Scheda Tecnica LED SMD PLCC-2 - Package 5.0x2.0x1.7mm - Tensione Max 3.4V - Potenza 0.51W - Luce Bianca

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per un LED a montaggio superficiale (SMD) che utilizza un package PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Questo componente è classificato come LED a media potenza, progettato per offrire un equilibrio tra flusso luminoso e consumo energetico. Il colore principale emesso è il bianco, disponibile in varie temperature di colore correlate (CCT) tra cui bianco caldo, bianco neutro e bianco freddo. Il package presenta un design a vista dall'alto ed è realizzato in resina trasparente per un'estrazione ottimale della luce.

I vantaggi principali di questa serie di LED includono un'elevata efficienza luminosa, un ampio angolo di visione di 120 gradi e la conformità agli standard ambientali e di sicurezza moderni come RoHS, REACH e requisiti senza alogeni. Il suo fattore di forma compatto e le prestazioni affidabili lo rendono adatto a un'ampia gamma di applicazioni di illuminazione generale e decorativa.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

I limiti operativi del dispositivo sono definiti in condizioni specifiche (temperatura del punto di saldatura a 25°C). Superare questi valori può causare danni permanenti.

• Corrente Diretta (I_F): 150 mA (continua).
• Corrente Diretta di Picco (I_FP): 300 mA, ammissibile in condizioni pulsate con un duty cycle di 1/10 e una larghezza di impulso di 10ms.
• Dissipazione di Potenza (P_d): Massimo 510 mW.
• Temperatura di Esercizio (T_opr): da -40°C a +85°C.
• Temperatura di Stoccaggio (T_stg): da -40°C a +100°C.
• Resistenza Termica (R_{th J-S}): 32 °C/W (giunzione a punto di saldatura).
• Temperatura di Giunzione (T_j): Massimo 115 °C.
• Temperatura di Saldatura: La saldatura a rifusione è specificata a 260°C per 10 secondi. La saldatura manuale è consentita a 350°C per un massimo di 3 secondi.

Nota Importante: Questo prodotto è sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD). Devono essere seguite le corrette procedure di manipolazione ESD durante l'assemblaggio e la movimentazione.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

I parametri di prestazione chiave sono misurati a una corrente diretta (I_F) di 150 mA e una temperatura del punto di saldatura di 25°C.

• Flusso Luminoso (Φ): Il valore minimo varia in base alla variante del prodotto, a partire da 55 lumen. Si applica una tolleranza tipica di ±11%.
• Tensione Diretta (V_F): Varia da un minimo tipico di 2,8V a un massimo di 3,4V a 150mA. La tolleranza è di ±0,1V.
• Indice di Resa Cromatica (CRI/Ra): È garantito un minimo di 80 per le varianti elencate, con una tolleranza di ±2.
• Angolo di Visione (2θ_1/2): 120 gradi (tipico).
• Corrente Inversa (I_R): Massimo 50 µA a una tensione inversa (V_R) di 5V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto utilizza un sistema di binning completo per garantire la coerenza del colore e delle prestazioni. Il numero del prodotto stesso codifica le informazioni chiave del bin.

3.1 Decodifica del Numero di Prodotto

La struttura del numero di parte, ad esempio50-217ST/KK5C-H275534Z15/2T, contiene diversi identificatori chiave:

• Codice CRI: 'K' indica un CRI minimo di 80.
• Codice CCT: '27' indica una Temperatura di Colore Correlata di 2700K (bianco caldo). Altri codici includono 30 (3000K), 40 (4000K), 50 (5000K), 57 (5700K) e 65 (6500K).
• Bin del Flusso Luminoso: '55' indica un flusso luminoso minimo di 55 lumen per questa specifica combinazione CCT/CRI.
• Bin della Tensione Diretta: '34' indica una tensione diretta massima di 3,4V.
• Indice della Corrente Diretta: 'Z15' specifica la corrente diretta di esercizio di 150mA.

3.2 Binning del Flusso Luminoso

L'output luminoso è categorizzato in bin denotati da codici come R2, R3, ecc., ciascuno dei quali definisce un intervallo minimo/massimo di flusso a 150mA. Ad esempio, il bin R2 copre da 55 a 60 lm. La tolleranza standard per il flusso luminoso è di ±11%.

3.3 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è suddivisa in bin utilizzando codici a due cifre da 35 a 40. Ogni bin rappresenta un intervallo di 0,1V, partendo da 2,8-2,9V (bin 35) fino a 3,3-3,4V (bin 40). La tolleranza è di ±0,1V.

3.4 Binning delle Coordinate di Cromaticità

Per un controllo preciso del colore, le coordinate di cromaticità (x, y sul diagramma CIE 1931) sono strettamente suddivise in bin all'interno di ciascun gruppo CCT. La scheda tecnica fornisce tabelle dettagliate con i limiti delle coordinate per più sub-bin (ad es., 27K-A, 27K-B per 2700K). Ciò garantisce che i LED dello stesso bin appaiano visivamente identici nel colore. Gli intervalli di riferimento definiscono la CCT target per ciascun gruppo di bin principale.

4. Suggerimenti per l'Applicazione

4.1 Scenari di Applicazione Tipici

• Illuminazione Generale: Ideale per lampadine LED, tubi e pannelli dove è richiesto un equilibrio tra efficienza, qualità della luce e costo.
• Illuminazione Decorativa e per Spettacoli: Adatto per l'illuminazione d'accento, la segnaletica e l'illuminazione scenica grazie al suo ampio angolo di visione e alle CCT disponibili.
• Luci Spia: Può essere utilizzato per indicatori di stato che richiedono una luminosità superiore rispetto ai LED standard.
• Luci per Interruttori: Applicabile per interruttori illuminati e pannelli di controllo.

4.2 Considerazioni di Progettazione

• Gestione Termica: Con una resistenza termica di 32°C/W, un layout PCB adeguato e un dissipatore di calore sono cruciali per mantenere la temperatura di giunzione al di sotto di 115°C, specialmente quando si opera alla corrente diretta massima. Ciò garantisce affidabilità a lungo termine e un output luminoso stabile.
• Alimentazione a Corrente: Si consiglia un driver a corrente costante per garantire un output luminoso stabile e una coerenza cromatica. Il driver deve essere progettato per non superare i valori massimi assoluti per la corrente diretta e di picco.
• Progettazione Ottica: L'angolo di visione di 120 gradi è un valore tipico. Per specifici pattern del fascio, potrebbero essere necessarie ottiche secondarie (lenti, riflettori).

5. Guida alla Saldatura e all'Assemblaggio

5.1 Parametri di Saldatura a Rifusione

Il componente è compatibile con i processi standard di rifusione a infrarossi o a convezione. Il parametro critico è una temperatura di picco di 260°C, che non deve essere superata per più di 10 secondi. Il profilo di rifusione consigliato dovrebbe seguire gli standard JEDEC o IPC per componenti SMD.

5.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, è necessario prestare estrema attenzione. La temperatura della punta del saldatore dovrebbe essere limitata a 350°C e il tempo di contatto con qualsiasi singolo terminale non deve superare i 3 secondi per prevenire danni termici al package plastico e al chip LED.

5.3 Condizioni di Stoccaggio

Per preservare la saldabilità e prevenire l'assorbimento di umidità (che può causare il "popcorning" durante la rifusione), i componenti dovrebbero essere conservati nelle loro buste barriera all'umidità originali con essiccante in un ambiente controllato. L'intervallo di temperatura di stoccaggio è da -40°C a +100°C.

6. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

La quantità di imballaggio standard è indicata nel suffisso del numero di parte (/2Tprobabilmente si riferisce all'imballaggio in nastro e bobina). Per quantità specifiche delle bobine e dimensioni dell'imballaggio, consultare il documento di specifiche dell'imballaggio del produttore. Ordinare sempre utilizzando il numero di prodotto completo per garantire di ricevere il corretto bin di CCT, CRI, flusso e tensione.

7. Confronto Tecnico e Posizionamento

Come LED a media potenza in un package PLCC-2, questo prodotto si colloca tra i LED indicatori a bassa potenza e i LED per illuminazione ad alta potenza. I suoi principali fattori di differenziazione sono:

• vs. LED a Bassa Potenza: Offre un flusso luminoso significativamente più alto, rendendolo adatto all'illuminazione piuttosto che alla sola indicazione.
• vs. LED ad Alta Potenza: Tipicamente opera a corrente inferiore e ha un package più semplice, spesso portando a un costo del sistema inferiore e a un circuito di pilotaggio più semplice, pur fornendo una buona efficacia per molte applicazioni.
• Vantaggio del Package: Il package PLCC-2 fornisce una struttura meccanica stabile e un buon percorso termico rispetto a package SMD più semplici come 0603 o 0805.

8. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

8.1 Qual è il consumo energetico effettivo di questo LED?

Il consumo energetico è calcolato come Tensione Diretta (V_F) × Corrente Diretta (I_F). Nella condizione massima tipica (3,4V, 150mA), la potenza è di 0,51W, che corrisponde alla massima dissipazione di potenza nominale. La potenza effettiva varierà leggermente a seconda del specifico bin V_Fdel LED.

8.2 Come scelgo la CCT e il CRI giusti per la mia applicazione?

Scegli la CCT in base alla "calda" desiderata della luce bianca: 2700K-3000K per luce calda e accogliente (simile all'incandescente); 4000K-5000K per bianco neutro (comune negli uffici); 5700K-6500K per bianco freddo, simile alla luce del giorno. Un CRI di 80 (min) è adatto per l'illuminazione generale dove un'eccellente fedeltà cromatica non è critica. Per l'illuminazione di negozi o musei, sarebbe preferibile una variante con CRI più alto (se disponibile).

8.3 Perché la gestione termica è così importante?

L'efficacia e la durata del LED si degradano all'aumentare della temperatura di giunzione. Superare la temperatura di giunzione massima (115°C) può causare un guasto rapido. La resistenza termica di 32°C/W significa che per ogni watt dissipato, la giunzione sarà 32°C più calda del punto di saldatura. Pertanto, mantenere bassa la temperatura del PCB attraverso un buon design è essenziale per le prestazioni e la longevità.

9. Caso Pratico di Progettazione

Scenario: Progettare una lampadina LED bianco caldo 2700K come sostituto di una lampadina a incandescenza da 40W, puntando a circa 450 lumen.

Implementazione:

1. Selezione del LED: Scegliere la variante50-217ST/KK5C-H275534Z15/2T(2700K, CRI min 80, 55 lm min).
2. Calcolo della Quantità: Per raggiungere 450 lumen, sarebbero necessari almeno 9 LED (450 lm / 55 lm per LED), disposti in serie, parallelo o una combinazione serie-parallelo.
3. Progettazione del Driver: È necessario un driver a corrente costante che eroghi 150mA. Se tutti i 9 LED sono in serie, la tensione di uscita del driver deve adattarsi alla somma dei singoli valori V_F(9 * ~3,2V ≈ 28,8V).
4. Progettazione Termica: La dissipazione di potenza totale sarebbe di circa 9 * 0,48W = 4,32W. Il PCB deve essere progettato con un'adeguata area di rame o essere fissato a un dissipatore di calore metallico per mantenere sufficientemente freschi i punti di saldatura dei LED, garantendo che la temperatura di giunzione rimanga entro limiti sicuri.
5. Progettazione Ottica: Verrebbe utilizzato un diffusore per fondere la luce delle multiple sorgenti discrete in un fascio uniforme.

10. Principio di Funzionamento e Tendenze Tecnologiche

10.1 Principio di Funzionamento di Base

Questo LED bianco si basa su un chip semiconduttore, tipicamente realizzato in InGaN (Nitruro di Gallio e Indio), che emette luce nello spettro blu o ultravioletto quando la corrente elettrica lo attraversa in direzione diretta. Questa luce primaria eccita quindi un rivestimento di fosforo (YAG:Ce o simile) all'interno del package. Il fosforo converte in basso una parte della luce primaria in lunghezze d'onda più lunghe (giallo, rosso). La miscela della luce blu rimanente e della luce emessa dal fosforo risulta nella percezione della luce bianca. La specifica miscela di fosfori determina la CCT e il CRI dell'output.

10.2 Tendenze del Settore

Lo sviluppo di LED a media potenza come questo è guidato da diverse tendenze chiave:

• Aumento dell'Efficacia (lm/W): Miglioramenti continui nel design del chip, nella tecnologia dei fosfori e nell'efficienza del package portano a un output luminoso più elevato per lo stesso input elettrico, riducendo il consumo energetico.
• Miglioramento della Qualità del Colore: C'è una spinta continua verso valori CRI più alti e una resa cromatica più consistente tra i lotti, facilitata da sistemi di binning avanzati e formulazioni di fosfori.
• Miniaturizzazione e Integrazione:
• Standardizzazione e Riduzione dei Costi: Con l'aumento dei volumi, i processi di packaging e produzione diventano più standardizzati, portando a costi inferiori e a un'adozione più ampia in diverse applicazioni di illuminazione.

Questo componente rappresenta una soluzione matura e ottimizzata in questo panorama in evoluzione, offrendo una combinazione affidabile di prestazioni, qualità e convenienza per le esigenze di illuminazione mainstream.