Scheda Tecnica LED Ambra PLCC-6 A09K-PA1501H-AM - Ambra a Conversione Fosforica - 3.15V Tip. - 150mA - 7100mcd - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

L'A09K-PA1501H-AM è un componente LED ad alta prestazione per montaggio superficiale, progettato per applicazioni automobilistiche di illuminazione impegnative. Utilizza una tecnologia Ambra a Conversione Fosforica (PCA) per produrre una distinta emissione di colore ambra. Il dispositivo è alloggiato in un compatto package PLCC-6 (Plastic Leaded Chip Carrier), un'impronta standard per LED SMD, che offre una buona gestione termica e facilità di assemblaggio nelle linee di produzione automatizzate. Il suo obiettivo progettuale principale è l'affidabilità e le prestazioni nelle severe condizioni ambientali tipiche dell'uso automobilistico.

I vantaggi principali di questo LED includono la sua alta intensità luminosa tipica di 7100 millicandele (mcd) con una corrente di pilotaggio standard di 150mA, che garantisce un'eccellente visibilità. Presenta un ampio angolo di visione di 120 gradi, fornendo una distribuzione della luce ampia e uniforme. Inoltre, è qualificato secondo lo stringente standard AEC-Q101 per componenti a semiconduttore discreti, assicurando che soddisfi i requisiti del settore automobilistico per qualità e affidabilità in termini di temperatura, umidità e vita operativa.

Il mercato di riferimento è esclusivamente l'illuminazione esterna automobilistica, con un'applicazione specifica nelle luci di direzione. La conformità alle direttive RoHS e REACH ne conferma la compatibilità ambientale, mentre la sua specificata robustezza allo zolfo è una caratteristica critica per la longevità in ambienti dove possono essere presenti gas corrosivi.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Fotometriche e di Colore

Il parametro fotometrico chiave è l'Intensità Luminosa (I_V), specificata con un minimo di 5600 mcd, un valore tipico di 7100 mcd e un massimo di 11200 mcd quando pilotato a 150mA. Il valore tipico è la prestazione attesa in condizioni standard. L'ampio intervallo tra min e max evidenzia la variazione naturale nella produzione dei semiconduttori, gestita attraverso il sistema di binning descritto in seguito. La tolleranza di misura per il flusso luminoso è di ±8%.

Il colore è definito dalle sue Coordinate Cromatiche sul diagramma CIE 1931: CIE x = 0.57 e CIE y = 0.42. Questo posiziona l'emissione saldamente nella regione dell'ambra. La tolleranza per queste coordinate è molto stretta a ±0.005, garantendo un aspetto del colore consistente da dispositivo a dispositivo, cruciale per l'illuminazione automobilistica dove spesso è richiesta l'uniformità del colore tra più LED.

2.2 Caratteristiche Elettriche

La Tensione Diretta (V_F) è un parametro critico per il progetto del circuito. A 150mA, la V_F tipica è 3.15V, con un intervallo da 2.50V (Min) a 3.75V (Max). I progettisti devono assicurarsi che il circuito di pilotaggio possa accogliere questo intervallo, specialmente il valore massimo, per fornire un sufficiente margine di tensione. La corrente diretta (I_F) ha un valore assoluto massimo di 200mA, ma la corrente operativa continua raccomandata è 150mA.

Il dispositivo non è progettato per operare in polarizzazione inversa. La sua sensibilità alle Scariche Elettrostatiche (ESD) è classificata a 8kV (Modello Corpo Umano), un livello robusto che riduce il rischio di danni durante la manipolazione e l'assemblaggio.

2.3 Valori Massimi Assoluti e Termici

La gestione termica è vitale per le prestazioni e la durata del LED. La Resistenza Termica dalla giunzione al punto di saldatura è specificata in due modi: la resistenza termica reale (R_{thJS real}) è ≤ 60 K/W, e il metodo elettrico (R_{thJS el}) è ≤ 45 K/W. Questo parametro indica quanto efficacemente il calore viene condotto via dal chip LED; un valore più basso è migliore. La temperatura massima ammissibile della giunzione (T_J) è 125°C.

I Valori Massimi Assoluti definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente. Le specifiche chiave includono: Dissipazione di Potenza (P_d) di 750 mW, Temperatura Operativa (T_opr) da -40°C a +110°C, e una capacità di Corrente di Picco (I_FM) di 750mA per impulsi ≤ 10µs. La specifica della temperatura di saldatura consente la saldatura a rifusione a 260°C per un massimo di 30 secondi, compatibile con i profili standard di saldatura senza piombo.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per gestire le variazioni intrinseche della produzione, i LED vengono suddivisi in bin di prestazione. Questa scheda tecnica delinea tre categorie principali di binning.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa viene classificata utilizzando un sistema di codici alfanumerici (es. L1, L2, M1... fino a GA). Ogni bin copre un intervallo specifico di intensità luminosa minima e massima in millicandele (mcd). Per l'A09K-PA1501H-AM, i possibili bin di output evidenziati sono DB (5600-7100 mcd), EA (7100-9000 mcd) ed EB (9000-11200 mcd). Ciò consente ai clienti di selezionare componenti che soddisfino i loro specifici requisiti di luminosità.

3.2 Binning del Colore (Cromaticità)

Il colore ambra viene classificato secondo le sue coordinate CIE x e y. La scheda tecnica fornisce un diagramma della struttura dei bin e una tabella con i confini specifici delle coordinate per i bin etichettati YA e YB. Ad esempio, il Bin YA ha una coordinata target di (0.5680, 0.4315) con confini definiti. Ciò garantisce un controllo stretto del colore all'interno dello spettro dell'ambra.

3.3 Binning della Tensione Diretta

Anche la tensione diretta viene classificata, sebbene i codici e gli intervalli specifici dei bin non siano completamente dettagliati nell'estratto fornito. Tipicamente, i bin di tensione (es. V1, V2, V3) raggruppano LED con caratteristiche V_F simili, il che aiuta a progettare circuiti di pilotaggio più consistenti, specialmente quando più LED sono collegati in serie.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include diversi grafici che illustrano come le prestazioni del LED cambiano con le condizioni operative.

4.1 Distribuzione Spettrale e Diagramma di Radiazione

Ilgrafico della Distribuzione Spettrale Relativamostra l'emissione luminosa in funzione della lunghezza d'onda. Per un LED ambra a conversione fosforica, questa curva ha tipicamente un ampio picco nella regione giallo-ambra, generato dal fosforo eccitato da un chip LED blu o vicino all'UV. IlDiagramma Caratteristico Tipico della Radiazionerappresenta la distribuzione spaziale dell'intensità, confermando l'angolo di visione di 120 gradi dove l'intensità scende alla metà del suo valore di picco.

4.2 Dipendenze dalla Corrente

Lacurva Corrente Diretta vs. Tensione Direttamostra la relazione non lineare tra I_F e V_F. All'aumentare della corrente, la tensione aumenta, ma il tasso di aumento rallenta. Ilgrafico Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Direttamostra che l'emissione luminosa aumenta con la corrente ma potrebbe non essere perfettamente lineare, specialmente a correnti più elevate a causa degli effetti termici. Ilgrafico Spostamento delle Coordinate Cromatiche vs. Corrente Direttaindica come il punto di colore (CIE x, y) cambi leggermente con la corrente di pilotaggio, importante per la stabilità del colore in operazioni di dimmerazione o a impulsi.

4.3 Dipendenze dalla Temperatura

Lacurva Tensione Diretta Relativa vs. Temperatura di Giunzionemostra che V_F diminuisce linearmente all'aumentare della temperatura (un coefficiente di temperatura negativo), caratteristica delle giunzioni a semiconduttore. Questa proprietà può talvolta essere utilizzata per il rilevamento della temperatura. Ilgrafico Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura di Giunzioneè critico; mostra che l'emissione luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Un efficace dissipatore termico è quindi essenziale per mantenere la luminosità. Ilgrafico Spostamento delle Coordinate Cromatiche vs. Temperatura di Giunzionemostra il cambiamento minore del colore con la temperatura.

4.4 Derating e Operazione a Impulsi

LaCurva di Derating della Corrente Direttadefinisce la massima corrente diretta continua ammissibile in funzione della temperatura del pad di saldatura. All'aumentare della temperatura del pad, la corrente massima sicura diminuisce. Ad esempio, a 110°C di temperatura del pad, la corrente massima è solo 67mA. Ilgrafico della Capacità di Gestione degli Impulsi Ammissibiledefinisce la corrente di picco dell'impulso (I_F(A)) che può essere applicata per una data larghezza dell'impulso (t_p) e ciclo di lavoro (D), utile per applicazioni di dimmerazione PWM.

5. Informazioni Meccaniche, di Confezionamento e Assemblaggio

5.1 Dimensioni Meccaniche

Il LED è fornito in un package PLCC-6 standard. Il disegno meccanico (implicito dal titolo della sezione 'Dimensioni Meccaniche') fornirebbe lunghezza, larghezza, altezza, passo dei terminali e tolleranze precise. Queste informazioni sono essenziali per il progetto dell'impronta PCB e per garantire un corretto montaggio.

5.2 Pad di Saldatura Raccomandato e Polarità

La sezione 'Pad di Saldatura Raccomandato' fornisce il pattern di land PCB ottimale (geometria del pad) per garantire una saldatura affidabile, una buona conduzione termica e un corretto allineamento. Il package PLCC-6 ha una chiave di polarità integrata (solitamente un angolo smussato o un punto) per indicare il catodo, prevenendo un'installazione errata.

5.3 Profilo di Saldatura a Rifusione

Viene fornito un profilo di saldatura a rifusione raccomandato, specificando la relazione tempo-temperatura che l'assemblaggio PCB deve subire. Questo include tipicamente le fasi di preriscaldamento, stabilizzazione, rifusione (temperatura di picco di 260°C max per 30s come da specifica) e raffreddamento. Rispettare questo profilo è cruciale per evitare danni termici al LED o giunzioni di saldatura scadenti.

5.4 Informazioni di Confezionamento

Questo dettaglia come i LED sono forniti (es. su nastro e bobina), incluse le dimensioni della bobina, la spaziatura delle tasche e l'orientamento. Queste informazioni sono necessarie per configurare le macchine automatiche pick-and-place.

6. Linee Guida Applicative e Considerazioni di Progetto

6.1 Applicazione Tipica: Indicatore di Direzione Automobilistico

Questo LED è esplicitamente progettato per l'illuminazione esterna automobilistica, in particolare per gli indicatori di direzione. In questa applicazione, l'alta intensità luminosa e l'ampio angolo di visione garantiscono che il segnale sia visibile da un'ampia gamma di angoli per gli altri conducenti. Il colore ambra è un requisito normativo per gli indicatori di direzione nella maggior parte delle regioni. La qualifica AEC-Q101 e la robustezza allo zolfo affrontano direttamente le esigenze di affidabilità per moduli di illuminazione montati nel vano motore o all'esterno che subiscono temperature estreme, vibrazioni, umidità ed esposizione a sostanze chimiche stradali.

6.2 Considerazioni sul Progetto del Circuito

• Pilotaggio in Corrente:Utilizzare un driver a corrente costante, non una sorgente a tensione costante, per garantire un'emissione luminosa stabile e prevenire la fuga termica. Il driver deve essere impostato per la corrente operativa desiderata (es. 150mA) e deve poter accogliere la V_F massima di 3.75V più un certo margine.
• Gestione Termica:Il PCB deve fungere da dissipatore di calore. Utilizzare una scheda con un'area di rame sufficiente (pad termico) collegata al percorso termico del LED, come definito nel layout del pad di saldatura raccomandato. Per applicazioni ad alta potenza o ad alta temperatura ambiente, potrebbero essere necessari via termici aggiuntivi o un dissipatore esterno per mantenere la temperatura di giunzione sotto i 125°C e preservare l'emissione luminosa.
• Protezione ESD:Sebbene classificato a 8kV HBM, durante la manipolazione e l'assemblaggio devono comunque essere seguite le precauzioni standard contro le ESD.
• Ottica:Per l'applicazione di indicatore di direzione, verrà utilizzata una lente o un riflettore per modellare il fascio secondo i pattern fotometrici normativi (es. standard SAE/ECE). L'ampio angolo di visione di 120 gradi del LED è vantaggioso per ottenere questi pattern.

6.3 Precauzioni per l'Uso

La sezione 'Precauzioni per l'Uso' (non completamente dettagliata nell'estratto) include tipicamente avvertenze su: evitare stress meccanici sulla lente, non toccare la lente con le mani nude per prevenire contaminazioni, conservare in condizioni appropriate (temperatura e umidità controllate) e garantire la pulizia dei pad di saldatura per evitare difetti di saldatura.

7. Informazioni per l'Ordine

Il numero di parte A09K-PA1501H-AM segue un sistema di codifica specifico. Sebbene la scomposizione esatta non sia fornita, tipicamente codifica il tipo di package (PLCC-6), il colore (PA per Ambra a Conversione Fosforica), i bin di prestazione per intensità, colore e tensione (impliciti da 1501H), e possibilmente caratteristiche speciali o revisioni. La sezione 'Informazioni per l'Ordine' chiarirebbe questo e elencherebbe le varianti disponibili.

8. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto a un LED ambra standard non automobilistico, i principali fattori di differenziazione dell'A09K-PA1501H-AM sono:

• Qualifica AEC-Q101:Comprende una serie di test di stress (vita operativa ad alta temperatura, cicli termici, resistenza all'umidità, ecc.) che i LED generici non subiscono, garantendo l'affidabilità per l'uso automobilistico.
• Robustezza allo Zolfo:Materiali e costruzione specializzati per resistere alla corrosione da gas contenenti zolfo presenti in alcuni ambienti automobilistici (es. da gomma o certe guarnizioni).
• Controllo Stretto dei Parametri e Binning:Tolleranze più strette e un binning completo garantiscono prestazioni consistenti necessarie per i sistemi di illuminazione automobilistici, dove più LED devono corrispondere in luminosità e colore.
• Intervallo di Temperatura Esteso:Classificato per operare da -40°C a +110°C, superando di gran lunga l'intervallo di temperatura commerciale (tipicamente da 0°C a +70°C).

9. FAQ Basate sui Parametri Tecnici

D: Posso pilotare questo LED a 200mA in modo continuo?

R: No. Il Valore Massimo Assoluto per la corrente diretta è 200mA, ma questo è un limite di stress, non una condizione operativa raccomandata. La corrente operativa continua raccomandata è 150mA (Tip.) come per la tabella delle Caratteristiche. L'operazione continua a 200mA supererebbe la specifica di dissipazione di potenza e causerebbe probabilmente un rapido degrado o guasto.

D: Il bin dell'intensità luminosa è DB (5600-7100 mcd). Che intensità otterrò effettivamente?

R: Riceverai LED la cui intensità luminosa testata rientra nell'intervallo del bin DB. Il valore specifico per ciascun LED sarà compreso tra 5600 e 7100 mcd quando misurato nella condizione di test standard (I_F=150mA, T_s=25°C). Per il progetto, dovresti utilizzare il valore minimo (5600 mcd) per garantire le prestazioni del sistema.

D: Come determino il dissipatore termico richiesto?

R: Utilizza la resistenza termica (R_thJS≤ 60 K/W) e la dissipazione di potenza. A 150mA e una V_F tipica di 3.15V, la potenza P = 0.4725W. L'incremento di temperatura dalla giunzione al pad di saldatura è ΔT = P * R_thJS= 0.4725W * 60 K/W = ~28.4K. Se la tua temperatura ambiente massima è 85°C e desideri T_J <110°C, allora la temperatura del pad di saldatura deve essere mantenuta sotto (110 - 28.4) = 81.6°C. Il progetto termico del PCB deve garantire che il pad rimanga sotto questa temperatura.

D: Posso usare il PWM per la dimmerazione?

R: Sì, la modulazione a larghezza di impulso è un metodo comune ed efficace per dimmerare i LED. Fare riferimento al grafico 'Capacità di Gestione degli Impulsi Ammissibile' per assicurarsi che la corrente di picco scelta, la larghezza dell'impulso e il ciclo di lavoro siano all'interno dell'area di funzionamento sicuro. Tipicamente, per il PWM, la corrente di picco viene mantenuta al di sotto o al valore nominale in DC, e la corrente media nel tempo determina la luminosità percepita.

10. Principio di Funzionamento e Tecnologia

L'A09K-PA1501H-AM è unLED Ambra a Conversione Fosforica (PCA). Il suo principio di funzionamento coinvolge due stadi di conversione della luce. Il nucleo è un chip a semiconduttore (tipicamente basato su InGaN) che emette luce nello spettro blu o vicino all'ultravioletto quando polarizzato direttamente (elettroluminescenza). Questa luce primaria non è ambra. Una patina di fosforo formulata con cura viene applicata direttamente su questo chip. Quando i fotoni blu/UV ad alta energia dal chip colpiscono le particelle di fosforo, vengono assorbiti. Il fosforo poi ri-emette luce a una lunghezza d'onda più lunga e a energia più bassa attraverso un processo chiamato fotoluminescenza. La specifica composizione del fosforo è progettata per produrre un ampio spettro di luce centrato nella regione dell'ambra. La combinazione di qualsiasi luce blu non convertita e dell'emissione ambra del fosforo risulta nel colore ambra finale percepito, definito dalle coordinate CIE (0.57, 0.42). Questa tecnologia consente la creazione di colori saturi come l'ambra che sono difficili da produrre direttamente da un materiale semiconduttore.