Scheda Tecnica LED Bianco Freddo PLCC-2 - Package 1608 - 2.85V @ 10mA - Angolo di Visione 120° - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED Bianco Freddo ad alte prestazioni, per montaggio superficiale, in package PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier), designato come dimensione 1608. Il dispositivo è progettato per affidabilità e prestazioni in ambienti impegnativi, con un'intensità luminosa tipica di 710 millicandele (mcd) a una corrente diretta di 10 milliampere (mA). Il suo focus progettuale principale è sulle applicazioni per interni automotive, dove risultato luminoso costante, ampi angoli di visione e costruzione robusta sono fondamentali.

I vantaggi principali del LED includono il suo ingombro compatto 1608, un ampio angolo di visione di 120 gradi per un'ottima dispersione della luce e la conformità a severi standard automotive e ambientali come AEC-Q102, RoHS, REACH e requisiti senza alogeni. È destinato a mercati che richiedono un'illuminazione affidabile e a lunga durata in spazi ristretti, come i gruppi strumenti dei veicoli, interruttori retroilluminati e illuminazione d'accento generale per interni.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Fotometriche ed Elettriche

I parametri operativi chiave definiscono le prestazioni del LED in condizioni standard (T_s=25°C). La corrente diretta (I_F) ha un intervallo operativo da 2 mA fino a un massimo di 20 mA, con 10 mA come condizione di test tipica. A questa corrente, la tensione diretta tipica (V_F) è di 2.85V, con un intervallo da 2.5V a 3.75V. L'output fotometrico principale, l'intensità luminosa (I_V), è specificata con un valore tipico di 710 mcd, un minimo di 560 mcd e può raggiungere fino a 1300 mcd. Le coordinate di cromaticità dominanti (CIE x, y) sono approssimativamente 0.3, 0.3, definendo il suo punto di bianco freddo. È fondamentale notare le tolleranze di misura associate: ±8% per il flusso luminoso, ±0.05V per la tensione diretta e ±0.005 per le coordinate di cromaticità.

2.2 Valori Massimi Assoluti e Gestione Termica

Per garantire la longevità del dispositivo, le condizioni operative non devono mai superare i valori massimi assoluti. La massima corrente diretta continua è di 20 mA, con un limite di dissipazione di potenza di 75 mW. Il dispositivo può sopportare una corrente di sovratensione di breve durata (I_FM) di 50 mA per impulsi ≤10 μs. La temperatura di giunzione (T_J) non deve superare i 125°C, con un intervallo di temperatura ambiente operativo da -40°C a +110°C. La gestione termica è cruciale; la resistenza termica dalla giunzione al punto di saldatura è specificata come 160 K/W (reale) e 140 K/W (elettrica). Questo parametro indica quanto efficacemente il calore viene allontanato dal chip LED, influenzando direttamente la stabilità dell'output luminoso e la durata di vita.

2.3 Specifiche di Affidabilità e Ambientali

Il LED è progettato per la robustezza. Ha una classificazione di sensibilità ESD (Scarica Elettrostatica) di 2 kV (Modello del Corpo Umano), che è un livello standard per la manipolazione dei componenti. È qualificato secondo lo standard AEC-Q102, confermando la sua idoneità per applicazioni automotive. Inoltre, soddisfa la Classe di Robustezza alla Corrosione B1, offre conformità alle normative UE REACH ed è privo di alogeni (Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Il Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL) è 3, il che significa che il package deve essere essiccato se esposto all'aria ambiente per più di 168 ore prima della saldatura a rifusione.

3. Analisi delle Curve di Prestazione

3.1 Curva IV ed Efficienza Luminosa

Il grafico corrente diretta vs. tensione diretta mostra una caratteristica relazione esponenziale. All'aumentare della corrente da 0 a 25 mA, la tensione sale da circa 2.4V a 3.2V. Questa curva è essenziale per progettare il circuito di limitazione della corrente. Il grafico dell'intensità luminosa relativa vs. corrente diretta dimostra che l'output luminoso aumenta in modo super-lineare con la corrente a livelli inferiori, tendendo poi alla saturazione a correnti più elevate, sottolineando l'importanza di pilotare il LED alla o vicino alla sua corrente consigliata per un'efficienza ottimale.

3.2 Dipendenza dalla Temperatura

I grafici di prestazione rivelano significative dipendenze dalla temperatura. La curva dell'intensità luminosa relativa vs. temperatura di giunzione mostra che l'output diminuisce all'aumentare della temperatura. A 100°C, l'intensità è circa il 60-70% del suo valore a 25°C. Al contrario, la tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo, diminuendo di circa 0.2V nello stesso intervallo di temperatura. Anche le coordinate di cromaticità si spostano con corrente e temperatura, una considerazione critica per applicazioni che richiedono qualità del colore costante.

3.3 Distribuzione Spettrale e Diagramma di Emissione

Il grafico della distribuzione spettrale relativa conferma uno spettro di bianco freddo, tipico di un chip LED blu con rivestimento di fosfori. Il picco è nella regione blu, con un ampio picco secondario nella regione gialla/verde dei fosfori. Il diagramma del pattern di radiazione illustra il profilo di emissione di tipo Lambertiano con una larghezza a metà altezza (FWHM) di 120°, fornendo un'illuminazione ampia e uniforme.

3.4 Derating e Funzionamento in Pulsazione

La curva di derating della corrente diretta è vitale per il funzionamento ad alta temperatura. Alla massima temperatura della piazzola di saldatura di 110°C, la corrente diretta continua ammissibile scende a 20 mA. Il grafico specifica anche di non utilizzare correnti inferiori a 2mA. Il grafico della capacità di gestione degli impulsi ammissibili consente ai progettisti di utilizzare correnti di picco più elevate (I_F) per brevi durate (da 0.1 ms a 10 secondi) a vari cicli di lavoro, utile per il multiplexing o per creare picchi di luminosità.

4. Spiegazione del Sistema di Binning

L'output del LED è categorizzato in bin per garantire la coerenza all'interno di un lotto di produzione. Vengono fornite due strutture di binning principali.

4.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa è suddivisa in gruppi etichettati da Q a B, con ciascun gruppo ulteriormente suddiviso in bin X, Y e Z che rappresentano intervalli di intensità crescenti. Per questo numero di parte specifico (1608-C701 00H-AM), i possibili bin di output sono evidenziati, rientranti nei gruppi U e V. Ciò significa che la parte tipica da 710 mcd si trova nell'intervallo superiore del gruppo U (U-Z: 610-710 mcd) o nell'intervallo inferiore del gruppo V (V-X: 710-820 mcd). I progettisti devono tenere conto di questo intervallo quando specificano i livelli di luminosità minima.

4.2 Binning della Cromaticità (Colore)

La struttura standard del bin del colore bianco freddo definisce quadrilateri specifici sul diagramma di cromaticità CIE 1931. Ogni bin (es. PK0, NK0, MK0) è definito da quattro serie di coordinate (x, y) che ne formano i confini. Ciò garantisce che tutti i LED all'interno di un dato codice bin mostreranno coordinate di colore all'interno di quell'area definita, mantenendo l'uniformità del colore in un array. La tabella fornita elenca numerosi codici bin e le loro corrispondenti serie di coordinate.

5. Informazioni Meccaniche, di Confezionamento e Montaggio

5.1 Dimensioni Meccaniche e Polarità

Il LED utilizza un package PLCC-2 standard 1608 (1.6mm x 0.8mm). Il disegno meccanico mostrerebbe tipicamente la vista dall'alto, la vista laterale e l'impronta. Il package PLCC-2 ha due terminali. La polarità è indicata da una marcatura sulla parte superiore del dispositivo, come un punto o un angolo smussato, che corrisponde al terminale catodo (-). L'orientamento corretto è essenziale per il funzionamento del circuito.

5.2 Layout Consigliato dei Piazzole di Saldatura

Viene fornito un disegno consigliato per il land pattern (piazzola di saldatura) per garantire giunti di saldatura affidabili e un corretto allineamento durante la rifusione. Questo pattern è leggermente più grande dei terminali del componente per facilitare la formazione di un buon filetto di saldatura. Rispettare questa impronta è fondamentale per la resa produttiva e l'affidabilità meccanica a lungo termine.

5.3 Profilo e Linee Guida per la Saldatura a Rifusione

La scheda tecnica specifica un profilo di saldatura a rifusione con una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 30 secondi. Questo è un profilo di rifusione standard senza piombo (Pb-free). Il profilo include zone di preriscaldamento, stabilizzazione termica, rifusione e raffreddamento con velocità di rampa e limiti di tempo definiti per prevenire shock termici e garantire una corretta formazione del giunto di saldatura senza danneggiare il package LED o il die interno.

5.4 Informazioni sul Confezionamento

I LED sono forniti su nastro e bobina per il montaggio automatizzato pick-and-place. Le informazioni sul confezionamento dettagliano le dimensioni della bobina, la larghezza del nastro, la spaziatura delle tasche e l'orientamento dei componenti sul nastro. Queste informazioni sono necessarie per configurare le apparecchiature di assemblaggio.

5.5 Precauzioni per l'Uso e lo Stoccaggio

Le precauzioni chiave includono: evitare l'applicazione di tensione inversa, garantire che le condizioni operative non superino i valori massimi assoluti, implementare procedure di manipolazione ESD adeguate e seguire il profilo di rifusione specificato. Le condizioni di stoccaggio dovrebbero essere nell'intervallo da -40°C a +110°C e devono essere seguite le procedure di gestione MSL-3 se la busta viene aperta.

6. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione

6.1 Scenari Applicativi Tipici

L'applicazione principale è l'illuminazione per interni automotive. Ciò include l'illuminazione per i gruppi strumenti, fornendo retroilluminazione per quadranti e display. È anche ideale per la retroilluminazione di vari interruttori (alzacristalli, climatizzatore) e per l'illuminazione ambientale generale o d'accento all'interno dell'abitacolo. Le sue specifiche di affidabilità lo rendono adatto a questi ambienti severi, soggetti a cicli termici.

6.2 Considerazioni sul Progetto del Circuito

I progettisti devono incorporare una resistenza di limitazione della corrente o un circuito driver a corrente costante. Il valore della resistenza può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Utilizzando la V_Ftipica di 2.85V e una I_Fdesiderata di 10mA con un'alimentazione a 5V, la resistenza sarebbe circa (5 - 2.85) / 0.01 = 215 Ohm. Un IC driver è consigliato per applicazioni che richiedono un controllo di corrente preciso o la regolazione (PWM). L'ampio angolo di visione elimina la necessità di ottiche secondarie in molte applicazioni di illuminazione diffusa.

6.3 Gestione Termica in Progettazione

Un efficace dissipatore di calore è fondamentale per mantenere prestazioni e longevità. L'elevato valore di resistenza termica significa che il calore non fuoriesce facilmente dalla giunzione. I progettisti dovrebbero assicurarsi che la piazzola del PCB collegata alla piazzola termica del LED (se presente) sia di dimensioni adeguate e collegata a piazzole o piani di rame per fungere da diffusore termico. In ambienti ad alta temperatura (es. vicino all'elettronica del motore di un'auto), la corrente deve essere deratata secondo la curva fornita.

6.4 Criteri di Resistenza allo Zolfo

La scheda tecnica include una sezione sui criteri di test allo zolfo, particolarmente rilevante per ambienti automotive e industriali dove lo zolfo atmosferico può corrodere componenti argentati. Questo test verifica la resistenza del LED a tali ambienti, un fattore chiave per l'affidabilità a lungo termine in determinate località geografiche o applicazioni.

7. Informazioni per l'Ordine e Codice Articolo

Il sistema del numero di parte fornisce informazioni specifiche. Per l'esempio "1608-C701 00H-AM": "1608" denota la dimensione del package, "C701" è probabilmente il codice prodotto base e "00H-AM" può specificare il bin dell'intensità luminosa e il bin del colore (es. Bianco Freddo). La sezione delle informazioni per l'ordine dettaglierebbe come specificare bin diversi o opzioni di confezionamento (nastro e bobina vs. sfuso).

8. Domande Frequenti (FAQ)

D: Qual è la differenza tra resistenza termica reale ed elettrica (R_{th JS})?

R: La resistenza termica reale è misurata utilizzando un parametro sensibile alla temperatura (come la tensione diretta) del LED stesso. La resistenza termica elettrica è spesso un valore calcolato o simulato. Il valore reale è generalmente più accurato per il progetto termico.

D: Posso pilotare questo LED con un'alimentazione a 3.3V senza una resistenza?

R: No. La tensione diretta varia (2.5V-3.75V). Collegare direttamente 3.3V potrebbe risultare in una corrente eccessiva se la V_Fè bassa, potenzialmente danneggiando il LED. Utilizzare sempre un meccanismo di limitazione della corrente.

D: In che modo l'angolo di visione di 120° influisce sul mio progetto?

R: Fornisce una luce molto ampia e diffusa. È eccellente per l'illuminazione d'area ma non per creare un fascio focalizzato. Per un effetto spotlight, sarebbe necessaria una lente secondaria.

D: Questo LED è regolabile in intensità?

R: Sì, come la maggior parte dei LED, può essere efficacemente regolato utilizzando la Modulazione a Larghezza di Impulso (PWM). Non utilizzare la riduzione analogica della tensione per la regolazione, poiché causa uno spostamento significativo del colore.

9. Principi Tecnici e Tendenze

9.1 Principio di Funzionamento

Questo è un LED bianco a conversione di fosfori. Un chip semiconduttore, tipicamente realizzato in nitruro di gallio e indio (InGaN), emette luce blu quando polarizzato direttamente. Questa luce blu eccita un rivestimento di fosfori gialli (o giallo-rossi) all'interno del package. La combinazione della luce blu residua e della luce gialla convertita risulta nella percezione di luce bianca. Il mix specifico di fosfori determina la temperatura di colore correlata (CCT), in questo caso, "Bianco Freddo".

9.2 Tendenze del Settore

La tendenza per tali componenti è verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), un indice di resa cromatica (CRI) migliorato per una migliore qualità della luce e una maggiore miniaturizzazione mantenendo o aumentando l'output luminoso. C'è anche una forte spinta verso standard di affidabilità più elevati e una più ampia conformità ambientale (es. minore rischio di luce blu, piena riciclabilità). L'integrazione con driver intelligenti per l'illuminazione adattiva è un'altra area in crescita, specialmente nelle applicazioni automotive.