Indice
- 1. Panoramica del Prodotto
- 1.1 Descrizione Generale
- 1.2 Caratteristiche
- 1.3 Applicazioni
- 2. Dimensioni del pacchetto e polarità
- 2.1 Disegno meccanico
- 2.2 Pattern di saldatura
- 3. Parametri Tecnici
- 3.1 Caratteristiche Elettriche e Ottiche (Ts=25°C)
- 3.2 Valori Massimi Assoluti (Ts=25°C)
- 3.3 Caratteristiche Termiche
- 4. Sistema di Binning
- 4.1 Gruppi di Tensione Diretta
- 4.2 Gruppi di Lunghezza d'Onda
- 4.3 Gruppi di Intensità Luminosa
- 5. Curve delle Caratteristiche Ottiche
- 5.1 Tensione Diretta vs Corrente Diretta
- 5.2 Corrente Diretta vs Intensità Relativa
- 5.3 Effetti della Temperatura
- 5.4 Distribuzione Spettrale
- 5.5 Diagramma di Radiazione
- 6. Informazioni sul Confezionamento
- 6.1 Nastro e Bobina
- 6.2 Specifiche dell'Etichetta
- 6.3 Imballaggio Resistente all'Umidità
- 7. Test di Affidabilità
- 7.1 Elementi e Condizioni di Prova
- 7.2 Criteri di Guasto
- 8. Saldatura a Rifusione SMT
- 8.1 Profilo di Rifusione
- 8.2 Saldatura Manuale e Riparazione
- 8.3 Precauzioni
- 9. Precauzioni per la Manipolazione e lo Stoccaggio
- 9.1 Considerazioni Ambientali
- 9.2 Note di Progettazione del Circuito
- 9.3 Condizioni di Stoccaggio
- 9.4 Protezione ESD
- 10. Note Applicative
- 10.1 Casi d'Uso Tipici
- 10.2 Considerazioni di Progettazione
- 11. Domande Frequenti
- 11.1 Qual è la tipica tensione diretta?
- 11.2 Come gestire la sensibilità all'umidità?
- 11.3 Posso utilizzare questo LED in applicazioni esterne?
- 12. Principio di Funzionamento
- 13. 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-BU1608TS-DC-E0 è un LED a colori realizzato con un chip blu. È disponibile in un compatto pacchetto SMD da 1.6mm x 0.8mm x 0.55mm, rendendolo adatto per applicazioni con spazio limitato. Questo LED offre un ampio angolo di visione di 120 gradi ed è progettato per tutti i processi di assemblaggio e saldatura SMT. È conforme alla direttiva RoHS e ha un livello di sensibilità all'umidità di 3.
1.2 Caratteristiche
- Angolo di visione estremamente ampio (120°)
- Adatto a tutti i processi di assemblaggio e saldatura SMT
- Livello di sensibilità all'umidità: Livello 3
- Conforme RoHS
1.3 Applicazioni
- Indicatori ottici
- Interruttori e display simbolici
- Indicazione generica
2. Dimensioni del pacchetto e polarità
2.1 Disegno meccanico
Il pacchetto LED misura 1.6mm (lunghezza) x 0.8mm (larghezza) x 0.55mm (altezza). Le tolleranze sono ±0.2mm salvo diversa indicazione. Tutte le dimensioni sono in millimetri. La vista dall'alto mostra la posizione del LED, e la vista dal basso indica la polarità. Ci sono due pad: il pad 1 è l'anodo e il pad 2 è il catodo.
2.2 Pattern di saldatura
Il pattern di saldatura raccomandato (footprint) è fornito nella scheda tecnica. È progettato per prestazioni termiche e meccaniche ottimali. Le dimensioni del pattern sono basate sull'impronta del pacchetto.
3. Parametri Tecnici
3.1 Caratteristiche Elettriche e Ottiche (Ts=25°C)
Parametri elettrici e ottici chiave a IF=20mA:
| Parametro | Simbolo | Min | Tipico | Max | Unità |
|---|---|---|---|---|---|
| Tensione diretta (Bin G1) | VF | 2.8 | - | 2.9 | V |
| Tensione diretta (Bin G2) | VF | 2.9 | - | 3.0 | V |
| Tensione diretta (Bin H1) | VF | 3.0 | - | 3.1 | V |
| Tensione diretta (Bin H2) | VF | 3.1 | - | 3.2 | V |
| Tensione diretta (Bin I1) | VF | 3.2 | - | 3.3 | V |
| Tensione diretta (Bin I2) | VF | 3.3 | - | 3.4 | V |
| Tensione diretta (Bin J1) | VF | 3.4 | - | 3.5 | V |
| Lunghezza d'onda dominante (Bin C00) | λD | 460 | - | 465 | nm |
| Lunghezza d'onda dominante (Bin D00) | λD | 465 | - | 470 | nm |
| Lunghezza d'onda dominante (Bin E00) | λD | 470 | - | 475 | nm |
| Lunghezza d'onda dominante (Bin F00) | λD | 475 | - | 480 | nm |
| Intensità luminosa (Bin H00) | IV | 150 | - | 230 | mcd |
| Intensità luminosa (Bin I00) | IV | 230 | - | 350 | mcd |
| Intensità luminosa (Bin J00) | IV | 350 | - | 530 | mcd |
| Intensità luminosa (Bin K00) | IV | 530 | - | 800 | mcd |
| Intensità luminosa (Bin L00) | IV | 800 | - | 1200 | mcd |
| Larghezza di banda spettrale a metà altezza | Δλ | - | 15 | - | nm |
| Angolo di visione | 2θ1/2 | - | 120 | - | deg |
| Corrente inversa (VR=5V) | IR | - | - | 10 | µA |
| Resistenza termica | RTHJ-S | - | - | 450 | °C/W |
Tolleranze di misura: tensione diretta ±0.1V, lunghezza d'onda dominante ±2nm, intensità luminosa ±10%.
3.2 Valori Massimi Assoluti (Ts=25°C)
| Parametro | Simbolo | Valore | Unità |
|---|---|---|---|
| Dissipazione di potenza | Pd | 105 | mW |
| Corrente diretta | IF | 30 | mA |
| Corrente diretta di picco (ciclo 1/10, 0.1ms) | IFP | 60 | mA |
| ESD (HBM) | - | 1000 | V |
| Temperatura di esercizio | Topr | -40 ~ +85 | °C |
| Temperatura di stoccaggio | Tstg | -40 ~ +85 | °C |
| Temperatura di giunzione | Tj | 95 | °C |
Prestare attenzione a non superare questi valori. La corrente massima deve essere determinata dopo aver misurato la temperatura del pacchetto per garantire che la temperatura di giunzione non superi i 95°C.
3.3 Caratteristiche Termiche
La resistenza termica dalla giunzione al punto di saldatura (RTHJ-S) è tipicamente 450°C/W. Ciò indica che per ogni 20mA di corrente diretta, l'aumento di temperatura sarà moderato. Una corretta gestione termica è essenziale per mantenere le prestazioni e la durata del LED.
4. Sistema di Binning
4.1 Gruppi di Tensione Diretta
La tensione diretta è suddivisa in sette gruppi: G1 (2.8-2.9V), G2 (2.9-3.0V), H1 (3.0-3.1V), H2 (3.1-3.2V), I1 (3.2-3.3V), I2 (3.3-3.4V), J1 (3.4-3.5V). Ciò consente un progetto circuitale più stretto e una luminosità costante nelle applicazioni.
4.2 Gruppi di Lunghezza d'Onda
La lunghezza d'onda dominante è suddivisa in quattro gruppi: C00 (460-465nm), D00 (465-470nm), E00 (470-475nm), F00 (475-480nm). Questi coprono la regione blu dal blu profondo al blu leggermente verdastro.
4.3 Gruppi di Intensità Luminosa
L'intensità luminosa è suddivisa in cinque gruppi: H00 (150-230mcd), I00 (230-350mcd), J00 (350-530mcd), K00 (530-800mcd), L00 (800-1200mcd). Questa ampia gamma consente la selezione per diversi requisiti di luminosità degli indicatori.
5. Curve delle Caratteristiche Ottiche
5.1 Tensione Diretta vs Corrente Diretta
La tipica curva IV mostra una tensione diretta di circa 2.8V a 5mA, che sale a circa 3.2V a 25mA. La curva segue la relazione esponenziale standard del diodo.
5.2 Corrente Diretta vs Intensità Relativa
L'intensità relativa aumenta quasi linearmente con la corrente diretta fino a 30mA. A 20mA l'intensità relativa è circa 1.0 (normalizzata), e a 10mA è circa 0.5.
5.3 Effetti della Temperatura
Con l'aumento della temperatura ambiente da 0°C a 100°C, l'intensità relativa diminuisce di circa il 30%. Allo stesso modo, la corrente diretta massima consentita diminuisce con l'aumento della temperatura del pin. A 100°C, la corrente diretta deve essere ridotta a circa 10mA per evitare surriscaldamento.
5.4 Distribuzione Spettrale
La distribuzione spettrale a 20mA e 25°C mostra un picco intorno a 470nm con una larghezza di banda a metà altezza di 15nm. Lo spettro è stretto, confermando un colore blu saturo.
5.5 Diagramma di Radiazione
Il diagramma di radiazione è quasi Lambertiano con un ampio angolo di metà potenza di 120 gradi. L'intensità luminosa relativa rimane sopra il 50% fino a ±60 gradi dall'asse.
6. Informazioni sul Confezionamento
6.1 Nastro e Bobina
I LED sono confezionati in nastro portacomponenti con larghezza di 8.0±0.1mm. Le dimensioni della bobina sono: diametro esterno 178±1mm, diametro del mozzo interno 60±1mm, diametro del foro del mandrino 13.0±0.5mm. Ogni bobina contiene 4000 pezzi.
6.2 Specifiche dell'Etichetta
L'etichetta della bobina include numero di parte, numero di specifica, numero di lotto, codice del gruppo per intensità luminosa, gruppo cromaticità (XY), gruppo di tensione diretta, codice della lunghezza d'onda (WLD), quantità e data di produzione.
6.3 Imballaggio Resistente all'Umidità
I LED vengono spediti in sacchetti barriera all'umidità (MBB) con essiccante. Il sacchetto è sigillato sotto vuoto per mantenere un ambiente a bassa umidità. Può essere inclusa una scheda indicatrice di umidità. Il livello MSL è 3, il che significa che la vita a pavimento è di 168 ore dopo l'apertura del sacchetto, a condizione che le condizioni ambientali siano inferiori a 30°C e 60% RH.
7. Test di Affidabilità
7.1 Elementi e Condizioni di Prova
I test di affidabilità includono: Saldatura a rifusione (260°C max, 10 sec, 2 volte), Cicli termici (-40°C a 100°C, 100 cicli), Shock termico (-40°C a 100°C, 300 cicli), Immagazzinamento ad alta temperatura (100°C, 1000 ore), Immagazzinamento a bassa temperatura (-40°C, 1000 ore) e Test di vita (25°C, IF=20mA, 1000 ore). Tutti i test vengono eseguiti su 22 campioni con criteri di accettazione 0/1.
7.2 Criteri di Guasto
I guasti sono definiti come: Aumento della tensione diretta oltre 1.1 volte il limite superiore specificato, corrente inversa superiore a 2.0 volte il limite superiore specificato (a VR=5V) e flusso luminoso inferiore a 0.7 volte il limite inferiore specificato.
8. Saldatura a Rifusione SMT
8.1 Profilo di Rifusione
Il profilo di rifusione raccomandato ha i seguenti parametri: Preriscaldamento da 150°C a 200°C per 60-120 secondi, velocità di rampa ≤3°C/s, tempo sopra 217°C (TL) per 60-150 secondi, temperatura di picco (TP) 260°C con un tempo massimo entro 5°C dal picco di 30 secondi (tp max effettivo 10 secondi) e velocità di raffreddamento ≤6°C/s. Il tempo totale da 25°C al picco non deve superare 8 minuti. La rifusione non deve essere eseguita più di due volte.
8.2 Saldatura Manuale e Riparazione
Se è necessaria la saldatura manuale, utilizzare un saldatore a ≤300°C per meno di 3 secondi e solo una volta. La riparazione dopo la rifusione è sconsigliata; se inevitabile, utilizzare un saldatore a doppia punta e verificare le caratteristiche del LED.
8.3 Precauzioni
Non montare i LED su porzioni di PCB deformate. Evitare sollecitazioni meccaniche o vibrazioni durante il raffreddamento. Non raffreddare rapidamente dopo la saldatura. Assicurarsi che il PCB sia pulito e piatto.
9. Precauzioni per la Manipolazione e lo Stoccaggio
9.1 Considerazioni Ambientali
Il contenuto di zolfo nell'ambiente operativo e nei materiali di accoppiamento non deve superare 100PPM. Contenuto di alogeni: Bromo<900PPM, Cloro<900PPM, totale Bromo+Cloro<1500PPM. Evitare composti organici volatili (VOC) che possono penetrare nell'incapsulante in silicone e causare scolorimento.
9.2 Note di Progettazione del Circuito
Includere sempre un resistore limitatore di corrente per prevenire picchi di corrente. Assicurarsi che non venga applicata tensione inversa, poiché può causare migrazione e danni al LED. La tensione diretta deve essere applicata solo quando il circuito è acceso o spento.
9.3 Condizioni di Stoccaggio
Prima di aprire il sacchetto di alluminio: Conservare a ≤30°C e ≤75% RH per un massimo di 1 anno dalla data di produzione. Dopo l'apertura: Utilizzare entro 168 ore se conservato a ≤30°C e ≤60% RH. Se queste condizioni vengono superate, cuocere i LED a 60±5°C per ≥24 ore.
9.4 Protezione ESD
I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche (ESD) e allo stress elettrico (EOS). Seguire le precauzioni ESD standard: utilizzare banchi di lavoro con messa a terra, cinturini antistatici da polso e imballaggi conduttivi.
10. Note Applicative
10.1 Casi d'Uso Tipici
Questo LED blu è ideale per indicatori di stato, retroilluminazione di interruttori e simboli e indicazione generica in elettronica di consumo, interni automobilistici e controlli industriali.
10.2 Considerazioni di Progettazione
Quando si progetta il circuito, considerare il gruppo di tensione diretta per garantire una luminosità costante. L'ampio angolo di visione (120°) consente il posizionamento a vari angoli. Per applicazioni ad alta temperatura ambiente, è necessario il derating della corrente diretta. Utilizzare un minimo di 1 oz di rame sul PCB per una dissipazione termica adeguata.
11. Domande Frequenti
11.1 Qual è la tipica tensione diretta?
La tensione diretta varia da 2.8V a 3.5V a seconda del gruppo. A 20mA, i valori tipici rientrano nell'intervallo 3.0-3.2V per la maggior parte dei gruppi.
11.2 Come gestire la sensibilità all'umidità?
Questo LED ha MSL Livello 3. Dopo l'apertura del sacchetto barriera all'umidità, la vita a pavimento è di 168 ore a ≤30°C/≤60%RH. Se non utilizzato entro questo tempo, cuocere a 60°C per 24 ore prima della rifusione.
11.3 Posso utilizzare questo LED in applicazioni esterne?
Può essere utilizzato in applicazioni interne o esterne purché venga mantenuto l'intervallo di temperatura di esercizio (-40°C a +85°C). Tuttavia, l'esposizione diretta alla luce solare può ridurre il contrasto. Assicurare una corretta incapsulazione se esposto ad ambienti ostili.
12. Principio di Funzionamento
Questo LED utilizza un chip al nitruro di gallio (GaN) blu che emette luce quando polarizzato direttamente. Il chip è incapsulato in un pacchetto di epossidica trasparente o silicone con una lente ottica definita per ottenere l'angolo di visione di 120°. Non viene utilizzata conversione di fosforo; l'emissione è luce blu diretta alla lunghezza d'onda del chip.
13. Tendenze di Sviluppo
La tendenza nei LED SMD è verso pacchetti ancora più piccoli (come 0402) e una maggiore efficienza luminosa. Questo LED di dimensione 0603 offre un buon equilibrio tra dimensioni e emissione luminosa. I progressi nella tecnologia dei chip continuano ad aumentare l'efficienza e la luminosità mantenendo l'affidabilità. L'uso di LED blu nelle applicazioni di indicatori rimane forte grazie alla loro elevata visibilità e al basso consumo energetico.
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. |