Scheda Tecnica LED 334-15/X1C2-1 UWA - Package T-1 3/4 - 20mA - Bianco Caldo - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di una lampada LED bianco caldo ad alte prestazioni. Il dispositivo è alloggiato in un popolare package rotondo T-1 3/4, progettato per fornire un'elevata potenza luminosa per applicazioni che richiedono una significativa emissione di luce. L'emissione bianco caldo è ottenuta attraverso un processo di conversione al fosforo applicato a un chip blu InGaN, risultando in coordinate cromatiche tipiche di x=0.40, y=0.39 secondo lo standard CIE 1931.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I vantaggi principali di questa serie LED includono l'alta intensità luminosa, la robusta protezione ESD (tensione di tenuta fino a 4KV) e la conformità alle principali normative ambientali tra cui RoHS, REACH UE e requisiti senza alogeni (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Viene fornito sfuso o su nastro per il montaggio automatizzato. Le applicazioni target sono varie, comprendendo pannelli messaggi, indicatori ottici, moduli di retroilluminazione e luci di segnalazione dove un'illuminazione bianca affidabile e brillante è fondamentale.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo è valutato per una corrente diretta continua (IF) di 30 mA, con una corrente diretta di picco (IFP) di 100 mA ammissibile con un duty cycle di 1/10 e 1 kHz. La tensione inversa massima (VR) è di 5 V. La dissipazione di potenza (Pd) è limitata a 110 mW. L'intervallo di temperatura operativa (Topr) va da -40°C a +85°C, mentre la temperatura di stoccaggio (Tstg) può variare da -40°C a +100°C. Il LED può sopportare un ESD (HBM) di 4KV. La temperatura massima di saldatura è di 260°C per 5 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

In condizioni di test standard (Ta=25°C, IF=20mA), la tensione diretta (VF) varia da un minimo di 2.8V a un massimo di 3.6V. L'intensità luminosa (IV) ha un valore tipico, con un sistema di binning che definisce valori minimi da 9000 mcd a 18000 mcd. L'angolo di visione (2θ1/2) è tipicamente di 20 gradi. La corrente inversa (IR) è al massimo di 50 μA a VR=5V. È inclusa una caratteristica diodo Zener con una tensione inversa (Vz) di 5.2V a Iz=5mA.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto è classificato secondo tre parametri chiave per garantire coerenza nella progettazione dell'applicazione.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa è suddivisa in tre codici bin a IF=20mA: Bin U (9000 - 11250 mcd), Bin V (11250 - 14250 mcd) e Bin W (14250 - 18000 mcd). Si applica una tolleranza generale di ±10%.

3.2 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è raggruppata in quattro bin a IF=20mA: Bin 0 (2.8 - 3.0 V), Bin 1 (3.0 - 3.2 V), Bin 2 (3.2 - 3.4 V) e Bin 3 (3.4 - 3.6 V). L'incertezza di misura è di ±0.1V.

3.3 Binning del Colore

Le coordinate cromatiche sono definite all'interno di regioni specifiche sul diagramma CIE 1931. I gradi di colore sono D1, D2, E1, E2, F1 e F2, ciascuno con confini di coordinate definiti. Questi sono raggruppati insieme (Gruppo 1: D1+D2+E1+E2+F1+F2) per scopi di ordinazione. L'incertezza di misura per le coordinate di colore è di ±0.01.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fornisce diverse curve caratteristiche misurate a Ta=25°C.

4.1 Distribuzione Spettrale e Angolare

La curva Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Onda mostra la distribuzione spettrale di potenza della luce bianco caldo. La curva di Direttività illustra il modello di radiazione spaziale, confermando il tipico angolo di visione di 20 gradi con una distribuzione di tipo Lambertiano.

4.2 Relazioni Elettriche e Termiche

La curva Corrente Diretta vs. Tensione Diretta dimostra la caratteristica esponenziale IV del diodo. La curva Intensità Relativa vs. Corrente Diretta mostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, cruciale per la progettazione del circuito di pilotaggio. Il grafico Coordinate Cromatiche vs. Corrente Diretta indica la stabilità del punto colore con la corrente di pilotaggio variabile. La curva Corrente Diretta vs. Temperatura Ambiente è essenziale per comprendere i requisiti di derating e la gestione termica, mostrando come la corrente massima ammissibile diminuisca all'aumentare della temperatura ambiente.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED utilizza un package rotondo standard T-1 3/4 (5mm). Le dimensioni chiave includono il diametro totale, l'altezza dalla base alla sommità della lente e la spaziatura dei terminali. La spaziatura dei terminali è misurata dove i terminali emergono dal corpo del package. Tutte le dimensioni sono in millimetri con una tolleranza standard di ±0.25mm salvo diversa specifica. Una sporgenza massima della resina sotto la flangia è di 1.5mm.

5.2 Identificazione della Polarità e Montaggio

Il catodo è tipicamente indicato da un punto piatto sul bordo della lente o da un terminale più corto. La scheda tecnica sottolinea che durante il montaggio su PCB, i fori devono allinearsi precisamente con i terminali del LED per evitare di indurre stress meccanico sul corpo in epossidico, che può portare a degrado o guasto.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Formatura dei Terminali

Se necessario, la formatura dei terminali deve essere eseguita prima della saldatura. La piega deve essere ad almeno 3mm dalla base del bulbo in epossidico per prevenire danni da stress. Il taglio dei terminali deve essere effettuato a temperatura ambiente.

6.2 Parametri di Saldatura

Per la saldatura manuale, è consigliata una temperatura della punta del saldatore di massimo 300°C (max 30W), con un tempo di saldatura non superiore a 3 secondi. Per la saldatura ad onda o ad immersione, sono specificate una temperatura di preriscaldamento di max 100°C (max 60 sec) e una temperatura del bagno di saldatura di max 260°C per 5 secondi. In tutti i casi, il giunto di saldatura deve essere ad almeno 3mm di distanza dal bulbo in epossidico.

6.3 Condizioni di Stoccaggio

I LED dovrebbero essere stoccati a 30°C o meno e con un'umidità relativa del 70% o inferiore. La vita di stoccaggio consigliata dopo la spedizione è di 3 mesi. Per stoccaggi più lunghi (fino a un anno), utilizzare un contenitore sigillato con atmosfera di azoto e essiccante. Le transizioni rapide di temperatura in ambienti umidi dovrebbero essere evitate per prevenire la condensa.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifica di Imballaggio

I LED sono confezionati in sacchetti resistenti all'umidità e antistatici. La gerarchia di imballaggio è: 200-500 pezzi per sacchetto, 5 sacchetti per cartone interno e 10 cartoni interni per cartone master (esterno).

7.2 Spiegazione Etichetta e Numero di Modello

L'etichetta di imballaggio include campi per il Numero di Produzione del Cliente (CPN), Numero di Parte (P/N), Quantità di Imballo (QTY), CAT (combinazione dei bin di Intensità Luminosa e Tensione Diretta), HUE (Grado Colore), Riferimento (REF) e Numero di Lotto (LOT No). La designazione completa del prodotto segue lo schema: 334-15/X1C2-□□□□, dove i quadrati sono segnaposto per i codici bin specifici per Gruppo Colore, Intensità Luminosa e Gruppo Tensione.

8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progettazione

8.1 Circuiti Applicativi Tipici

Quando si progetta un circuito di pilotaggio, il bin della tensione diretta deve essere considerato per garantire una corretta regolazione della corrente. Una resistenza limitatrice in serie è il metodo più semplice. Per una luminosità costante, è consigliato un driver a corrente costante, specialmente dato il coefficiente di temperatura positivo del LED (la tensione diretta diminuisce con l'aumentare della temperatura, il che può portare a fuga termica se pilotato da una sorgente a tensione costante). Il diodo Zener integrato fornisce una protezione di base dalla tensione inversa.

8.2 Gestione Termica

Sebbene il package non sia progettato per un'elevata dissipazione di potenza, un'efficace gestione termica è comunque importante per longevità e stabilità dell'emissione cromatica. La dissipazione di potenza massima è di 110 mW. I progettisti dovrebbero garantire che la temperatura di giunzione operativa rimanga entro i limiti fornendo un'adeguata ventilazione o dissipazione termica se il LED è pilotato alla sua corrente continua massima o vicino ad essa, specialmente in ambienti ad alta temperatura.

8.3 Progettazione Ottica

L'angolo di visione di 20 gradi rende questo LED adatto per applicazioni che richiedono un fascio diretto. Per un'illuminazione più ampia, potrebbero essere necessarie ottiche secondarie come diffusori o lenti. La temperatura di colore bianco caldo è ideale per creare un aspetto visivo confortevole e non aggressivo nelle applicazioni di indicatori e segnaletica.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Rispetto ai LED standard da 5mm, questo dispositivo offre un'intensità luminosa significativamente più alta, rendendolo adatto per applicazioni dove la luminosità è fondamentale. L'inclusione della protezione ESD fino a 4KV HBM migliora l'affidabilità nella manipolazione e nell'assemblaggio. Il sistema di binning completo per intensità, tensione e colore fornisce ai progettisti la prevedibilità necessaria per prestazioni coerenti del prodotto finale. La conformità alle normative senza alogeni e REACH soddisfa i moderni requisiti ambientali e della catena di fornitura.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Qual è la differenza tra i bin di intensità luminosa (U, V, W)?

I bin rappresentano intervalli garantiti di emissione luminosa minima a 20mA. Il Bin U è 9000-11250 mcd, il Bin V è 11250-14250 mcd e il Bin W è 14250-18000 mcd. Selezionare un bin più alto garantisce una maggiore luminosità ma può influenzare costo e disponibilità.

10.2 Come seleziono la corretta resistenza limitatrice di corrente?

Il valore della resistenza dipende dalla tensione di alimentazione (Vs), dalla corrente diretta desiderata (If, tipicamente 20mA) e dalla tensione diretta effettiva del LED (Vf, che dipende dal suo bin di tensione). Usare la formula: R = (Vs - Vf) / If. Utilizzare sempre il Vf massimo del bin (es. 3.6V per il Bin 3) per un progetto conservativo che garantisca che la corrente non superi i limiti anche con un LED a basso Vf.

10.3 Posso pilotare questo LED con una corrente pulsata?

Sì, la scheda tecnica specifica una corrente diretta di picco (IFP) di 100 mA con un duty cycle di 1/10 e 1 kHz. Ciò consente un funzionamento pulsato per ottenere una luminosità percepita ancora più alta o per schemi di multiplexing, ma la corrente media non deve superare il valore nominale continuo di 30 mA.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Caso: Progettazione di un Pannello Indicatore di Stato ad Alta Visibilità:Un progettista deve creare un pannello con più indicatori di stato che devono essere chiaramente visibili sia in ambienti industriali scarsamente illuminati che in quelli molto luminosi. Utilizzando la versione Bin W di questo LED si garantisce un'alta intensità luminosa. Pilotando i LED a un costante 20mA con un circuito a corrente costante, si ottiene una luminosità e un colore uniformi su tutti gli indicatori. L'angolo di visione di 20 gradi fornisce un fascio focalizzato, rendendo ogni indicatore distinto. Il colore bianco caldo è scelto per ridurre l'affaticamento visivo degli operatori che monitorano il pannello per lunghi periodi. I LED sono montati su un PCB con fori correttamente allineati, e la saldatura ad onda viene eseguita rispettando la linea guida di 260°C per 5 secondi, con i giunti di saldatura mantenuti a >3mm dal corpo in epossidico.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo è un LED bianco convertito al fosforo. L'elemento emettitore di luce principale è un chip semiconduttore realizzato in Nitruro di Indio e Gallio (InGaN), che emette luce blu quando polarizzato direttamente. Questa luce blu non viene emessa direttamente. Invece, colpisce uno strato di fosforo depositato all'interno della coppa riflettente del package. Il fosforo assorbe una parte dei fotoni blu e ri-emette luce a lunghezze d'onda più lunghe (giallo, rosso). La miscela della luce blu residua e della luce gialla/rossa convertita dal fosforo si combina per produrre la percezione di luce bianca calda. I rapporti specifici dei materiali fosforescenti determinano l'esatta temperatura di colore e le coordinate cromatiche sul diagramma CIE.

13. Tendenze Tecnologiche e Contesto

Il package T-1 3/4 rappresenta un formato LED a foro passante maturo e ampiamente adottato. Mentre i package a montaggio superficiale (SMD) dominano i nuovi progetti per i loro vantaggi di dimensioni e assemblaggio, i LED a foro passante come questo rimangono rilevanti per applicazioni che richiedono un montaggio meccanico robusto, una prototipazione manuale più semplice o la compatibilità con sistemi legacy esistenti. La tendenza all'interno di questo tipo di package è verso una maggiore efficienza (più lumen per watt) e tolleranze di binning più strette per soddisfare le esigenze di applicazioni che richiedono coerenza di colore e luminosità. L'integrazione di caratteristiche di protezione di base come diodi Zener e alti rating ESD sta diventando anch'essa più standard, migliorando l'affidabilità.