Indice
- 1. Descrizione
- 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 (a Ts=25°C)
- 1.5.2 Valori Massimi Assoluti
- 1.6 Curve Tipiche delle Caratteristiche Ottiche
- 1.6.1 Tensione Diretta vs Corrente Diretta
- 1.6.2 Corrente Diretta vs Intensità Relativa
- 1.6.3 Temperatura del Pin vs Intensità Relativa
- 1.6.4 Temperatura del Pin vs Derating della Corrente Diretta
- 1.6.5 Corrente Diretta vs Lunghezza d'Onda Dominante
- 1.6.6 Intensità Relativa vs Lunghezza d'Onda (Spettro)
- 1.6.7 Diagramma di Radiazione
- 2. Imballaggio
- 2.1 Specifiche di Imballaggio
- 2.1.1 Dimensioni del Nastro Trasportatore
- 2.1.2 Dimensioni della Bobina
- 2.1.3 Specifiche del Formato Etichetta
- 2.2 Imballaggio Resistente all'Umidità
- 2.3 Scatola di Cartone
- 2.4 Elementi e Condizioni dei Test di Affidabilità
- 2.5 Criteri per la Valutazione del Danno
- 3. Istruzioni per la Saldatura a Riflusso SMT
- 3.1 Profilo di Saldatura a Riflusso SMT
- 3.1.1 Saldatore a Stagno
- 3.1.2 Riparazione
- 3.1.3 Precauzioni
- 4. Precauzioni di Manipolazione
- 4.1 Precauzioni di Manipolazione
- Terminologia delle specifiche LED
- Prestazioni fotoelettriche
- Parametri elettrici
- Gestione termica e affidabilità
- Imballaggio e materiali
- Controllo qualità e binning
- Test e certificazione
1. Descrizione
1.1 Descrizione Generale
Il RF-GSB170TS-BC è un LED colorato a montaggio superficiale realizzato con un chip giallo-verde. È confezionato in un compatto package da 2,0mm x 1,25mm x 0,7mm, adatto per varie applicazioni di illuminazione generale e indicatori.
1.2 Caratteristiche
- Angolo di visione estremamente ampio di 140 gradi.
- Adatto per tutti i processi di assemblaggio SMT e saldatura.
- Livello di sensibilità all'umidità: Livello 3.
- Conforme alla direttiva RoHS.
1.3 Applicazioni
- Indicatore ottico.
- Interruttori e simboli, display.
- Uso generale.
1.4 Dimensioni del Package
Le dimensioni del package sono 2,0mm (lunghezza) x 1,25mm (larghezza) x 0,7mm (altezza). Fare riferimento alle figure nella scheda tecnica per i disegni meccanici dettagliati. Tutte le dimensioni hanno tolleranze di ±0,2mm se non diversamente specificato. La vista inferiore mostra la configurazione dei terminali. I pattern di saldatura sono forniti per il design del PCB.
1.5 Parametri del Prodotto
1.5.1 Caratteristiche Elettriche/Ottiche (a Ts=25°C)
I seguenti sono i parametri elettrici e ottici chiave misurati a 20mA di corrente diretta e 25°C:
| Parametro | Simbolo | Min | Tip | Max | Unità |
|---|---|---|---|---|---|
| Larghezza di Banda Metà Spettrale | Δλ | -- | 15 | -- | nm |
| Tensione Diretta (bin B0) | VF | 1.8 | -- | 2.0 | V |
| Tensione Diretta (bin C0) | VF | 2.0 | -- | 2.2 | V |
| Tensione Diretta (bin D0) | VF | 2.2 | -- | 2.4 | V |
| Lunghezza d'Onda Dominante (bin A10) | λD | 560 | -- | 562.5 | nm |
| Lunghezza d'Onda Dominante (bin A20) | λD | 562.5 | -- | 565 | nm |
| Lunghezza d'Onda Dominante (bin B10) | λD | 565 | -- | 567.5 | nm |
| Lunghezza d'Onda Dominante (bin B20) | λD | 567.5 | -- | 570 | nm |
| Lunghezza d'Onda Dominante (bin C10) | λD | 570 | -- | 572.5 | nm |
| Lunghezza d'Onda Dominante (bin C20) | λD | 572.5 | -- | 575 | nm |
| Intensità Luminosa (bin C00) | IV | 18 | -- | 28 | mcd |
| Intensità Luminosa (bin D00) | IV | 28 | -- | 43 | mcd |
| Intensità Luminosa (bin E00) | IV | 43 | -- | 65 | mcd |
| Intensità Luminosa (bin F00) | IV | 65 | -- | 100 | mcd |
| Angolo di Visione | 2θ1/2 | -- | 140 | -- | gradi |
| Corrente Inversa (VR=5V) | IR | -- | -- | 10 | μA |
| Resistenza Termica (IF=20mA) | RTHJ-S | -- | -- | 450 | °C/W |
Nota: La tolleranza di misura della tensione diretta è ±0,1V. La tolleranza della lunghezza d'onda dominante è ±2nm. La tolleranza dell'intensità luminosa è ±10%.
1.5.2 Valori Massimi Assoluti
| Parametro | Simbolo | Valutazione | Unità |
|---|---|---|---|
| Dissipazione di Potenza | Pd | 72 | mW |
| Corrente Diretta | IF | 30 | mA |
| Corrente Diretta di Picco (Impulso) | IFP | 60 | mA |
| Scarica Elettrostatica (HBM) | ESD | 2000 | V |
| Temperatura Operativa | Topr | -40 ~ +85 | °C |
| Temperatura di Conservazione | Tstg | -40 ~ +85 | °C |
| Temperatura di Giunzione | Tj | 95 | °C |
Nota: Condizione di impulso: ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0,1ms. Occorre prestare attenzione a non superare i valori massimi assoluti. La temperatura di giunzione non deve superare 95°C.
1.6 Curve Tipiche delle Caratteristiche Ottiche
Le seguenti curve illustrano le prestazioni tipiche del LED in varie condizioni.
1.6.1 Tensione Diretta vs Corrente Diretta
La Figura 1-6 mostra la relazione tra tensione diretta e corrente diretta. A 20mA, la tensione diretta è di circa 2,0V (tipica). La curva è tipica per un LED: all'aumentare della corrente, è necessaria una tensione diretta maggiore.
1.6.2 Corrente Diretta vs Intensità Relativa
La Figura 1-7 mostra che l'intensità luminosa relativa aumenta con la corrente diretta. A 20mA, l'intensità relativa è circa 1 (normalizzata).
1.6.3 Temperatura del Pin vs Intensità Relativa
La Figura 1-8 indica che l'intensità relativa diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. A 100°C, l'intensità scende a circa 0,85 del valore a 25°C.
1.6.4 Temperatura del Pin vs Derating della Corrente Diretta
La Figura 1-9 mostra la corrente diretta massima consentita in funzione della temperatura del pin. A 85°C di temperatura del pin, la corrente diretta deve essere ridotta per mantenere l'affidabilità.
1.6.5 Corrente Diretta vs Lunghezza d'Onda Dominante
La Figura 1-10 mostra che la lunghezza d'onda diminuisce leggermente all'aumentare della corrente diretta. A 20mA, la lunghezza d'onda dominante è di circa 568nm (tipica per il giallo-verde).
1.6.6 Intensità Relativa vs Lunghezza d'Onda (Spettro)
La Figura 1-11 è il grafico della distribuzione spettrale. La lunghezza d'onda di picco è intorno a 570nm con una larghezza di banda a metà altezza di 15nm. L'emissione è nella regione giallo-verde.
1.6.7 Diagramma di Radiazione
La Figura 1-12 mostra il diagramma di radiazione in campo lontano. L'angolo di visione è di 140 gradi, indicando un ampio angolo di emissione adatto per applicazioni indicatori.
2. Imballaggio
2.1 Specifiche di Imballaggio
Il LED è confezionato in bobine contenenti 4000 pezzi per bobina.
2.1.1 Dimensioni del Nastro Trasportatore
Il nastro trasportatore ha una larghezza di 8,00mm, con un passo di 4,00mm tra le cavità. La dimensione della cavità accoglie le dimensioni del package LED. Il nastro superiore copre i componenti durante il trasporto. Un segno di polarità è indicato sul nastro per il corretto orientamento.
2.1.2 Dimensioni della Bobina
Il diametro della bobina è 178mm ±1mm, con larghezza di 8,0mm. Il diametro del mozzo è 60mm ±0,1mm e il diametro del foro dell'asse è 13,0mm ±0,5mm.
2.1.3 Specifiche del Formato Etichetta
Ogni bobina è etichettata con numero parte, numero specifica, numero lotto, codice bin, flusso luminoso, bin cromaticità, tensione diretta, lunghezza d'onda, quantità e data di produzione.
2.2 Imballaggio Resistente all'Umidità
Le bobine vengono inserite in un sacchetto barriera all'umidità con essiccante per proteggere dall'assorbimento di umidità. Il sacchetto è etichettato con le precauzioni di manipolazione per dispositivi sensibili alle scariche elettrostatiche.
2.3 Scatola di Cartone
Più sacchetti barriera all'umidità vengono imballati in una scatola di cartone per la spedizione.
2.4 Elementi e Condizioni dei Test di Affidabilità
Il LED viene sottoposto a test di affidabilità tra cui saldatura a riflusso (max 260°C, 2 volte), cicli termici (da -40°C a 100°C, 100 cicli), shock termico (da -40°C a 100°C, 300 cicli), conservazione ad alta temperatura (100°C, 1000 ore), conservazione a bassa temperatura (-40°C, 1000 ore) e test di vita (25°C, 20mA, 1000 ore). Tutti i test vengono eseguiti con 22 pezzi per test e il criterio di accettazione è 0/1 guasti.
2.5 Criteri per la Valutazione del Danno
Dopo i test di affidabilità, i criteri di guasto sono: tensione diretta (a 20mA) supera 1,1 volte il livello standard superiore; corrente inversa (a 5V) supera 2 volte il livello standard superiore; flusso luminoso (a 20mA) scende al di sotto di 0,7 volte il livello standard inferiore.
3. Istruzioni per la Saldatura a Riflusso SMT
3.1 Profilo di Saldatura a Riflusso SMT
Il profilo di saldatura a riflusso raccomandato include: velocità media di rampa ≤3°C/s; preriscaldamento da 150°C a 200°C per 60-120 secondi; tempo sopra 217°C (TL) per 60-120 secondi; temperatura di picco (TP) di 260°C per massimo 10 secondi; velocità di raffreddamento ≤6°C/s. Il tempo totale da 25°C al picco deve essere ≤8 minuti.
Note:
- La saldatura a riflusso non deve essere eseguita più di due volte. Se trascorrono più di 24 ore tra due saldature, il LED potrebbe danneggiarsi.
- Non applicare sollecitazioni ai LED durante il riscaldamento.
3.1.1 Saldatore a Stagno
Se si salda a mano, mantenere la temperatura del saldatore sotto i 300°C e il tempo di saldatura sotto i 3 secondi. La saldatura a mano deve essere eseguita una sola volta.
3.1.2 Riparazione
La riparazione non è consigliata. Se inevitabile, utilizzare un saldatore a doppia testa. Assicurarsi preventivamente che le caratteristiche del LED non vengano danneggiate.
3.1.3 Precauzioni
Non montare componenti su parti deformate del PCB. Dopo la saldatura, non deformare il circuito stampato. Non applicare forza meccanica o vibrazioni durante il raffreddamento. Non raffreddare rapidamente il dispositivo dopo la saldatura.
4. Precauzioni di Manipolazione
4.1 Precauzioni di Manipolazione
- L'ambiente operativo e i materiali di accoppiamento non devono contenere elementi di zolfo superiori a 100 PPM.
- Il contenuto singolo di bromo deve essere inferiore a 900 PPM, il contenuto singolo di cloro inferiore a 900 PPM e il contenuto totale di bromo e cloro inferiore a 1500 PPM nei materiali esterni.
- I COV (composti organici volatili) provenienti dai materiali di fissaggio possono penetrare negli incapsulanti siliconici e causare scolorimento. Evitare l'uso di adesivi che emettono vapori organici.
- Nella progettazione del circuito, non superare la corrente massima assoluta per LED. Utilizzare resistori di protezione per prevenire bruciature dovute a variazioni di tensione. Assicurarsi che non venga applicata tensione inversa al LED.
- La progettazione termica è critica. La generazione di calore può causare diminuzione della luminosità e spostamento del colore. Considerare la dissipazione del calore nella progettazione del sistema.
- Condizioni di conservazione: Prima di aprire il sacchetto di alluminio, conservare a ≤30°C e ≤75% di umidità entro 1 anno dalla data. Dopo l'apertura, conservare a ≤30°C e ≤60% di umidità per 168 ore. Se il tempo di conservazione è superato, essiccare a 60°C ±5°C per ≥24 ore.
- I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche (ESD) e allo stress elettrico eccessivo (EOS). Prendere le opportune precauzioni ESD.
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. |