Scheda Tecnica LED Celeste PLCC-2 - Package 3.2x2.8x1.9mm - Tensione 2.9V - Potenza 75mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per un LED Celeste ad alta luminosità in package SMD PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Il dispositivo è progettato per affidabilità e prestazioni in ambienti impegnativi, caratterizzato da un ampio angolo di visione di 120° e qualificato secondo lo standard AEC-Q101 per componenti automobilistici. Le sue applicazioni principali includono l'illuminazione ambientale interna per autoveicoli, la retroilluminazione per interruttori e indicatori, e altri scopi di illuminazione generale dove sono richiesti colore e luminosità costanti.

1.1 Vantaggi Principali

• Alta Efficienza Luminosa:Fornisce un'intensità luminosa tipica di 355 millicandele (mcd) con una corrente di pilotaggio standard di 10mA, garantendo un'emissione luminosa brillante e visibile.
• Ampio Angolo di Visione:L'angolo di visione di 120° garantisce una distribuzione uniforme della luce, ideale per l'illuminazione di pannelli e indicatori.
• Grado Automobilistico:La qualifica AEC-Q101 garantisce l'affidabilità nelle condizioni severe tipiche delle applicazioni automobilistiche, inclusi ampi intervalli di temperatura e vibrazioni.
• Conformità Ambientale:Il prodotto è conforme alle normative RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose) e REACH, supportando una produzione rispettosa dell'ambiente.
• Robusta Protezione ESD:Resiste alle scariche elettrostatiche (ESD) fino a 8kV (Modello del Corpo Umano), migliorando l'affidabilità durante la manipolazione e l'assemblaggio.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Fotometriche e Cromatiche

Le prestazioni fondamentali del LED sono definite dai suoi parametri fotometrici e colorimetrici, misurati in condizioni standard (T_s=25°C, I_F=10mA salvo diversa indicazione).

• Intensità Luminosa Tipica (I_V):355 mcd. Questa è la misura principale della luminosità. I valori minimo e massimo in condizioni di test standard sono rispettivamente 140 mcd e 560 mcd, indicando la dispersione di produzione.
• Coordinate Cromatiche (CIE x, y):Le coordinate cromatiche tipiche sono (0.16, 0.08), che definiscono la specifica tonalità di Celeste. La tolleranza per queste coordinate è di ±0.005, garantendo una stretta coerenza di colore tra le unità.
• Angolo di Visione (φ):120 gradi. Questo è l'angolo totale in cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore di picco (spesso indicato come 2θ_1/2). Si applica una tolleranza di ±5 gradi.

2.2 Parametri Elettrici e Termici

• Tensione Diretta (V_F):Tipicamente 2.90V a 10mA, con un intervallo da 2.75V (Min) a 3.75V (Max). Questo parametro è cruciale per progettare il circuito di limitazione della corrente.
• Corrente Diretta (I_F):La corrente operativa continua raccomandata è di 10mA (Tip.), con un valore massimo assoluto di 20mA. È richiesta una corrente minima di 2mA per il funzionamento.
• Dissipazione di Potenza (P_d):La massima dissipazione di potenza consentita è di 75 mW, che determina i requisiti di gestione termica.
• Resistenza Termica:Vengono forniti due valori: R_{th JS(el)}(modello elettrico) è 125 K/W max, e R_{th JS(real)}(condizione reale) è 200 K/W max. Questi valori descrivono quanto efficacemente il calore si trasferisce dalla giunzione del LED al punto di saldatura.

2.3 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente. Il funzionamento in queste condizioni non è garantito.

• Temperatura di Giunzione (T_J):125 °C
• Temperatura Operativa/Stoccaggio (T_opr/T_stg):-40 °C a +110 °C
• Tensione Inversa (V_R):Il dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa.
• Corrente di Sovratensione (I_FM):300 mA per impulsi ≤10μs con un basso ciclo di lavoro (D=0.005).
• Temperatura di Saldatura:Resiste a 260°C per 30 secondi durante la saldatura a rifusione.

3. Analisi delle Curve di Prestazione

3.1 Distribuzione Spettrale e di Radiazione

Il grafico della Distribuzione Spettrale Relativa mostra un picco stretto nella regione delle lunghezze d'onda blu, caratteristica di un LED blu con rivestimento al fosforo per produrre il colore celeste. Il Diagramma Tipico delle Caratteristiche di Radiazione illustra il pattern di emissione di tipo Lambertiano, confermando l'ampio angolo di visione di 120° con un decadimento graduale dell'intensità.

3.2 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)

Questo grafico mostra la relazione esponenziale tipica di un diodo. La curva consente ai progettisti di determinare la precisa caduta di tensione per una data corrente di pilotaggio, essenziale per calcolare il consumo energetico e selezionare i componenti driver appropriati.

3.3 Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta

L'emissione luminosa aumenta in modo super-lineare con la corrente prima di potenzialmente saturarsi a correnti più elevate. Questa curva è vitale per comprendere l'efficienza e per la progettazione della regolazione PWM (Pulse-Width Modulation), dove la corrente media controlla la luminosità.

3.4 Dipendenza dalla Temperatura

Diversi grafici dettagliano le variazioni delle prestazioni con la temperatura:

• Tensione Diretta Relativa vs. Temperatura di Giunzione:Mostra che V_Fdiminuisce linearmente con l'aumentare della temperatura (coefficiente di temperatura negativo), che può essere utilizzato per il rilevamento della temperatura.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura di Giunzione:Dimostra che l'emissione luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura, un fattore critico per la gestione termica in applicazioni ad alta luminosità o in ambienti chiusi.
• Spostamento Cromatico vs. Temperatura di Giunzione:Traccia la variazione delle coordinate CIE x e y, mostrando uno spostamento minimo, importante per applicazioni che richiedono un colore stabile al variare della temperatura.

3.5 Derating e Gestione degli Impulsi

La Curva di Derating della Corrente Diretta stabilisce come la massima corrente continua consentita deve essere ridotta all'aumentare della temperatura del pad di saldatura oltre i 25°C. Il grafico della Capacità di Gestione degli Impulsi Ammissibili definisce la corrente di picco (I_F) consentita per larghezze di impulso molto brevi (t_p) a vari cicli di lavoro, utile per applicazioni stroboscopiche o di multiplexing.

4. Spiegazione del Sistema di Binning

Per gestire le variazioni di produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri chiave.

4.1 Binning dell'Intensità Luminosa

È definita una struttura di binning completa con codici da L1 a GA. Ogni bin specifica un intervallo minimo e massimo di intensità luminosa (mcd). Ad esempio, il bin T1 copre da 280 a 355 mcd, e il bin T2 copre da 355 a 450 mcd. La parte tipica (355 mcd) si trova al limite inferiore del bin T2. I progettisti devono specificare il bin richiesto quando ordinano per garantire la coerenza della luminosità nella loro applicazione.

4.2 Binning del Colore

La scheda tecnica fa riferimento a una \"Struttura Standard dei Bin per il Colore Celeste\" (il grafico CIE specifico non è completamente dettagliato nell'estratto fornito). Tipicamente, questa sarebbe una regione definita sul diagramma cromatico CIE 1931 all'interno della quale devono cadere le coordinate (x, y) del LED. La stretta tolleranza di ±0.005 garantisce che tutte le unità all'interno di un bin di colore siano visivamente corrispondenti.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni Meccaniche

Il LED utilizza un package SMD PLCC-2 standard. Le dimensioni chiave (in millimetri) includono tipicamente le dimensioni del corpo (es. 3.2mm x 2.8mm), l'altezza (es. 1.9mm) e la spaziatura dei terminali. I disegni dimensionali precisi sono essenziali per la progettazione dell'impronta sul PCB.

5.2 Layout Consigliato per i Pad di Saldatura

Viene fornito un disegno del land pattern per garantire una saldatura affidabile e una corretta dissipazione termica. Seguire questa raccomandazione previene l'effetto \"tombstoning\", il disallineamento e assicura una forte connessione meccanica ed elettrica.

5.3 Identificazione della Polarità

Il package PLCC-2 ha un indicatore di polarità integrato, solitamente una tacca o uno smusso sull'angolo del corpo. Il terminale catodico (negativo) è tipicamente identificato da questo marcatore. L'orientamento corretto è cruciale per il funzionamento del circuito.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

È specificato un profilo dettagliato temperatura-tempo per la saldatura a rifusione. I parametri chiave includono:

• Temperatura di Picco:Massimo 260°C.
• Tempo Sopra il Liquido (TAL):Tipicamente 30-60 secondi all'interno di un intervallo specificato (es. 217-260°C).
• Velocità di Riscaldamento e Raffreddamento:Controllate per prevenire shock termici al componente.

Rispettare questo profilo è fondamentale per evitare di danneggiare il LED o comprometterne l'affidabilità a lungo termine.

6.2 Precauzioni per l'Uso

• Precauzioni ESD:Maneggiare utilizzando procedure e attrezzature antistatiche, poiché il dispositivo è sensibile alle scariche elettrostatiche.
• Limitazione della Corrente:Utilizzare sempre una resistenza in serie o un driver a corrente costante per limitare la corrente diretta al valore specificato. Non collegare direttamente a una sorgente di tensione.
• Gestione Termica:Assicurare un'adeguata area di rame sul PCB o un dissipatore, specialmente quando si opera ad alte correnti o a temperature ambiente elevate, per mantenere la temperatura di giunzione entro i limiti.
• Pulizia:Utilizzare solventi di pulizia appropriati compatibili con il materiale del package del LED.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche di Imballaggio

I LED sono forniti su nastro e bobina per l'assemblaggio automatizzato. Le quantità standard per bobina (es. 2000 o 4000 pezzi per bobina) e le dimensioni del nastro sono specificate per essere compatibili con le attrezzature standard pick-and-place.

7.2 Struttura del Codice Articolo

Il codice articolo 57-11-SB0100L-AM codifica attributi specifici:

• 57-11:Probabilmente indica la serie del prodotto o il tipo di package (PLCC-2).
• SB:Indica il colore Celeste (Sky Blue).
• 0100L:Potrebbe riferirsi al bin di luminosità o a un grado di prestazione specifico.
• AM:Potrebbe indicare il grado automobilistico o una specifica revisione.

Consultare la guida completa agli ordini per selezionare i codici bin corretti per intensità e colore.

8. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione

8.1 Circuiti Applicativi Tipici

Il circuito di pilotaggio più semplice è una sorgente di tensione (V_CC) in serie con una resistenza limitatrice (R_S) e il LED. Il valore della resistenza è calcolato come: R_S= (V_CC- V_F) / I_F. Ad esempio, con un'alimentazione di 5V e un obiettivo I_Fdi 10mA: R_S= (5V - 2.9V) / 0.01A = 210 Ω. Verrebbe utilizzata una resistenza da 210Ω o il valore standard più vicino (220Ω). Per una migliore stabilità ed efficienza, specialmente nelle applicazioni automobilistiche, è consigliato un driver IC a corrente costante.

8.2 Progettazione per Ambienti Automobilistici

• Transienti di Tensione:Il sistema elettrico del veicolo è soggetto a scariche di carico e altri transienti. Assicurarsi che il circuito driver includa protezioni (es. diodi TVS, regolatori robusti) per mantenere la tensione/corrente del LED entro le specifiche.
• Cicli Termici:Progettare il PCB e l'assemblaggio per resistere agli stress da dilatazione/contrazione termica da -40°C a +110°C.
• Resistenza alle Vibrazioni:È essenziale un giunto di saldatura robusto, ottenuto seguendo il layout del pad e il profilo di rifusione raccomandati.

8.3 Tecniche di Regolazione della Luminosità

La luminosità può essere controllata tramite:

• Modulazione a Larghezza di Impulso (PWM):Il metodo preferito. Accendendo/spegnendo il LED a una frequenza sufficientemente alta da essere impercettibile all'occhio (tipicamente >100Hz). La corrente media, e quindi la luminosità, è proporzionale al ciclo di lavoro. Questo metodo mantiene un colore costante.
• Regolazione Analogica:Riducendo la corrente di pilotaggio in DC. Questo metodo è più semplice ma può causare un leggero spostamento delle coordinate cromatiche e della tensione diretta, come mostrato nei grafici delle caratteristiche.

9. Domande Frequenti (FAQ)

9.1 Qual è la differenza tra intensità luminosa (mcd) e flusso luminoso (lm)?

L'intensità luminosa misura la luminosità in una direzione specifica (candele), mentre il flusso luminoso misura la luce visibile totale emessa in tutte le direzioni (lumen). La scheda tecnica di questo LED specifica l'intensità perché è una sorgente direzionale con un angolo di visione definito. Il flusso può essere stimato ma non è la metrica primaria specificata per questo tipo di componente.

9.2 Posso pilotare questo LED a 20mA in modo continuo?

Sebbene il valore massimo assoluto sia 20mA, il funzionamento continuo a questa corrente richiede un'attenta gestione termica per garantire che la temperatura di giunzione non superi i 125°C. La curva di derating deve essere consultata in base alla temperatura effettiva del pad di saldatura. Per un funzionamento affidabile a lungo termine, è consigliato pilotare a o vicino ai 10mA tipici.

9.3 Come interpreto i codici di binning quando ordino?

È necessario specificare sia un bin di intensità luminosa (es. T1, T2) che un codice di bin del colore. I codici esatti dei bin di colore e le loro corrispondenti regioni CIE sono definiti nelle informazioni complete di binning. Ordinare solo per codice articolo potrebbe fornire un bin predefinito; per risultati coerenti tra i lotti di produzione, è necessario specificare esplicitamente i bin richiesti.

9.4 È necessario un dissipatore?

Per un funzionamento a bassa corrente (es. 10mA) a temperature ambiente moderate, il percorso termico attraverso i pad del PCB è spesso sufficiente. Per correnti più elevate, temperature ambiente elevate o quando più LED sono posizionati vicini, aggiungere via termiche sotto il pad o aumentare l'area di rame sul PCB funge da dissipatore efficace. In casi estremi, potrebbe essere necessario un PCB dedicato con nucleo metallico.