LED Rosso 3030 - Dimensioni 3.0x3.0x0.55mm - Tensione 2.0-2.6V - Potenza 520mW - Documento Tecnico Italiano

1. Panoramica del prodotto

1.1 Descrizione generale

Questo LED rosso è realizzato con tecnologia AlGaInP su un substrato, offrendo alta efficienza e luminosità. Il package è di tipo EMC con dimensioni di 3,0 mm x 3,0 mm x 0,55 mm, consentendo un design compatto e buone prestazioni termiche. Il dispositivo è progettato per applicazioni automobilistiche e soddisfa gli standard di affidabilità AEC-Q102.

1.2 Caratteristiche

• Package EMC per prestazioni robuste
• Angolo di visione estremamente ampio di 120 gradi
• Adatto per tutti i processi di assemblaggio SMT e saldatura
• Disponibile su nastro e bobina per il posizionamento automatico
• Livello di sensibilità all'umidità: Livello 2
• Conforme alla direttiva RoHS
• Qualificato secondo AEC-Q102 per grado automobilistico

1.3 Applicazioni

Il LED è destinato all'illuminazione automobilistica, sia interna che esterna. Esempi includono indicatori del cruscotto, luci mappa, luci di stop, indicatori di direzione e illuminazione ambientale.

2. Interpretazione approfondita dei parametri tecnici

2.1 Caratteristiche elettriche e ottiche

A una corrente di prova di 150 mA e una temperatura di saldatura di 25°C, la tensione diretta (VF) varia da 2,0 V a 2,6 V, con un valore tipico non specificato a causa del binning. La corrente inversa (IR) a 5 V è inferiore a 10 µA. Il flusso luminoso (Φ) varia da 17,7 lm a 24,2 lm. La lunghezza d'onda dominante (λD) è compresa tra 627,5 nm e 635 nm, caratteristica della luce rossa. L'angolo di visione (2θ1/2) è di 120 gradi, offrendo un'ampia diffusione del fascio. La resistenza termica dal giunto alla saldatura (Rth JS real) è tipicamente 40 °C/W, con un massimo di 55 °C/W; la resistenza termica elettrica è tipicamente 23 °C/W, massimo 31 °C/W.

2.2 Valori massimi assoluti

I valori massimi assoluti a temperatura di saldatura di 25°C: potenza dissipata (PD) 520 mW, corrente diretta (IF) 200 mA, corrente diretta di picco (IFP) 350 mA (ciclo di lavoro 10%, larghezza impulso 10 ms), tensione inversa (VR) 5 V, ESD (HBM) 2000 V, intervallo di temperatura operativa da -40°C a +125°C, temperatura di stoccaggio da -40°C a +125°C, temperatura di giunzione (TJ) 150°C. È fondamentale non superare mai questi limiti per evitare danni.

2.3 Caratteristiche termiche

La resistenza termica è un parametro chiave per l'affidabilità del LED. La resistenza termica reale (Rth JS real) tiene conto sia dei percorsi conduttivi che convettivi. La resistenza termica elettrica (Rth JS el) è derivata da misurazioni elettriche. È necessario un adeguato dissipatore di calore per mantenere la temperatura di giunzione al di sotto del massimo. L'efficienza di conversione fotoelettrica a 25°C in modalità impulso è del 45%.

3. Sistema di binning

3.1 Binning della tensione diretta

A 150 mA, la tensione diretta è suddivisa in bin come segue: C0: 2,0-2,2 V, D0: 2,2-2,4 V, E0: 2,4-2,6 V.

3.2 Binning del flusso luminoso

Bin del flusso luminoso: JB: 17,7-19,6 lm, KA: 19,6-21,8 lm, KB: 21,8-24,2 lm.

3.3 Binning della lunghezza d'onda dominante

Bin della lunghezza d'onda dominante: F2: 627,5-630 nm, G1: 630-632,5 nm, G2: 632,5-635 nm.

4. Analisi delle curve di prestazione

4.1 Tensione diretta vs corrente diretta

La curva I-V mostra la tipica relazione esponenziale. A bassa corrente (30 mA), la tensione è circa 1,9 V; a 200 mA, la tensione raggiunge circa 2,6 V. Questa curva è essenziale per progettare circuiti di pilotaggio.

4.2 Corrente diretta vs flusso luminoso relativo

Il flusso luminoso relativo aumenta con la corrente diretta in modo approssimativamente lineare fino a 150 mA, poi inizia a saturarsi. A 200 mA, il flusso relativo è circa l'80% più alto rispetto a 100 mA. Ciò indica un calo a correnti elevate.

4.3 Temperatura di giunzione vs flusso luminoso relativo

All'aumentare della temperatura di giunzione, il flusso luminoso relativo diminuisce. A 125°C, il flusso è circa il 60% del valore a 25°C. Questo calo termico deve essere considerato nella progettazione termica.

4.4 Temperatura di saldatura vs corrente diretta

Questa curva mostra la massima corrente diretta ammissibile in funzione della temperatura di saldatura. A 25°C, la corrente può essere 200 mA; a 125°C, deve essere ridotta a circa 50 mA per evitare il surriscaldamento.

4.5 Variazione della tensione vs temperatura di giunzione

La tensione diretta diminuisce con l'aumentare della temperatura, circa -2 mV/°C. A 150°C, VF scende di circa 0,3 V rispetto a 25°C.

4.6 Diagramma di radiazione

Il pattern di radiazione mostra una distribuzione ampia, simile a Lambertiana, con intensità massima a 0 gradi e metà intensità a ±60 gradi, confermando l'angolo di visione di 120 gradi.

4.7 Variazione della lunghezza d'onda dominante vs temperatura di giunzione

La lunghezza d'onda dominante si sposta leggermente con la temperatura, circa +0,03 nm/°C, producendo un piccolo spostamento verso il rosso a temperature più elevate.

4.8 Distribuzione spettrale

Lo spettro raggiunge il picco intorno a 630 nm con una larghezza a metà altezza (FWHM) di circa 20 nm. L'emissione è stretta, contribuendo a un'elevata purezza del colore.

5. Informazioni meccaniche e di imballaggio

5.1 Dimensioni del package

Il profilo del package: 3,00 mm x 3,00 mm x 0,55 mm. Le tolleranze sono ±0,2 mm salvo diversa indicazione. I disegni dettagliati mostrano la vista dall'alto con i segni del catodo e anodo, la vista laterale che mostra l'altezza e la vista dal basso con la disposizione dei pad.

5.2 Schema di saldatura

Dimensioni consigliate per lo schema di saldatura: dimensione del pad 0,65 mm x 1,55 mm, spaziatura 2,30 mm, larghezza totale dello schema 2,40 mm. Un corretto allineamento garantisce una buona affidabilità del giunto di saldatura.

5.3 Polarità

La polarità è indicata da un segno sul package. Il catodo è tipicamente contrassegnato da una tacca o un punto. Assicurarsi dell'orientamento corretto durante l'assemblaggio.

5.4 Dimensioni del nastro trasportatore

La larghezza del nastro trasportatore è 8,00 mm, con passo della tasca di 4,00 mm. I componenti sono orientati con la polarità rivolta in una direzione specifica. Tolleranze ±0,1 mm.

5.5 Dimensioni della bobina

Diametro bobina 180 mm, diametro mozzo 60 mm, larghezza 12 mm. Ogni bobina contiene 4000 pezzi.

5.6 Specifiche dell'etichetta

L'etichetta include numero parte, numero specifica, lotto, codice bin, flusso luminoso, bin cromaticità, tensione diretta, lunghezza d'onda, quantità e codice data.

5.7 Imballaggio resistente all'umidità

I LED sono imballati in un sacchetto barriera all'umidità con essiccante e una carta indicatrice di umidità. Dopo l'apertura, utilizzare entro 24 ore o cuocere a 60°C per 24 ore.

6. Linee guida per saldatura e assemblaggio

6.1 Profilo di saldatura a rifusione SMT

Il profilo di rifusione senza piombo consigliato: velocità di rampa max 3°C/s, preriscaldamento da 150°C a 200°C per 60-120 secondi, tempo sopra 217°C max 60 secondi, temperatura di picco 260°C per max 10 secondi, velocità di raffreddamento max 6°C/s. Tempo totale da 25°C al picco non superiore a 8 minuti. Non rifondere più di due volte e mantenere meno di 24 ore tra le rifusioni.

6.2 Riparazione

La riparazione è sconsigliata dopo la saldatura. Se necessario, utilizzare un saldatore a doppia punta. Testare per assicurarsi che non vi siano danni alle caratteristiche del LED.

6.3 Precauzioni

• Il silicone di incapsulamento è morbido; evitare di applicare pressione sulla superficie superiore durante la manipolazione e il pick-and-place.
• Non montare su PCB deformato o piegare il PCB dopo la saldatura.
• Evitare stress meccanici o vibrazioni durante il raffreddamento.
• Non raffreddare rapidamente il dispositivo dopo la rifusione.

7. Informazioni sull'imballaggio e l'ordinazione

7.1 Quantità di imballaggio

L'imballaggio standard è di 4000 pezzi per bobina. Gli ordini all'ingrosso sono imballati in scatole di cartone contenenti più bobine.

7.2 Codice di ordinazione

Il codice parte codifica la serie di prodotto, package e opzioni di bin. I clienti possono specificare i bin desiderati per tensione diretta, flusso luminoso e lunghezza d'onda per soddisfare i requisiti applicativi.

8. Suggerimenti applicativi

8.1 Applicazioni tipiche

Il LED è ideale per l'illuminazione interna automobilistica come plafoniere, luci di lettura e illuminazione ambientale, nonché per l'illuminazione esterna come luci posteriori, indicatori di direzione e luci di stop. Il suo ampio angolo di visione e l'alta luminosità lo rendono adatto anche per segnaletica e illuminazione decorativa.

8.2 Considerazioni progettuali

• Gestione termica: Utilizzare un'area di rame PCB adeguata e vie termiche per mantenere la temperatura di giunzione sotto i 150°C.
• Regolazione della corrente: Utilizzare un driver a corrente costante con resistore in serie o un circuito integrato per driver LED per evitare di superare la corrente massima.
• Protezione ESD: Implementare dispositivi di protezione ESD se si opera in ambienti ad alto rischio ESD.
• Compatibilità dei materiali: Evitare materiali contenenti zolfo (>100 ppm), bromo (>900 ppm), cloro (>900 ppm) o alogeni totali (>1500 ppm) vicino al LED, poiché possono causare corrosione o scolorimento.
• Emissione di gas: Non utilizzare adesivi che emettono composti organici volatili (VOC) che possono penetrare nella lente in silicone.

9. Confronto tecnico (opzionale)

Rispetto ai LED standard con cavi in plastica, questo package EMC offre una migliore conducibilità termica, dimensioni ridotte e compatibilità con la saldatura a rifusione. L'ampio angolo di visione di 120 gradi è più ampio di molti LED SMD standard (tipicamente 110 gradi). La qualifica AEC-Q102 fornisce garanzie per ambienti automobilistici difficili dove temperatura e vibrazioni sono estreme.

10. Domande frequenti

1. D: Qual è la corrente massima per questo LED? R: La corrente diretta massima assoluta è 200 mA DC, o 350 mA pulsata (10% ciclo, 10 ms).
2. D: Può essere utilizzato in ambienti ad alta temperatura? R: L'intervallo di temperatura operativa è da -40°C a +125°C, ma è necessario ridurre la corrente a temperature elevate (vedere la curva di riduzione).
3. D: Quali sono le condizioni di stoccaggio? R: Conservare nella busta sigillata originale a ≤30°C e ≤75% UR per un massimo di 1 anno; dopo l'apertura, utilizzare entro 24 ore o cuocere a 60°C.
4. D: Quante volte può essere saldato a rifusione? R: Non più di due volte, con un intervallo di<24 ore.
5. D: È adatto per uso esterno? R: Sì, con un'adeguata incapsulazione, ma assicurarsi che non sia esposto a sostanze chimiche aggressive o UV senza protezione.

11. Casi pratici

In un'applicazione per luce di stop automobilistica, un array di 6-8 LED in serie può produrre oltre 100 lumen, soddisfacendo i requisiti normativi di luminosità. Con una corretta gestione termica, i LED mantengono una emissione luminosa stabile per tutta la vita del veicolo. Un altro caso è l'illuminazione ambientale interna dove l'ampio angolo di visione garantisce un'illuminazione uniforme nell'abitacolo.

12. Introduzione al principio

Il LED rosso AlGaInP funziona mediante la ricombinazione elettrone-lacuna nello strato attivo del semiconduttore. Il sistema di materiali consente di sintonizzare il bandgap per emettere luce rossa (circa 630 nm). Il package EMC protegge il chip fornendo al contempo una lente ottica per l'estrazione della luce. Il dispositivo mostra un'elevata efficienza quantica grazie al bandgap diretto.

13. Tendenze di sviluppo

La tendenza nell'illuminazione automobilistica è verso LED più piccoli, efficienti e affidabili. I package EMC stanno diventando standard grazie alla loro robustezza. C'è anche una spinta verso un flusso maggiore per chip per ridurre il numero di LED necessari. Inoltre, stanno emergendo moduli fotonici integrati e illuminazione intelligente con capacità di comunicazione.