Scheda Tecnica LED Bianco Freddo PLCC-6 - Package 3.2x2.8x1.9mm - Tensione 3.2V - Potenza 0.48W - Documento Tecnico

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per un LED Bianco Freddo ad alte prestazioni, a montaggio superficiale, in package PLCC-6 (Plastic Leaded Chip Carrier). Il dispositivo è progettato per applicazioni impegnative, in particolare nel settore automotive, dove affidabilità e prestazioni in condizioni ambientali severe sono fondamentali. I suoi vantaggi principali includono un'elevata intensità luminosa, un ampio angolo di visione e una robusta costruzione conforme agli standard di grado automotive.

Il mercato target principale è l'illuminazione automotive, comprendendo sia applicazioni esterne come luci diurne (DRL) e luci di posizione, sia illuminazione interna come retroilluminazione del cruscotto, illuminazione ambientale e retroilluminazione di interruttori. La qualifica AEC-Q101 e la conformità alle direttive RoHS e REACH sottolineano l'idoneità del prodotto per le catene di fornitura automotive globali.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Fotometriche ed Elettriche

I parametri operativi chiave sono definiti in condizioni tipiche di corrente diretta (I_F) di 150 mA e temperatura ambiente di 25°C.

• Corrente Diretta (I_F):La corrente operativa consigliata è di 150 mA, con un valore massimo assoluto di 200 mA. È richiesta una corrente minima di 20 mA per il funzionamento.
• Intensità Luminosa (I_V):Il valore tipico è di 10.000 millicandele (mcd) a 150 mA, con un minimo di 7.100 mcd e un massimo fino a 18.000 mcd a seconda del bin. La tolleranza di misura è ±8%.
• Tensione Diretta (V_F):Tipicamente 3,2 volt, con un range da un minimo di 2,50 V a un massimo di 3,75 V a 150 mA. La tolleranza di misura della tensione è ±0,05V.
• Angolo di Visione:Un ampio angolo di 120 gradi (2θ_½) garantisce una distribuzione della luce ampia e uniforme.
• Coordinate di Cromaticità (CIE x, y):Le coordinate tipiche sono (0,3, 0,3). La tolleranza per queste coordinate è ±0,005.

2.2 Valori Limite Termici e Massimi Assoluti

Comprendere i limiti è cruciale per un progetto affidabile.

• Dissipazione di Potenza (P_d):Massimo 750 mW.
• Temperatura di Giunzione (T_j):Massimo assoluto di 125°C.
• Temperatura di Funzionamento & Stoccaggio:Range da -40°C a +110°C.
• Resistenza Termica:La resistenza termica giunzione-punto di saldatura è specificata come 40 K/W (reale) e 30 K/W (elettrica).
• Sensibilità ESD (HBM):Valutata a 8 kV, indicando una buona robustezza alla manipolazione.
• Corrente di Surge (I_FM):Può sopportare impulsi di 750 mA per ≤10 µs con un basso duty cycle.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

L'output del LED è categorizzato in bin per garantire la coerenza. I progettisti devono selezionare i bin appropriati in base ai requisiti della loro applicazione.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa è classificata utilizzando un codice alfanumerico (es. L1, EA, FB). La tabella fornita elenca i bin da L1 (11,2-14 mcd) fino a GA (18000-22400 mcd). Per questo prodotto specifico, i possibili bin di output sono evidenziati, con un'intensità tipica di 10.000 mcd che rientra nei bin EA (7100-9000 mcd) o EB (9000-11200 mcd). Il bin esatto deve essere confermato dalle informazioni d'ordine.

3.2 Binning della Cromaticità (Colore)

Il colore bianco è classificato secondo le coordinate CIE 1931 (x, y). La scheda tecnica definisce bin specifici (es. 64A, 64B, 64C, 64D, 60A, 60B) con limiti di coordinate stretti e range di temperatura di colore correlata (CCT), tipicamente intorno a 6240K-6680K, che corrisponde a un aspetto bianco freddo. Le coordinate tipiche (0,3, 0,3) rientrerebbero in uno di questi bin definiti.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

I dati grafici forniscono informazioni sul comportamento del LED in condizioni variabili.

4.1 Distribuzione Spettrale e Diagramma di Radiazione

Il grafico della distribuzione spettrale relativa mostra un picco nella regione della lunghezza d'onda blu, tipico per un LED bianco a conversione di fosforo. Il grafico del diagramma di radiazione conferma la distribuzione di tipo Lambertiano con un angolo di visione di 120 gradi dove l'intensità scende alla metà del suo valore di picco.

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

Il grafico illustra la relazione esponenziale. A 150 mA, la tensione è di circa 3,2V. Questa curva è essenziale per progettare il circuito driver di limitazione della corrente.

4.3 Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta

L'output luminoso aumenta con la corrente ma non in modo lineare. Il grafico mostra l'intensità relativa che si satura a correnti più elevate, sottolineando l'importanza di operare entro il range consigliato per efficienza e longevità.

4.4 Dipendenza dalla Temperatura

Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura di Giunzione:L'output luminoso diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Alla temperatura massima di giunzione di 125°C, l'intensità relativa è significativamente inferiore rispetto a 25°C. Un'adeguata gestione termica è fondamentale per mantenere la luminosità.

Tensione Diretta Relativa vs. Temperatura di Giunzione:La tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo, diminuendo linearmente con l'aumentare della temperatura. Questo può essere utilizzato per il monitoraggio indiretto della temperatura in alcune applicazioni.

Variazione di Cromaticità vs. Temperatura e Corrente:I grafici mostrano come le coordinate CIE x e y cambiano sia con la temperatura di giunzione che con la corrente diretta. Le variazioni sono generalmente piccole ma devono essere considerate in applicazioni critiche per il colore.

4.5 Derating della Corrente Diretta e Gestione degli Impulsi

La curva di derating determina la massima corrente diretta ammissibile all'aumentare della temperatura del pad di saldatura (T_S). Ad esempio, a una T_Sdi 100°C, la massima I_Fè 110 mA. Il grafico della capacità di gestione degli impulsi mostra la corrente diretta di picco ammissibile (I_FA) per varie larghezze d'impulso (t_p) e duty cycle (D).

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni Meccaniche

Il LED utilizza un package standard PLCC-6 per montaggio superficiale. Le dimensioni esatte (lunghezza, larghezza, altezza) e la spaziatura dei terminali sono definite nel disegno meccanico (Sezione 7 del PDF originale). Il profilo del package è cruciale per il design dell'impronta sul PCB.

5.2 Layout Consigliato dei Pad di Saldatura

Viene fornito un design del land pattern per garantire una corretta saldatura, trasferimento termico e stabilità meccanica. Seguire questa raccomandazione previene l'effetto "tombstoning" e migliora l'affidabilità del giunto saldato.

5.3 Identificazione della Polarità

Il package PLCC-6 ha un angolo contrassegnato o altre caratteristiche per indicare il catodo. L'orientamento corretto è vitale per il funzionamento del circuito.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Rifusione (Reflow)

È raccomandato un profilo di rifusione specifico, con una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 30 secondi. Questo profilo conforme JEDEC previene danni termici al package plastico e al die.

6.2 Precauzioni per l'Uso

• Protezione ESD:Sebbene valutato per 8 kV HBM, durante la manipolazione dovrebbero essere osservate le normali precauzioni ESD.
• Controllo della Corrente:Guidare sempre il LED con una sorgente di corrente costante, non di tensione costante, per prevenire la fuga termica (thermal runaway).
• Gestione Termica:Progettare il PCB con un'adeguata dissipazione termica, utilizzando il design del pad consigliato e possibilmente via termiche per dissipare il calore.
• Resistenza allo Zolfo:Il dispositivo è notato per la sua robustezza allo zolfo, una caratteristica importante per ambienti automotive dove i gas contenenti zolfo possono corrodere componenti argentati.
• MSL (Livello di Sensibilità all'Umidità):Valutato MSL 2. Ciò significa che il componente deve essere utilizzato entro 1 anno dalla data di sigillatura e deve essere sottoposto a baking se esposto a condizioni ambientali oltre la sua shelf life prima della rifusione.

7. Note Applicative e Considerazioni di Progetto

7.1 Scenari Applicativi Tipici

• Illuminazione Automotive Esterna:Luci diurne (DRL), luci laterali, terza luce stop (CHMSL). L'alta luminosità e l'ampio angolo sono vantaggiosi.
• Illuminazione Automotive Interna:Retroilluminazione del quadro strumenti, pulsanti del sistema infotainment, strisce di illuminazione ambientale, luci di cortesia.

7.2 Considerazioni di Progetto

• Circuito Driver:È richiesto un driver a corrente costante switching o lineare. Calcolare la resistenza di limitazione della corrente o le impostazioni del driver in base alla V_Ftipica e alla tensione di alimentazione.
• Ottica:L'ampio angolo di 120 gradi può richiedere ottiche secondarie (lenti, guide di luce) per collimare o modellare il fascio per applicazioni specifiche.
• Progettazione Termica:Utilizzare la resistenza termica (R_thJS) e la curva di derating per calcolare la temperatura di giunzione attesa. Assicurarsi che T_jrimanga al di sotto di 125°C in tutte le condizioni operative. Un dissipatore sul PCB può essere necessario per funzionamenti ad alta corrente o ad alta temperatura ambiente.
• Selezione del Bin:Per applicazioni che richiedono luminosità o colore uniformi su più LED, specificare bin stretti per intensità luminosa e coordinate di cromaticità.

8. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è il consumo tipico di questo LED?

R: Al punto operativo tipico di 150 mA e 3,2V, la potenza è P = I_F* V_F= 0,150 A * 3,2 V = 0,48 Watt.

D: Come interpreto il bin di intensità luminosa 'EA'?

R: Il bin 'EA' corrisponde a un range di intensità luminosa da 7.100 a 9.000 mcd quando misurato a 150 mA. Qualsiasi LED etichettato con questo bin avrà un'intensità all'interno di quel range.

D: Questo LED può essere utilizzato direttamente in un circuito automotive a 12V?

R: No. Il LED richiede un driver a corrente costante. Collegarlo direttamente a una sorgente 12V causerebbe un flusso di corrente eccessivo, distruggendo istantaneamente il dispositivo. Deve essere utilizzato un circuito limitatore di corrente o un IC driver LED dedicato.

D: Cosa significa 'Robustezza allo zolfo'?

R: Indica che i materiali e le finiture del package del LED sono resistenti alla corrosione causata da gas contenenti zolfo (comuni in ambienti industriali e alcuni automotive), migliorando l'affidabilità a lungo termine.

9. Esempio Pratico di Progetto

Scenario:Progettazione di un modulo per luci diurne (DRL) utilizzando questo LED.

Passaggi:

1. Determinare i Requisiti:Intensità luminosa target per LED, pattern del fascio, tensione operativa (es. sistema 12V del veicolo).
2. Selezionare il Driver:Scegliere un IC driver LED buck a corrente costante di grado automotive che possa accettare un ingresso di 9-16V e fornire un'uscita stabile di 150 mA.
3. Calcolo Termico:Stimare la temperatura del PCB. Se l'ambiente sotto il cofano può raggiungere 85°C, utilizzare la curva di derating. A T_S= 95°C, la massima I_Fè ~200 mA. Operare a 150 mA fornisce un margine di sicurezza. Calcolare se l'area di rame del PCB è sufficiente per mantenere T_Sal di sotto di questo livello.
4. Progettazione Ottica:Accoppiare il LED con una lente TIR (Riflessione Totale Interna) per collimare l'output di 120 gradi in un fascio regolamentato adatto per un DRL.
5. Specifica del Bin:Per un aspetto uniforme, specificare un singolo bin di cromaticità stretto (es. 64B) e un bin di intensità luminosa (es. EB) per tutti i LED nel modulo.