Scheda Tecnica LED SMD Mid-Power 67-22ST - Package PLCC-2 - Tensione 34-38V - Corrente 25mA - LED Bianco - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 67-22ST è un LED SMD (Surface-Mount Device) di media potenza, alloggiato in un package PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). È progettato come soluzione a LED bianco che offre un equilibrio tra prestazioni, efficienza e fattore di forma compatto, rendendolo adatto a un'ampia gamma di applicazioni di illuminazione che richiedono un'emissione luminosa affidabile e costante.

1.1 Vantaggi Chiave e Posizionamento

Questo package LED è caratterizzato da diversi vantaggi chiave che lo posizionano come un componente versatile nel mercato dell'illuminazione. Offre un'elevata intensità luminosa, garantendo un'illuminazione brillante ed efficace. Il dispositivo presenta un ampio angolo di visione, tipicamente di 120 gradi, che favorisce una distribuzione uniforme della luce ed è ideale per applicazioni che richiedono una copertura ad ampia area. Inoltre, è realizzato con materiali senza piombo (Pb-free) e rispetta le principali normative ambientali e di sicurezza, tra cui RoHS, REACH UE e standard senza alogeni (con Bromo <900ppm, Cloro <900ppm, Br+Cl <1500ppm). L'utilizzo del binning standard ANSI per le caratteristiche cromatiche garantisce coerenza e prevedibilità delle prestazioni del colore tra i lotti di produzione.

1.2 Applicazioni Target

La combinazione di alta efficienza, buon indice di resa cromatica (CRI), basso consumo energetico e ingombro compatto rende questo LED adatto a numerose applicazioni. I principali casi d'uso includono illuminazione generale, illuminazione decorativa e per intrattenimento, indicatori di stato, varie applicazioni di illuminazione e retroilluminazione per interruttori.

2. Analisi dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e oggettiva delle specifiche tecniche chiave del LED, come definite nella scheda tecnica in condizioni di test standard (temperatura del punto di saldatura a 25°C).

2.1 Valori Massimi Assoluti

I Valori Massimi Assoluti definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non sono destinati al funzionamento normale.

• Corrente Diretta (I_F): 36 mA (Continua)
• Corrente Diretta di Picco (I_FP): 72 mA (Impulsata, Ciclo di Lavoro 1/10, Larghezza Impulso 10ms)
• Dissipazione di Potenza (P_d): 1368 mW
• Temperatura di Esercizio (T_opr): -40°C a +85°C
• Temperatura di Magazzinaggio (T_stg): -40°C a +100°C
• Resistenza Termica, Giunzione-Punto di Saldatura (R_{th J-S}): 16 °C/W
• Temperatura Massima di Giunzione (T_j): 115 °C

Nota Importante:Il dispositivo è sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD). È necessario seguire le corrette procedure di manipolazione ESD durante l'assemblaggio e la movimentazione per prevenire guasti latenti o catastrofici.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati alla tipica corrente diretta di esercizio di 25 mA.

• Flusso Luminoso (Φ): Il flusso luminoso minimo è specificato come 120 lm, con una tolleranza tipica di ±11%. Il valore effettivo del flusso dipende dal codice bin specifico (es. S3A, S3B, ecc.).
• Tensione Diretta (V_F): Varia da un minimo di 34 V a un massimo di 38 V a 25mA. La tolleranza tipica è ±0.1V, e sono definiti bin di tensione specifici (da C4 a C7) per un controllo più stretto.
• Indice di Resa Cromatica (CRI/Ra): È garantito un CRI minimo di 80, con una tolleranza di ±2. Il valore R9 (rosso saturo) è specificato come minimo 0.
• Angolo di Visione (2θ_1/2): L'angolo a metà intensità è tipicamente di 120 gradi.

2.3 Caratteristiche Termiche e di Saldatura

Una corretta gestione termica è fondamentale per la longevità del LED e il mantenimento delle prestazioni.

• La resistenza termica di 16 °C/W indica l'incremento di temperatura dalla giunzione al punto di saldatura per ogni watt di potenza dissipata. Si raccomanda un layout efficace del PCB e l'eventuale uso di via termiche per gestire il calore.
• Saldatura a Riflusso: Il LED può sopportare una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi.
• Saldatura Manuale: Se necessario, è possibile applicare una punta del saldatore a 350°C per un massimo di 3 secondi.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto utilizza un sistema di binning completo per classificare le variazioni delle prestazioni chiave, consentendo ai progettisti di selezionare LED con caratteristiche coerenti per la loro applicazione.

3.1 Binning del Flusso Luminoso

Il flusso luminoso è raggruppato in bin denotati da codici come S3A, S3B, S4A, ecc. Ogni bin definisce un intervallo minimo e massimo di flusso misurato a I_F=25mA. Ad esempio, il bin S3A copre da 120 a 125 lm, e S3B da 125 a 130 lm. Ciò consente la selezione in base ai requisiti di luminosità.

3.2 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è suddivisa in bin per aiutare nella progettazione del circuito, in particolare per pilotare più LED in serie. I bin vanno da C4 (34.0-35.0V) a C7 (37.0-38.0V). Selezionare LED dallo stesso bin di tensione o da bin adiacenti può aiutare a garantire una distribuzione di corrente più uniforme in stringhe parallele o requisiti di tensione prevedibili in stringhe in serie.

3.3 Binning della Cromaticità e Temperatura di Colore

La scheda tecnica fornisce scatole dettagliate delle coordinate cromatiche (CIE x, y) per diverse Temperature di Colore Correlate (CCT) come 2700K e 3000K. Vengono presentati più schemi di binning:

• Ellissi di MacAdam 3-STEP e 5-STEP: Queste definiscono una coerenza cromatica più stretta. Un bin "3-STEP" garantisce che tutti i LED rientrino in un'ellisse di MacAdam di 3 step, rappresentando variazioni di colore molto piccole percepibili solo sotto un attento confronto. "5-STEP" è leggermente più ampio ma garantisce comunque una buona uniformità del colore per la maggior parte delle applicazioni.
• Bin Cromatici Dettagliati a 7 Codici: Per ogni CCT (es. 2700K), viene fornita un'ulteriore suddivisione in codici come 27-7A, 27-7B, ecc., con angoli di coordinate specifici e intervalli di CCT di riferimento (es. 2580K~2718K). Ciò consente un abbinamento cromatico estremamente preciso in applicazioni critiche.

3.4 Indice di Resa Cromatica (CRI)

Il CRI è indicato da una lettera nel numero di parte (es. 'K' per CRI 80 Min.). La tabella definisce simboli da M (CRI 60 Min.) a H (CRI 90 Min.), con le parti di esempio che utilizzano tutte 'K' per un CRI minimo di 80.

4. Numerazione del Prodotto e Guida all'Ordine

4.1 Spiegazione del Numero di Parte

Il numero di parte segue un formato strutturato:67-22ST/KKE-NXX XX XX 380U2/SZM/2T

• 67-22ST/: Tipo di package base.
• K: Codice bin CRI (K = 80 Min.).
• KE: Probabilmente codice interno.
• N: Indice CRI (N=65 Min., ma sovrascritto da 'K' in questo caso? L'esempio usa KKE-N...). L'esempio chiarisce che 'K' definisce CRI=80.
• Primo XX: Temperatura di Colore in centinaia di Kelvin (es. 27 per 2700K).
• Secondo XX: Codice Flusso Luminoso (es. 12 per 120 lm min).
• Terzo XX: Probabilmente un sub-bin di flusso o colore.
• 380: Indice Tensione Diretta (38.0V max).
• U2: Indice Corrente Diretta (I_F=25mA).
• /SZM/2T: Specifiche di imballaggio e nastro.

Esempio:67-22ST/KKE-N27120380U2/SZM/2T si decodifica in: CRI 80 Min., CCT 2700K, Flusso 120 lm min, V_F38.0V max, I_F 25mA.

4.2 Lista di Produzione di Massa

La scheda tecnica elenca numeri di parte specifici disponibili per la produzione di massa, che coprono CCT popolari con un CRI minimo di 80:

• 2700K (120 lm min)
• 3000K (125 lm min)
• 4000K (130 lm min)
• 5000K (130 lm min)
• 6500K (130 lm min)

5. Linee Guida Applicative e Considerazioni di Progettazione

5.1 Scenari Applicativi Tipici

In base alle sue specifiche, questo LED è ben adatto per:

• Illuminazione Generale Interna:Il suo intervallo CCT 2700K-6500K e il buon CRI lo rendono adatto per l'illuminazione ambientale in case, uffici e spazi commerciali, specialmente se utilizzato in array su moduli LED o strisce.
• Illuminazione Decorativa & Architettonica:L'ampio angolo di visione e i bin colore consistenti sono ideali per nicchie, scaffali, insegne e illuminazione di facciate dove è desiderata una diffusione uniforme della luce.
• Illuminazione Funzionale:Può essere utilizzato in luci da lavoro, illuminazione di armadi o sotto pensili dove la sua luminosità e qualità del colore sono vantaggiose.

5.2 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

Data l'alta tensione diretta (34-38V a 25mA), un driver LED a corrente costante è essenziale. Il driver deve essere dimensionato per fornire la corrente richiesta adattandosi alla tensione diretta totale della/e stringa/e LED. Per un singolo LED, la tensione di uscita del driver deve superare ~38V. Per più LED in serie, la V_Ftotale si somma (es. 3 LED potrebbero richiedere ~102-114V), il che influenza la selezione del driver. La bassa corrente (25mA) consente progetti di driver efficienti e la possibilità di pilotare molte stringhe parallele da una singola sorgente regolata in corrente con appropriato bilanciamento.

5.3 Progettazione della Gestione Termica

Con una dissipazione di potenza fino a ~0.95W (38V * 0.025A) e una resistenza termica di 16°C/W, l'incremento di temperatura della giunzione dal punto di saldatura può essere significativo. Ad esempio, se il punto di saldatura raggiunge 60°C, la giunzione potrebbe essere a 60°C + (0.95W * 16°C/W) = ~75°C, che è entro i limiti ma riduce l'output luminoso e la durata. Pertanto, progettare il PCB con un'adeguata area di rame (che funge da dissipatore) e garantire un buon flusso d'aria nel dispositivo finale sono cruciali per mantenere prestazioni e longevità.

5.4 Considerazioni sul Progetto Ottico

L'angolo di visione di 120 gradi è intrinsecamente ampio. Per applicazioni che richiedono un fascio più focalizzato, sarebbero necessarie ottiche secondarie come lenti o riflettori. La resina trasparente del package è adatta all'uso con tali ottiche senza significative perdite per assorbimento.

6. Curve di Prestazione e Analisi della Cromaticità

La scheda tecnica include diagrammi di cromaticità CIE 1931 con intervalli di bin tracciati per 2700K e 3000K. Questi diagrammi sono cruciali per comprendere la variazione del punto colore.

6.1 Interpretazione dei Diagrammi di Cromaticità

Il luogo del corpo nero (la linea curva) rappresenta il colore di un radiatore perfetto teorico a diverse temperature. I bin (rettangoli o parallelogrammi) mostrano la dispersione ammissibile delle coordinate di colore (x,y) per un dato bin CCT. Scegliere un bin più stretto (es. 3-STEP) garantisce che tutti i LED appariranno quasi identici di colore all'occhio umano, il che è vitale per prodotti di illuminazione di alta qualità dove lo sfasamento di colore è inaccettabile. Gli angoli delle coordinate forniti consentono calcoli precisi di miscelazione del colore in sistemi multi-LED.

7. Confronto e Motivazione della Scelta

Rispetto ai LED tradizionali a foro passante, questo package SMD offre vantaggi significativi nell'assemblaggio automatizzato, nel percorso termico verso il PCB e nella miniaturizzazione del design. All'interno del segmento SMD di media potenza, i suoi differenziatori chiave sono la tensione diretta relativamente alta (suggerendo che possa contenere più die in serie all'interno del package) e la disponibilità di opzioni di binning cromatico stretto. Ciò lo rende competitivo in applicazioni che richiedono una buona coerenza cromatica a un livello di potenza moderato, colmando il divario tra LED indicatori a bassa potenza e LED per illuminazione ad alta potenza.

8. Domande Frequenti (FAQ)

D: Qual è la corrente di esercizio tipica per questo LED?

R: La scheda tecnica specifica le caratteristiche elettro-ottiche a I_F=25mA, che è la corrente di esercizio tipica raccomandata. Può essere pilotato fino al Valore Massimo Assoluto di 36mA continuo, ma ciò aumenterà il calore e potrebbe ridurre la durata e l'efficienza.

D: Come interpreto la tolleranza del flusso luminoso di ±11%?

R: Ciò significa che il flusso luminoso effettivo di un dato LED può variare di ±11% dal valore nominale del bin. Ad esempio, un LED del bin minimo 120 lm potrebbe misurare effettivamente tra circa 107 lm e 133 lm. Per una luminosità costante, è consigliabile approvvigionarsi da un singolo lotto di produzione.

D: Posso pilotare questo LED direttamente con una sorgente a tensione costante?

R: No. I LED sono dispositivi pilotati in corrente. La loro tensione diretta ha una tolleranza e varia con la temperatura. Un'alimentazione a tensione costante porterebbe a una corrente incontrollata, potenzialmente superando il valore massimo e distruggendo il LED. Utilizzare sempre un driver a corrente costante o un circuito limitatore di corrente.

D: Cosa significa la conformità "senza alogeni" per la mia applicazione?

R: I materiali senza alogeni riducono l'emissione di fumi tossici e corrosivi (come le diossine) in caso di incendio. Ciò è sempre più importante per l'elettronica di consumo, l'illuminazione interna e i prodotti con specifiche certificazioni ambientali o di sicurezza (es. per l'uso in spazi pubblici chiusi).

9. Principi Tecnici e Tendenze

9.1 Principio di Funzionamento

Questo LED si basa sulla tecnologia dei semiconduttori. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la sua energia di bandgap, elettroni e lacune si ricombinano all'interno della regione attiva del chip InGaN (Nitruro di Indio e Gallio), rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica degli strati semiconduttori e l'uso di fosfori (per LED bianchi) determinano la lunghezza d'onda e il colore della luce emessa. Il package PLCC-2 fornisce protezione meccanica, connessioni elettriche e una lente ottica primaria, facilitando al contempo il trasferimento di calore al circuito stampato.

9.2 Tendenze del Settore

Il segmento dei LED di media potenza continua a evolversi verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), un miglioramento della resa cromatica (valori R9 più alti, spettro più completo) e una maggiore affidabilità. C'è anche una forte tendenza verso la standardizzazione delle impronte e dei dati fotometrici per semplificare progettazione e approvvigionamento. L'inclusione di binning dettagliato della cromaticità e del flusso, come si vede in questa scheda tecnica, riflette la domanda del mercato di prestazioni prevedibili e coerenza cromatica nella produzione di massa, fondamentale per la sostituzione delle sorgenti luminose tradizionali con la tecnologia LED nelle applicazioni di illuminazione professionale.