Scheda Tecnica LED Rosso Side View 57-21-UR0200H-AM - Package PLCC-2 - 2.0V - 1120mcd - Grado Automotive

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED rosso ad alte prestazioni con emissione laterale, progettato principalmente per applicazioni interne automotive. Il dispositivo è alloggiato in un compatto package a montaggio superficiale PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier), offrendo un ottimo equilibrio tra elevata emissione luminosa e un ampio angolo di visione, ideale per retroilluminazione e funzioni di indicatore.

Il vantaggio principale di questo componente risiede nella sua affidabilità di grado automotive, avendo superato la qualifica allo standard AEC-Q101, che garantisce le prestazioni nelle severe condizioni di temperatura, umidità e vibrazioni tipiche degli ambienti veicolari. La sua conformità alle direttive RoHS e REACH lo rende adatto ai mercati globali con normative ambientali stringenti.

Il mercato di riferimento è l'elettronica automotive, con applicazioni specifiche che includono la retroilluminazione del cruscotto, l'illuminazione degli interruttori e altri indicatori di stato interni dove è richiesta un'emissione di luce rossa costante, brillante e affidabile.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Fotometriche ed Elettriche

I parametri operativi chiave definiscono le prestazioni del LED in condizioni di test standard (T_s=25°C). La tensione diretta tipica (V_F) è di 2,00V con una corrente diretta (I_F) di 20mA, con un intervallo specificato da 1,75V a 2,75V. Questa tensione relativamente bassa è compatibile con le linee di alimentazione automotive comuni.

Il parametro fotometrico principale è l'intensità luminosa (I_V), che ha un valore tipico di 1120 millicandele (mcd) a 20mA. I limiti minimo e massimo per questo lotto sono rispettivamente 710 mcd e 1400 mcd. Questa elevata luminosità è ottenuta mantenendo un angolo di visione (φ) molto ampio di 120 gradi, definito come l'angolo fuori asse in cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore di picco. Questo ampio angolo garantisce un'illuminazione uniforme su un'ampia area, fondamentale per la retroilluminazione dei pannelli.

La lunghezza d'onda dominante (λ_d) è centrata a 622 nm (tipico), definendo la tonalità della luce rossa emessa, con un intervallo da 618 nm a 627 nm. Il dispositivo non è progettato per funzionare con tensione inversa.

2.2 Valori Massimi Assoluti e Gestione Termica

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente. La corrente diretta continua massima assoluta è 50 mA e la dissipazione di potenza massima è 137 mW. Per impulsi brevi (t ≤ 10 μs, duty cycle D=0,005), è ammissibile una corrente di sovratensione (I_FM) di 100 mA.

La gestione termica è cruciale per la longevità e la stabilità delle prestazioni del LED. La resistenza termica dalla giunzione del LED al punto di saldatura (R_thJS) è specificata con due valori: 160 K/W (reale, basato su misurazione termica) e 120 K/W (elettrico, derivato da parametri elettrici). Questo parametro indica quanto efficacemente il calore viene trasferito dalla giunzione del semiconduttore. La temperatura massima ammissibile della giunzione (T_J) è 125°C. L'intervallo di temperatura di funzionamento e di stoccaggio è da -40°C a +110°C, confermando l'idoneità per ambienti automotive severi.

Il dispositivo ha una classificazione di sensibilità ESD (Scarica Elettrostatica) di 2 kV (Modello del Corpo Umano), che è un livello standard per molti componenti elettronici ma richiede le precauzioni standard di manipolazione ESD durante l'assemblaggio.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per gestire le variazioni di produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri prestazionali chiave. Questa scheda tecnica fornisce informazioni dettagliate sul binning per l'intensità luminosa e la lunghezza d'onda dominante.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa viene classificata utilizzando un codice alfanumerico (es. L1, M2, V1, AA). Ogni bin copre un intervallo specifico di valori minimi e massimi di intensità luminosa misurati in millicandele (mcd). I bin seguono una progressione logaritmica, con ogni passo che corrisponde approssimativamente a un aumento del 25%. Per questo numero di parte specifico (57-21-UR0200H-AM), i possibili bin di output sono evidenziati, con il valore tipico di 1120 mcd che rientra nel bin "AA" (1120-1400 mcd). Questo sistema consente ai progettisti di selezionare componenti con una luminosità costante per la loro applicazione.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Analogamente, anche la lunghezza d'onda dominante, che determina il colore preciso della luce rossa, viene classificata. I bin sono definiti da codici numerici che rappresentano l'intervallo di lunghezza d'onda in nanometri (nm). Il valore tipico di 622 nm per questo LED rientrerebbe in un bin di lunghezza d'onda specifico, garantendo la coerenza del colore tra più unità in una produzione. La tolleranza per la misurazione della lunghezza d'onda dominante è ±1 nm.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include diversi grafici che illustrano il comportamento del LED in condizioni variabili, essenziali per la progettazione del circuito e la gestione termica.

4.1 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva IV)

Questo grafico mostra la relazione esponenziale tra corrente diretta (I_F) e tensione diretta (V_F). È cruciale per progettare il circuito di limitazione della corrente. La curva dimostra che un piccolo aumento della tensione oltre il tipico 2,0V può portare a un aumento significativo e potenzialmente dannoso della corrente, evidenziando la necessità di driver a corrente costante piuttosto che alimentatori a tensione costante.

4.2 Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta

Questo grafico mostra come l'emissione luminosa scala con la corrente di pilotaggio. Mentre l'output aumenta con la corrente, non è perfettamente lineare, specialmente a correnti più elevate dove l'efficienza può diminuire a causa dell'aumento della generazione di calore.

4.3 Caratteristiche di Dipendenza dalla Temperatura

Diversi grafici dettagliano l'impatto della temperatura di giunzione (T_J):

• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura di Giunzione:Mostra che l'emissione luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura. Questo derating deve essere considerato nei progetti in cui il LED può operare a temperature ambiente elevate.
• Tensione Diretta Relativa vs. Temperatura di Giunzione:Dimostra che V_Fha un coefficiente di temperatura negativo, diminuendo di circa 2 mV/°C. Ciò può influenzare le prestazioni dei limitatori di corrente semplici basati su resistore.
• Lunghezza d'Onda Relativa vs. Temperatura di Giunzione:Indica che la lunghezza d'onda dominante si sposta leggermente (tipicamente aumentando) con la temperatura, il che può causare una leggera variazione di colore nell'applicazione.

4.4 Curva di Derating della Corrente Diretta

Questo è uno dei grafici più critici per un progetto affidabile. Traccia la corrente diretta continua massima ammissibile rispetto alla temperatura del pad di saldatura. All'aumentare della temperatura al punto di saldatura, la corrente massima sicura diminuisce linearmente. Ad esempio, alla temperatura massima del pad di saldatura di 110°C, la corrente continua massima ammissibile è solo 34 mA, significativamente inferiore al massimo assoluto di 50 mA a 25°C. I progettisti devono garantire che il progetto termico mantenga il punto di saldatura sufficientemente fresco per consentire la corrente di pilotaggio desiderata.

4.5 Capacità di Gestione degli Impulsi Ammissibili

Questo grafico definisce la relazione tra larghezza dell'impulso (t_p) e corrente diretta di sovratensione ammissibile (I_F) per vari duty cycle (D). Consente ai progettisti di comprendere i limiti per il funzionamento in impulsi, come nei sistemi di illuminazione multiplexati o per creare effetti lampeggianti, garantendo che il LED non sia sottoposto a impulsi di corrente che potrebbero causare degrado.

4.6 Distribuzione Spettrale e di Radiazione

Il grafico della distribuzione spettrale relativa mostra l'emissione luminosa attraverso lo spettro visibile, con un picco nella regione rossa intorno a 622 nm. Il diagramma del pattern di radiazione (grafico polare) conferma visivamente l'angolo di visione di 120 gradi, mostrando come l'intensità si distribuisce spazialmente.

5. Informazioni Meccaniche, di Assemblaggio e di Confezionamento

5.1 Dimensioni Meccaniche e Polarità

Il componente utilizza un package standard a montaggio superficiale PLCC-2. Il disegno meccanico fornisce le dimensioni precise del corpo del package, della spaziatura dei terminali e dell'altezza complessiva. La polarità è chiaramente indicata, tipicamente da una tacca o un marcatore sul package e/o nel diagramma dell'impronta. L'orientamento corretto è essenziale per il corretto funzionamento.

5.2 Progetto Consigliato per i Pad di Saldatura

Viene fornita una raccomandazione per il land pattern (impronta) per la progettazione del PCB. Ciò include le dimensioni e la spaziatura per i pad di rame a cui saranno saldati i terminali del LED. Seguire questa raccomandazione garantisce una buona formazione del giunto di saldatura, un corretto allineamento e un trasferimento termico ottimale dal dispositivo al PCB.

5.3 Profilo di Rifusione per Saldatura

La scheda tecnica specifica un profilo di rifusione compatibile con processi di saldatura senza piombo (Pb-free). La temperatura di picco non deve superare i 260°C e il tempo sopra i 240°C deve essere limitato a un massimo di 30 secondi. Rispettare questo profilo è fondamentale per prevenire danni termici al package plastico del LED e ai bonding interni durante il processo di assemblaggio a montaggio superficiale.

5.4 Informazioni sul Confezionamento

I LED sono forniti in confezionamento a nastro e bobina adatto per macchine pick-and-place automatizzate. Le specifiche includono le dimensioni della bobina, la larghezza del nastro, la spaziatura delle tasche e l'orientamento dei componenti sul nastro. Queste informazioni sono necessarie per impostare l'attrezzatura della linea di assemblaggio.

6. Linee Guida Applicative e Considerazioni di Progetto

6.1 Scenari Applicativi Tipici

L'applicazione principale èl'illuminazione interna automotive. Ciò include:

• Retroilluminazione del Quadro Strumenti e del Cruscotto:Illuminazione di strumenti, display LCD e simboli di avviso.
• Illuminazione di Interruttori e Controlli:Retroilluminazione di pulsanti per il controllo climatico, sistemi audio, interruttori finestrini e selettori del cambio.
• Indicatori di Stato Generali:Luci di accensione, avvisi di porta socchiusa o altri indicatori funzionali.

La sua emissione laterale è ideale per applicazioni in cui la luce deve essere diretta parallelamente alla superficie del PCB in una guida luminosa o in un diffusore.

6.2 Considerazioni Critiche di Progetto

1. Circuito di Pilotaggio:Utilizzare sempre un driver a corrente costante o una resistenza di limitazione della corrente in serie con il LED. Il valore della resistenza (R) può essere calcolato utilizzando la Legge di Ohm: R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Assicurarsi che la potenza nominale della resistenza sia sufficiente (P = I_F²* R).

2. Gestione Termica:Questo è fondamentale per l'affidabilità e il mantenimento dell'emissione luminosa. Utilizzare la curva di derating per determinare la corrente di pilotaggio massima per la temperatura operativa prevista. Garantire un'adeguata area di rame (thermal relief) sul PCB collegata ai pad di saldatura per dissipare il calore. In ambienti ad alta temperatura ambiente (come vicino all'elettronica del vano motore di un'auto), potrebbero essere necessarie ulteriori misure di raffreddamento.

3. Protezione ESD:Implementare procedure standard di manipolazione ESD durante l'assemblaggio. Per applicazioni sensibili, considerare l'aggiunta di diodi di soppressione di tensione transiente (TVS) o altri circuiti di protezione sulle linee di alimentazione in ingresso.

4. Progetto Ottico:L'angolo di visione di 120 gradi potrebbe richiedere diffusori o guide luminose per ottenere l'uniformità e l'aspetto desiderati nel prodotto finale. Il fattore di forma side view è scelto specificamente per accoppiarsi efficientemente con tali elementi ottici.

7. Precauzioni per l'Uso

La scheda tecnica include una sezione standard di precauzioni. I punti chiave includono:

• Evitare di applicare tensione inversa.
• Non superare i valori massimi assoluti per corrente, potenza e temperatura.
• Seguire il profilo di rifusione consigliato per prevenire danni al package.
• Conservare in condizioni appropriate per evitare l'assorbimento di umidità (la classificazione MSL 2 indica una vita a scaffale di 1 anno dopo l'apertura della confezione asciutta, in condizioni ≤30°C/60% UR).
• Pulire utilizzando metodi compatibili con il materiale del package (evitare la pulizia ultrasonica con determinate frequenze).

8. Informazioni per l'Ordine

Il numero di parte 57-21-UR0200H-AM segue un sistema di codifica specifico. Sebbene la scomposizione completa possa essere proprietaria, tipicamente codifica informazioni come il tipo di package (57-21 probabilmente indica PLCC-2), colore (UR per rosso), bin di luminosità e possibilmente altri attributi. Per la selezione specifica del bin o opzioni di confezionamento (es. dimensione nastro e bobina), la sezione informazioni per l'ordine fornirebbe i codici esatti da utilizzare.

9. FAQ Basate sui Parametri Tecnici

D: Posso pilotare questo LED direttamente da una linea automotive a 5V o 12V?

R: No. È necessario utilizzare sempre una resistenza di limitazione della corrente in serie o un driver a corrente costante. Collegarlo direttamente a una sorgente di tensione superiore alla sua tensione diretta causerà un flusso di corrente eccessivo, potenzialmente distruggendo il LED istantaneamente.

D: La scheda tecnica mostra un'intensità tipica di 1120mcd. Perché il mio valore misurato potrebbe essere diverso?

R: Diversi fattori influenzano l'intensità misurata: la corrente di pilotaggio (deve essere esattamente 20mA), la temperatura del LED durante la misurazione, la calibrazione dell'attrezzatura di misurazione e la variazione intrinseca del binning (il campione potrebbe provenire dall'estremità inferiore o superiore del bin AA).

D: Questo LED è adatto per applicazioni automotive esterne come le luci posteriori?

R: Sebbene sia qualificato AEC-Q101, la sua applicazione principale è elencata come illuminazione interna. Le luci esterne hanno spesso requisiti diversi per una luminosità più elevata, coordinate di colore diverse e una protezione più stringente contro gli agenti atmosferici e l'esposizione ai raggi UV. Un LED dedicato di grado esterno sarebbe più appropriato.

D: Cosa significa MSL 2 per lo stoccaggio?

R: Il Livello di Sensibilità all'Umidità 2 significa che il package può essere esposto alle condizioni del pavimento della fabbrica (≤30°C/60% UR) fino a 1 anno prima che richieda la cottura (baking) prima della rifusione. I componenti su nastro e bobina sono spediti in una busta asciutta con una scheda indicatrice di umidità.