Scheda Tecnica LED SMD Alta Potenza 67-22ST - Package PLCC-2 - 6.8V Max - 150mA - LED Bianco - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 67-22ST è un LED SMD (Surface-Mount Device) ad alta potenza progettato per applicazioni di illuminazione impegnative. Utilizza un package PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier), che offre un fattore di forma compatto adatto ai processi di assemblaggio automatizzato. Il colore primario emesso è il bianco, disponibile in varie temperature di colore correlate (CCT) che vanno dal bianco caldo (2700K) al bianco freddo (6500K). I suoi vantaggi principali includono un'elevata efficienza luminosa, un'ottima resa cromatica con un Indice di Resa Cromatica (CRI) minimo di 80, un ampio angolo di visione di 120 gradi e una costruzione robusta conforme ai principali standard ambientali e di sicurezza come RoHS, REACH UE e requisiti senza alogeni.

Il dispositivo è progettato per l'illuminazione generale, l'illuminazione decorativa, l'illuminazione per intrattenimento, applicazioni come indicatori e illuminazione di interruttori. La combinazione di elevata emissione luminosa, buona qualità del colore e prestazioni affidabili lo rende un componente versatile sia per prodotti di illuminazione consumer che professionali.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo non deve essere operato oltre questi limiti per evitare danni permanenti. La corrente diretta continua massima (I_F) è di 180 mA, con una corrente diretta di picco (I_FP) di 300 mA ammissibile in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 10ms). La dissipazione di potenza massima (P_d) è di 1020 mW. L'intervallo di temperatura ambiente operativa è da -40°C a +85°C, mentre lo stoccaggio può essere da -40°C a +100°C. La resistenza termica dalla giunzione al punto di saldatura (R_{th J-S}) è di 17 °C/W, parametro critico per la progettazione della gestione termica. La temperatura massima ammissibile della giunzione (T_j) è di 115°C. La saldatura deve rispettare profili specifici: saldatura a rifusione a 260°C per un massimo di 10 secondi, o saldatura manuale a 350°C per un massimo di 3 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono specificati in una condizione di test standard con una temperatura del punto di saldatura (T_Saldatura) di 25°C e una corrente diretta (I_F) di 150 mA. Il flusso luminoso (Φ) ha un valore minimo a partire da 120 lumen, a seconda del bin specifico del prodotto (vedi sezione 3). La tensione diretta (V_F) varia tipicamente da 5,8V a un massimo di 6,8V. L'Indice di Resa Cromatica (Ra o CRI) ha un valore minimo di 80, con una tolleranza di ±2. È importante notare che il valore R9 (rosso saturo) è specificato come 0, tipico per molti LED bianchi, e indica una potenziale debolezza nel rendere i colori rosso intenso. L'angolo di visione (2θ_1/2) è di 120 gradi, fornendo un'ampia e uniforme distribuzione della luce. La corrente inversa (I_R) è al massimo di 50 µA con una tensione inversa (V_R) di 10V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

3.1 Numerazione del Prodotto e Codici di Binning

Il numero di prodotto segue una struttura specifica:67-22ST/KK8C-5MXX XXX XXZ15/2T. Segmenti chiave all'interno di questo codice definiscono parametri critici. I caratteri che seguono '5M' indicano il CRI, la CCT e il bin del flusso luminoso. Ad esempio, in '5M40140', '40' rappresenta una CCT di 4000K e '140' rappresenta un flusso luminoso minimo di 140 lumen. Il '68' denota il bin della tensione diretta massima (6,8V). 'Z15' specifica la corrente diretta operativa di 150mA. Il '/2T' indica probabilmente il tipo di confezionamento o la quantità sul nastro.

3.2 Binning dell'Indice di Resa Cromatica (CRI)

Il CRI è suddiviso in bin utilizzando codici a singola lettera con valori minimi definiti: M (60), N (65), L (70), Q (75), K (80), P (85), H (90). I prodotti elencati in questa scheda tecnica utilizzano principalmente il bin 'K', corrispondente a un CRI minimo di 80, con una tolleranza di ±2.

3.3 Binning del Flusso Luminoso

Il flusso luminoso è suddiviso in bin stretti per garantire la coerenza. I bin sono organizzati in serie basate su un flusso di riferimento a 4000K (es. 135Lm, 140Lm, 145Lm, 155Lm). Ogni serie contiene più codici bin (es. 120L5, 125L5) che definiscono un intervallo di 5 lumen. Ad esempio, nella serie 140Lm, il bin 140L5 ha un minimo di 140 lm e un massimo di 145 lm a I_F=150mA. La tolleranza complessiva del flusso è ±11%.

3.4 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è raggruppata in bin con un intervallo di 0,2V. I codici bin sono 58B (5,8-6,0V), 60B (6,0-6,2V), 62B (6,2-6,4V), 64B (6,4-6,6V) e 66B (6,6-6,8V). La tolleranza per la tensione diretta è ±0,1V. Il '68' nel numero di parte indica che la tensione massima per quel raggruppamento è 6,8V.

3.5 Temperatura di Colore Correlata (CCT) ed Ellisso di MacAdam

La CCT è specificata in Kelvin (K) con valori standard: 2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 5000K, 5700K, 6000K e 6500K. La coerenza del colore è controllata all'interno di un ellisso di MacAdam a 5 step. Ciò significa che le coordinate di cromaticità (Cx, Cy) dei LED dello stesso bin cadranno all'interno di un ellisse sul diagramma di cromaticità CIE che è 5 volte la deviazione standard della corrispondenza dei colori, garantendo un'uniformità di colore molto stretta. Viene fornita una coordinata di esempio per il bin 2700K, 5 step: Cx=0,4583, Cy=0,4104.

4. Lista di Produzione di Massa e Selezione del Dispositivo

La scheda tecnica fornisce ampie liste di numeri di parte prodotti in massa, organizzati per il loro flusso luminoso minimo a 4000K. Ogni lista include varianti per tutte le CCT standard (da 2700K a 6500K). Ad esempio, la serie che mira a 140 lm a 4000K include numeri di parte come 67-22ST/KK8C-5M4014068Z15/2T (4000K, 140 lm min) e 67-22ST/KK8C-5M6513568Z15/2T (6500K, 135 lm min). Ciò consente ai progettisti di selezionare l'esatta combinazione di temperatura di colore e output luminoso richiesta per la loro applicazione. La guida alla selezione del dispositivo conferma che il materiale del chip è InGaN, che emette luce bianca (fredda, neutra, calda) con una lente in resina trasparente.

5. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progettazione

5.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è ideale perIlluminazione Generale: faretti, pannelli luminosi, sostituzioni di lampadine dove sono necessarie alta efficienza e buon CRI.Illuminazione Decorativa e per Intrattenimento: luci d'accento, evidenziazioni architettoniche, illuminazione scenica che beneficia dell'ampio angolo di visione.Indicatori e Illuminazione: indicatori di stato, retroilluminazione per pannelli o interruttori che richiedono una sorgente luminosa luminosa e uniforme.

5.2 Considerazioni di Progettazione

Gestione Termica:Con una resistenza termica di 17 °C/W e una T_jmax di 115°C, un adeguato dissipatore di calore è cruciale. Il pad di saldatura sul PCB deve essere progettato per fungere da diffusore di calore. Calcolare la temperatura di giunzione prevista in base alla corrente di pilotaggio, alla temperatura ambiente e alle prestazioni termiche del PCB.Pilotaggio Elettrico:Si consiglia un driver a corrente costante, impostato a 150mA o inferiore per una durata e prestazioni ottimali. Assicurarsi che il driver possa gestire l'intervallo di tensione diretta (fino a 6,8V). La corrente di picco ammissibile consente un sovraccarico breve in applicazioni pulsate.Progettazione Ottica:L'angolo di visione di 120 gradi è intrinseco; ottiche secondarie (lenti, riflettori) possono essere utilizzate per modificare il fascio luminoso se necessario.Sensibilità alle ESD:Il prodotto è sensibile alle scariche elettrostatiche. Devono essere seguite le corrette procedure di manipolazione ESD durante l'assemblaggio e l'installazione.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Il rispetto delle specifiche di saldatura è vitale per l'affidabilità. Per la saldatura a rifusione, la temperatura di picco non deve superare i 260°C e il tempo sopra i 260°C deve essere limitato a 10 secondi. Un profilo di rifusione standard senza piombo è adatto. Per la saldatura manuale, la temperatura della punta del saldatore non deve superare i 350°C e il tempo di contatto per ogni terminale deve essere limitato a 3 secondi. Evitare di applicare stress meccanico al corpo del LED durante o dopo la saldatura. Conservare i componenti in un ambiente asciutto e antistatico prima dell'uso. Dopo la saldatura, lasciare raffreddare l'assemblaggio naturalmente; evitare la tempra rapida.

7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

I LED sono forniti su nastro e bobina per l'assemblaggio automatizzato pick-and-place. La quantità specifica per bobina è implicita dal suffisso '/2T' nel numero di parte, sebbene il numero esatto debba essere confermato con il fornitore. Il numero di prodotto stesso funge da codice d'ordine completo, specificando tutti i parametri ottici ed elettrici chiave (CRI, CCT, Flusso, V_F, I_F). Fare sempre riferimento al numero di parte completo dalla lista di produzione di massa quando si effettua un ordine.

8. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto ai LED di media potenza standard, il 67-22ST offre una corrente di pilotaggio più alta (150mA vs. i tipici 60-150mA per i LED 2835) e di conseguenza un output di flusso luminoso più elevato. Il suo package PLCC-2 è un fattore di forma comune e robusto. I differenziatori chiave sono il suo binning esplicitamente definito e stretto per flusso, tensione e colore (MacAdam 5 step), essenziale per applicazioni che richiedono colore e luminosità coerenti su più unità. La specifica di un CRI minimo di 80 (con alcuni bin disponibili fino a 90) lo posiziona per applicazioni di illuminazione di qualità, a differenza dei LED focalizzati solo sulla massima efficienza. La conformità agli standard senza alogeni è un ulteriore vantaggio ambientale per determinati segmenti di mercato.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è il consumo energetico effettivo di questo LED?

R: Potenza (W) = Corrente Diretta (A) x Tensione Diretta (V). Al pilotaggio tipico di 150mA (0,15A) e una V_Ftipica di 6,3V, la potenza è di circa 0,945W.

D: Posso pilotare questo LED a 180mA in modo continuo?

R: Sebbene 180mA sia il Valore Massimo Assoluto, la condizione operativa raccomandata è 150mA. Operare a 180mA aumenterà la temperatura di giunzione, ridurrà la durata e potrebbe causare una depreciazione accelerata del lumen. Dovrebbe essere considerato solo se la gestione termica è eccezionale e i requisiti di durata sono meno stringenti.

D: Il valore R9 è 0. Cosa significa per la qualità della luce?

R: Un valore R9 di 0 indica che il LED non rende bene le tonalità di rosso saturo. Gli oggetti con colori rosso intenso possono apparire spenti o brunastri. Per applicazioni in cui la resa accurata del rosso è critica (es. illuminazione per vendita al dettaglio di carne o prodotti, gallerie d'arte), un LED con un valore R9 positivo (parte dei LED "ad alto CRI" o "a spettro completo") sarebbe più adatto.

D: Come interpreto il codice bin del flusso luminoso '140L5'?

R: Il '140' indica il flusso luminoso minimo in lumen per quel bin. 'L5' denota probabilmente un'ampiezza del bin di 5 lumen. Pertanto, '140L5' significa che i LED in questo bin avranno un flusso tra 140 lm (min) e 145 lm (max) in condizioni di test standard.

10. Studio di Caso Pratico di Progettazione

Scenario:Progettazione di un apparecchio LED lineare da 4 piedi per illuminazione d'ufficio con temperatura di colore 4000K e alta uniformità.

Selezione:Scegliere il numero di parte 67-22ST/KK8C-5M4014068Z15/2T. Ciò garantisce un CRI minimo di 80, una CCT di 4000K e un flusso minimo di 140 lm per LED.

Progettazione Termica:Il PCB dovrebbe essere a nucleo metallico (MCPCB) per un'effettiva dissipazione del calore. Calcolare il numero richiesto di LED per raggiungere i lumen target dell'apparecchio, quindi verificare che il carico termico totale possa essere gestito dall'involucro dell'apparecchio per mantenere la temperatura del punto di saldatura del LED entro un intervallo sicuro (ben al di sotto di 85°C ambiente).

Progettazione Elettrica:Utilizzare un driver LED a corrente costante dimensionato per la caduta di tensione totale (Numero di LED in serie * V_Fmax) e impostato per erogare 150mA. Includere protezioni appropriate contro sovratensioni e circuiti aperti/cortocircuiti.

Ottica/Meccanica:Distanziare i LED uniformemente sul MCPCB. Un diffusore aiuterà a fondere i singoli punti LED in una linea di luce uniforme, sfruttando l'angolo del fascio nativo di 120 gradi.

11. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo LED è una sorgente luminosa a stato solido basata sulla fisica dei semiconduttori. Utilizza un chip di Nitruro di Indio e Gallio (InGaN). Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune si ricombinano all'interno della regione attiva del semiconduttore, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica degli strati InGaN determina la lunghezza d'onda blu primaria emessa. Questa luce blu colpisce quindi un rivestimento di fosforo (granato di alluminio e ittrio drogato con cerio o simile) all'interno del package in resina trasparente. Il fosforo assorbe una porzione della luce blu e la riemette attraverso un ampio spettro di lunghezze d'onda più lunghe (giallo, rosso). La miscela della luce blu residua e della luce convertita dal fosforo risulta nella percezione della luce bianca. La temperatura di colore correlata (CCT) viene regolata modificando la composizione e la concentrazione del fosforo.

12. Tendenze Tecnologiche e Contesto

Il 67-22ST rappresenta una classe matura e ad alta affidabilità di LED SMD ad alta potenza. Le tendenze attuali nella tecnologia LED continuano a concentrarsi sull'aumento dell'efficienza luminosa (lumen per watt), sul miglioramento della qualità della resa cromatica (specialmente i valori R9 e Rf) e sul potenziamento dell'affidabilità a temperature e correnti operative più elevate. C'è anche una forte spinta verso la miniaturizzazione (package più piccoli con output uguale o maggiore) e l'integrazione (COB - Chip-on-Board e moduli integrati). Inoltre, l'illuminazione intelligente e quella centrata sull'essere umano stanno spingendo per LED con CCT regolabile e capacità di dimmerazione senza variazione di colore. Sebbene questo prodotto specifico sia un componente discreto, comprendere queste tendenze aiuta a selezionare la tecnologia giusta per progetti a prova di futuro, dove fattori come l'illuminazione connessa o il supporto al ritmo circadiano potrebbero diventare requisiti.