Indice
- 1. Panoramica del Prodotto
- 1.1 Descrizione Generale
- 1.2 Caratteristiche
- 1.3 Applicazioni
- 1.4 Dimensioni del Package
- 1.5 Parametri del Prodotto
- 1.5.1 Caratteristiche Elettriche/Ottiche (Ts=25°C, I_F=20mA)
- 1.5.2 Valori Massimi Assoluti (Ts=25°C)
- 1.6 Curve Tipiche delle Caratteristiche Ottiche
- 2. Imballaggio
- 2.1 Specifiche di Imballaggio
- 2.2 Imballaggio Resistente all'Umidità
- 2.3 Scatola di Cartone
- 2.4 Elementi e Condizioni dei Test di Affidabilità
- 2.5 Criteri per il Giudizio di Danno
- 3. Istruzioni per la Saldatura a Rifusione SMT
- 3.1 Profilo di Saldatura a Rifusione
- 3.2 Saldatore
- 3.3 Riparazione
- 3.4 Precauzioni
- 4. Precauzioni per la Manipolazione
- 4.1 Considerazioni Ambientali
- 4.2 Progettazione del Circuito
- 4.3 Progettazione Termica
- 4.4 Condizioni di Stoccaggio
- 4.5 Protezione da ESD e EOS
- 5. Guida all'Applicazione
- 6. Confronto Tecnico
- 7. Domande Frequenti
- 8. Principio Fisico
- 9. Tendenze di Sviluppo
- Terminologia delle specifiche LED
- Prestazioni fotoelettriche
- Parametri elettrici
- Gestione termica e affidabilità
- Imballaggio e materiali
- Controllo qualità e binning
- Test e certificazione
1. Panoramica del Prodotto
1.1 Descrizione Generale
Il RF-AUB190TS-CA è un LED ambra a montaggio superficiale realizzato con un chip ambra. Le sue dimensioni compatte del package sono 1.6mm x 0.8mm x 0.7mm, rendendolo ideale per applicazioni con spazio limitato. Il LED emette luce nella gamma di lunghezze d'onda ambra (600–610 nm) ed è progettato per scopi di indicazione e visualizzazione generali.
1.2 Caratteristiche
- Angolo di visione estremamente ampio: 140° (tipico)
- Adatto per tutti i processi di assemblaggio e saldatura SMT
- Livello di sensibilità all'umidità: Livello 3 (MSL 3)
- Conforme RoHS
- Opzioni di binning multiple per tensione diretta, lunghezza d'onda dominante e intensità luminosa
1.3 Applicazioni
- Indicatori ottici (es. luci di stato, retroilluminazione)
- Interruttori e display di simboli
- Illuminazione generale e applicazioni decorative
1.4 Dimensioni del Package
Il package del LED misura 1.60mm x 0.80mm x 0.70mm (LxWxH). Il pattern di pad di saldatura consigliato è fornito nel datasheet (Fig. 1-5). Le tolleranze sono ±0.2mm se non diversamente specificato. La polarità è indicata da un segno del catodo nella vista dal basso. Il package è progettato per la saldatura SMT standard.
1.5 Parametri del Prodotto
1.5.1 Caratteristiche Elettriche/Ottiche (Ts=25°C, I_F=20mA)
| Parametro | Simbolo | Min | Tip | Max | Unità |
|---|---|---|---|---|---|
| Larghezza di Banda a Metà dello Spettro | Δλ | – | 15 | – | nm |
| Tensione Diretta (Bin B1) | V_F | 1.8 | – | 1.9 | V |
| Tensione Diretta (Bin B2) | V_F | 1.9 | – | 2.0 | V |
| Tensione Diretta (Bin C1) | V_F | 2.0 | – | 2.1 | V |
| Tensione Diretta (Bin C2) | V_F | 2.1 | – | 2.2 | V |
| Tensione Diretta (Bin D1) | V_F | 2.2 | – | 2.3 | V |
| Tensione Diretta (Bin D2) | V_F | 2.3 | – | 2.4 | V |
| Lunghezza d'Onda Dominante (Bin A10) | λ_D | 600.0 | – | 602.5 | nm |
| Lunghezza d'Onda Dominante (Bin A20) | λ_D | 602.5 | – | 605.0 | nm |
| Lunghezza d'Onda Dominante (Bin B10) | λ_D | 605.0 | – | 607.5 | nm |
| Lunghezza d'Onda Dominante (Bin B20) | λ_D | 607.5 | – | 610.0 | nm |
| Intensità Luminosa (Bin 1DW) | I_V | 70 | – | 90 | mcd |
| Intensità Luminosa (Bin 1AP) | I_V | 90 | – | 120 | mcd |
| Intensità Luminosa (Bin G20) | I_V | 120 | – | 150 | mcd |
| Intensità Luminosa (Bin 1AW) | I_V | 150 | – | 200 | mcd |
| Intensità Luminosa (Bin 1AT) | I_V | 200 | – | 260 | mcd |
| Angolo di Visione | 2θ1/2 | – | 140 | – | gradi |
| Corrente Inversa (V_R=5V) | I_R | – | – | 10 | μA |
| Resistenza Termica (giunzione-saldatura) | RthJ-S | – | – | 450 | °C/W |
1.5.2 Valori Massimi Assoluti (Ts=25°C)
| Parametro | Simbolo | Valore | Unità |
|---|---|---|---|
| Dissipazione di Potenza | Pd | 72 | mW |
| Corrente Diretta | I_F | 30 | mA |
| Corrente Diretta di Picco (Impulso) | I_FP | 60 | mA |
| Tensione Inversa | V_r | 5 | V |
| Scarica Elettrostatica (HBM) | ESD | 2000 | V |
| Temperatura Operativa | Topr | -40 a +85 | °C |
| Temperatura di Stoccaggio | Tstg | -40 a +85 | °C |
| Temperatura di Giunzione | Tj | 95 | °C |
Note: Condizione dell'impulso: ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0.1ms. La tolleranza di misura della tensione diretta è ±0.1V. La tolleranza di misura della lunghezza d'onda dominante è ±2nm. La tolleranza di misura dell'intensità luminosa è ±10%. Bisogna prestare attenzione a non superare il valore massimo assoluto. La corrente massima deve essere determinata in base alla temperatura del package per mantenere la temperatura di giunzione al di sotto del massimo.
1.6 Curve Tipiche delle Caratteristiche Ottiche
Il datasheet fornisce diverse curve caratteristiche misurate a 25°C:
- Tensione Diretta vs Corrente Diretta (Fig 1-6):Mostra la tipica relazione I-V. All'aumentare della corrente diretta, la tensione diretta aumenta leggermente. A 20mA, V_F è circa 2.0V (a seconda del bin).
- Corrente Diretta vs Intensità Relativa (Fig 1-7):L'intensità luminosa relativa aumenta con la corrente diretta, approssimativamente linearmente a basse correnti, poi satura. A 30mA, l'intensità relativa è circa 1.3 volte quella a 20mA.
- Temperatura del Pin vs Intensità Relativa (Fig 1-8):All'aumentare della temperatura del punto di saldatura, l'intensità relativa diminuisce. A 100°C, l'intensità scende a circa il 70% del valore a 25°C.
- Temperatura del Pin vs Corrente Diretta (Fig 1-9):Questa curva mostra la corrente diretta consentita in funzione della temperatura del punto di saldatura. A temperature più elevate, la corrente massima consentita deve essere ridotta (derating).
- Corrente Diretta vs Lunghezza d'Onda Dominante (Fig 1-10):La lunghezza d'onda dominante si sposta leggermente con la corrente. A correnti più elevate, la lunghezza d'onda può spostarsi verso lunghezze d'onda più lunghe (red shift). A 30mA, lo spostamento è di circa 1-2nm rispetto a 20mA.
- Intensità Relativa vs Lunghezza d'Onda (Fig 1-11):La distribuzione spettrale è stretta con una larghezza di banda a metà di circa 15nm. Il picco è intorno a 605nm (ambra tipico).
- Caratteristiche di Radiazione (Fig 1-12):Il diagramma di radiazione polare mostra un ampio angolo di visione di 140°. L'intensità è relativamente uniforme su ±70°.
2. Imballaggio
2.1 Specifiche di Imballaggio
I LED sono imballati in bobine da 4000 pezzi per bobina. Le dimensioni del nastro di trasporto sono standard, larghezza 8mm, con indicazione della direzione di alimentazione. La bobina ha un diametro di 178±1mm e una larghezza di 8.0±0.1mm. Le etichette includono numero parte, numero specifica, numero lotto, codice bin (flusso luminoso, bin cromaticità, tensione diretta, lunghezza d'onda), quantità e codice data.
2.2 Imballaggio Resistente all'Umidità
Ogni bobina viene posta in un sacchetto barriera all'umidità con essiccante e una carta indicatrice di umidità. Il sacchetto viene quindi sigillato e posto in una scatola di cartone. Il livello MSL è 3, il che significa che la vita a terra dopo l'apertura del sacchetto è di 168 ore in condizioni controllate (≤30°C, ≤60% UR). Se il sacchetto viene aperto più a lungo, è necessaria una cottura (60±5°C per ≥24 ore).
2.3 Scatola di Cartone
La scatola di cartone esterna contiene più bobine. La scatola è etichettata con informazioni sul prodotto e precauzioni per la manipolazione.
2.4 Elementi e Condizioni dei Test di Affidabilità
Il LED è stato qualificato attraverso i seguenti test di affidabilità (tutti superati con 0 guasti su 22 campioni):
- Saldatura a Rifusione: 260°C max, 10 sec, 2 volte (JESD22-B106)
- Ciclo Termico: da -40°C a 100°C, 100 cicli (JESD22-A104)
- Shock Termico: da -40°C a 100°C, 300 cicli (JESD22-A106)
- Stoccaggio ad Alta Temperatura: 100°C, 1000 ore (JESD22-A103)
- Stoccaggio a Bassa Temperatura: -40°C, 1000 ore (JESD22-A119)
- Test di Vita: 25°C, 20mA, 1000 ore (JESD22-A108)
2.5 Criteri per il Giudizio di Danno
Dopo il test di affidabilità, il LED è considerato guasto se:
- La tensione diretta (V_F a 20mA) supera il limite superiore iniziale della specifica di 1.1 volte.
- La corrente inversa (I_R a 5V) supera il limite superiore iniziale della specifica di 2.0 volte.
- Il flusso luminoso scende al di sotto del 70% del limite inferiore iniziale della specifica.
3. Istruzioni per la Saldatura a Rifusione SMT
3.1 Profilo di Saldatura a Rifusione
Il profilo di saldatura a rifusione raccomandato è il seguente:
- Velocità media di rampa (da Tsmin a Tp): max 3°C/s
- Intervallo di temperatura di preriscaldo: da 150°C a 200°C
- Tempo di preriscaldo (da Tsmin a Tsmax): 60-120 secondi
- Tempo sopra 217°C: max 60 secondi
- Temperatura di picco (Tp): 260°C
- Tempo entro 5°C dalla temperatura di picco: max 30 secondi
- Velocità di raffreddamento: max 6°C/s
- Tempo da 25°C alla temperatura di picco: max 8 minuti
La saldatura a rifusione non deve essere eseguita più di due volte. Se intercorrono più di 24 ore tra due passaggi di saldatura, il LED potrebbe essere danneggiato a causa dell'assorbimento di umidità. Non applicare stress meccanico durante il riscaldamento.
3.2 Saldatore
Per la saldatura manuale, utilizzare un saldatore a temperatura inferiore a 300°C per meno di 3 secondi. È consentita una sola operazione di saldatura manuale.
3.3 Riparazione
La riparazione dopo la saldatura non è raccomandata. Se inevitabile, utilizzare un saldatore a doppia punta e confermare che le caratteristiche del LED non vengano danneggiate.
3.4 Precauzioni
- Non montare i LED su PCB deformati. Dopo la saldatura, evitare di piegare la scheda.
- Non applicare forza meccanica o vibrazioni durante il raffreddamento a temperatura ambiente.
- Non raffreddare rapidamente il dispositivo dopo la saldatura.
4. Precauzioni per la Manipolazione
4.1 Considerazioni Ambientali
L'ambiente operativo e i materiali di accoppiamento devono contenere meno di 100 ppm di composti di zolfo per prevenire la corrosione. Inoltre, il contenuto singolo di bromo deve essere inferiore a 900 ppm, il cloro inferiore a 900 ppm e il totale di bromo e cloro inferiore a 1500 ppm. I COV dei materiali di fissaggio possono penetrare nell'incapsulante in silicone e causare scolorimento sotto calore e luce, portando a perdita di emissione luminosa. Si consiglia di testare tutti i materiali per la compatibilità con il LED.
4.2 Progettazione del Circuito
Ogni LED non deve superare il suo valore massimo assoluto di corrente. Utilizzare resistori limitatori di corrente per impedire che piccoli spostamenti di tensione causino grandi variazioni di corrente. Il circuito di pilotaggio deve applicare tensione diretta solo durante gli stati ON/OFF. La tensione inversa può causare migrazione e danni al LED.
4.3 Progettazione Termica
La gestione termica è critica. La generazione di calore può portare a una riduzione della luminosità e a uno spostamento del colore. Un adeguato dissipatore di calore e derating devono essere considerati nella progettazione del sistema.
4.4 Condizioni di Stoccaggio
| Condizione | Temperatura | Umidità | Tempo |
|---|---|---|---|
| Prima di aprire il sacchetto di alluminio | ≤30°C | ≤75% UR | Entro 1 anno dalla data |
| Dopo l'apertura del sacchetto | ≤30°C | ≤60% UR | 168 ore (7 giorni) |
| Cottura (se necessaria) | 60±5°C | – | ≥24 ore |
Se il materiale assorbente di umidità è sbiadito o il tempo di stoccaggio è stato superato, è necessaria la cottura. Se il pacchetto è danneggiato, contattare il supporto.
4.5 Protezione da ESD e EOS
Come la maggior parte dei dispositivi a stato solido, i LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche (ESD) e al sovraccarico elettrico (EOS). Devono essere prese adeguate precauzioni ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio.
5. Guida all'Applicazione
Le applicazioni tipiche includono indicatori ottici, display di interruttori e simboli e uso generale. Quando si progetta con questo LED ambra, considerare quanto segue: l'ampio angolo di visione (140°) lo rende adatto per indicatori che necessitano di visibilità da varie angolazioni. Il binning della tensione diretta consente la selezione di intervalli di tensione specifici per garantire luminosità costante in stringhe in serie. Per applicazioni ad alta affidabilità, ridurre la corrente in base alla temperatura ambiente utilizzando le curve di derating fornite. Assicurare un'adeguata dissipazione del calore, specialmente quando più LED sono montati vicini.
6. Confronto Tecnico
Rispetto ai LED ambra di luminosità standard, questo modello offre un angolo di visione più ampio (140° vs tipicamente 120°) e opzioni di binning più strette per lunghezza d'onda e intensità. Il livello MSL 3 consente una vita a terra moderata, ma è necessario un attento controllo dell'umidità. Il LED è conforme RoHS, soddisfacendo i requisiti ambientali.
7. Domande Frequenti
- Qual è la corrente operativa raccomandata?20mA è la condizione di test e il punto operativo tipico. La corrente continua massima è 30mA.
- Posso utilizzare questo LED a correnti più elevate?Sì, fino a 30mA, ma assicurarsi che la temperatura di giunzione non superi 95°C.
- Quanto tempo può essere conservato il LED dopo l'apertura del sacchetto?168 ore a ≤30°C e ≤60% UR. Se superato, è necessaria una cottura a 60±5°C per 24 ore.
- Qual è l'intensità luminosa tipica?Dipende dal bin selezionato, variando da 70 mcd a 260 mcd a 20mA.
- Il LED è resistente allo zolfo?L'ambiente deve contenere meno di 100 ppm di composti di zolfo.
8. Principio Fisico
Un LED ambra emette luce attraverso l'elettroluminescenza in un materiale semiconduttore (probabilmente AlGaInP o simile) con un bandgap corrispondente alla luce ambra (600-610 nm). Quando polarizzato direttamente, gli elettroni si ricombinano con le lacune nella regione attiva, rilasciando fotoni. L'ampio angolo di visione è ottenuto dal design del package, che disperde la luce attraverso un incapsulante diffondente.
9. Tendenze di Sviluppo
L'industria dei LED continua a migliorare l'efficacia e ridurre i costi. Per i LED ambra, le tendenze includono una maggiore efficacia luminosa, larghezze spettrali più strette per una migliore purezza del colore e una migliore gestione termica per consentire correnti di pilotaggio più elevate in package più piccoli. Questo prodotto rappresenta un equilibrio tra prestazioni e dimensioni compatte, adatto per l'assemblaggio SMT moderno.
Terminologia delle specifiche LED
Spiegazione completa dei termini tecnici LED
Prestazioni fotoelettriche
| Termine | Unità/Rappresentazione | Spiegazione semplice | Perché importante |
|---|---|---|---|
| Efficienza luminosa | lm/W (lumen per watt) | Uscita luce per watt di elettricità, più alto significa più efficiente energeticamente. | Determina direttamente il grado di efficienza energetica e il costo dell'elettricità. |
| Flusso luminoso | lm (lumen) | Luce totale emessa dalla sorgente, comunemente chiamata "luminosità". | Determina se la luce è abbastanza brillante. |
| Angolo di visione | ° (gradi), es. 120° | Angolo in cui l'intensità luminosa scende alla metà, determina la larghezza del fascio. | Influisce sulla gamma di illuminazione e uniformità. |
| CCT (Temperatura colore) | K (Kelvin), es. 2700K/6500K | Calore/freschezza della luce, valori più bassi giallastri/caldi, più alti biancastri/freddi. | Determina l'atmosfera di illuminazione e scenari adatti. |
| CRI / Ra | Senza unità, 0–100 | Capacità di riprodurre accuratamente i colori degli oggetti, Ra≥80 è buono. | Influisce sull'autenticità del colore, utilizzato in luoghi ad alta richiesta come centri commerciali, musei. |
| SDCM | Passi ellisse MacAdam, es. "5 passi" | Metrica di consistenza del colore, passi più piccoli significano colore più consistente. | Garantisce colore uniforme attraverso lo stesso lotto di LED. |
| Lunghezza d'onda dominante | nm (nanometri), es. 620nm (rosso) | Lunghezza d'onda corrispondente al colore dei LED colorati. | Determina la tonalità di LED monocromatici rossi, gialli, verdi. |
| Distribuzione spettrale | Curva lunghezza d'onda vs intensità | Mostra la distribuzione dell'intensità attraverso le lunghezze d'onda. | Influisce sulla resa cromatica e qualità del colore. |
Parametri elettrici
| Termine | Simbolo | Spiegazione semplice | Considerazioni di progettazione |
|---|---|---|---|
| Tensione diretta | Vf | Tensione minima per accendere il LED, come "soglia di avvio". | La tensione del driver deve essere ≥Vf, le tensioni si sommano per LED in serie. |
| Corrente diretta | If | Valore di corrente per il normale funzionamento del LED. | Solitamente azionamento a corrente costante, la corrente determina luminosità e durata. |
| Corrente di impulso massima | Ifp | Corrente di picco tollerabile per brevi periodi, utilizzata per dimmerazione o lampeggio. | La larghezza dell'impulso e il ciclo di lavoro devono essere rigorosamente controllati per evitare danni. |
| Tensione inversa | Vr | Tensione inversa massima che il LED può sopportare, oltre può causare rottura. | Il circuito deve prevenire connessione inversa o picchi di tensione. |
| Resistenza termica | Rth (°C/W) | Resistenza al trasferimento di calore dal chip alla saldatura, più bassa è meglio. | Alta resistenza termica richiede dissipazione termica più forte. |
| Immunità ESD | V (HBM), es. 1000V | Capacità di resistere a scariche elettrostatiche, più alto significa meno vulnerabile. | Sono necessarie misure antistatiche in produzione, specialmente per LED sensibili. |
Gestione termica e affidabilità
| Termine | Metrica chiave | Spiegazione semplice | Impatto |
|---|---|---|---|
| Temperatura di giunzione | Tj (°C) | Temperatura operativa effettiva all'interno del chip LED. | Ogni riduzione di 10°C può raddoppiare la durata; troppo alta causa decadimento della luce, spostamento del colore. |
| Deprezzamento del lumen | L70 / L80 (ore) | Tempo affinché la luminosità scenda al 70% o 80% dell'iniziale. | Definisce direttamente la "durata di servizio" del LED. |
| Manutenzione del lumen | % (es. 70%) | Percentuale di luminosità trattenuta dopo il tempo. | Indica la ritenzione della luminosità su uso a lungo termine. |
| Spostamento del colore | Δu′v′ o ellisse MacAdam | Grado di cambiamento del colore durante l'uso. | Influisce sulla consistenza del colore nelle scene di illuminazione. |
| Invecchiamento termico | Degradazione del materiale | Deterioramento dovuto ad alta temperatura a lungo termine. | Può causare calo di luminosità, cambio colore o guasto a circuito aperto. |
Imballaggio e materiali
| Termine | Tipi comuni | Spiegazione semplice | Caratteristiche e applicazioni |
|---|---|---|---|
| Tipo di imballaggio | EMC, PPA, Ceramica | Materiale di alloggiamento che protegge il chip, fornisce interfaccia ottica/termica. | EMC: buona resistenza al calore, basso costo; Ceramica: migliore dissipazione termica, vita più lunga. |
| Struttura del chip | Frontale, Flip Chip | Disposizione degli elettrodi del chip. | Flip chip: migliore dissipazione termica, maggiore efficienza, per alta potenza. |
| Rivestimento al fosforo | YAG, Silicato, Nitruro | Copre il chip blu, converte una parte in giallo/rosso, mescola a bianco. | Diversi fosfori influenzano efficienza, CCT e CRI. |
| Lente/Ottica | Piana, Microlente, TIR | Struttura ottica sulla superficie che controlla la distribuzione della luce. | Determina l'angolo di visione e la curva di distribuzione della luce. |
Controllo qualità e binning
| Termine | Contenuto di binning | Spiegazione semplice | Scopo |
|---|---|---|---|
| Bin del flusso luminoso | Codice es. 2G, 2H | Raggruppato per luminosità, ogni gruppo ha valori lumen min/max. | Garantisce luminosità uniforme nello stesso lotto. |
| Bin di tensione | Codice es. 6W, 6X | Raggruppato per intervallo di tensione diretta. | Facilita l'abbinamento del driver, migliora l'efficienza del sistema. |
| Bin del colore | Ellisse MacAdam 5 passi | Raggruppato per coordinate colore, garantendo un intervallo ristretto. | Garantisce consistenza del colore, evita colore non uniforme all'interno del dispositivo. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K ecc. | Raggruppato per CCT, ognuno ha corrispondente intervallo di coordinate. | Soddisfa diversi requisiti CCT della scena. |
Test e certificazione
| Termine | Standard/Test | Spiegazione semplice | Significato |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Test di manutenzione del lumen | Illuminazione a lungo termine a temperatura costante, registrando il decadimento della luminosità. | Utilizzato per stimare la vita LED (con TM-21). |
| TM-21 | Standard di stima della vita | Stima la vita in condizioni reali basandosi sui dati LM-80. | Fornisce una previsione scientifica della vita. |
| IESNA | Società di ingegneria dell'illuminazione | Copre metodi di test ottici, elettrici, termici. | Base di test riconosciuta dal settore. |
| RoHS / REACH | Certificazione ambientale | Garantisce nessuna sostanza nociva (piombo, mercurio). | Requisito di accesso al mercato a livello internazionale. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificazione di efficienza energetica | Certificazione di efficienza energetica e prestazioni per l'illuminazione. | Utilizzato negli appalti pubblici, programmi di sussidi, migliora la competitività. |