Scheda Tecnica LED Blu SMD5050N - Package 5.0x5.0x1.6mm - Tensione 3.2V - Potenza 0.306W - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

La serie SMD5050N è un LED a montaggio superficiale progettato per applicazioni che richiedono alta luminosità e affidabilità in un ingombro compatto di 5.0mm x 5.0mm. Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per la variante Blu, modello T5A003BA. Il dispositivo presenta un package SMD standard adatto per processi di assemblaggio automatizzato ed è destinato all'uso in retroilluminazione, segnaletica, illuminazione decorativa e illuminazione generale.

2. Approfondimento sui Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

I seguenti parametri definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Tutti i valori sono specificati a una temperatura ambiente (T_s) di 25°C.

• Corrente Diretta (I_F):90 mA (Continua)
• Corrente Diretta Impulsiva (I_FP):120 mA (Larghezza Impulso ≤10ms, Ciclo di Lavoro ≤1/10)
• Dissipazione di Potenza (P_D):306 mW
• Temperatura di Esercizio (T_opr):-40°C a +80°C
• Temperatura di Stoccaggio (T_stg):-40°C a +80°C
• Temperatura di Giunzione (T_j):125°C
• Temperatura di Saldatura (T_sld):Rifusione a 200°C o 230°C per un massimo di 10 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

I parametri operativi tipici sono misurati a T_s=25°C con una corrente diretta (I_F) di 60mA, che è la condizione di test consigliata.

• Tensione Diretta (V_F):Tipica 3.2V, Massima 3.4V (Tolleranza: ±0.08V)
• Tensione Inversa (V_R):5 V
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 10 µA a V_R=5V
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):460 nm (Fare riferimento ai valori binati nella Sezione 2.4)
• Angolo di Visione (2θ_1/2):120° (Ampio angolo di visione, design senza lente secondaria)

3. Spiegazione del Sistema di Binning

3.1 Binning del Flusso Luminoso

L'output del flusso luminoso è categorizzato in bin per garantire la consistenza. Le misurazioni sono effettuate a I_F=60mA con una tolleranza di ±7%.

• Codice A4:Min 1.5 lm, Tip 2.0 lm
• Codice A5:Min 2.0 lm, Tip 2.5 lm
• Codice A6:Min 2.5 lm, Tip 3.0 lm
• Codice A7:Min 3.0 lm, Tip 3.5 lm
• Codice A8:Min 3.5 lm, Tip 4.0 lm

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Il colore blu è controllato con precisione attraverso il binning della lunghezza d'onda.

• Codice B1:445 nm – 450 nm
• Codice B2:450 nm – 455 nm
• Codice B3:455 nm – 460 nm
• Codice B4:460 nm – 465 nm

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include diversi grafici chiave essenziali per la progettazione del circuito e la gestione termica.

4.1 Tensione Diretta vs. Corrente Diretta (Curva I-V)

Questo grafico mostra la relazione non lineare tra tensione e corrente. La tensione diretta aumenta con la corrente ed è anche dipendente dalla temperatura. I progettisti devono utilizzare questa curva per calcolare la dissipazione di potenza (V_F* I_F) e assicurarsi che il driver possa fornire la tensione necessaria, specialmente a basse temperature dove V_F increases.

4.2 Flusso Luminoso Relativo vs. Corrente Diretta

Questa curva illustra come l'output luminoso scala con la corrente di pilotaggio. Sebbene l'output aumenti con la corrente, l'efficienza tipicamente diminuisce a correnti più elevate a causa degli effetti termici. Operare significativamente al di sopra del punto di test consigliato di 60mA può ridurre la durata di vita e spostare il colore.

4.3 Potenza Spettrale Relativa vs. Temperatura di Giunzione

Per i LED blu, la lunghezza d'onda di picco può spostarsi con la temperatura di giunzione (tipicamente 0.1-0.3 nm/°C). Questo grafico è critico per applicazioni che richiedono un output di colore stabile. Temperature di giunzione più elevate causano un redshift (lunghezza d'onda più lunga), che deve essere considerato nella progettazione termica.

4.4 Distribuzione della Potenza Spettrale

Questo grafico mostra lo spettro di emissione completo del LED blu, mostrando un picco stretto attorno alla lunghezza d'onda dominante (es. 460nm). La larghezza a metà altezza (FWHM) è tipicamente di 20-30nm per i LED blu basati su InGaN. Comprendere lo spettro è vitale per applicazioni di miscelazione del colore o quando si utilizza la conversione al fosforo per la luce bianca.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

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: le dimensioni .X hanno una tolleranza di ±0.10mm, e le dimensioni .XX hanno una tolleranza di ±0.05mm.

5.2 Layout Consigliato dei Pad e Progetto dello Stencil

Per una saldatura affidabile, è consigliato uno specifico pattern di pad. Il progetto del pad garantisce una corretta formazione del filetto di saldatura e resistenza meccanica. È fornito un corrispondente progetto dell'apertura dello stencil per controllare il volume della pasta saldante, cruciale per ottenere un giunto saldato affidabile senza ponticelli o saldatura insufficiente.

5.3 Identificazione della Polarità

Il catodo del LED è tipicamente marcato sul package. La polarità corretta deve essere osservata durante l'assemblaggio per prevenire una polarizzazione inversa, che è limitata a 5V.

6. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio

6.1 Sensibilità all'Umidità e Pre-essiccamento

Il package SMD5050N è sensibile all'umidità (classificato MSL secondo IPC/JEDEC J-STD-020C).

• Stoccaggio:Conservare nella busta sigillata originale con essiccante a <30°C e <85% UR.
• Tempo di Utilizzo a Punto:Dopo l'apertura della busta sigillata, i componenti dovrebbero essere utilizzati entro 12 ore se conservati a <30°C/<60% UR.
• Pre-essiccamento Richiesto Se:La busta è stata aperta per >12 ore, o la scheda indicatrice di umidità mostra umidità elevata.
• Procedura di Pre-essiccamento:Pre-essiccare a 60°C per 24 ore. Non superare i 60°C. Utilizzare entro 1 ora dal pre-essiccamento o conservare in un armadio asciutto (<20% UR).

6.2 Profilo di Rifusione

Il LED può sopportare un profilo di rifusione senza piombo con una temperatura di picco di 200°C o 230°C per un massimo di 10 secondi. Consultare le raccomandazioni specifiche del profilo per minimizzare lo stress termico sull'incapsulante in silicone e sui bond dei fili.

7. Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

I LED blu sono sensibili alle scariche elettrostatiche. Le modalità di guasto includono aumento della corrente di dispersione (ridotta luminosità, spostamento del colore) o guasto catastrofico (LED morto).

• Misure di Prevenzione:Utilizzare postazioni di lavoro antistatiche, tappetini e braccialetti collegati a terra.
• Personale:Gli operatori devono indossare indumenti e guanti antistatici.
• Attrezzatura:Utilizzare ionizzatori e assicurarsi che i saldatori siano correttamente collegati a terra.
• Imballaggio:Utilizzare materiali conduttivi o antistatici per la manipolazione e il trasporto.

8. Progettazione del Circuito Applicativo

8.1 Metodo di Pilotaggio

Il Pilotaggio a Corrente Costante è fortemente raccomandato.I LED sono dispositivi pilotati a corrente; il loro output luminoso è proporzionale alla corrente, non alla tensione. Una sorgente di corrente costante fornisce luminosità stabile e protegge il LED dalla fuga termica.

8.2 Resistenza Limitante di Corrente (per Sorgente a Tensione Costante)

Se deve essere utilizzata una sorgente a tensione costante (es. alimentatore DC stabilizzato), una resistenza limitante di corrente in serie è obbligatoria. Il valore della resistenza è calcolato usando la Legge di Ohm: R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. La potenza nominale della resistenza deve essere sufficiente: P_R= (I_F)² * R. Questo metodo è meno efficiente e meno stabile del pilotaggio a corrente costante, poiché V_Fvaria con la temperatura.

8.3 Sequenza di Connessione

Quando si collega un modulo LED a un driver, seguire questa sequenza per evitare picchi di tensione: 1) Identificare la polarità del LED e del driver. 2) Collegare l'output del driver al modulo LED. 3) Infine, collegare l'input del driver alla sorgente di alimentazione. Questo previene il collegamento di un driver attivo ai LED.

9. Precauzioni per la Manipolazione e lo Stoccaggio

• Evitare la Manipolazione Diretta:Non toccare la lente del LED con le mani nude. Contaminanti come i grassi della pelle possono macchiare permanentemente il silicone, riducendo l'output luminoso.
• Utilizzare Strumenti Appropriati:Utilizzare strumenti di presa a vuoto o pinzette a punta morbida. Evitare pressione meccanica eccessiva sulla lente, che può danneggiare i bond dei fili o il die.
• Stoccaggio a Lungo Termine:Per confezioni aperte, conservare in un armadio asciutto con spurgo di azoto o essiccante a 5-30°C e <60% UR.

10. Nomenclatura del Prodotto e Informazioni per l'Ordine

Il numero di modello segue un codice strutturato: T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□. Gli elementi chiave includono:

• Codice Package (5A):Indica la dimensione del package 5050N.
• Numero di Chip:Indica il numero di die LED all'interno del package (es. 1, 2, 3).
• Codice Colore (B):B per Blu. Altri codici: R (Rosso), Y (Giallo), G (Verde), ecc.
• Codice Ottica (00):00 indica nessuna lente secondaria (solo lente primaria).
• Codice Bin Flusso (es. A6):Specifica il bin dell'output del flusso luminoso.
• Codice Bin Lunghezza d'Onda (es. B3):Specifica il bin della lunghezza d'onda dominante.

11. Scenari Applicativi Tipici

• Retroilluminazione:Illuminazione a bordo per TV LCD e monitor, light box pubblicitari.
• Illuminazione Decorativa:Illuminazione d'accento architettonica, illuminazione a scomparsa, segnaletica.
• Illuminazione Generale:Come componente in moduli LED bianchi che utilizzano conversione al fosforo.
• Illuminazione Interna Automobilistica:Cruscotto, vano piedi e illuminazione ambientale.
• Elettronica di Consumo:Indicatori di stato, retroilluminazione tastiere.

12. Considerazioni di Progettazione e FAQ

12.1 Come selezionare la corrente corretta?

Operare a o al di sotto della corrente di test consigliata di 60mA per un equilibrio ottimale di luminosità, efficienza e durata di vita. Correnti più elevate aumentano l'output luminoso ma generano più calore, accelerando la deprezzazione dei lumen e potenzialmente spostando il colore.

12.2 Perché la gestione termica è importante?

Le prestazioni e la durata di vita del LED sono inversamente correlate alla temperatura di giunzione. Un'alta T_jriduce l'output luminoso (deprezzamento dei lumen), causa uno spostamento del colore (per LED blu e bianchi) e può portare a guasti prematuri. Assicurare un adeguato dissipatore di calore, specialmente in applicazioni ad alta potenza o chiuse.

12.3 Posso collegare più LED in serie o in parallelo?

Il collegamento in serie è preferitoquando si utilizza un driver a corrente costante, poiché la stessa corrente scorre attraverso tutti i LED. Assicurarsi che la tensione di compliance del driver sia superiore alla somma delle V_Fdi tutti i LED nella stringa.Il collegamento in parallelo generalmente non è raccomandatoa causa delle variazioni di binning di V_F, che possono causare squilibrio di corrente e luminosità irregolare/surriscaldamento. Se il collegamento in parallelo è inevitabile, utilizzare una resistenza limitante di corrente separata per ogni ramo parallelo.

13. Confronto Tecnico e Tendenze

L'SMD5050N, con il suo ingombro di 5.0x5.0mm, offre un'area di emissione più ampia e un potenziale output luminoso più elevato rispetto a package più piccoli come 3528 o 3014. È una soluzione matura ed economica per applicazioni che non richiedono l'ultra-alta densità dei package più nuovi e piccoli. La tendenza del settore è verso una maggiore efficienza (lumen per watt) e una migliore consistenza del colore (binning più stretto). Gli sviluppi futuri potrebbero includere il chip-scale packaging (CSP) e tecnologie al fosforo migliorate per LED bianchi derivati da emettitori blu.