Scheda Tecnica LED Giallo Media Potenza SMD 67-21S - Package PLCC-2 - 2.1-2.8V - 70mA - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per un LED Media Potenza a montaggio superficiale (SMD) in package PLCC-2, che emette luce gialla. Progettato per applicazioni di illuminazione generale, offre un buon equilibrio tra prestazioni, efficienza e dimensioni compatte. Il dispositivo presenta un ampio angolo di visione, è realizzato con materiali privi di piombo e rispetta gli standard ambientali RoHS, rendendolo adatto ai moderni processi di assemblaggio elettronico.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

I principali vantaggi di questo LED includono la sua elevata efficienza luminosa e il profilo di consumo di media potenza, che ne consente un funzionamento efficiente in vari scenari di illuminazione. Il compatto fattore di forma PLCC-2 facilita l'integrazione nei progetti PCB, mentre l'ampio angolo di visione di 120 gradi garantisce una distribuzione uniforme della luce. La sua conformità alle direttive Pb-free e RoHS è in linea con le normative ambientali globali.

1.2 Applicazioni e Mercati di Riferimento

Questo LED è progettato come un componente versatile adatto a più segmenti di illuminazione. Le sue principali aree di applicazione includono l'illuminazione decorativa e per intrattenimento, dove colore e luminosità costanti sono cruciali. È applicabile anche nei sistemi di illuminazione agricola. Inoltre, la sua designazione per uso generale lo rende una scelta affidabile per spie luminose, retroilluminazione e altre comuni mansioni di illuminazione nell'elettronica di consumo e industriale.

2. Parametri Tecnici: Analisi Oggettiva Approfondita

Questa sezione fornisce una dettagliata e oggettiva suddivisione dei limiti operativi e delle caratteristiche prestazionali del dispositivo in condizioni di test definite.

2.1 Valori Massimi Assoluti

I Valori Massimi Assoluti definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Questi valori sono specificati a una temperatura del punto di saldatura (T_Saldatura) di 25°C. La corrente diretta continua (I_F) non deve superare i 70 mA. Per il funzionamento in impulso, è ammessa una corrente diretta di picco (I_FP) di 140 mA con un ciclo di lavoro di 1/10 e una larghezza di impulso di 10 ms. La massima dissipazione di potenza (P_d) è di 200 mW. Il dispositivo può operare entro un intervallo di temperatura ambiente (T_opr) da -40°C a +85°C e può essere conservato (T_stg) tra -40°C e +100°C. La resistenza termica dalla giunzione al punto di saldatura (R_th J-S) è di 50 °C/W e la massima temperatura di giunzione ammissibile (T_j) è di 115°C. La saldatura deve rispettare profili termici rigorosi: rifusione a 260°C per un massimo di 10 secondi, o saldatura manuale a 350°C per un massimo di 3 secondi. Una nota critica sottolinea che il prodotto è sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD), richiedendo opportune precauzioni di manipolazione.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Le Caratteristiche Elettro-Ottiche sono misurate a T_Saldatura = 25°C e una corrente di test (I_F) di 60 mA, rappresentando un tipico punto di lavoro. Il flusso luminoso (I_v) ha un intervallo tipico da 8,5 lm (minimo) a 13,0 lm (massimo). La tensione diretta (V_F) tipicamente è compresa tra 2,1 V e 2,8 V. L'angolo di visione (2θ_1/2), definito come l'angolo totale a metà intensità, è di 120 gradi. La corrente inversa (I_R) è garantita essere al massimo di 50 µA quando viene applicata una tensione inversa (V_R) di 5V. Sono indicate importanti tolleranze: il flusso luminoso ha una tolleranza di ±11% e la tensione diretta ha una tolleranza di ±0,1V attorno al suo valore binnato.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nelle produzioni, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri prestazionali chiave. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfino requisiti specifici dell'applicazione per luminosità e caratteristiche elettriche.

3.1 Binning del Flusso Luminoso

L'output luminoso è suddiviso in diversi codici bin (B7, B8, B9, L1, L2, L3), ciascuno dei quali definisce un intervallo specifico di valori minimi e massimi di flusso luminoso misurati a I_F=60mA. Ad esempio, il bin B7 copre da 8,5 a 9,0 lm, mentre il bin L3 copre da 12,0 a 13,0 lm. La tolleranza complessiva per il flusso luminoso è di ±11%.

3.2 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è suddivisa in codici da 28 a 34, ciascuno rappresentante un passo di 0,1V. Il bin 28 copre da 2,1V a 2,2V e il bin 34 copre da 2,7V a 2,8V. La tolleranza per la tensione diretta è di ±0,1V dall'intervallo binnato.

3.3 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Il colore giallo è definito dalla sua lunghezza d'onda dominante. Sono specificati due codici bin: Y52 per un intervallo di lunghezza d'onda dominante da 585 nm a 590 nm e Y53 per 590 nm a 595 nm. La tolleranza di misura per la lunghezza d'onda dominante/picco è di ±1 nm.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

I dati grafici forniscono informazioni su come si comporta il LED in diverse condizioni operative, il che è cruciale per un robusto progetto del circuito e la gestione termica.

4.1 Distribuzione dello Spettro

La curva spettrale fornita mostra l'intensità luminosa relativa attraverso le lunghezze d'onda da circa 540 nm a 640 nm. La curva raggiunge il picco nella regione gialla (intorno a 585-595 nm), confermando i bin della lunghezza d'onda dominante, con emissione minima in altre parti dello spettro visibile.

4.2 Curve Tipiche delle Caratteristiche Elettro-Ottiche

Vengono illustrate diverse relazioni chiave: la Figura 1 mostra lo spostamento della tensione diretta che diminuisce linearmente all'aumentare della temperatura di giunzione da 25°C a 115°C. La Figura 2 rappresenta la potenza radiometrica relativa che aumenta in modo sub-lineare con la corrente diretta. La Figura 3 indica che il flusso luminoso relativo diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione, una caratteristica termica comune dei LED. La Figura 4 mostra la relazione corrente diretta rispetto alla tensione diretta, essenziale per il progetto del driver. La Figura 5 fornisce una curva di derating, mostrando la massima corrente diretta ammissibile che diminuisce all'aumentare della temperatura del punto di saldatura, aspetto critico per il progetto termico. La Figura 6 è un diagramma di radiazione polare che illustra la distribuzione spaziale dell'intensità, confermando l'ampio angolo di visione di 120 gradi.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Viene fornito un disegno dimensionato dettagliato del package PLCC-2. Le dimensioni chiave includono la lunghezza, larghezza e altezza complessive, nonché la spaziatura e le dimensioni dei pad. Il disegno specifica che la tolleranza predefinita per le dimensioni non specificate è di ±0,15 mm. Queste informazioni sono vitali per il progetto dell'impronta PCB e per garantire un corretto posizionamento durante l'assemblaggio.

5.2 Identificazione della Polarità

Sebbene non sia dettagliato esplicitamente nel testo, i package PLCC-2 standard hanno tipicamente un catodo contrassegnato (spesso una tacca, un punto o un angolo smussato) per l'identificazione della polarità. I progettisti devono consultare il disegno del package per confermare lo schema di marcatura esatto per questo specifico componente.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Parametri di Saldatura a Rifusione

La scheda tecnica dichiara esplicitamente il profilo termico massimo per la saldatura: il componente può sopportare una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi durante la saldatura a rifusione. Per la saldatura manuale, il limite è di 350°C per 3 secondi. Superare questi limiti può danneggiare la struttura interna del LED o il package in plastica.

6.2 Precauzioni per Conservazione e Manipolazione

Il dispositivo è sensibile all'umidità. La busta resistente all'umidità non deve essere aperta finché i componenti non sono pronti per l'uso. Prima dell'apertura, le condizioni di conservazione devono essere ≤ 30°C e ≤ 90% UR. Dopo l'apertura, i componenti hanno una "vita a banco" di 168 ore (7 giorni) in condizioni di ≤ 30°C e ≤ 60% UR. Eventuali LED non utilizzati devono essere risigillati in un imballaggio a prova di umidità con essiccante. Se il tempo di conservazione specificato viene superato o l'indicatore dell'essiccante ha cambiato colore, è necessario un trattamento di baking prima dell'uso per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire il fenomeno del "popcorning" durante la rifusione.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Imballaggio Resistente all'Umidità

I LED sono forniti su nastri portacomponenti goffrati, che vengono poi avvolti su bobine. Le quantità standard caricate per bobina sono 250, 500, 1000, 2000, 3000 o 4000 pezzi. La bobina, con il nastro all'interno, è sigillata in una busta di alluminio a prova di umidità insieme all'essiccante.

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta dell'imballaggio contiene diversi codici: CPN (Numero Prodotto Cliente), P/N (Numero Prodotto), QTY (Quantità Imballata), CAT (Classe Intensità Luminosa, corrispondente al bin del flusso), HUE (Classe Lunghezza d'Onda Dominante), REF (Classe Tensione Diretta) e LOT No (Numero di Lotto per tracciabilità).

7.3 Dimensioni Bobina e Nastro

Disegni dettagliati specificano le dimensioni della bobina (diametro, larghezza, dimensione del mozzo) e del nastro portacomponenti (passo delle tasche, larghezza, profondità). Queste sono importanti per la configurazione delle macchine pick-and-place automatizzate. Le tolleranze per queste dimensioni sono tipicamente ±0,1 mm salvo diversa indicazione.

8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progetto

8.1 Limitazione di Corrente e Progetto del Driver

Una nota critica di progetto è il requisito di un resistore limitatore di corrente esterno o di un driver a corrente costante. La tensione diretta ha un intervallo e un coefficiente di temperatura negativo (come mostrato in Fig. 1). Un leggero aumento della tensione di alimentazione o una diminuzione della V_F dovuta al riscaldamento può causare un grande, potenzialmente distruttivo, aumento della corrente diretta se pilotato direttamente da una sorgente di tensione. Il driver deve essere progettato per operare entro i Valori Massimi Assoluti, considerando la curva di derating (Fig. 5) per temperature ambiente elevate.

8.2 Gestione Termica

Con una resistenza termica (R_th J-S) di 50 °C/W, un efficace dissipazione del calore attraverso i pad di saldatura è essenziale per mantenere prestazioni e longevità. Il layout del PCB dovrebbe fornire un'adeguata area di rame collegata ai pad del LED per dissipare il calore. Operare ad alte temperature di giunzione ridurrà l'output luminoso (Fig. 3) e accelererà il degrado a lungo termine.

9. Affidabilità e Garanzia di Qualità

La scheda tecnica elenca una serie completa di test di affidabilità eseguiti con un livello di confidenza del 90% e una Percentuale di Difettosità Tollerata per Lotto (LTPD) del 10%. Gli elementi di test includono resistenza alla saldatura a rifusione, shock termico, cicli termici, conservazione e funzionamento ad alta temperatura/umidità, conservazione e funzionamento a bassa temperatura e test di vita operativa ad alta temperatura in varie condizioni. Ogni test ha condizioni specifiche (temperatura, umidità, corrente, durata) e dimensione del campione (22 pezzi) con criteri di accettazione definiti (0 guasti ammessi, 1 guasto respinge il lotto). Questi dati forniscono garanzia della robustezza del componente sotto tipici stress ambientali e operativi.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Qual è la differenza tra i bin del flusso luminoso e quelli della lunghezza d'onda dominante?

I bin del flusso luminoso (B7, L1, ecc.) classificano l'output totale di luce visibile (luminosità) del LED. I bin della lunghezza d'onda dominante (Y52, Y53) classificano il colore percepito o la tonalità della luce gialla. Un progettista deve specificare entrambi per garantire coerenza sia nella luminosità che nel colore tra più unità in un'applicazione.

10.2 Come interpreto il grafico Corrente Diretta vs. Temperatura di Saldatura (Fig. 5)?

Questa è una curva di derating. Mostra che la massima corrente diretta continua sicura che il LED può gestire diminuisce all'aumentare della temperatura ai suoi punti di saldatura. Ad esempio, se il progetto PCB fa sì che le saldature del LED raggiungano 85°C, la massima corrente di pilotaggio è significativamente inferiore ai 70 mA di Valore Massimo Assoluto specificati a 25°C. Questo grafico deve essere utilizzato per il progetto termico per prevenire il surriscaldamento.

10.3 Cosa significa "vita a banco" e perché è importante?

La vita a banco è il tempo massimo in cui i LED sensibili all'umidità possono essere esposti alle condizioni ambientali della fabbrica (dopo l'apertura della busta sigillata) prima che debbano essere saldati o sottoposti a baking. Superare questo tempo può permettere all'umidità di essere assorbita nel package di plastica. Durante l'alto calore della saldatura a rifusione, questa umidità intrappolata può vaporizzarsi rapidamente, causando delaminazione interna o crepe ("popcorning"), portando a guasti immediati o latenti.