Scheda Tecnica LED Bianco SMD3528 - Dimensione 3.5x2.8mm - Tensione 3.2V - Potenza 0.108W - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

L'SMD3528 è un diodo a emissione luminosa (LED) bianco a montaggio superficiale progettato per applicazioni di illuminazione generale. Questo LED a singolo chip offre un ingombro compatto ed è adatto per retroilluminazione, luci spia e illuminazione decorativa. Il vantaggio principale di questo componente risiede nelle sue dimensioni standardizzate del package, che facilitano i processi di assemblaggio automatizzato e garantiscono la compatibilità con i layout PCB comuni. Il mercato di riferimento include elettronica di consumo, illuminazione interna automobilistica e produttori di insegne commerciali che cercano soluzioni di illuminazione affidabili ed economiche.

2. Interpretazione Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Fotometriche ed Elettriche

Le prestazioni del LED sono caratterizzate in condizioni di prova standard (T_s=25°C). I parametri chiave definiscono i suoi limiti operativi e il comportamento tipico.

2.1.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente. Non è consigliabile operare al di fuori di questi limiti.

• Corrente Diretta (I_F):30 mA (Continuo)
• Corrente Diretta Impulsiva (I_FP):60 mA (Larghezza impulso ≤10ms, Ciclo di lavoro ≤1/10)
• Dissipazione di Potenza (P_D):108 mW
• Temperatura di Esercizio (T_opr):-40°C a +80°C
• Temperatura di Conservazione (T_stg):-40°C a +80°C
• Temperatura di Giunzione (T_j):125°C
• Temperatura di Saldatura (T_sld):Saldatura a rifusione a 200°C o 230°C per 10 secondi.

2.1.2 Parametri Tecnici Tipici

Questi valori rappresentano le prestazioni attese in condizioni operative normali.

• Tensione Diretta (V_F):3.2 V (Tipico), 3.6 V (Massimo) a I_F=20mA
• Tensione Inversa (V_R):5 V
• Corrente Inversa (I_R):10 μA (Massimo)
• Angolo di Visione (2θ_1/2):120° (Tipico)

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto è classificato in bin per garantire la coerenza di colore e luminosità all'interno di un'applicazione. Il binning è definito dalla regola di denominazione del prodotto.

3.1 Struttura del Numero di Modello

Il numero di modello T3200SL(C,W)A segue un sistema di codifica specifico che definisce i suoi attributi. Sebbene la scomposizione completa del codice sia fornita nella fonte, gli elementi chiave includono il numero di chip (S per chip singolo a bassa potenza), il codice del package (32 per 3528) e il codice del colore (C per Bianco Neutro, W per Bianco Freddo).

3.2 Binning della Temperatura di Colore Correlata (CCT)

La luce bianca è disponibile in diversi bin CCT standard, ciascuno associato a una specifica regione di cromaticità sul diagramma CIE.

• 2725K ±145K (Bin: 27M5)
• 3045K ±175K (Bin: 30M5)
• 3985K ±275K (Bin: 40M5)
• 5028K ±283K (Bin: 50M5)
• 5665K ±355K (Bin: 57M7)
• 6530K ±510K (Bin: 65M7)

Nota: Gli ordini specificano un bin di flusso luminoso minimo, non massimo. I prodotti spediti possono superare il valore di flusso ordinato ma rispetteranno sempre la regione di cromaticità CCT specificata.

3.3 Binning del Flusso Luminoso

Il flusso è classificato in bin in base alla CCT e all'Indice di Resa Cromatica (CRI). Le tabelle definiscono i valori minimi e tipici a 20mA. Ad esempio, un LED Bianco Neutro con CRI 70 (3700-5300K) ha bin come B6 (7.0-7.5 lm min), B7 (7.5-8.0 lm min), B8 (8.0-8.5 lm min) e B9 (8.5-9.0 lm min). Le versioni con CRI più alto (80 e 90) hanno bin di flusso corrispondentemente più bassi a causa del compromesso del sistema di fosfori.

3.4 Binning della Tensione Diretta

Per facilitare l'abbinamento di corrente nelle connessioni in serie, anche la tensione diretta è classificata in bin. I codici vanno da B (2.8-2.9V) a J (3.5-3.6V), con una tolleranza di misura di ±0.08V.

3.5 Regioni di Cromaticità

Ogni bin CCT corrisponde a una regione ellittica sul diagramma di cromaticità CIE 1931. La specifica fornisce le coordinate del centro (x, y), le lunghezze dei semiassi maggiore (b) e minore (a) e l'angolo di rotazione dell'ellisse (Φ). Queste ellissi sono definite secondo gli standard ANSI C78.377 (ellissi MacAdam a 5 o 7 passi), garantendo che la luce dei LED all'interno dello stesso bin appaia uniforme in colore all'occhio umano.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

4.1 Caratteristica Corrente-Tensione (I-V)

La tensione diretta aumenta in modo non lineare con la corrente diretta. I progettisti devono utilizzare questa curva per selezionare resistori di limitazione della corrente o circuiti di pilotaggio appropriati per garantire un funzionamento stabile e prevenire il superamento della corrente massima nominale.

4.2 Flusso Luminoso Relativo vs. Corrente Diretta

L'emissione luminosa aumenta con la corrente ma alla fine si satura. Operare significativamente al di sopra della corrente di prova consigliata di 20mA può portare a una ridotta efficienza e a un'accelerazione della diminuzione del flusso luminoso a causa dell'aumento della temperatura di giunzione.

4.3 Distribuzione Spettrale di Potenza (SPD)

La curva dell'energia spettrale relativa mostra lo spettro di emissione del LED bianco, che è una combinazione della luce blu del chip semiconduttore e della luce gialla/rossa più ampia del rivestimento al fosforo. La curva si sposta leggermente con i cambiamenti della CCT: i bianchi più caldi (2600-3700K) hanno più energia nelle lunghezze d'onda più lunghe (rosse), mentre i bianchi più freddi (5000-10000K) hanno un picco blu più prominente.

4.4 Temperatura di Giunzione vs. Energia Spettrale Relativa

All'aumentare della temperatura di giunzione, l'efficienza del fosforo e del chip stesso può cambiare, causando potenzialmente uno spostamento della SPD, un leggero cambiamento del colore percepito (spostamento di cromaticità) e una diminuzione dell'emissione luminosa. Una corretta gestione termica è cruciale per mantenere prestazioni consistenti.

5. Informazioni Meccaniche e di Package

5.1 Dimensioni del Package

Il package SMD3528 ha dimensioni nominali di 3.5mm di lunghezza e 2.8mm di larghezza. Viene fornito il disegno dimensionale esatto con tolleranze: le dimensioni .X hanno una tolleranza di ±0.10mm e le dimensioni .XX hanno una tolleranza di ±0.05mm.

5.2 Layout dei Pad e Progetto dello Stencil

Viene fornito un land pattern (impronta) consigliato per il progetto PCB, insieme a un corrispondente pattern per lo stencil per l'applicazione della pasta saldante. Rispettare queste raccomandazioni garantisce la formazione affidabile dei giunti di saldatura durante la rifusione.

5.3 Identificazione della Polarità

Il componente ha un segno del catodo (tipicamente una linea verde, una tacca o un altro segno sul package) per indicare la polarità. L'orientamento corretto è essenziale per il funzionamento del circuito.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Sensibilità all'Umidità e Precottura

Il LED SMD3528 è classificato come sensibile all'umidità secondo IPC/JEDEC J-STD-020C. Se la busta barriera all'umidità originale viene aperta e i componenti sono esposti all'umidità ambientale, devono essere precotti prima della saldatura a rifusione per prevenire il "popcorning" o danni interni durante il processo ad alta temperatura.

• Condizioni di Precottura:60°C per 24 ore.
• Post-Precottura:I componenti devono essere saldati entro 1 ora o conservati in un contenitore con umidità relativa <20%.
• Nonprecuocere a temperature superiori a 60°C.

6.2 Profilo di Saldatura a Rifusione

Il LED può resistere a profili standard di saldatura a rifusione con una temperatura di picco di 200°C o 230°C per un massimo di 10 secondi. Il profilo specifico (velocità di riscaldamento, tempo di stabilizzazione, temperatura di picco, velocità di raffreddamento) dovrebbe essere ottimizzato per l'intero assemblaggio ma deve rimanere entro questi limiti.

6.3 Condizioni di Conservazione

• Confezione Non Aperta:Conservare a 5-30°C, umidità <85%.
• Confezione Aperta:Conservare a 5-30°C, umidità <60%. Per la conservazione a lungo termine di confezioni aperte, si raccomanda vivamente di utilizzare un contenitore sigillato con essiccante o un'atmosfera di azoto per prevenire l'assorbimento di umidità.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche di Imballaggio

I LED sono tipicamente forniti su nastro e bobina per macchine pick-and-place automatizzate. La dimensione specifica della bobina, il numero di tasche e la larghezza del nastro sono conformi agli standard del settore (ad es., EIA-481).

7.2 Numero di Modello per l'Ordine

Il numero di modello completo, come T3200SLWA, deve essere specificato per ottenere la combinazione desiderata di attributi: package (3528), tipo di chip, colore (Bianco Freddo) e codice interno. Contattare il produttore è necessario per combinazioni non standard di flusso e CCT.

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Retroilluminazione:Per pannelli LCD in elettrodomestici, controlli industriali e cruscotti automobilistici.
• Luci Spia Generali:Indicatori di stato su dispositivi elettronici.
• Illuminazione Decorativa:Luce d'accento in prodotti di consumo.
• Insegne e Lettere Canale:Illuminazione a bassa potenza per insegne indoor.

8.2 Considerazioni di Progetto

• Pilotaggio della Corrente:Utilizzare sempre un driver a corrente costante o un resistore di limitazione della corrente. Non collegare direttamente a una sorgente di tensione.
• Gestione Termica:Sebbene a bassa potenza, assicurarsi che il PCB abbia un'adeguata dissipazione termica, specialmente quando si opera alla corrente massima o vicino ad essa. Alte temperature ambientali ridurranno l'emissione luminosa e la durata di vita.
• Progetto Ottico:L'angolo di visione di 120° fornisce un'illuminazione ampia. Per fasci focalizzati, sono necessarie ottiche secondarie (lenti).
• Binning per la Coerenza:Per applicazioni che richiedono un aspetto uniforme, specificare bin CCT e di flusso stretti. L'uso di LED da bin diversi nello stesso prodotto può comportare differenze visibili di colore o luminosità.

9. Confronto Tecnico

L'SMD3528 è un package legacy che è stato ampiamente sostituito da package più efficienti come il 2835 e il 3030. La sua principale differenziazione risiede nella sua ampia disponibilità, basso costo e ampio uso storico nei progetti. Rispetto ai package più recenti, generalmente ha un'efficienza luminosa inferiore (lumen per watt) e può avere una resistenza termica maggiore. Tuttavia, per applicazioni sensibili al costo o per sostituzioni dirette in prodotti esistenti, rimane un'opzione valida.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Qual è la differenza tra i bin CCT (ad es., 27M5 vs. 30M5)?

Il numero (27, 30) si riferisce alla temperatura di colore correlata nominale divisa per 100 (ad es., 2700K, 3000K). La combinazione lettera/numero (M5, M7) si riferisce alla dimensione dell'ellisse di cromaticità sul diagramma CIE, con M7 che rappresenta una variazione di colore ammissibile più ampia rispetto a M5. Un bin più stretto (M5) garantisce una migliore coerenza di colore.

10.2 Posso pilotare questo LED a 30mA in modo continuo?

Sebbene il valore massimo assoluto sia 30mA, la condizione di prova tipica e la maggior parte dei dati di prestazione sono specificati a 20mA. Operare a 30mA produrrà più luce ma genererà anche significativamente più calore, potenzialmente riducendo la durata di vita e causando uno spostamento di cromaticità. È consigliabile progettare per una corrente operativa più bassa (ad es., 15-20mA) per affidabilità ed efficienza.

10.3 Perché è necessaria la precottura e come faccio a sapere se i miei LED ne hanno bisogno?

Il package in plastica può assorbire umidità dall'aria. Durante la saldatura a rifusione, questa umidità si trasforma rapidamente in vapore, potenzialmente causando delaminazione o crepe. Controllare immediatamente la scheda indicatrice di umidità all'interno della busta barriera all'umidità all'apertura. Se la scheda mostra un livello di umidità superiore alla soglia specificata (ad es., 10% o 30%, a seconda del livello di sensibilità), o se la busta è stata aperta per un periodo prolungato in un ambiente umido, è necessaria la precottura.

10.4 Come interpreto il codice del bin del flusso luminoso (ad es., B7)?

Il codice del bin del flusso (A9, B1, B2... B9) definisce un intervallo di valori minimi di flusso luminoso. Ad esempio, un bin B7 per un LED Bianco Neutro con CRI 70 garantisce un flusso minimo di 7.5 lumen a 20mA, con un valore tipico fino a 8.0 lumen. I pezzi effettivamente spediti saranno pari o superiori al valore minimo per quel bin.

11. Caso Pratico di Progetto

11.1 Progettare un Array di LED a Corrente Costante

Consideriamo la progettazione di un pannello luminoso utilizzando 20 LED SMD3528 in una configurazione serie-parallelo. Per garantire una luminosità uniforme, dovrebbero essere utilizzati LED dello stesso bin CCT e di flusso. Se il bin scelto ha una V_Ftipica di 3.2V a 20mA ed è disponibile un alimentatore DC 24V, si potrebbero disporre 10 LED in serie (10 * 3.2V = 32V, che supera 24V). Una configurazione migliore potrebbe essere 5 stringhe di 4 LED in serie. Ogni stringa avrebbe una caduta di circa 12.8V (4 * 3.2V). Un resistore di limitazione della corrente per ogni stringa sarebbe calcolato come R = (V_{alimentazione}- V_stringa) / I_F= (24V - 12.8V) / 0.020A = 560 Ω. La potenza dissipata in ogni resistore sarebbe P = I²R = (0.02)²* 560 = 0.224W, quindi si consiglia un resistore da 0.25W o 0.5W. Questo progetto fornisce ridondanza (se un LED si guasta in circuito aperto, solo la sua stringa si spegne) e aiuta a gestire le tolleranze di tensione tra i LED.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Un LED SMD bianco funziona sul principio dell'elettroluminescenza in un materiale semiconduttore, combinato con la conversione del fosforo. Un chip, tipicamente realizzato in nitruro di gallio e indio (InGaN), emette luce blu quando polarizzato direttamente. Questa luce blu è parzialmente assorbita da uno strato di materiale fosforico (ad es., granato di alluminio e ittrio drogato con cerio, YAG:Ce) rivestito sul chip o intorno ad esso. Il fosforo assorbe i fotoni blu e riemette luce su un ampio spettro nella regione gialla. La miscela della luce blu residua e della luce gialla convertita è percepita dall'occhio umano come bianca. L'esatto rapporto tra luce blu e gialla, controllato dalla composizione e dallo spessore del fosforo, determina la temperatura di colore correlata (CCT) della luce bianca emessa.

13. Tendenze di Sviluppo

La tendenza generale nella tecnologia LED è verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), un miglioramento della resa cromatica e un'affidabilità più elevata a costi inferiori. Per i package in questa categoria di dimensioni, il settore è ampiamente migrato verso l'impronta del package 2835, che spesso offre prestazioni termiche migliori e un'emissione luminosa più elevata in un involucro di dimensioni simili. C'è anche una spinta continua a migliorare i sistemi di fosfori per ottenere valori più alti dell'Indice di Resa Cromatica (CRI), specialmente R9 (rosso saturo), e per ottenere un colore più consistente rispetto all'angolo e alla temperatura. Inoltre, l'integrazione di LED con driver intelligenti e controlli per il bianco regolabile (CCT variabile) è una tendenza applicativa in crescita, sebbene ciò richieda tipicamente package multi-chip.