RGB SMD LED 3.7x3.5x2.8mm Full-Color - Tensione Rosso 1.7-2.4V, Verde/Blu 2.5-3.3V - Potenza fino a 68mW per Die - Scheda Tecnica Italiana

1. Panoramica del prodotto

1.1 Descrizione generale

Il modello RF-W1SA35IS-A40 è un LED RGB SMD a colori completi progettato per applicazioni di visualizzazione e illuminazione ad alte prestazioni. Presenta un package compatto di 3.7mm x 3.5mm x 2.8mm con superficie opaca e design ad alto contrasto. Il dispositivo integra tre chip LED indipendenti (Rosso, Verde, Blu) in un unico pacchetto, offrendo ricche capacità di miscelazione dei colori. Il LED è resistente all'acqua secondo IPX6, rendendolo adatto per ambienti esterni. Con un ampio angolo di visione di 110 gradi e un'elevata intensità luminosa, offre un'ottima visibilità da diverse angolazioni. Il prodotto è conforme RoHS e compatibile con la saldatura a rifusione senza piombo, soddisfacendo gli standard ambientali moderni.

1.2 Caratteristiche

• Angolo di visione estremamente ampio (110°).
• Elevata intensità luminosa con bassa dissipazione di potenza.
• Buona affidabilità e lunga durata operativa.
• Resistente all'acqua fino al livello IPX6.
• Livello di sensibilità all'umidità: 5a (MSL 5a).
• Conforme RoHS e applicabile alla saldatura a rifusione senza piombo.
• Superficie opaca per un contrasto migliorato.
• Design a spazzola superficiale per alto contrasto.

1.3 Applicazioni

• Schermi video a colori completi per esterni e display.
• Illuminazione decorativa per interni ed esterni.
• Illuminazione per parchi di divertimento e sistemi di intrattenimento.
• Indicazione di colore e segnaletica per usi generali.

2. Parametri tecnici

2.1 Caratteristiche elettriche e ottiche (a Ts=25°C)

La tabella seguente riassume i parametri elettrici e ottici principali per ciascun chip colore. Le gamme di tensione diretta (VF) per Rosso: da 1.7V a 2.4V, Verde: da 2.5V a 3.3V, Blu: da 2.5V a 3.3V a IF=20mA. Le gamme di lunghezza d'onda dominante sono 617-628nm (Rosso), 520-545nm (Verde) e 460-475nm (Blu) con passi di binning di 5nm per il Rosso e 3nm per Verde/Blu. La larghezza di banda dello spettro di radiazione è 24nm (Rosso), 38nm (Verde) e 30nm (Blu). Le gamme di intensità luminosa (IV): Rosso min 730mcd, tip 1100mcd, max 1600mcd; Verde min 1540mcd, tip 2300mcd, max 3450mcd; Blu min 380mcd, tip 570mcd, max 850mcd. Il rapporto di binning dell'intensità è 1:1.3 per tutti i colori. La corrente inversa (IR) è massima di 6μA a VR=5V. L'angolo di visione è 110°.

2.2 Valori massimi assoluti

I valori massimi assoluti indicano i limiti oltre i quali può verificarsi un danno al dispositivo. Corrente diretta: Rosso 25mA, Verde/Blu 20mA. Tensione inversa: 5V per tutti i colori. Intervallo di temperatura operativa: da -30°C a +85°C. Intervallo di temperatura di stoccaggio: da -40°C a +100°C. Dissipazione di potenza: Rosso 60mW, Verde/Blu 68mW. Temperatura massima di giunzione (TJ): 115°C. Tensione di resistenza alle scariche elettrostatiche (ESD) (HBM): 1000V. Bisogna assicurarsi che la dissipazione di potenza non superi i valori massimi assoluti. Tutte le misurazioni sono effettuate in ambienti standardizzati specificati dal produttore.

2.3 Sistema di binning

Per garantire coerenza cromatica e uniformità della luminosità, ogni chip colore è raggruppato per lunghezza d'onda dominante, intensità luminosa e tensione diretta. I bin della lunghezza d'onda dominante per il Rosso sono a incrementi di 5nm, e per Verde/Blu a incrementi di 3nm. L'intensità luminosa è raggruppata con un rapporto di 1:1.3 per bin. Sono forniti anche bin per la tensione diretta per ciascun colore. Questi bin sono indicati sull'etichetta del prodotto e consentono ai clienti di selezionare LED con tolleranze strette per display uniformi.

3. Curve di prestazione

3.1 Tensione diretta vs. Corrente diretta

La curva (Fig 1-6) mostra la relazione tra tensione diretta e corrente diretta per i tre colori. All'aumentare della tensione diretta da 1.5V a 3.5V, la corrente diretta cresce in modo esponenziale, con il Rosso che mostra una tensione inferiore alla stessa corrente rispetto a Verde e Blu. Questo aiuta nella progettazione di circuiti di limitazione della corrente appropriati.

3.2 Corrente diretta vs. Intensità relativa

La Fig 1-7 illustra che l'intensità relativa aumenta con la corrente diretta. A 25mA, l'intensità relativa raggiunge circa il 250% per il Rosso, il 200% per il Verde e il 180% per il Blu rispetto al punto di riferimento. Il comportamento lineare fino a circa 20mA indica un'efficienza ottimale; oltre, gli effetti termici possono ridurre la manutenzione del flusso luminoso.

3.3 Intensità luminosa vs. Temperatura ambiente

La Fig 1-8 mostra che l'intensità luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. A 100°C, l'intensità relativa scende a circa l'80% del valore a 25°C. Una corretta gestione termica è essenziale per mantenere la luminosità in ambienti ad alta temperatura.

3.4 Temperatura di saldatura vs. Derating della corrente diretta

La Fig 1-9 fornisce una curva di derating per la corrente diretta in base alla temperatura del punto di saldatura (Ts). Ad esempio, a Ts=85°C, la corrente diretta massima deve essere ridotta a circa 10mA per Verde e Blu e 15mA per Rosso. Ciò garantisce che la temperatura di giunzione rimanga entro limiti di sicurezza.

3.5 Distribuzione spettrale

La Fig 1-10 mostra gli spettri di emissione normalizzati dei chip Rosso, Verde e Blu. Il picco del Rosso è intorno a 620-625nm, del Verde intorno a 530nm e del Blu intorno a 465nm. Le larghezze di banda ridotte consentono una buona saturazione del colore e capacità di miscelazione.

3.6 Diagramma di radiazione (Direttività)

Le Fig 1-11 e 1-12 illustrano la distribuzione angolare della radiazione nelle direzioni X-X e Y-Y. L'intensità rimane superiore al 50% a ±60°, confermando l'ampio angolo di visione di 110°. Ciò rende il LED adatto per display di grandi dimensioni dove è richiesta uniformità.

4. Dimensioni meccaniche e imballaggio

4.1 Dimensioni del package

Il contorno del package è 3.7mm x 3.5mm x 2.8mm (LxLxH). La vista dall'alto mostra una configurazione a 6 pin con anodo/catodo per ciascun colore: 1R+, 2R-, 3G+, 4G-, 5B+, 6B-. Un segno di pin indica la polarità. La vista dal basso mostra i pad di saldatura. Viene fornito un pattern di saldatura raccomandato (Fig 1-5) per garantire una corretta dissipazione del calore e stabilità meccanica. Il package include uno strato di riempimento in colla (Fig 1-6) per protezione aggiuntiva. Tutte le dimensioni sono in millimetri con tolleranze di ±0.1mm salvo diversa indicazione.

4.2 Dimensioni del nastro di trascinamento e della bobina

I LED sono confezionati in nastro di trascinamento con un passo adatto per il posizionamento automatico. Dimensioni della bobina: A=400.2mm, B=100.0mm, C=14.3mm, D=2.6mm, E=16.4mm, F=12.7mm. La larghezza del nastro di trascinamento è tipicamente 16mm. Le tolleranze sono ±0.1mm salvo diversa indicazione. Ogni bobina contiene 4000 pezzi.

4.3 Informazioni sull'etichetta

L'etichetta include il numero parte, il numero di lotto, i codici di binning per intensità (IV), tensione diretta (VF), lunghezza d'onda (Wd), corrente diretta (IF) e quantità (QTY). È anche indicata la data di produzione. Queste informazioni sono essenziali per la tracciabilità e per garantire bin abbinati in un assemblaggio.

4.4 Imballaggio resistente all'umidità

I LED vengono spediti in buste di alluminio antistatiche e resistenti all'umidità con essiccante e un indicatore di umidità. Questo protegge i dispositivi sensibili MSL 5a durante lo stoccaggio e il trasporto. La busta è sigillata sottovuoto per mantenere un'umidità interna bassa.

5. Linee guida per la saldatura

5.1 Profilo di saldatura a rifusione

Si raccomanda un profilo di rifusione standard senza piombo. Parametri chiave: velocità media di rampa ≤4°C/s, preriscaldamento da 150°C a 200°C per 60-120s, tempo sopra 217°C (TL) ≤60s, temperatura di picco (TP) ≤245°C per ≤10s, e tempo entro 5°C dal picco ≤30s. Velocità di raffreddamento ≤6°C/s. Tempo totale da 25°C al picco ≤8 minuti. È consentito un solo ciclo di rifusione. Si consiglia la rifusione in azoto per prevenire l'ossidazione e mantenere le prestazioni ottiche. Si suggerisce l'uso di pasta saldante a media temperatura.

5.2 Saldatura a mano e riparazione

Se è necessaria la saldatura a mano, utilizzare un saldatore impostato al di sotto di 300°C e mantenere il tempo di contatto sotto i 3 secondi. È consentita una sola operazione di saldatura a mano. La riparazione dopo la saldatura non è raccomandata; se inevitabile, utilizzare un saldatore a doppia testa e pre-validare l'impatto sulle caratteristiche del LED.

5.3 Pulizia

Non utilizzare acqua, benzene o diluente per la pulizia. Si consiglia l'alcol isopropilico (IPA). Se si utilizzano altri solventi, verificare che non attacchino il package del LED. Evitare liquidi ionici contenenti cloro o zolfo, poiché potrebbero causare corrosione.

6. Precauzioni per la manipolazione

6.1 Condizioni di stoccaggio

L'imballaggio resistente all'umidità è valido per 6 mesi se conservato a meno di 30°C e 60% di umidità relativa. Prima dell'apertura, verificare la presenza di perdite d'aria; se presenti, cuocere il prodotto prima dell'uso. Dopo l'apertura, utilizzare entro 12 ore a meno di 30°C/60% RH. Il materiale non utilizzato deve essere conservato a meno di 30°C/10% RH e cotto prima del successivo utilizzo (65±5°C per 24 ore). I requisiti di cottura dipendono dalla data di produzione e dallo stato di umidità come dettagliato nella tabella.

6.2 Protezione dalle scariche elettrostatiche (ESD)

Tutte le apparecchiature che maneggiano i LED devono essere adeguatamente messe a terra. Utilizzare cinturini da polso antistatici, tappetini, uniformi, guanti e contenitori. I LED danneggiati possono presentare una tensione diretta inferiore o non accendersi a corrente bassa.

6.3 Protezione dalla tensione inversa

La corrente inversa dei LED normali è molto piccola, ma la tensione inversa ripetuta superiore a 5V può causare danni e aumentare la corrente inversa, influenzando la scala di grigio del display. Progettare circuiti per garantire che la tensione inversa non superi mai 5V.

6.4 Temperatura operativa sicura

La temperatura superficiale del LED deve essere inferiore a 55°C e la temperatura dei conduttori inferiore a 75°C durante il funzionamento. È necessaria una corretta gestione termica con un'adeguata area di rame del PCB e spaziatura per mantenere la temperatura di giunzione al di sotto del massimo di 115°C. La corrente di pilotaggio deve essere deratata in base alla temperatura ambiente.

6.5 Indicazioni per la progettazione e l'uso

• La corrente diretta per chip non deve superare il massimo assoluto.
• Si consiglia il pilotaggio a corrente costante per ciascun colore.
• La dissipazione di potenza totale deve rimanere entro i limiti quando più die sono accesi.
• Evitare la tensione inversa; assicurarsi che l'alimentazione sia spenta quando non in uso. Per lo stoccaggio a lungo termine, deumidificare prima del riutilizzo.
• Nel pilotaggio a matrice, assicurarsi che la tensione inversa non superi il valore nominale. Proteggere dai sovraccarichi di fulmini.
• Invecchiare il display dopo l'assemblaggio per rilevare difetti, utilizzando livelli di corrente adeguati e un ambiente senza condensa.
• Per ambienti difficili (elevata umidità, sali, solfuri), fornire protezione aggiuntiva.
• La prima accensione dopo l'installazione deve avvenire al 20% della potenza per un periodo iniziale per alleviare l'umidità.
• Per i display a noleggio, utilizzare bin abbinati per uniformità di colore e luminosità. Durante la spedizione, utilizzare imballaggi resistenti all'umidità e proteggere fisicamente i LED.

6.6 Altre note sulla manipolazione

Non toccare direttamente la superficie epossidica; maneggiare dalle superfici laterali con pinzette. Evitare il contatto con le mani nude per prevenire contaminazioni. Non impilare PCB assemblati per evitare danni alla resina e ai wire bond. Fare riferimento al manuale utente completo del produttore per ulteriori precauzioni.

6.7 Dichiarazione

Questa specifica è fornita sia in inglese che in cinese; la versione cinese è quella autorevole. Il produttore si riserva il diritto di modificare le specifiche senza preavviso. La specifica valida è quella firmata da entrambe le parti prima della produzione in serie.

7. Test di affidabilità

7.1 Elementi e condizioni di test

Il LED è sottoposto a vari test di affidabilità secondo gli standard JEDEC e JEITA. I test includono resistenza al calore di saldatura (picco 260°C, 3 volte), shock termico (da -40°C a +100°C, 500 cicli), resistenza all'umidità (85°C/85%RH + 3 rifusioni), stoccaggio ad alta temperatura (100°C per 1000h), stoccaggio a bassa temperatura (-40°C per 1000h), vita operativa a temperatura ambiente (25°C, 20mA per 1000h), vita in alta temperatura e alta umidità (85°C/85%RH, 10mA per 500h), stoccaggio in temperatura e umidità (85°C/85%RH per 1000h) e vita operativa a bassa temperatura (-40°C, 20mA per 1000h). La dimensione del campione è 22 pezzi con criteri di accettazione di 0/1 difetti.

7.2 Criteri di guasto

Criteri di giudizio: variazione della tensione diretta ≤10%, corrente inversa ≤10μA a 5V, degradazione media dell'intensità luminosa ≤30% e nessun difetto meccanico come crepe, delaminazione o luci morte. I test di affidabilità sono condotti su LED singoli/a striscia in buona dissipazione termica; le condizioni applicative effettive possono influenzare la durata.

8. Informazioni per l'ordine

L'unità di imballaggio standard è una bobina da 4000 pezzi. Il prodotto è fornito con un'etichetta che indica il numero parte, il numero di lotto, i codici di bin e la quantità. Per l'ordine, i clienti devono specificare la lunghezza d'onda, l'intensità e i bin di tensione desiderati. Contattare il fornitore per la disponibilità di bin specifici.

9. Raccomandazioni applicative

9.1 Progettazione del circuito di pilotaggio

Utilizzare driver a corrente costante per ciascun canale colore per mantenere luminosità e miscelazione dei colori costanti. La variazione della tensione diretta tra i bin deve essere considerata nella progettazione della tensione di conformità del driver. Resistenze in serie o regolatori lineari possono essere utilizzati per piccoli lotti, ma la regolazione PWM con corrente costante è preferita per display di grandi dimensioni per evitare spostamenti del colore.

9.2 Gestione termica

Poiché la temperatura massima di giunzione è 115°C, è necessario un adeguato smaltimento del calore attraverso piani di rame del PCB e vie termiche. Per pixel pitch densi, considerare l'aumento della spaziatura o l'uso di convezione forzata. Deratare la corrente di pilotaggio secondo la curva di derating della temperatura di saldatura (Fig 1-9) per evitare surriscaldamento.

9.3 Miscelazione dei colori e calibrazione

Per ottenere un bilanciamento del bianco accurato, calibrare i rapporti PWM dei canali RGB utilizzando un colorimetro. Le larghezze di banda ridotte (soprattutto Rosso e Blu) forniscono un'ampia gamma di colori, ma le variazioni di binning richiedono compensazione. Utilizzare i codici di bin dell'etichetta per ordinare i LED in gruppi con tolleranze strette.

9.4 Considerazioni ambientali

La classificazione IPX6 consente l'uso all'aperto sotto la pioggia, ma l'esposizione prolungata ad alta umidità, nebbia salina o gas corrosivi (es. acido solfidrico) può degradare le prestazioni. Fornire rivestimento conforme o incapsulamento per moduli esterni. Nelle zone costiere, utilizzare misure protettive aggiuntive.