Indice
- 1. Panoramica del Prodotto
- 1.1 Caratteristiche
- .2 Applications
- 2. Dimensioni del Package e Informazioni Meccaniche
- 3. Valori Nominali e Caratteristiche
- 3.1 Valori Massimi Assoluti
- 3.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche
- 4. Sistema di Binning
- 4.1 Codici Bin per Intensità Luminosa
- 5. Analisi delle Curve di Prestazione
- 6. Guida all'Assemblaggio e alla Manipolazione
- 6.1 Layout Consigliato dei Pad PCB
- 6.2 Linee Guida per la Saldatura
- 6.3 Pulizia
- 6.4 Precauzioni contro le Scariche Elettrostatiche (ESD)
- 7. Conservazione e Sensibilità all'Umidità
- 8. Specifiche di Imballaggio
- 9. Considerazioni di Progettazione Applicativa
- 9.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio
- 9.2 Gestione Termica
- 9.3 Progettazione Ottica
- 10. Affidabilità e Ambito Applicativo
- Terminologia delle specifiche LED
- Prestazioni fotoelettriche
- Parametri elettrici
- Gestione termica e affidabilità
- Imballaggio e materiali
- Controllo qualità e binning
- Test e certificazione
1. Panoramica del Prodotto
Questo documento dettaglia le specifiche di un LED ad alte prestazioni per montaggio superficiale, progettato per processi di assemblaggio automatizzati. Il dispositivo utilizza un chip Ultra Bright AlInGaP per fornire un'uscita luminosa superiore in un contenitore compatto con lente a cupola. I suoi obiettivi di progettazione principali sono l'affidabilità, la compatibilità con le moderne tecniche di produzione e l'idoneità per applicazioni con vincoli di spazio.
1.1 Caratteristiche
- Conforme alle direttive ambientali RoHS.
- Dotato di lente a cupola per una distribuzione ottimizzata della luce.
- Realizzato con un chip semiconduttore Ultra Bright AlInGaP.
- Fornito in confezione a nastro e bobina (nastro da 8mm su bobine da 7\") per il prelievo e posizionamento automatico.
- Conforme ai profili standard del package EIA.
- Progettato per l'interfaccia diretta con circuiti integrati (compatibile con I.C.).
- Completamente compatibile con le attrezzature di posizionamento automatico.
- Resiste ai processi standard di saldatura a rifusione a infrarossi (IR).
.2 Applications
Questo LED è progettato per un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche, tra cui ma non limitate a:
- Dispositivi di telecomunicazione e apparecchiature per l'automazione d'ufficio.
- Elettrodomestici e sistemi di controllo industriale.
- Retroilluminazione per tastiere e keypad.
- Indicatori di stato e di alimentazione.
- Micro-display e illuminazione di simboli.
2. Dimensioni del Package e Informazioni Meccaniche
Il LED è alloggiato in un package standard per montaggio superficiale. Le dimensioni critiche sono fornite nei disegni della scheda tecnica, con tutte le misure in millimetri. La tolleranza standard per le dimensioni non specificate è \u00b10.1 mm. La lente è trasparente, mentre la sorgente luminosa emette un colore rosso. I disegni meccanici precisi sono essenziali per la progettazione dell'impronta sul PCB per garantire una corretta saldatura e allineamento.
3. Valori Nominali e Caratteristiche
Tutte le specifiche sono definite a una temperatura ambiente (Ta) di 25\u00b0C salvo diversa indicazione. Superare i Valori Massimi Assoluti può causare danni permanenti.
3.1 Valori Massimi Assoluti
- Dissipazione di Potenza (Pd):62.5 mW
- Corrente Diretta di Picco (IF):60 mA (a ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms)
- Corrente Diretta Continua (IF):25 mA DC
- Tensione Inversa (VR):5 V
- Intervallo di Temperatura di Funzionamento:-30\u00b0C a +85\u00b0C
- Intervallo di Temperatura di Conservazione:-40\u00b0C a +85\u00b0C
- Condizione di Saldatura a Rifusione IR:Temperatura di picco 260\u00b0C per un massimo di 10 secondi.
3.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche
Parametri di prestazione tipici misurati in condizioni di test standard (IF= 20mA, Ta=25\u00b0C).
- Intensità Luminosa (IV):1155.0 - 2145.0 mcd (millicandela). Misurata con un filtro che approssima la risposta fotopica dell'occhio CIE.
- Angolo di Visione (2\u03b81/2):75 gradi. Definita come l'angolo totale in cui l'intensità scende alla metà del valore assiale.
- Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (\u03bbP):Tipicamente 632 nm.
- Lunghezza d'Onda Dominante (\u03bbd):620.0 - 625.0 nm. La singola lunghezza d'onda percepita come il colore del LED.
- Larghezza a Metà Altezza della Linea Spettrale (\u0394\u03bb):Tipicamente 20 nm. La larghezza di banda spettrale a metà dell'intensità di picco.
- Tensione Diretta (VF):1.6 - 2.4 V a 20mA.
- Corrente Inversa (IR):10 \u03bcA massimo a VR= 5V.
4. Sistema di Binning
Per garantire la coerenza di colore e luminosità in produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base all'intensità luminosa.
4.1 Codici Bin per Intensità Luminosa
- Bin W1:1155.0 mcd (Min) a 1400.0 mcd (Max)
- Bin W2:1400.0 mcd (Min) a 1800.0 mcd (Max)
- Bin X1:1800.0 mcd (Min) a 2145.0 mcd (Max)
La tolleranza all'interno di ciascun bin è \u00b115%. I progettisti devono specificare il codice bin richiesto per applicazioni che richiedono un'accurata corrispondenza della luminosità.
5. Analisi delle Curve di Prestazione
La scheda tecnica include curve caratteristiche tipiche, cruciali per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni non standard. Queste includono tipicamente:
- Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V):Mostra la relazione non lineare, importante per la progettazione del driver.
- Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:Dimostra come l'uscita luminosa scala con la corrente di pilotaggio.
- Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra la riduzione dell'uscita luminosa all'aumentare della temperatura, un fattore critico per la gestione termica.
- Distribuzione Spettrale:Illustra la potenza relativa emessa attraverso le lunghezze d'onda, centrata attorno alla lunghezza d'onda dominante.
Analizzare queste curve consente ai progettisti di ottimizzare le condizioni di pilotaggio, gestire gli effetti termici e prevedere le prestazioni nell'applicazione finale.
6. Guida all'Assemblaggio e alla Manipolazione
6.1 Layout Consigliato dei Pad PCB
Viene fornito un modello di piazzola (footprint) suggerito per garantire la formazione affidabile del giunto di saldatura, il corretto allineamento e una sufficiente resistenza meccanica. Rispettare questo progetto minimizza il tombstoning e altri difetti di posizionamento.
6.2 Linee Guida per la Saldatura
Il dispositivo è qualificato per processi di saldatura a rifusione a infrarossi senza piombo (Pb-free). Si raccomanda un profilo di temperatura campione conforme JEDEC:
- Preriscaldamento:150-200\u00b0C
- Tempo di Preriscaldamento:Massimo 120 secondi.
- Temperatura di Picco:Massimo 260\u00b0C.
- Tempo Sopra i 260\u00b0C:Massimo 10 secondi.
- Numero di Passaggi di Rifusione:Massimo due volte.
Per la saldatura manuale con saldatore, la temperatura della punta non deve superare i 300\u00b0C, con un tempo di contatto limitato a 3 secondi per una singola operazione. Il profilo effettivo deve essere caratterizzato per l'assemblaggio PCB specifico, considerando lo spessore della scheda, la densità dei componenti e le specifiche della pasta saldante.
6.3 Pulizia
Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, devono essere utilizzati solo solventi specificati. È accettabile immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente per meno di un minuto. Prodotti chimici non specificati potrebbero danneggiare il package epossidico o la lente.
6.4 Precauzioni contro le Scariche Elettrostatiche (ESD)
I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche e ai sovratensioni. Devono essere implementati adeguati controlli ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio. Ciò include l'uso di braccialetti a terra, tappetini antistatici e garantire che tutte le attrezzature siano correttamente messe a terra.
7. Conservazione e Sensibilità all'Umidità
I LED sono confezionati in sacchetti barriera all'umidità con essiccante per mantenere un ambiente asciutto.
- Confezione Sigillata:Conservare a \u2264 30\u00b0C e \u2264 90% Umidità Relativa. La durata di conservazione è di un anno dalla data di sigillatura del sacchetto.
- Confezione Aperta:Per i componenti rimossi dal sacchetto sigillato, l'ambiente di conservazione non deve superare i 30\u00b0C / 60% UR. I componenti devono essere sottoposti a rifusione entro una settimana (MSL Livello 3).
- Conservazione Prolungata (Fuori dal Sacchetto):Conservare in un contenitore sigillato con essiccante o in un essiccatore a azoto.
- Ribaking (Ricottura):Se i LED sono esposti all'aria ambiente per più di una settimana, devono essere sottoposti a ricottura a circa 60\u00b0C per almeno 20 ore prima della saldatura a rifusione per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire danni da \"popcorning\".
8. Specifiche di Imballaggio
I componenti sono forniti su nastro portatore goffrato per la manipolazione automatizzata.
- Larghezza del Nastro:8 mm.
- Diametro della Bobina:7 pollici.
- Quantità per Bobina:3000 pezzi.
- Quantità Minima d'Ordine (MOQ):500 pezzi per quantità residue.
- Copertura delle Tasche:Le tasche vuote sono sigillate con nastro di copertura.
- Componenti Mancanti:È consentito un massimo di due LED mancanti consecutivi per specifica della bobina.
- Standard:L'imballaggio è conforme alle specifiche ANSI/EIA-481.
9. Considerazioni di Progettazione Applicativa
9.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio
I LED sono dispositivi pilotati a corrente. Per garantire una luminosità uniforme e prevenire l'\"accaparramento\" di corrente, ogni LED in una configurazione parallela deve avere la propria resistenza limitatrice di corrente. Il valore della resistenza in serie (Rs) può essere calcolato usando la Legge di Ohm: Rs= (Valimentazione- VF) / IF, dove VFè la tensione diretta del LED alla corrente desiderata IF. Si consiglia di utilizzare il valore tipico di VFper il calcolo, ma i margini di progetto dovrebbero tenere conto dell'intervallo min/max.
9.2 Gestione Termica
Sebbene il package sia piccolo, una gestione termica efficace è essenziale per mantenere prestazioni e longevità. Superare la massima temperatura di giunzione può portare a una rapida riduzione del flusso luminoso e a una riduzione della durata di vita. Le pratiche di progettazione includono garantire un'adeguata area di rame sul PCB sotto e attorno ai pad del LED per fungere da dissipatore di calore, ed evitare il funzionamento alla corrente massima assoluta in alte temperature ambientali.
9.3 Progettazione Ottica
L'angolo di visione di 75 gradi fornisce un ampio pattern di emissione. Per applicazioni che richiedono luce focalizzata o collimata, saranno necessarie ottiche secondarie (lenti, guide luminose). La lente a cupola trasparente è adatta per applicazioni in cui si desidera il colore nativo del LED senza diffusione.
10. Affidabilità e Ambito Applicativo
Questi LED sono destinati all'uso in apparecchiature elettroniche commerciali e industriali standard. Per applicazioni che richiedono un'affidabilità eccezionale in cui un guasto potrebbe compromettere la sicurezza o la salute (es. aviazione, supporto vitale medico, sistemi di sicurezza dei trasporti), sono obbligatorie ulteriori qualifiche e consultazioni con il produttore del componente. Le specifiche e le linee guida fornite costituiscono la base per un'integrazione affidabile negli assemblaggi elettronici standard.
Terminologia delle specifiche LED
Spiegazione completa dei termini tecnici LED
Prestazioni fotoelettriche
| Termine | Unità/Rappresentazione | Spiegazione semplice | Perché importante |
|---|---|---|---|
| Efficienza luminosa | lm/W (lumen per watt) | Uscita luce per watt di elettricità, più alto significa più efficiente energeticamente. | Determina direttamente il grado di efficienza energetica e il costo dell'elettricità. |
| Flusso luminoso | lm (lumen) | Luce totale emessa dalla sorgente, comunemente chiamata "luminosità". | Determina se la luce è abbastanza brillante. |
| Angolo di visione | ° (gradi), es. 120° | Angolo in cui l'intensità luminosa scende alla metà, determina la larghezza del fascio. | Influisce sulla gamma di illuminazione e uniformità. |
| CCT (Temperatura colore) | K (Kelvin), es. 2700K/6500K | Calore/freschezza della luce, valori più bassi giallastri/caldi, più alti biancastri/freddi. | Determina l'atmosfera di illuminazione e scenari adatti. |
| CRI / Ra | Senza unità, 0–100 | Capacità di riprodurre accuratamente i colori degli oggetti, Ra≥80 è buono. | Influisce sull'autenticità del colore, utilizzato in luoghi ad alta richiesta come centri commerciali, musei. |
| SDCM | Passi ellisse MacAdam, es. "5 passi" | Metrica di consistenza del colore, passi più piccoli significano colore più consistente. | Garantisce colore uniforme attraverso lo stesso lotto di LED. |
| Lunghezza d'onda dominante | nm (nanometri), es. 620nm (rosso) | Lunghezza d'onda corrispondente al colore dei LED colorati. | Determina la tonalità di LED monocromatici rossi, gialli, verdi. |
| Distribuzione spettrale | Curva lunghezza d'onda vs intensità | Mostra la distribuzione dell'intensità attraverso le lunghezze d'onda. | Influisce sulla resa cromatica e qualità del colore. |
Parametri elettrici
| Termine | Simbolo | Spiegazione semplice | Considerazioni di progettazione |
|---|---|---|---|
| Tensione diretta | Vf | Tensione minima per accendere il LED, come "soglia di avvio". | La tensione del driver deve essere ≥Vf, le tensioni si sommano per LED in serie. |
| Corrente diretta | If | Valore di corrente per il normale funzionamento del LED. | Solitamente azionamento a corrente costante, la corrente determina luminosità e durata. |
| Corrente di impulso massima | Ifp | Corrente di picco tollerabile per brevi periodi, utilizzata per dimmerazione o lampeggio. | La larghezza dell'impulso e il ciclo di lavoro devono essere rigorosamente controllati per evitare danni. |
| Tensione inversa | Vr | Tensione inversa massima che il LED può sopportare, oltre può causare rottura. | Il circuito deve prevenire connessione inversa o picchi di tensione. |
| Resistenza termica | Rth (°C/W) | Resistenza al trasferimento di calore dal chip alla saldatura, più bassa è meglio. | Alta resistenza termica richiede dissipazione termica più forte. |
| Immunità ESD | V (HBM), es. 1000V | Capacità di resistere a scariche elettrostatiche, più alto significa meno vulnerabile. | Sono necessarie misure antistatiche in produzione, specialmente per LED sensibili. |
Gestione termica e affidabilità
| Termine | Metrica chiave | Spiegazione semplice | Impatto |
|---|---|---|---|
| Temperatura di giunzione | Tj (°C) | Temperatura operativa effettiva all'interno del chip LED. | Ogni riduzione di 10°C può raddoppiare la durata; troppo alta causa decadimento della luce, spostamento del colore. |
| Deprezzamento del lumen | L70 / L80 (ore) | Tempo affinché la luminosità scenda al 70% o 80% dell'iniziale. | Definisce direttamente la "durata di servizio" del LED. |
| Manutenzione del lumen | % (es. 70%) | Percentuale di luminosità trattenuta dopo il tempo. | Indica la ritenzione della luminosità su uso a lungo termine. |
| Spostamento del colore | Δu′v′ o ellisse MacAdam | Grado di cambiamento del colore durante l'uso. | Influisce sulla consistenza del colore nelle scene di illuminazione. |
| Invecchiamento termico | Degradazione del materiale | Deterioramento dovuto ad alta temperatura a lungo termine. | Può causare calo di luminosità, cambio colore o guasto a circuito aperto. |
Imballaggio e materiali
| Termine | Tipi comuni | Spiegazione semplice | Caratteristiche e applicazioni |
|---|---|---|---|
| Tipo di imballaggio | EMC, PPA, Ceramica | Materiale di alloggiamento che protegge il chip, fornisce interfaccia ottica/termica. | EMC: buona resistenza al calore, basso costo; Ceramica: migliore dissipazione termica, vita più lunga. |
| Struttura del chip | Frontale, Flip Chip | Disposizione degli elettrodi del chip. | Flip chip: migliore dissipazione termica, maggiore efficienza, per alta potenza. |
| Rivestimento al fosforo | YAG, Silicato, Nitruro | Copre il chip blu, converte una parte in giallo/rosso, mescola a bianco. | Diversi fosfori influenzano efficienza, CCT e CRI. |
| Lente/Ottica | Piana, Microlente, TIR | Struttura ottica sulla superficie che controlla la distribuzione della luce. | Determina l'angolo di visione e la curva di distribuzione della luce. |
Controllo qualità e binning
| Termine | Contenuto di binning | Spiegazione semplice | Scopo |
|---|---|---|---|
| Bin del flusso luminoso | Codice es. 2G, 2H | Raggruppato per luminosità, ogni gruppo ha valori lumen min/max. | Garantisce luminosità uniforme nello stesso lotto. |
| Bin di tensione | Codice es. 6W, 6X | Raggruppato per intervallo di tensione diretta. | Facilita l'abbinamento del driver, migliora l'efficienza del sistema. |
| Bin del colore | Ellisse MacAdam 5 passi | Raggruppato per coordinate colore, garantendo un intervallo ristretto. | Garantisce consistenza del colore, evita colore non uniforme all'interno del dispositivo. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K ecc. | Raggruppato per CCT, ognuno ha corrispondente intervallo di coordinate. | Soddisfa diversi requisiti CCT della scena. |
Test e certificazione
| Termine | Standard/Test | Spiegazione semplice | Significato |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Test di manutenzione del lumen | Illuminazione a lungo termine a temperatura costante, registrando il decadimento della luminosità. | Utilizzato per stimare la vita LED (con TM-21). |
| TM-21 | Standard di stima della vita | Stima la vita in condizioni reali basandosi sui dati LM-80. | Fornisce una previsione scientifica della vita. |
| IESNA | Società di ingegneria dell'illuminazione | Copre metodi di test ottici, elettrici, termici. | Base di test riconosciuta dal settore. |
| RoHS / REACH | Certificazione ambientale | Garantisce nessuna sostanza nociva (piombo, mercurio). | Requisito di accesso al mercato a livello internazionale. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificazione di efficienza energetica | Certificazione di efficienza energetica e prestazioni per l'illuminazione. | Utilizzato negli appalti pubblici, programmi di sussidi, migliora la competitività. |