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto ai LED commerciali generici, i differenziatori chiave di questo dispositivo sono le sue qualifiche di grado automotive (AEC-Q102, robustezza alla corrosione) e l'intervallo di temperatura esteso. All'interno del mercato dei LED automotive, la combinazione del package PLCC-2 (che offre un buon equilibrio tra dimensioni e prestazioni termiche), l'alta luminosità tipica (900mcd) e la specifica lunghezza d'onda gialla lo rendono ideale per ruoli di indicatore e retroilluminazione interna. La struttura di binning completa consente una corrispondenza più stretta a livello di sistema per colore e luminosità rispetto a componenti non classificati.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare questo LED a 50 mA in modo continuo?

R: Puoi, ma solo se la temperatura del pad di saldatura viene mantenuta sufficientemente bassa, come definito dalla curva di derating. A temperature elevate, la massima corrente continua ammissibile è significativamente ridotta. Operare a 20mA è tipico per un equilibrio tra luminosità ed efficienza.

D: Perché l'output luminoso diminuisce ad alta temperatura?

R: Questo è un fenomeno fondamentale della fisica dei semiconduttori chiamato \"spegnimento termico\". L'aumento delle vibrazioni reticolari a temperature più elevate favorisce la ricombinazione non radiativa delle coppie elettrone-lacuna, riducendo l'efficienza della generazione di luce.

D: Come interpreto i due diversi valori di resistenza termica?

R: La resistenza termica \"reale\" (160 K/W) è probabilmente misurata utilizzando un sensore di temperatura fisico. Il valore \"elettrico\" (125 K/W) è calcolato utilizzando la tensione diretta sensibile alla temperatura come proxy per la temperatura di giunzione. A scopo progettuale, utilizzare il valore più alto (più conservativo) è più sicuro per stimare l'aumento di temperatura.

D: Una resistenza limitatrice di corrente è sufficiente per pilotare questo LED?

R: Per applicazioni semplici e non critiche con una tensione di alimentazione stabile, può essere utilizzata una resistenza in serie. Il valore è calcolato come R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Tuttavia, a causa della variazione della V_Fe della sua dipendenza dalla temperatura, la corrente non sarà perfettamente stabile. Per applicazioni automotive dove l'affidabilità è chiave, è preferibile un driver IC o un circuito a corrente costante dedicato.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Caso: Indicatore di Avviso per Gruppo Strumenti

Un progettista sta creando una spia di avviso per un indicatore \"check engine\". La luce deve essere chiaramente visibile in tutte le condizioni di illuminazione ambientale, soddisfare gli standard di affidabilità automotive e avere un colore giallo uniforme. Viene selezionato questo LED giallo PLCC-2. Il progetto utilizza un driver a corrente costante impostato a 18mA per fornire un'ampia luminosità rimanendo al di sotto del punto tipico di 20mA per una maggiore longevità. Il layout del PCB include un ampio pad termico collegato a un piano di massa interno per mantenere bassa la temperatura di giunzione. Il progettista specifica LED dal bin di lunghezza d'onda 9194 e dai bin di intensità V1/V2 per garantire coerenza di colore e luminosità in tutte le unità della linea di produzione.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo LED è una sorgente luminosa a semiconduttore. Il suo cuore è un chip realizzato con materiali semiconduttori composti (tipicamente basati su Fosfuro di Alluminio Gallio Indio - AlGaInP per la luce gialla). Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva del chip dove si ricombinano. Una parte di questa energia di ricombinazione viene rilasciata sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica degli strati semiconduttori determina la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa. Il package PLCC-2 incapsula questo chip, fornisce le connessioni elettriche tramite telaietti conduttori e include una lente plastica modellata che dà forma all'output luminoso per ottenere l'angolo di visione di 120 gradi.

13. Tendenze Tecnologiche

La tendenza generale nei LED per illuminazione automotive è verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), che riduce il consumo energetico e il carico termico. C'è anche una spinta verso la miniaturizzazione, che consente design più sottili e flessibili per i pannelli interni. Inoltre, l'integrazione di funzionalità intelligenti, come IC integrati per diagnostica o indirizzabilità, sta diventando più comune. Per l'illuminazione interna in particolare, c'è un crescente interesse per LED bianchi regolabili e multicolore per sistemi di illuminazione ambientale che possono cambiare colore per adattarsi all'umore o alla funzione del conducente. Sebbene questo componente specifico sia un LED giallo monocromatico, i processi di packaging e qualifica sottostanti sono fondamentali per questi dispositivi più avanzati.