Scheda Tecnica LED Giallo PLCC-2 - Package 3.2x2.8x1.9mm - Tensione 2.0V - Potenza 0.04W - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per un LED Giallo ad alta luminosità, a montaggio superficiale, in package PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Il dispositivo è progettato per affidabilità e prestazioni in ambienti impegnativi, presentando un fattore di forma compatto adatto ai processi di assemblaggio automatizzato. Il suo principale campo di applicazione è l'illuminazione interna automotive, inclusi i gruppi strumenti, dove una resa cromatica uniforme e una stabilità a lungo termine sono critiche.

1.1 Caratteristiche Principali e Mercato di Riferimento

Le caratteristiche distintive del LED lo posizionano per specifiche applicazioni industriali e consumer. Il tipo di package garantisce la compatibilità con le linee di produzione SMT (Surface Mount Technology) standard. Il colore giallo, definito da una lunghezza d'onda dominante, è ottenuto tramite specifici materiali semiconduttori. Un'intensità luminosa tipica di 1120 millicandele (mcd) con una corrente di pilotaggio standard di 20mA fornisce una luminosità ampia per scopi di indicazione e retroilluminazione. L'ampio angolo di visione di 120 gradi assicura una buona visibilità da diverse prospettive. La conformità allo standard di qualifica automotive AEC-Q101 è un differenziatore chiave, indicando test rigorosi per cicli termici, resistenza all'umidità e stabilità operativa a lungo termine, rendendolo adatto al severo ambiente interno dei veicoli. L'aderenza alle normative RoHS (Restriction of Hazardous Substances) e REACH garantisce la conformità ambientale per i mercati globali.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Una comprensione approfondita dei parametri elettrici, ottici e termici è essenziale per un corretto design del circuito e un funzionamento affidabile.

2.1 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

La tensione diretta (VF) ha un valore tipico di 2,0V con un massimo di 2,75V alla corrente di test standard di 20mA. Questo parametro è cruciale per determinare il valore della resistenza limitatrice di corrente in un circuito in serie. La corrente diretta massima assoluta è di 50mA per funzionamento in DC, con una corrente di picco nominale di 100mA per impulsi molto brevi (≤10μs). Il dispositivo non è progettato per funzionamento in polarizzazione inversa. L'intensità luminosa (IV) è specificata con un minimo di 710 mcd, tipico di 1120 mcd e massimo di 1400 mcd a 20mA, mostrando la dispersione di prestazioni attesa. La lunghezza d'onda dominante (λd) definisce il colore giallo, compreso tra 585nm e 594nm, con un tipico intorno a 590nm.

2.2 Valori Massimi Assoluti e Termici

La gestione termica è vitale per la longevità del LED. La resistenza termica dalla giunzione al punto di saldatura è specificata come 160 K/W (reale) e 125 K/W (elettrica), indicando quanto efficacemente il calore viene condotto via dal die semiconduttore. La temperatura massima ammissibile della giunzione (Tj) è di 125°C. L'intervallo di temperatura operativa va da -40°C a +110°C, adatto per ambienti automotive sotto il cruscotto. Il dispositivo può sopportare un picco di temperatura di saldatura a rifusione di 260°C per 30 secondi, allineandosi ai profili comuni di saldatura senza piombo. Ha anche una sensibilità ESD (Electrostatic Discharge) nominale di 2kV (Human Body Model), richiedendo le normali precauzioni di manipolazione ESD durante l'assemblaggio.

3. Analisi delle Curve di Prestazione

I grafici forniti offrono approfondimenti sul comportamento del LED in condizioni variabili, il che è critico per un design robusto.

3.1 Dipendenze da Corrente, Tensione e Temperatura

Il grafico Corrente Diretta vs. Tensione Diretta mostra la relazione esponenziale IV tipica di un diodo. La curva Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta dimostra che l'output luminoso aumenta con la corrente ma può diventare sub-lineare a correnti più elevate a causa degli effetti termici. Il grafico Lunghezza d'Onda Dominante vs. Corrente Diretta mostra uno spostamento minimo con la corrente, indicando una buona stabilità del colore. Il grafico Tensione Diretta Relativa vs. Temperatura di Giunzione ha un coefficiente negativo, il che significa che VF diminuisce all'aumentare della temperatura, e può essere utilizzato per il rilevamento indiretto della temperatura. Il grafico Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura di Giunzione mostra la prevista diminuzione dell'output luminoso all'aumentare della temperatura, una considerazione chiave per il design termico. Lo Spostamento Relativo della Lunghezza d'Onda vs. Temperatura di Giunzione indica come il colore giallo possa spostarsi leggermente con la temperatura.

3.2 Derating e Funzionamento in Impulso

La Curva di Derating della Corrente Diretta è essenziale per determinare la massima corrente operativa sicura a temperature ambiente o del pad di saldatura elevate. Ad esempio, a una temperatura del pad di saldatura (Ts) di 110°C, la massima corrente diretta ammissibile scende a 35mA. Il grafico della Capacità di Gestione degli Impulsi Ammissibili definisce la corrente di picco (IF) consentita per una data larghezza d'impulso (tp) e ciclo di lavoro (D), utile per applicazioni di multiplexing o dimmeraggio PWM (Pulse Width Modulation) senza surriscaldare la giunzione.

4. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione di massa, i LED vengono suddivisi in bin di prestazione.

4.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa è categorizzata in bin alfanumerici (es. L1, L2, M1... fino a GA). Ogni bin copre un intervallo specifico di intensità luminosa minima e massima in millicandele (mcd). Per questo specifico numero di parte, l'output tipico di 1120 mcd rientra nel bin \"AA\" (1120-1400 mcd). I progettisti possono specificare un codice bin per garantire un livello di luminosità minimo per la loro applicazione.

4.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

La lunghezza d'onda dominante, che definisce la precisa tonalità di giallo, è anch'essa suddivisa in bin utilizzando codici numerici (es. 9194, 9497). Il bin \"9194\" copre un intervallo da 591nm a 594nm. Il valore tipico di 590nm per questa parte suggerisce che probabilmente rientra nel bin \"8891\" (588-591nm) o \"9194\". Specificare un bin di lunghezza d'onda stretto garantisce l'uniformità del colore tra più LED in un display o in un array di illuminazione.

5. Aspetti Meccanici, Assemblaggio e Confezionamento

5.1 Dimensioni Fisiche e Polarità

Il package PLCC-2 ha un footprint standard. Il disegno meccanico (implicito dal riferimento alla sezione) mostrerebbe lunghezza, larghezza e altezza (tipicamente circa 3,2mm x 2,8mm x 1,9mm), così come la spaziatura dei terminali. Il package include un indicatore di polarità, solitamente una tacca o un angolo smussato, per identificare il catodo. Viene fornito il layout consigliato del pad di saldatura per garantire una saldatura affidabile e una corretta dissipazione del calore durante la rifusione.

5.2 Linee Guida per la Saldatura e la Manipolazione

Il profilo di saldatura a rifusione specifica i parametri critici: preriscaldamento, stabilizzazione, picco di rifusione (260°C max) e velocità di raffreddamento per prevenire shock termici al componente. Le precauzioni per l'uso includono la protezione ESD standard, evitare stress meccanici sulla lente e non superare i valori massimi assoluti. Si raccomandano condizioni di stoccaggio adeguate (nell'intervallo di temperatura specificato -40°C a +110°C e bassa umidità) per preservare la saldabilità e le prestazioni.

5.3 Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

I LED sono forniti in confezione a nastro e bobina compatibile con le macchine pick-and-place automatizzate. La sezione informazioni sul confezionamento dettaglia le dimensioni della bobina, la larghezza del nastro, la spaziatura delle tasche e l'orientamento. La struttura del numero di parte (es. 67-21-UY0200H-AM) codifica attributi chiave come colore (Y per Giallo), package e probabili bin di prestazione. Le informazioni per l'ordine chiariscono come specificare quantità, tipo di confezionamento ed eventuali requisiti speciali di binning.

6. Note Applicative e Considerazioni di Progetto

6.1 Circuiti Applicativi Tipici

In un tipico circuito di pilotaggio in DC, una resistenza limitatrice di corrente è obbligatoria. Il valore della resistenza (R) è calcolato usando la Legge di Ohm: R = (Valimentazione - VF) / IF. Per un'alimentazione di 5V e puntando a IF=20mA con VF=2,0V, R = (5V - 2,0V) / 0,02A = 150 Ohm. La potenza nominale della resistenza dovrebbe essere almeno PR = (Valimentazione - VF) * IF = 0,06W; una resistenza da 1/8W o 1/4W è adatta. Per applicazioni che richiedono controllo della luminosità o multiplexing, il PWM (Pulse Width Modulation) è il metodo preferito rispetto al dimmeraggio analogico di corrente, poiché mantiene la coerenza del colore.

6.2 Gestione Termica nel Progetto

Nonostante il suo basso consumo di potenza (~40mW a 20mA), un efficace dissipatore di calore è importante per mantenere prestazioni e longevità, specialmente ad alte temperature ambiente o in spazi chiusi. Il percorso termico va dalla giunzione, attraverso il package, ai pad di saldatura, e nel circuito stampato (PCB). Utilizzare un PCB con via termiche sotto il pad termico del LED collegate a un piano di massa migliora significativamente la dissipazione del calore, abbassa la temperatura di giunzione e aiuta a sostenere un output luminoso più elevato.

6.3 Progettazione per l'Affidabilità Automotive

Per i gruppi strumenti o l'illuminazione interna automotive, considerare quanto segue: Utilizzare correnti operative derivate (es. 15-18mA invece di 20mA) per migliorare la longevità e ridurre lo stress termico. Assicurarsi che il layout del PCB minimizzi l'induttanza e la capacità parassita nelle linee di pilotaggio. Implementare circuiti di protezione contro i transienti elettrici automotive come il load dump se il LED è pilotato direttamente dal bus di potenza del veicolo. Verificare che i codici bin scelti per intensità e lunghezza d'onda soddisfino i requisiti estetici e funzionali del prodotto finale in tutte le temperature operative specificate.

7. Confronto Tecnico e Tendenze

7.1 Principio di Funzionamento

Un Diodo Emettitore di Luce (LED) è un dispositivo a semiconduttore a giunzione p-n. Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). Il colore della luce è determinato dall'energia del bandgap dei materiali semiconduttori utilizzati nello strato attivo. I LED gialli sono comunemente basati su materiali come il Fosfuro di Alluminio Gallio Indio (AlGaInP). Il package PLCC incorpora una cavità riflettente e una lente in epossidico modellata che dà forma all'output luminoso e fornisce protezione ambientale.

7.2 Contesto Industriale ed Evoluzione

Il package PLCC-2 rappresenta un fattore di forma maturo e ampiamente adottato nell'industria dei LED, offrendo un buon equilibrio tra dimensioni, costo e prestazioni ottiche. Le tendenze chiave nella tecnologia LED rilevanti per tali componenti includono il continuo miglioramento dell'efficienza luminosa (più output luminoso per watt di input elettrico), una maggiore stabilità del colore su temperatura e vita utile, e lo sviluppo di package sempre più piccoli con potenza ottica mantenuta o migliorata. La spinta verso un'affidabilità più elevata e la qualifica secondo standard rigorosi come AEC-Q101 continua a essere un focus principale, specialmente per i mercati automotive e industriali.