Scheda Tecnica LED Top View Serie 45-11 - Package 3.2x2.8x1.9mm - Tensione 2.7-3.5V - Colore Blu - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

La serie 45-11 rappresenta una famiglia di LED Top View progettati per applicazioni di indicazione e retroilluminazione. Questi componenti sono alloggiati in un compatto package P-LCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier), caratterizzato da una finestra trasparente incolore che garantisce un'emissione luminosa ampia e uniforme. Il principale vantaggio progettuale di questa serie è l'accoppiamento ottico ottimizzato ottenuto tramite un inter-riflettore integrato all'interno del package. Questa caratteristica, combinata con un ampio angolo di visione, rende questi LED particolarmente adatti per l'uso con light pipe, dove è fondamentale un'efficiente trasmissione della luce dalla sorgente al punto di visualizzazione.

La serie è disponibile in più colori tra cui arancio tenue, verde, blu e giallo, con questa specifica scheda tecnica che dettaglia la variante blu. Una caratteristica chiave di questi dispositivi è il loro basso requisito di corrente, rendendoli ideali per applicazioni sensibili al consumo energetico come l'elettronica di consumo portatile, i dispositivi palmari e qualsiasi sistema in cui la minimizzazione del consumo energetico è una priorità. Il package stesso è bianco, il che favorisce la riflessione della luce e la luminosità complessiva.

1.1 Caratteristiche Principali e Conformità

Il dispositivo incorpora diverse caratteristiche importanti per l'assemblaggio elettronico moderno e l'affidabilità:

• Package:P-LCC-2 con corpo bianco e finestra trasparente incolore.
• Angolo di Visione:Un ampio angolo di metà intensità di 120 gradi (2θ1/2) garantisce la visibilità da un'ampia gamma di posizioni.
• Compatibilità di Produzione:Il componente è pienamente compatibile con i processi di rifusione in fase di vapore, rifusione a infrarossi e saldatura a onda. È inoltre progettato per l'uso con apparecchiature automatiche pick-and-place, fornito su nastro da 8mm e bobina per un assemblaggio efficiente.
• Conformità Ambientale e Normativa:Il prodotto è privo di Pb (senza piombo), conforme al regolamento UE REACH e soddisfa i requisiti alogen-free (Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). È inoltre qualificato secondo lo standard AEC-Q101 per componenti di grado automotive.
• Protezione ESD:La protezione integrata contro le scariche elettrostatiche fino a 2000V (Human Body Model) migliora la robustezza nella manipolazione.

1.2 Applicazioni Target

La combinazione delle caratteristiche posiziona la serie 45-11 per un'ampia gamma di applicazioni:

• Telecomunicazioni:Indicatori di stato e retroilluminazione tastiera in telefoni e fax.
• Retroilluminazione Display:Retroilluminazione piatta per pannelli LCD, interruttori e simboli.
• Sistemi con Light Pipe:L'accoppiamento ottico ottimizzato e l'ampio angolo lo rendono un'eccellente sorgente per applicazioni con guide luminose.
• Indicazione Generica:Qualsiasi applicazione che richieda un indicatore luminoso affidabile e brillante.
• Illuminazione Interna Automotive:Specificamente menzionato per applicazioni come la retroilluminazione del cruscotto, sfruttando la sua qualifica AEC-Q101.

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

Questa sezione fornisce un'analisi dettagliata e oggettiva dei principali parametri elettrici, ottici e termici specificati per il LED blu 45-11.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento a questi limiti o oltre non è garantito e dovrebbe essere evitato nella progettazione del circuito.

• Tensione Inversa (V_R):5V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Corrente Diretta Continua (I_F):30 mA. La massima corrente continua che può essere applicata in modo continuativo.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):100 mA. Questo è consentito solo in condizioni pulsate con un ciclo di lavoro di 1/10 a 1 kHz. È utile per il multiplexing o brevi impulsi ad alta luminosità.
• Dissipazione di Potenza (P_d):120 mW. La massima potenza che il package può dissipare come calore, calcolata come Tensione Diretta (V_F) × Corrente Diretta (I_F).
• Temperatura di Esercizio (T_opr):-40°C a +85°C. L'intervallo di temperatura ambiente entro il quale il dispositivo è specificato per funzionare.
• Temperatura di Magazzinaggio (T_stg):-40°C a +90°C.
• Temperatura di Saldatura:Specifica i profili termici per l'assemblaggio: 260°C per 10 secondi durante la rifusione, o 350°C per 3 secondi per la saldatura manuale.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati in una condizione di test standard di temperatura ambiente (T_a) di 25°C e una corrente diretta (I_F) di 20 mA, salvo diversa indicazione. Le tolleranze sono definite esplicitamente.

• Intensità Luminosa (I_v):Varia da un minimo di 225 mcd a un massimo di 565 mcd, con un valore tipico implicito dal sistema di binning. La tolleranza è ±11%.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):120 gradi (tipico). Questo è l'angolo totale in cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore assiale di picco.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):468 nm (tipico). La lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):Da 464 nm a 472 nm. Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano, che definisce il colore. La tolleranza è ±1 nm.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):25 nm (tipico). La larghezza dello spettro di emissione a metà della sua intensità massima (FWHM).
• Tensione Diretta (V_F):Da 2.70 V a 3.50 V a I_F=20mA. La tolleranza è ±0.05V. Questo intervallo è critico per progettare il circuito di limitazione della corrente.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin di prestazione. La serie 45-11 utilizza un sistema di binning tridimensionale per intensità luminosa, lunghezza d'onda dominante e tensione diretta.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I LED sono categorizzati in quattro bin (S2, T1, T2, U1) in base alla loro intensità luminosa misurata a 20 mA.

• Bin S2:Da 225 mcd (Min) a 285 mcd (Max)
• Bin T1:Da 285 mcd a 360 mcd
• Bin T2:Da 360 mcd a 450 mcd
• Bin U1:Da 450 mcd a 565 mcd

Il codice dispositivo specifico \"45-11/B7C-FS2U1B14/2T-AFM\" indica che rientra nel bin U1 per l'intensità luminosa.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

I LED blu sono raggruppati (Gruppo F) e ulteriormente suddivisi in quattro bin (AA1 a AA4) per un controllo preciso del colore.

• Bin AA1:Da 464 nm a 466 nm
• Bin AA2:Da 466 nm a 468 nm
• Bin AA3:Da 468 nm a 470 nm
• Bin AA4:Da 470 nm a 472 nm

Il codice \"B7C\" corrisponde probabilmente a un bin di lunghezza d'onda specifico all'interno del Gruppo F.

3.3 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è suddivisa in otto categorie (Bin da 34 a 41) nell'intervallo complessivo da 2.70V a 3.50V. Ogni bin ha un passo di 0.1V.

• Esempio Bin 34:Da 2.70V a 2.80V
• Esempio Bin 35:Da 2.80V a 2.90V
• ... fino aBin 41:Da 3.40V a 3.50V

Il codice \"B14\" nel numero di parte specifica il bin della tensione diretta.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include diverse curve caratteristiche tipiche essenziali per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni non standard.

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

Questa curva mostra la relazione esponenziale tra corrente e tensione. Per un tipico LED blu InGaN, la tensione di soglia è intorno a 2.7V-2.8V, dopodiché la corrente aumenta rapidamente con un piccolo aumento di tensione. Ciò evidenzia la necessità critica di un dispositivo limitatore di corrente (come una resistenza o un driver a corrente costante) in serie con il LED per prevenire la fuga termica da sovracorrente.

4.2 Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta

Questo grafico dimostra che l'emissione luminosa è approssimativamente proporzionale alla corrente diretta nel tipico intervallo operativo (es. fino a 30-40 mA). Tuttavia, l'efficienza (lumen per watt) può raggiungere il picco a una corrente inferiore al valore massimo assoluto. Operare al di sopra della corrente consigliata riduce l'efficienza e accelera la riduzione del flusso luminoso e l'invecchiamento del dispositivo.

4.3 Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

L'emissione luminosa del LED dipende dalla temperatura. All'aumentare della temperatura di giunzione, l'intensità luminosa tipicamente diminuisce. Questa curva quantifica questa riduzione. Per il 45-11, l'output rimane relativamente stabile a temperature più basse ma mostra un calo evidente quando la temperatura ambiente si avvicina al limite superiore di 85°C. Questo deve essere considerato nei progetti per ambienti ad alta temperatura come gli interni automotive.

4.4 Distribuzione Spettrale

Il grafico spettrale mostra un singolo picco dominante centrato intorno a 468 nm, caratteristico dei LED blu basati su InGaN. Il FWHM di 25 nm indica un colore blu relativamente puro. C'è un'emissione minima in altre parti dello spettro visibile.

4.5 Diagramma di Radiazione

Un diagramma polare illustra la distribuzione spaziale della luce. L'ampio angolo di visione di 120° è confermato, mostrando un pattern quasi-Lambertiano o a \"batwing\" comune per i LED top-view con lente sagomata, fornendo una buona visibilità fuori asse.

4.6 Curva di Derating della Corrente Diretta

Questa curva definisce la massima corrente diretta continua ammissibile in funzione della temperatura ambiente. All'aumentare della temperatura, la massima corrente sicura diminuisce per rimanere entro i limiti di dissipazione di potenza del dispositivo e prevenire il surriscaldamento. A 85°C, la massima I_Fammissibile è significativamente inferiore al valore nominale di 30 mA a 25°C.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Contorno del Package

Il package P-LCC-2 ha le seguenti dimensioni chiave (tutte in mm, tolleranza ±0.1mm salvo diversa indicazione):

• Lunghezza Totale: 3.2 mm
• Larghezza Totale: 2.8 mm
• Altezza Totale: 1.9 mm
• Passo dei Terminali: 2.54 mm (passo standard da 0.1 pollici)
• Lunghezza Terminali: 0.5 mm (minimo)
• Identificatore Catodo: Il package presenta un segno verde per il catodo e una tacca sul corpo per indicare la polarità.

Queste dimensioni sono cruciali per la progettazione dell'impronta PCB, garantendo un corretto posizionamento, saldatura e distanza.

5.2 Identificazione della Polarità

La polarità corretta è essenziale. Il catodo (terminale negativo) è identificato da:

1. Una marcatura verde sul corpo del package adiacente al terminale catodico.
2. Una tacca o intaglio sul lato del corpo del package vicino al catodo.

Il terminale anodico è tipicamente più lungo nel confezionamento a nastro e bobina, ma le marcature sul package sono il riferimento principale durante l'assemblaggio e l'ispezione.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Parametri del Processo di Saldatura

Il dispositivo è classificato per i comuni processi di saldatura:

• Saldatura a Rifusione (Senza Piombo):È specificata una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi. Il profilo di temperatura raccomandato dovrebbe includere il preriscaldamento per attivare il flussante e minimizzare lo shock termico.
• Saldatura Manuale:Una temperatura massima della punta del saldatore di 350°C applicata per non più di 3 secondi per terminale.
• Restrizione Critica:La saldatura a rifusione non dovrebbe essere eseguita più di due volte sullo stesso dispositivo per evitare stress termici eccessivi sul package e sui fili di collegamento.

6.2 Magazzinaggio e Sensibilità all'Umidità

I LED sono confezionati in una busta barriera resistente all'umidità con essiccante per prevenire l'assorbimento di umidità atmosferica, che può causare \"popcorning\" (crepe nel package) durante la rifusione.

• Prima dell'Apertura:Conservare a ≤30°C e ≤70% di Umidità Relativa (UR). Utilizzare entro un anno.
• Dopo l'Apertura:Completare la saldatura entro 72 ore (3 giorni) in condizioni di ≤30°C e ≤60% UR.
• Riconfezionamento:Se non utilizzati entro 3 giorni, le parti non utilizzate devono essere risigillate nella busta originale o equivalente a tenuta d'umidità con nuovo essiccante.
• Essiccazione (Baking):Se il tempo di magazzinaggio viene superato o l'indicatore dell'essiccante mostra saturazione, è richiesta una singola essiccazione a 60°C ±5°C per 24 ore per rimuovere l'umidità prima della saldatura.

6.3 Precauzioni Critiche d'Uso

• Protezione da Sovracorrente:È obbligatorio un resistore limitatore di corrente esterno o un driver a corrente costante. La caratteristica I-V esponenziale del LED significa che un piccolo aumento di tensione provoca un grande picco di corrente, portando a un guasto immediato.
• Stress Meccanico:Evitare di applicare stress meccanico (piegatura, pressione) sul corpo del LED o sui terminali durante o dopo la saldatura.

7. Confezionamento e Informazioni d'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e Bobina

Il prodotto è fornito per l'assemblaggio automatizzato:

• Larghezza Nastro Portante:8 mm.
• Passo delle Tasche:4.0 mm.
• Dimensioni Bobina:Bobina standard da 13 pollici con dimensioni specifiche del mozzo, flangia e complessive fornite nei disegni della scheda tecnica.
• Quantità per Bobina:2000 pezzi.

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta della bobina contiene diversi codici:

• P/N:Numero di Parte Completo (es. 45-11/B7C-FS2U1B14/2T-AFM).
• LOT No.:Numero di lotto di produzione tracciabile.
• QTY:Quantità sulla bobina.
• CAT:Classe di Intensità Luminosa (es. U1).
• HUE:Classe di Lunghezza d'Onda Dominante.
• REF:Classe di Tensione Diretta.

8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progettazione

8.1 Circuiti Applicativi Tipici

Il circuito di pilotaggio più basilare è una sorgente di tensione (V_CC) in serie con un resistore limitatore di corrente (R_S) e il LED. Il valore del resistore è calcolato come: R_S= (V_CC- V_F) / I_F. Ad esempio, con un'alimentazione di 5V, una V_Fdi 3.0V (tipico) e una I_Fdesiderata di 20 mA: R_S= (5 - 3.0) / 0.02 = 100 Ω. La potenza nominale del resistore dovrebbe essere I_F²× R_S= 0.04 W, quindi un resistore standard da 1/8W (0.125W) o 1/10W è sufficiente.

Per applicazioni che richiedono luminosità stabile o funzionamento su un'ampia gamma di tensioni, è consigliato un driver IC a corrente costante.

8.2 Progettazione per Applicazioni con Light Pipe

Quando si accoppia a una light pipe:

• Allineamento:Allineare con precisione il centro ottico del LED con la faccia di ingresso della light pipe.
• Intercapedine:Mantenere un piccolo e controllato spazio d'aria (o utilizzare adesivo ottico) tra la cupola del LED e la light pipe per massimizzare l'efficienza di accoppiamento luminoso.
• Binning:Per array multi-LED (es. per retroilluminare un pannello), utilizzare LED dello stesso bin di intensità luminosa e lunghezza d'onda per garantire uniformità di luminosità e colore su tutto il display.

8.3 Considerazioni sulla Gestione Termica

Sebbene il package sia piccolo, un efficace dissipatore di calore migliora la longevità e mantiene la luminosità:

• Layout PCB:Utilizzare via termicamente conduttive sul PCB sotto il pad termico del LED (se applicabile) o collegate ai suoi terminali per condurre il calore nel piano di massa/alimentazione.
• Temperatura Ambiente:Rispettare la curva di derating della corrente. In ambienti ad alta temperatura (es. all'interno di un'auto in una giornata calda), ridurre la corrente di pilotaggio o assicurare un'adeguata ventilazione.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Obiettivamente, la serie 45-11 offre diversi punti di differenziazione rispetto ai LED generici:

• Ampio Angolo di Visione vs. LED ad Angolo Stretto:L'angolo di 120° è superiore per applicazioni che richiedono ampia visibilità (cruscotti, luci di stato) rispetto ai LED ad angolo stretto usati per fasci focalizzati.
• Package P-LCC-2 vs. Through-Hole:Il package surface-mount consente progetti più piccoli, leggeri e automatizzabili rispetto ai tradizionali LED through-hole come i T-1 3/4.
• Qualifica Automotive (AEC-Q101):Questa qualifica formale per l'affidabilità in condizioni di stress automotive (cicli termici, umidità, ecc.) lo distingue dai LED di grado commerciale, rendendolo adatto per applicazioni interne automotive.
• Riflettore Integrato:L'inter-riflettore sagomato all'interno del package migliora l'estrazione e l'efficienza di accoppiamento della luce, una caratteristica non presente in tutti i package SMD LED di base.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D1: Posso pilotare questo LED direttamente da un pin di un microcontrollore a 3.3V?

R: Non è raccomandato. La tensione diretta (2.7V-3.5V) è molto vicina o supera l'alimentazione di 3.3V. Anche se si accende, la corrente sarebbe incontrollata e molto sensibile alle variazioni di V_F, portando probabilmente a luminosità inconsistente o danni. Utilizzare sempre un resistore in serie o un driver.

D2: Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco e Lunghezza d'Onda Dominante?

R: La Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p) è il picco fisico dello spettro di emissione (468 nm). La Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d) è la singola lunghezza d'onda psicofisica che corrisponde al colore percepito (464-472 nm). Per LED monocromatici come questo blu, sono molto vicine. La λ_dè più rilevante per la specifica del colore.

D3: Perché la procedura di magazzinaggio ed essiccazione è così specifica?

R: Il package plastico assorbe umidità. Durante l'alto calore della saldatura a rifusione, questa umidità può vaporizzarsi rapidamente, creando pressione interna che può delaminare il package o rompere il die (\"popcorning\"). Le procedure controllano l'esposizione all'umidità per prevenire questa modalità di guasto.

D4: Come interpreto il numero di parte 45-11/B7C-FS2U1B14/2T-AFM?

R: È un identificatore codificato. \"45-11\" è la serie. \"B7C\" indica probabilmente il bin colore/lunghezza d'onda (Blu, sub-bin specifico). \"FS2U1\" indica i bin di intensità luminosa (probabilmente copre un intervallo). \"B14\" è il bin della tensione diretta. \"2T\" e \"AFM\" possono riferirsi al tipo di nastro e altri codici specifici della fabbrica.

11. Esempio di Caso d'Uso Pratico

Scenario: Progettazione di un indicatore per cruscotto per un accessorio automotive.

1. Selezione:Il LED blu 45-11 è scelto per la sua qualifica AEC-Q101, l'ampio angolo di visione (buono per la visibilità del guidatore) e l'idoneità per una potenziale integrazione con light pipe dietro un'icona.
2. Progettazione del Circuito:Viene utilizzato il sistema nominale a 12V del veicolo. Si calcola un resistore in serie. Assumendo un caso peggiore di V_Fdi 3.5V e una I_Ftarget di 20 mA: R_S= (12 - 3.5) / 0.02 = 425 Ω. Il valore standard al 5% più vicino è 430 Ω. Dissipazione di potenza: (0.02)²* 430 = 0.172W, quindi viene selezionato un resistore da 1/4W.
3. Analisi Termica:L'ambiente del cruscotto può raggiungere 85°C. Consultando la curva di derating, la massima corrente continua a 85°C è ridotta. La corrente scelta di 20 mA deve essere verificata come sicura a questa temperatura. In caso contrario, la corrente potrebbe dover essere ridotta a 15 mA.
4. Layout PCB:L'impronta corrisponde al package 3.2x2.8mm con passo pad di 2.54mm. Una piccola area di esclusione è posizionata attorno al LED per l'alloggiamento della light pipe. Vengono aggiunte via termiche sotto il pad del catodo collegate a un piano di massa per la diffusione del calore.
5. Assemblaggio:I LED sono ordinati su nastro da 8mm e bobina per l'assemblaggio automatizzato. Il profilo di rifusione è impostato per non superare la temperatura di picco di 260°C. Il reparto di produzione segue il limite di esposizione di 72 ore dopo l'apertura delle buste barriera all'umidità.

Terminologia delle specifiche LED

Spiegazione completa dei termini tecnici LED