Scheda Tecnica LED Blu Vista Laterale 57-11-UB0200H-AM - Package PLCC-2 - 3.1V - 20mA - 355mcd - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche tecniche per un LED blu a vista laterale ad alta affidabilità, progettato principalmente per applicazioni di illuminazione interna automotive. Il componente è alloggiato in un compatto package a montaggio superficiale PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier), che offre un ampio angolo di visione di 120 gradi, ideale per retroilluminazione e funzioni di spia dove è richiesta visibilità da più angolazioni. I suoi vantaggi chiave includono la conformità allo stringente standard di qualifica automotive AEC-Q101, garantendo prestazioni e longevità nelle severe condizioni ambientali tipiche degli interni veicolo. Il LED è inoltre conforme alle direttive ambientali RoHS e REACH. Il mercato target è costituito dai produttori di elettronica automotive che richiedono soluzioni di illuminazione robuste, affidabili e compatte per interruttori del cruscotto, pannelli di controllo e altre esigenze di illuminazione interna.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Fotometriche ed Elettriche

Le prestazioni fondamentali sono definite in una condizione di test standard con una corrente diretta (I_F) di 20mA. L'intensità luminosa tipica è di 355 millicandele (mcd), con un minimo garantito di 224 mcd e un massimo di 560 mcd. La tensione diretta (V_F) misura tipicamente 3.10V, con un range che va da un minimo di 2.75V a un massimo di 3.75V. Questo range di V_F rappresenta la banda di tolleranza di output del 99%. La lunghezza d'onda dominante (λ_d) è centrata a 468 nm (spettro blu), con una stretta tolleranza di ±1 nm, garantendo una resa cromatica uniforme. L'angolo di visione (φ), definito come l'angolo fuori asse in cui l'intensità scende alla metà del suo valore di picco, è di 120 gradi con una tolleranza di ±5 gradi.

2.2 Valori Massimi Assoluti e Gestione Termica

Per garantire l'integrità del dispositivo, i valori massimi assoluti non devono essere superati. La massima corrente diretta continua è di 30 mA, con una capacità di corrente di picco (t ≤ 10 μs) di 300 mA. La massima dissipazione di potenza è di 112 mW. La temperatura di giunzione (T_J) non deve superare i 125°C, con un range di temperatura ambiente operativa da -40°C a +110°C. Sono forniti due valori di resistenza termica: la resistenza termica reale (R_{thJS real}) da giunzione a punto di saldatura è ≤ 180 K/W, mentre il valore derivato con metodo elettrico (R_{thJS el}) è ≤ 140 K/W. Questi valori sono critici per calcolare l'innalzamento della temperatura di giunzione durante il funzionamento, al fine di prevenire la fuga termica e garantire la stabilità dell'output luminoso.

2.3 Specifiche di Affidabilità e Ambientali

Il dispositivo è qualificato secondo lo standard AEC-Q101, confermandone l'idoneità per applicazioni automotive. Presenta una classificazione di sensibilità ESD (Scarica Elettrostatica) di 8 kV (Modello Corpo Umano), offrendo una buona robustezza nella manipolazione. Il livello di sensibilità all'umidità (MSL) è classificato come Livello 2, indicando una shelf life di un anno se conservato a ≤ 30°C/60% di umidità relativa. La massima temperatura di saldatura a rifusione è di 260°C per 30 secondi.

3. Analisi delle Curve di Prestazione

3.1 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva IV)

La curva IV mostra la relazione esponenziale tipica dei LED. A 25°C, la tensione diretta aumenta con la corrente. Questo grafico è essenziale per progettare il circuito di limitazione della corrente, assicurando che il LED operi entro i suoi range specificati di tensione e corrente.

3.2 Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta

Questa curva dimostra che l'output luminoso è approssimativamente lineare con la corrente nella fascia bassa e media. Aiuta i progettisti a comprendere il compromesso tra corrente di pilotaggio e output luminoso, specialmente quando si considerano consumo energetico e gestione termica.

3.3 Caratteristiche di Dipendenza dalla Temperatura

Diversi grafici illustrano le variazioni delle prestazioni con la temperatura di giunzione (T_J). La tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo, diminuendo di circa 2 mV/°C. L'intensità luminosa diminuisce anch'essa all'aumentare della temperatura, un fattore critico per mantenere una luminosità costante negli ambienti automotive ad alta temperatura. La lunghezza d'onda dominante si sposta leggermente con la temperatura, aspetto importante per applicazioni critiche per il colore.

3.4 Curva di Derating della Corrente Diretta

Questo è un grafico vitale per il progetto termico. Mostra la massima corrente diretta continua ammissibile in funzione della temperatura del pad di saldatura (T_S). Ad esempio, a una T_S di 110°C, la massima I_F viene deratata a 22 mA. Non è raccomandato l'utilizzo al di sotto di 5mA. Questa curva deve essere utilizzata per evitare di superare la massima temperatura di giunzione.

3.5 Distribuzione Spettrale e Diagramma di Radiazione

Il grafico della distribuzione spettrale relativa mostra un picco nella regione delle lunghezze d'onda blu (~468 nm). Il diagramma del pattern di radiazione conferma visivamente l'ampio angolo di visione di 120 gradi, di tipo Lambertiano.

4. Spiegazione del Sistema di Binning

Il LED è disponibile in specifici bin di prestazione per consentire ai progettisti di selezionare i componenti in base ai requisiti di luminosità e colore della loro applicazione.

4.1 Binning dell'Intensità Luminosa

Una tabella di binning completa elenca gruppi da L1 (11.2-14 mcd) fino a GA (18000-22400 mcd). Il bin evidenziato per questo specifico numero di parte (57-11-UB0200H-AM) è T1, che corrisponde a un range di intensità luminosa da 280 a 355 mcd. Questo si allinea con il valore tipico di 355 mcd dichiarato nella tabella delle caratteristiche.

4.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

La tabella di binning della lunghezza d'onda include codici per vari range di colore. Il bin rilevante per questo LED blu è 7175, che copre una lunghezza d'onda dominante da 471 nm a 475 nm. Questo include il valore tipico di 468 nm, confermando il posizionamento del componente all'interno del bin dello spettro blu.

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

5.1 Dimensioni Meccaniche

Il LED utilizza un package standard a montaggio superficiale PLCC-2. La scheda tecnica include un disegno dimensionale dettagliato che specifica lunghezza, larghezza, altezza del package, passo dei terminali e altre tolleranze meccaniche critiche. Queste informazioni sono necessarie per il progetto dell'impronta PCB e per garantire un corretto montaggio nell'assemblaggio.

5.2 Layout Consigliato dei Pad di Saldatura

Un diagramma fornisce il pattern di land PCB ottimale (geometria del pad di saldatura) per il package PLCC-2. Seguire questa raccomandazione garantisce la formazione di giunti di saldatura affidabili durante la rifusione, una corretta resistenza meccanica e un efficace trasferimento di calore dal dispositivo al PCB.

5.3 Identificazione della Polarità

Il catodo è tipicamente identificato da una marcatura sul package, come una tacca, un punto o un angolo smussato. L'orientamento corretto della polarità durante l'assemblaggio è cruciale per il funzionamento del dispositivo.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

La scheda tecnica specifica un profilo di rifusione con una temperatura di picco di 260°C per una durata massima di 30 secondi. Il rispetto di questo profilo è obbligatorio per prevenire danni termici al chip LED, ai bonding wires e al package plastico. Il profilo include fasi di preriscaldamento, stabilizzazione, rifusione e raffreddamento con velocità di rampa e tempo sopra il liquido definiti.

6.2 Precauzioni per l'Uso

Le precauzioni generali di manipolazione includono evitare stress meccanici sulla lente, prevenire le scariche elettrostatiche (ESD) utilizzando apparecchiature messe a terra e non superare i valori massimi assoluti. Il dispositivo non deve essere operato in polarizzazione inversa. Devono essere osservate le corrette condizioni di stoccaggio secondo la classificazione MSL-2.

7. Confezionamento e Informazioni d'Ordine

I LED sono forniti su nastro e bobina per l'assemblaggio automatizzato pick-and-place. La scheda tecnica include specifiche di confezionamento come dimensioni della bobina, larghezza del nastro, spaziatura delle tasche e orientamento. Il numero di parte 57-11-UB0200H-AM segue un sistema di codifica specifico che probabilmente denota il tipo di package (57), colore/vista (11-UB per vista laterale blu) e il bin di prestazione (0200H).

8. Raccomandazioni Applicative

8.1 Scenari Applicativi Tipici

L'applicazione principale è l'illuminazione interna automotive, inclusa la retroilluminazione per interruttori, pulsanti, strumenti di bordo, controlli infotainment e illuminazione ambientale. L'emissione laterale e l'ampio angolo lo rendono adatto per applicazioni in cui il LED è montato perpendicolarmente alla superficie di visione, illuminando una guida luminosa o una piccola apertura.

8.2 Considerazioni di Progetto

Pilotaggio di Corrente:È raccomandato un driver a corrente costante rispetto a una sorgente a tensione costante con resistenza in serie, per un output luminoso più stabile, specialmente al variare della temperatura. Il circuito deve limitare I_F a ≤ 30 mA in continuo.
Gestione Termica:Il layout PCB dovrebbe massimizzare l'area di rame attorno ai pad di saldatura per fungere da dissipatore, mantenendo la temperatura del punto di saldatura (T_S) il più bassa possibile per massimizzare la corrente ammissibile e l'output luminoso. Utilizzare la curva di derating per il progetto.
Progetto Ottico:Considerare l'angolo di visione di 120 gradi quando si progettano guide luminose o diffusori per garantire un'illuminazione uniforme.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto ai LED commerciali standard, i fattori chiave di differenziazione di questo dispositivo sono la sua qualifica AEC-Q101 per l'affidabilità automotive, l'ampio angolo di visione di 120 gradi in un package a vista laterale e il suo specifico binning per colore e luminosità uniformi. La classificazione ESD 8kV e MSL-2 ne migliorano ulteriormente la robustezza per i processi produttivi industriali e automotive.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D: Qual è la corrente operativa raccomandata?
R: La condizione operativa tipica è 20mA, che fornisce 355 mcd. Può essere pilotato fino a un massimo di 30mA, ma deve essere applicato il derating termico secondo la curva di derating.
D: Come interpreto il bin di intensità luminosa T1?
R: Il bin T1 garantisce che l'intensità luminosa sarà compresa tra 280 mcd e 355 mcd quando misurata a I_F=20mA e T_J=25°C.
D: Questo LED può essere utilizzato in applicazioni non automotive?
R: Sì, la sua alta affidabilità lo rende adatto per controlli industriali, elettronica di consumo ed elettrodomestici dove sono richieste lunga vita e prestazioni stabili, sebbene possa essere ottimizzato in termini di costo per volumi automotive.
D: Perché esiste una specifica di corrente minima (5mA)?
R: L'operazione al di sotto di questa corrente minima può portare a un'emissione di luce instabile o non uniforme dalla giunzione del semiconduttore.

11. Studio di Caso di Progetto e Utilizzo

Scenario: Retroilluminazione per un Pannello di Controllo Clima Automotive.Un progettista deve illuminare diversi interruttori a membrana e un piccolo encoder rotativo. Lo spazio dietro il pannello è estremamente limitato. Sceglie questo LED blu a vista laterale per il suo compatto package PLCC-2. Più LED sono posizionati lungo il bordo di una sottile guida luminosa in acrilico. L'angolo di visione di 120 gradi accoppia efficientemente la luce nella guida. Il progettista utilizza un driver LED a corrente costante impostato a 18mA per LED per garantirne la longevità e tenere conto delle potenziali alte temperature ambientali all'interno del cruscotto. Il layout PCB include pad termici generosi collegati a un piano di massa. La qualifica AEC-Q101 dà fiducia nella durata del prodotto per l'intero ciclo di vita del veicolo in diverse condizioni climatiche.

12. Principio Operativo

Questo è un diodo a emissione luminosa a semiconduttore. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la sua energia di bandgap, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del chip semiconduttore (tipicamente basato su materiali InGaN per la luce blu). Questo processo di ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica degli strati semiconduttori determina la lunghezza d'onda dominante (colore) della luce emessa. Il package plastico incorpora una lente sagomata che modella il pattern di radiazione per ottenere l'angolo di visione specificato di 120 gradi.

13. Trend Tecnologici

Il trend nei LED per illuminazione automotive e generale è verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), che riduce il consumo energetico e il carico termico. C'è anche una spinta verso un'affidabilità più elevata e una maggiore durata. Nel packaging, il trend è verso la miniaturizzazione mantenendo o migliorando le prestazioni ottiche e la dissipazione termica. Per i LED a vista laterale, i progressi includono un'efficienza di estrazione della luce migliorata dal chip e un controllo ottico più preciso dalla lente del package per creare pattern di fascio specifici per applicazioni con guide luminose. L'integrazione del circuito di pilotaggio e di più chip LED in moduli singoli è anche uno sviluppo in corso.