Scheda Tecnica LED Verde SMD PLCC-2 G67-12S - Media Potenza - 60mA - 3.2V - Angolo Visivo 120° - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il G67-12S è un LED a montaggio superficiale (SMD) in formato package PLCC-2. È classificato come LED a media potenza, progettato per offrire un equilibrio tra prestazioni e consumo energetico. Il colore principale emesso è il verde, ottenuto utilizzando la tecnologia a chip InGaN con un incapsulamento in resina trasparente. Questa combinazione fornisce un ampio angolo visivo, rendendolo adatto per applicazioni che richiedono un'ampia distribuzione della luce.

I vantaggi principali di questo LED includono la sua alta efficienza, che si traduce in una buona emissione luminosa per la potenza elettrica consumata, e il suo fattore di forma compatto che facilita l'integrazione nei moderni design di illuminazione con vincoli di spazio. La sua conformità alle direttive senza piombo e RoHS garantisce che soddisfi gli standard ambientali e di sicurezza contemporanei per i componenti elettronici.

Il mercato target per questo componente spazia su varie applicazioni di illuminazione dove è richiesta un'illuminazione verde affidabile ed efficiente. Le sue caratteristiche lo rendono una scelta versatile per i progettisti.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo non deve essere operato oltre questi limiti per prevenire danni permanenti. I valori massimi assoluti sono specificati a una temperatura del punto di saldatura (T_Saldatura) di 25°C.

• Corrente Diretta (I_F):60 mA (Continua)
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):100 mA (Consentita con un ciclo di lavoro di 1/10 e una larghezza di impulso di 10ms)
• Dissipazione di Potenza (P_d):230 mW
• Temperatura di Esercizio (T_opr):-40°C a +85°C
• Temperatura di Magazzinaggio (T_stg):-40°C a +100°C
• Scarica Elettrostatica (ESD) Modello Corpo Umano (HBM):2000 V. Il componente è sensibile all'ESD, richiedendo procedure di manipolazione appropriate.
• Resistenza Termica (R_{th J-S}):50 °C/W (Giunzione a Punto di Saldatura). Questo parametro è critico per il design della gestione termica.
• Temperatura Massima di Giunzione (T_j):115 °C
• Temperatura di Saldatura:Per la saldatura a rifusione, è specificato 260°C per 10 secondi. Per la saldatura manuale, il limite è 350°C per 3 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri di prestazione chiave sono misurati in condizioni di test standard (T_Saldatura= 25°C, I_F= 60 mA).

• Flusso Luminoso (I_v):13.0 lm (Minimo), 18.0 lm (Massimo). Il valore tipico rientra in questo intervallo. Si applica una tolleranza di ±11%.
• Tensione Diretta (V_F):2.9 V (Minimo), 3.4 V (Massimo). Il valore tipico è intorno al punto medio. Si applica una tolleranza di ±0.1V.
• Angolo Visivo (2θ_1/2):120 gradi (Tipico). Questo definisce l'arco angolare dove l'intensità luminosa è almeno la metà dell'intensità di picco.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione, i LED sono suddivisi in bin in base a parametri chiave. Il G67-12S utilizza un sistema di binning multi-codice come parte del suo numero di prodotto completo (es. G2C-D1525L4L82934Z6/2T).

3.1 Bin del Flusso Luminoso

Classificati per flusso luminoso minimo e massimo a I_F=60mA. Il codice del bin (es. L4, L5) fa parte del numero di prodotto.

• L4:13.0 lm a 14.0 lm
• L5:14.0 lm a 15.0 lm
• L6:15.0 lm a 16.0 lm
• L7:16.0 lm a 17.0 lm
• L8:17.0 lm a 18.0 lm

3.2 Bin della Tensione Diretta

Classificati per intervallo di tensione diretta a I_F=60mA.

• 36:2.9 V a 3.0 V
• 37:3.0 V a 3.1 V
• 38:3.1 V a 3.2 V
• 39:3.2 V a 3.3 V
• 40:3.3 V a 3.4 V

3.3 Bin della Lunghezza d'Onda Dominante

Definisce la lunghezza d'onda del colore primario (verde).

• G51:515 nm a 520 nm
• G52:520 nm a 525 nm

La tolleranza di misura per la lunghezza d'onda dominante/di picco è ±1 nm.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

4.1 Distribuzione Spettrale

Il grafico spettrale fornito mostra un caratteristico picco di emissione a banda stretta nella regione del verde (circa 515-535 nm), tipico dei LED verdi basati su InGaN. La curva consente ai progettisti di comprendere la purezza del colore e la potenziale applicazione in sistemi sensibili a specifiche lunghezze d'onda.

4.2 Tensione Diretta vs. Temperatura di Giunzione

La Figura 1 illustra che la tensione diretta (V_F) ha un coefficiente di temperatura negativo. All'aumentare della temperatura di giunzione (T_j) da 25°C a 115°C, V_Fdiminuisce linearmente di circa 0.25V. Questa è una considerazione critica per i driver a corrente costante, poiché un'alimentazione a tensione fissa potrebbe portare a un aumento della corrente a temperature più elevate.

4.3 Potenza Radiometrica Relativa vs. Corrente Diretta

La Figura 2 mostra la relazione tra l'emissione luminosa (potenza radiometrica) e la corrente di pilotaggio. L'uscita è sub-lineare, aumenta con la corrente ma con una tendenza alla saturazione a correnti più elevate (avvicinandosi a 60-70 mA). Ciò evidenzia l'importanza di operare entro l'intervallo di corrente consigliato per un'efficienza e una longevità ottimali.

4.4 Flusso Luminoso Relativo vs. Temperatura di Giunzione

La Figura 3 dimostra l'effetto di quenching termico. L'emissione luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. A T_j= 115°C, l'emissione è circa l'80% del suo valore a 25°C. Un efficace dissipatore di calore è quindi essenziale per mantenere la luminosità.

4.5 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva IV)

La Figura 4 presenta la classica caratteristica diodo IV per il LED a 25°C. La curva mostra la relazione esponenziale, con il dispositivo che si accende intorno a 2.9V e opera nell'intervallo 3.0-3.4V alla corrente nominale di 60mA.

4.6 Corrente di Pilotaggio Massima vs. Temperatura di Saldatura

La Figura 5 fornisce una linea guida di derating. Mostra che la corrente diretta massima consentita diminuisce all'aumentare della temperatura del punto di saldatura. Questo grafico è vitale per progettare sistemi che operano in temperature ambientali elevate, garantendo che il limite di temperatura di giunzione non venga superato.

4.7 Diagramma di Radiazione

La Figura 6 è un diagramma polare che raffigura la distribuzione spaziale dell'intensità luminosa. Il pattern conferma l'ampio angolo visivo di 120°, mostrando una distribuzione quasi-Lambertiana (coseno) tipica dei package PLCC con resina a forma di cupola, fornendo un'illuminazione uniforme su un'ampia area.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il package PLCC-2 ha un fattore di forma standard. Il disegno dimensionale indica le misure chiave inclusa la lunghezza, larghezza e altezza del corpo, così come la spaziatura e la dimensione dei pad. Tutte le tolleranze non specificate sono ±0.15 mm. Il catodo è tipicamente identificato da un marcatore sul package o nello schema dell'impronta.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

La scheda tecnica specifica due metodi di saldatura:

• Saldatura a Rifusione:Temperatura di picco massima di 260°C per un massimo di 10 secondi.
• Saldatura Manuale:Temperatura della punta del saldatore di 350°C per un massimo di 3 secondi per terminale.

È cruciale rispettare questi profili per prevenire danni termici al chip LED, ai fili di connessione o al package plastico. Il componente è sensibile alla scarica elettrostatica (ESD), quindi sono obbligatorie pratiche di manipolazione e postazione di lavoro sicure per l'ESD.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Imballaggio Resistente all'Umidità

I LED sono forniti in imballaggio resistente all'umidità per prevenire danni dall'umidità ambientale, il che è critico per componenti sensibili allo stress indotto dall'umidità durante la rifusione (effetto popcorn). L'imballaggio include un nastro portacomponenti, una bobina, un essiccante e una busta sigillata in alluminio a prova di umidità.

7.2 Dimensioni della Bobina e del Nastro

Sono forniti disegni dettagliati per la bobina e il nastro portacomponenti. La quantità standard caricata è di 4000 pezzi per bobina. Il nastro portacomponenti ha tasche progettate per trattenere in modo sicuro il package PLCC-2 durante il trasporto e l'assemblaggio automatizzato.

7.3 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta della bobina contiene diversi codici: CPN (Numero Parte Cliente), P/N (Numero Prodotto), QTY (Quantità), CAT (Classe/Intensità Luminosa), HUE (Classe/Lunghezza d'Onda Dominante), REF (Classe/Tensione Diretta) e LOT No (Numero di Lotto per la tracciabilità).

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Illuminazione Decorativa e per Intrattenimento:Ideale per insegne, illuminazione architettonica d'accento e illuminazione scenica grazie al suo colore verde vibrante e all'ampio angolo.
• Illuminazione per Agricoltura:Può essere utilizzato in sistemi di illuminazione orticola specializzati dove sono richieste specifiche lunghezze d'onda verdi per la ricerca sulle piante o l'illuminazione supplementare.
• Indicatori Generali e Retroilluminazione:Adatto per indicatori di stato, retroilluminazione di pannelli ed elettronica di consumo dove è necessaria una sorgente verde luminosa ed efficiente.

8.2 Considerazioni di Progetto

• Limitazione di Corrente:Un resistore di limitazione di corrente esterno o un driver a corrente costante èassolutamente necessarioper prevenire danni da sovracorrente, come notato nelle "Precauzioni per l'Uso".
• Gestione Termica:Data la resistenza termica di 50 °C/W e la sensibilità dell'emissione luminosa alla temperatura, è consigliato un layout PCB adeguato con sufficienti vie di fuga termica e, se necessario, un dissipatore di calore per operazioni ad alta potenza o ad alta temperatura ambiente.
• Progettazione Ottica:L'angolo visivo di 120° semplifica la progettazione di ottiche secondarie per applicazioni che richiedono luce diffusa. Per fasci focalizzati, potrebbero essere necessarie lenti aggiuntive.

9. Test di Affidabilità

La scheda tecnica elenca una serie completa di test di affidabilità eseguiti con un livello di confidenza del 90% e una Percentuale di Difettosi Tollerata per Lotto (LTPD) del 10%. I test includono:

• Resistenza alla Saldatura a Rifusione
• Shock Termico (-10°C ↔ +100°C)
• Ciclo Termico (-40°C ↔ +100°C)
• Magazzinaggio ad Alta Temperatura/Umidità (85°C/85% UR)
• Funzionamento ad Alta Temperatura/Umidità (85°C/85% UR, 30mA)
• Test di Vita in Magazzinaggio & Funzionamento ad Alta/Bassa Temperatura

Questi test convalidano la robustezza del LED sotto vari stress ambientali e operativi, garantendo prestazioni a lungo termine nelle applicazioni sul campo.

10. Confronto e Differenziazione Tecnica

Come LED verde a media potenza in package PLCC-2, il G67-12S occupa una nicchia specifica. Rispetto ai LED indicatori a bassa potenza, offre un flusso luminoso significativamente più alto (13-18 lm vs. tipicamente <5 lm). Rispetto ai LED ad alta potenza, opera a corrente inferiore e richiede una gestione termica meno complessa, semplificando il design del driver. Il suo vantaggio principale è offrire un buon equilibrio tra luminosità, efficienza e facilità d'uso nei processi standard di assemblaggio SMD. L'ampio angolo visivo di 120° è un differenziatore chiave rispetto ai LED a fascio più stretto, rendendolo preferibile per l'illuminazione d'area piuttosto che per l'illuminazione a spot.

11. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Quale corrente di pilotaggio dovrei usare?

R: La corrente diretta continua nominale è 60 mA. È consigliato un driver a corrente costante impostato a 60 mA per prestazioni e durata ottimali. Non superare questo valore senza consultare le curve di derating per la temperatura.

D: Perché l'intervallo di tensione diretta è così importante?

R: Il bin V_F(es. 38 per 3.1-3.2V) garantisce coerenza quando più LED sono collegati in parallelo. Abbinare i bin V_Faiuta a ottenere una condivisione uniforme della corrente e della luminosità.

D: Come interpreto il codice del bin del flusso luminoso (es. L4)?

R: Il codice del bin specifica l'emissione luminosa minima e massima garantita per quel gruppo specifico di LED. Selezionare un bin più alto (es. L8) garantisce una luminosità maggiore ma può influenzare costo e disponibilità.

D: Posso pilotare questo LED con una tensione di alimentazione di 3.3V?

R: Possibilmente, ma non è raccomandato. La tensione diretta può arrivare fino a 3.4V. Un'alimentazione a 3.3V potrebbe non accendere completamente tutte le unità, specialmente quelle nei bin V_Fpiù alti. Utilizzare sempre un circuito di limitazione di corrente progettato per la V_F range.

del LED.

12. Studio di Caso di Progetto e Utilizzo

Scenario: Progettazione di una striscia LED decorativa.

Un progettista vuole creare una striscia LED flessibile per l'illuminazione architettonica a incasso. Sceglie il G67-12S per il suo colore verde, l'ampio angolo visivo (per illuminare uniformemente le pareti) e la classificazione a media potenza (semplificando il design dell'alimentatore rispetto ai LED ad alta potenza).Implementazione:

I LED sono posizionati ogni 50mm sulla striscia. Sono raggruppati in serie di 3 LED più un resistore di limitazione di corrente, progettati per un ingresso DC a 12V. Il valore del resistore è calcolato in base alla tensione diretta tipica (es. 3.2V x 3 = 9.6V) e alla corrente desiderata di 60mA: R = (12V - 9.6V) / 0.060A = 40 Ohm. Il PCB include un'area di rame sufficiente per la dissipazione del calore. L'ampio angolo visivo elimina la necessità di diffusori secondari, riducendo costi e complessità. L'imballaggio in bobina resistente all'umidità garantisce che i componenti arrivino pronti per l'assemblaggio automatizzato senza bisogno di pre-essiccazione.

13. Principio Operativo

Il G67-12S è una sorgente luminosa a semiconduttore. Il suo nucleo è un chip realizzato con materiali Nitruro di Gallio e Indio (InGaN). Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia di accensione del diodo (circa 2.9V), elettroni e lacune si ricombinano all'interno della regione attiva del semiconduttore, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La composizione specifica della lega InGaN determina l'energia del bandgap, che corrisponde direttamente alla lunghezza d'onda della luce emessa - in questo caso, verde (515-525 nm). La resina epossidica trasparente protegge il chip, funge da lente per modellare l'emissione luminosa in un ampio fascio e può contenere fosfori o altri materiali, sebbene per un LED verde monocromatico sia tipicamente puramente trasparente.

14. Tendenze Tecnologiche

Il segmento dei LED a media potenza, esemplificato da componenti come il G67-12S, continua a evolversi. Le tendenze generali del settore includono:Aumento dell'Efficienza:

Miglioramenti continui nel design del chip, nell'epitassia e nell'efficienza di estrazione del package portano a più lumen per watt (lm/W), riducendo il consumo energetico a parità di emissione luminosa.Migliore Coerenza del Colore:

Tolleranze di binning più strette per lunghezza d'onda e flusso stanno diventando standard, consentendo una migliore corrispondenza del colore nei sistemi multi-LED senza ordinamento manuale.Affidabilità Migliorata:

Progressi nei materiali di incapsulamento (es. siliconi ad alta temperatura) e nelle tecnologie di attacco del die stanno spingendo le temperature massime di giunzione più in alto e prolungando le durate operative.Miniaturizzazione: