Indice
- 1. Panoramica del Prodotto
- 2. Parametri e Specifiche Tecniche
- 2.1 Valori Massimi Assoluti (Ts=25°C)
- 2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche (Ts=25°C, IF=60mA)
- 3. Sistema di Binning e Classificazione
- 3.1 Binning del Flusso Luminoso
- 3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante
- 4. Curve e Grafici di Prestazione
- 4.1 Tensione Diretta vs. Corrente Diretta (Curva IV)
- 4.2 Corrente Diretta vs. Flusso Luminoso Relativo
- 4.3 Temperatura di Giunzione vs. Distribuzione Spettrale di Potenza Relativa
- 4.4 Curva di Distribuzione dell'Energia Spettrale
- 5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento
- 5.1 Dimensioni del Package e Disegno di Contorno
- 5.2 Pattern PCB Raccomandato e Progetto dello Stencil per Solder Paste
- 6. Linee Guida per Montaggio, Manipolazione e Applicazione
- 6.1 Sensibilità all'Umidità e Requisiti di Essiccazione
- 6.2 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)
- 6.3 Progettazione del Circuito di Applicazione
- 6.4 Precauzioni per la Manipolazione
- 7. Nomenclatura del Prodotto e Informazioni per l'Ordine
- 8. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione
- 8.1 Gestione Termica
- 8.2 Progettazione Ottica
- 8.3 Affidabilità e Durata di Vita
- 9. Domande Frequenti (FAQ)
- 9.1 Qual è la differenza tra i bin del flusso luminoso?
- 9.2 È sempre necessaria l'essiccazione prima della saldatura?
- 9.3 Posso pilotare questo LED con una sorgente a tensione costante da 3.3V?
- 9.4 Come interpreto i codici dei bin di lunghezza d'onda (G5, G6, G7)?
1. Panoramica del Prodotto
La serie SMD5050N è un LED ad alta luminosità per montaggio superficiale, progettato per applicazioni che richiedono un'illuminazione verde affidabile ed efficiente. Questa serie si caratterizza per l'ingombro compatto di 5.0mm x 5.0mm e le prestazioni robuste in un'ampia gamma di condizioni operative. È adatta a varie applicazioni di illuminazione, tra cui retroilluminazione, illuminazione decorativa e luci spia, dove la coerenza del colore e della luminosità è fondamentale.
2. Parametri e Specifiche Tecniche
2.1 Valori Massimi Assoluti (Ts=25°C)
La seguente tabella elenca i limiti massimi oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non è consigliabile operare a o vicino a questi valori.
- Corrente Diretta (IF): 90 mA
- Corrente Diretta di Impulso (IFP): 120 mA (Larghezza impulso ≤ 10ms, Ciclo di lavoro ≤ 1/10)
- Dissipazione di Potenza (PD): 306 mW
- Temperatura di Esercizio (Topr): -40°C a +80°C
- Temperatura di Magazzinaggio (Tstg): -40°C a +80°C
- Temperatura di Giunzione (Tj): 125°C
- Temperatura di Saldatura (Tsld): 200°C o 230°C per 10 secondi (Saldatura a rifusione)
2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche (Ts=25°C, IF=60mA)
Parametri di prestazione tipici in condizioni di test standard.
- Tensione Diretta (VF): 3.2 V (Tipico), 3.4 V (Massimo)
- Tensione Inversa (VR): 5 V
- Lunghezza d'Onda Dominante (λd): 525 nm (Tipico)
- Corrente Inversa (IR): 10 µA (Massimo)
- Angolo di Visione (2θ1/2): 120° (Tipico)
3. Sistema di Binning e Classificazione
3.1 Binning del Flusso Luminoso
I LED vengono suddivisi in bin in base alla loro emissione di flusso luminoso a una corrente diretta di 60mA. Ciò garantisce coerenza di colore e luminosità all'interno di un'applicazione.
- B4: 6.0 - 6.5 lm
- B5: 6.5 - 7.0 lm
- B6: 7.0 - 7.5 lm
- B7: 7.5 - 8.0 lm
- B8: 8.0 - 8.5 lm
- B9: 8.5 - 9.0 lm
- C1: 9.0 - 10.0 lm
- C2: 10.0 - 11.0 lm
- C3: 11.0 - 12.0 lm
- C4: 12.0 - 13.0 lm
- C5: 13.0 - 14.0 lm
3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante
Per mantenere una precisa emissione cromatica, i LED vengono anche classificati in base alla loro lunghezza d'onda dominante.
- G5: 519.0 - 522.5 nm
- G6: 522.5 - 526.0 nm
- G7: 526.0 - 530.0 nm
4. Curve e Grafici di Prestazione
La scheda tecnica include diversi grafici di prestazione chiave essenziali per i progettisti.
4.1 Tensione Diretta vs. Corrente Diretta (Curva IV)
Questo grafico illustra la relazione tra la tensione diretta applicata e la corrente diretta risultante. È cruciale per progettare il circuito di limitazione della corrente appropriato, al fine di garantire un funzionamento stabile e prevenire la fuga termica.
4.2 Corrente Diretta vs. Flusso Luminoso Relativo
Questa curva mostra come l'emissione luminosa scala con l'aumentare della corrente di pilotaggio. Aiuta a ottimizzare il compromesso tra luminosità ed efficienza/consumo energetico per una specifica applicazione.
4.3 Temperatura di Giunzione vs. Distribuzione Spettrale di Potenza Relativa
Questo grafico dimostra l'effetto della temperatura di giunzione sull'emissione spettrale del LED. Comprendere questa relazione è vitale per le applicazioni in cui la stabilità del colore in funzione della temperatura è importante.
4.4 Curva di Distribuzione dell'Energia Spettrale
Questa curva fornisce una vista dettagliata della luce emessa attraverso lo spettro visibile, mostrando la lunghezza d'onda di picco e la larghezza spettrale, che definisce la purezza del colore verde.
5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento
5.1 Dimensioni del Package e Disegno di Contorno
Il package SMD5050N ha dimensioni nominali di 5.0mm (L) x 5.0mm (P) x 1.6mm (A). Sono forniti disegni meccanici dettagliati con tolleranze (es. .X: ±0.10mm, .XX: ±0.05mm) per il layout del PCB.
5.2 Pattern PCB Raccomandato e Progetto dello Stencil per Solder Paste
To ensure reliable soldering and optimal thermal performance, specific pad layout and solder paste stencil aperture designs are recommended. Adhering to these guidelines helps prevent tombstoning and ensures proper solder joint formation.
6. Linee Guida per Montaggio, Manipolazione e Applicazione
6.1 Sensibilità all'Umidità e Requisiti di Essiccazione
La serie SMD5050N è sensibile all'umidità (classificata MSL 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 essiccati prima della saldatura a rifusione per prevenire crepe da "popcorn" o altri guasti indotti dall'umidità.
- Condizioni di Essiccazione:60°C per 24 ore.
- Post-Essiccazione:I componenti devono essere saldati entro 1 ora o conservati in un ambiente secco (<20% UR).
- Magazzinaggio (Non Aperto):Temperatura: 5-30°C, Umidità: <85% UR.
- Magazzinaggio (Aperto):Utilizzare entro 12 ore o conservare in un armadio asciutto (<60% UR, preferibilmente con essiccante o azoto).
6.2 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)
In quanto dispositivi a semiconduttore, questi LED sono suscettibili a danni da scariche elettrostatiche.
- Fonti di ESD:Attrito, induzione e conduzione.
- Danni Potenziali:Aumento della corrente di dispersione (riduzione luminosità/durata) o guasto catastrofico (LED morto).
- Misure di Protezione:Utilizzare postazioni di lavoro antistatiche messe a terra, braccialetti, ionizzatori e pavimentazione conduttiva. Manipolare con strumenti e imballaggi sicuri per ESD.
6.3 Progettazione del Circuito di Applicazione
Una corretta progettazione del circuito è fondamentale per longevità e prestazioni.
- Metodo di Pilotaggio:Si raccomanda vivamente l'uso di driver a corrente costante rispetto a sorgenti a tensione costante, per garantire un'emissione luminosa stabile e proteggere il LED da picchi di corrente.
- Limitazione della Corrente:Incorpora un resistore in serie in ogni stringa di LED per una regolazione e protezione aggiuntiva della corrente, specialmente quando si utilizzano alimentatori a tensione costante.
- Polarità:Verificare sempre la polarità prima di collegare l'alimentazione per prevenire danni da polarizzazione inversa.
- Sequenza di Alimentazione:Collegare prima il carico LED all'uscita del driver, quindi applicare l'alimentazione in ingresso al driver per evitare transitori di tensione.
6.4 Precauzioni per la Manipolazione
Evitare di maneggiare direttamente la lente del LED con le mani nude o pinzette metalliche.
- Contatto Manuale:I grassi della pelle possono contaminare la lente in silicone, riducendo l'emissione luminosa. Una pressione eccessiva delle dita può danneggiare i bond wires o il die.
- Contatto con Pinzette:Le pinzette metalliche possono graffiare la lente o il chip se non usate con cautela. Utilizzare, ove possibile, strumenti di prelievo a vuoto o pinzette di plastica dedicate.
7. Nomenclatura del Prodotto e Informazioni per l'Ordine
Il numero di modello del prodotto segue un sistema di codifica specifico che definisce gli attributi chiave. La struttura del codice è: T [Codice Forma] [Numero Chip] [Codice Lente] [Codice Colore] - [Bin Flusso] [Bin Lunghezza d'Onda].
- Codice Forma (5A):Indica il contorno del package 5050N.
- Numero Chip:Indica il numero di chip LED all'interno del package (es. 1, 2, 3).
- Codice Lente (00/01):00 per nessuna lente secondaria, 01 con lente.
- Codice Colore (G):Specifica l'emissione Verde.
- Bin del Flusso:Un codice (es. B4, C1) corrispondente all'intervallo del flusso luminoso.
- Bin della Lunghezza d'Onda:Un codice (es. G5, G6) corrispondente all'intervallo della lunghezza d'onda dominante.
8. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione
8.1 Gestione Termica
Sebbene il package offra buone prestazioni termiche, un efficace dissipatore di calore è essenziale per mantenere la durata di vita del LED e la stabilità del colore, specialmente quando si opera ad alte correnti o in temperature ambientali elevate. Assicurarsi che il PCB abbia un'adeguata area di rame e via termiche collegate al pad termico del LED.
8.2 Progettazione Ottica
L'ampio angolo di visione di 120 gradi rende questo LED adatto per applicazioni che richiedono un'illuminazione ampia. Per fasci focalizzati, saranno necessarie ottiche secondarie (riflettori o lenti). Il materiale della lente in silicone deve essere considerato quando si selezionano adesivi o incapsulanti compatibili.
8.3 Affidabilità e Durata di Vita
La durata di vita del LED è significativamente influenzata dalle condizioni operative. Pilotare il LED al di sotto della sua corrente massima nominale e mantenere una bassa temperatura di giunzione massimizzerà la durata operativa. Gli intervalli di temperatura di magazzinaggio e di esercizio specificati devono essere rispettati per prestazioni affidabili.
9. Domande Frequenti (FAQ)
9.1 Qual è la differenza tra i bin del flusso luminoso?
I bin (da B4 a C5) rappresentano gruppi selezionati in base all'emissione luminosa misurata. Utilizzare LED dello stesso bin all'interno di un prodotto garantisce una luminosità uniforme. Per applicazioni critiche, specificare un bin più stretto per minimizzare la variazione.
9.2 È sempre necessaria l'essiccazione prima della saldatura?
No. L'essiccazione è richiesta solo se i componenti sensibili all'umidità sono stati esposti ad ambienti umidi dopo l'apertura della busta sigillata originale e prima della saldatura a rifusione. I componenti conservati correttamente in condizioni asciutte non richiedono essiccazione.
9.3 Posso pilotare questo LED con una sorgente a tensione costante da 3.3V?
Non è raccomandato. La tensione diretta ha una tolleranza e varia con la temperatura. Una sorgente a tensione costante vicina alla Vf tipica (3.2V) potrebbe portare a una corrente eccessiva e a un guasto rapido. Utilizzare sempre un driver a corrente costante o una sorgente a tensione costante con un resistore di limitazione della corrente in serie.
9.4 Come interpreto i codici dei bin di lunghezza d'onda (G5, G6, G7)?
Questi codici definiscono l'intervallo della lunghezza d'onda dominante del LED. I LED G5 emettono luce con un picco tra 519nm e 522.5nm (un verde leggermente più bluastro), mentre i LED G7 hanno un picco tra 526nm e 530nm (un verde più giallastro). Scegliere il bin che corrisponde al punto colore desiderato.
Terminologia delle specifiche LED
Spiegazione completa dei termini tecnici LED
Prestazioni fotoelettriche
| Termine | Unità/Rappresentazione | Spiegazione semplice | Perché importante |
|---|---|---|---|
| Efficienza luminosa | lm/W (lumen per watt) | Uscita luce per watt di elettricità, più alto significa più efficiente energeticamente. | Determina direttamente il grado di efficienza energetica e il costo dell'elettricità. |
| Flusso luminoso | lm (lumen) | Luce totale emessa dalla sorgente, comunemente chiamata "luminosità". | Determina se la luce è abbastanza brillante. |
| Angolo di visione | ° (gradi), es. 120° | Angolo in cui l'intensità luminosa scende alla metà, determina la larghezza del fascio. | Influisce sulla gamma di illuminazione e uniformità. |
| CCT (Temperatura colore) | K (Kelvin), es. 2700K/6500K | Calore/freschezza della luce, valori più bassi giallastri/caldi, più alti biancastri/freddi. | Determina l'atmosfera di illuminazione e scenari adatti. |
| CRI / Ra | Senza unità, 0–100 | Capacità di riprodurre accuratamente i colori degli oggetti, Ra≥80 è buono. | Influisce sull'autenticità del colore, utilizzato in luoghi ad alta richiesta come centri commerciali, musei. |
| SDCM | Passi ellisse MacAdam, es. "5 passi" | Metrica di consistenza del colore, passi più piccoli significano colore più consistente. | Garantisce colore uniforme attraverso lo stesso lotto di LED. |
| Lunghezza d'onda dominante | nm (nanometri), es. 620nm (rosso) | Lunghezza d'onda corrispondente al colore dei LED colorati. | Determina la tonalità di LED monocromatici rossi, gialli, verdi. |
| Distribuzione spettrale | Curva lunghezza d'onda vs intensità | Mostra la distribuzione dell'intensità attraverso le lunghezze d'onda. | Influisce sulla resa cromatica e qualità del colore. |
Parametri elettrici
| Termine | Simbolo | Spiegazione semplice | Considerazioni di progettazione |
|---|---|---|---|
| Tensione diretta | Vf | Tensione minima per accendere il LED, come "soglia di avvio". | La tensione del driver deve essere ≥Vf, le tensioni si sommano per LED in serie. |
| Corrente diretta | If | Valore di corrente per il normale funzionamento del LED. | Solitamente azionamento a corrente costante, la corrente determina luminosità e durata. |
| Corrente di impulso massima | Ifp | Corrente di picco tollerabile per brevi periodi, utilizzata per dimmerazione o lampeggio. | La larghezza dell'impulso e il ciclo di lavoro devono essere rigorosamente controllati per evitare danni. |
| Tensione inversa | Vr | Tensione inversa massima che il LED può sopportare, oltre può causare rottura. | Il circuito deve prevenire connessione inversa o picchi di tensione. |
| Resistenza termica | Rth (°C/W) | Resistenza al trasferimento di calore dal chip alla saldatura, più bassa è meglio. | Alta resistenza termica richiede dissipazione termica più forte. |
| Immunità ESD | V (HBM), es. 1000V | Capacità di resistere a scariche elettrostatiche, più alto significa meno vulnerabile. | Sono necessarie misure antistatiche in produzione, specialmente per LED sensibili. |
Gestione termica e affidabilità
| Termine | Metrica chiave | Spiegazione semplice | Impatto |
|---|---|---|---|
| Temperatura di giunzione | Tj (°C) | Temperatura operativa effettiva all'interno del chip LED. | Ogni riduzione di 10°C può raddoppiare la durata; troppo alta causa decadimento della luce, spostamento del colore. |
| Deprezzamento del lumen | L70 / L80 (ore) | Tempo affinché la luminosità scenda al 70% o 80% dell'iniziale. | Definisce direttamente la "durata di servizio" del LED. |
| Manutenzione del lumen | % (es. 70%) | Percentuale di luminosità trattenuta dopo il tempo. | Indica la ritenzione della luminosità su uso a lungo termine. |
| Spostamento del colore | Δu′v′ o ellisse MacAdam | Grado di cambiamento del colore durante l'uso. | Influisce sulla consistenza del colore nelle scene di illuminazione. |
| Invecchiamento termico | Degradazione del materiale | Deterioramento dovuto ad alta temperatura a lungo termine. | Può causare calo di luminosità, cambio colore o guasto a circuito aperto. |
Imballaggio e materiali
| Termine | Tipi comuni | Spiegazione semplice | Caratteristiche e applicazioni |
|---|---|---|---|
| Tipo di imballaggio | EMC, PPA, Ceramica | Materiale di alloggiamento che protegge il chip, fornisce interfaccia ottica/termica. | EMC: buona resistenza al calore, basso costo; Ceramica: migliore dissipazione termica, vita più lunga. |
| Struttura del chip | Frontale, Flip Chip | Disposizione degli elettrodi del chip. | Flip chip: migliore dissipazione termica, maggiore efficienza, per alta potenza. |
| Rivestimento al fosforo | YAG, Silicato, Nitruro | Copre il chip blu, converte una parte in giallo/rosso, mescola a bianco. | Diversi fosfori influenzano efficienza, CCT e CRI. |
| Lente/Ottica | Piana, Microlente, TIR | Struttura ottica sulla superficie che controlla la distribuzione della luce. | Determina l'angolo di visione e la curva di distribuzione della luce. |
Controllo qualità e binning
| Termine | Contenuto di binning | Spiegazione semplice | Scopo |
|---|---|---|---|
| Bin del flusso luminoso | Codice es. 2G, 2H | Raggruppato per luminosità, ogni gruppo ha valori lumen min/max. | Garantisce luminosità uniforme nello stesso lotto. |
| Bin di tensione | Codice es. 6W, 6X | Raggruppato per intervallo di tensione diretta. | Facilita l'abbinamento del driver, migliora l'efficienza del sistema. |
| Bin del colore | Ellisse MacAdam 5 passi | Raggruppato per coordinate colore, garantendo un intervallo ristretto. | Garantisce consistenza del colore, evita colore non uniforme all'interno del dispositivo. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K ecc. | Raggruppato per CCT, ognuno ha corrispondente intervallo di coordinate. | Soddisfa diversi requisiti CCT della scena. |
Test e certificazione
| Termine | Standard/Test | Spiegazione semplice | Significato |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Test di manutenzione del lumen | Illuminazione a lungo termine a temperatura costante, registrando il decadimento della luminosità. | Utilizzato per stimare la vita LED (con TM-21). |
| TM-21 | Standard di stima della vita | Stima la vita in condizioni reali basandosi sui dati LM-80. | Fornisce una previsione scientifica della vita. |
| IESNA | Società di ingegneria dell'illuminazione | Copre metodi di test ottici, elettrici, termici. | Base di test riconosciuta dal settore. |
| RoHS / REACH | Certificazione ambientale | Garantisce nessuna sostanza nociva (piombo, mercurio). | Requisito di accesso al mercato a livello internazionale. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificazione di efficienza energetica | Certificazione di efficienza energetica e prestazioni per l'illuminazione. | Utilizzato negli appalti pubblici, programmi di sussidi, migliora la competitività. |