Indice
- 1. Panoramica del Prodotto
- 1.1 Descrizione Generale
- 1.2 Caratteristiche
- 1.3 Applicazioni
- 2. Parametri Tecnici
- 2.1 Caratteristiche Elettriche e Ottiche (Ta=25°C)
- 2.2 Valori Massimi Assoluti
- 3. Sistema di Binning
- 4. Analisi delle Curve di Prestazione
- 4.1 Tensione Diretta vs Corrente Diretta
- 4.2 Corrente Diretta vs Intensità Relativa
- 4.3 Effetti della Temperatura
- 4.4 Spettro e Diagramma di Radiazione
- 5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento
- 5.1 Dimensioni del Pacchetto
- 5.2 Dimensioni del Nastro Trasportatore e della Bobina
- 5.3 Informazioni sull'Etichetta
- 6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio
- 6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione
- 6.2 Saldatura a Mano e Riparazione
- 6.3 Precauzioni
- 7. Informazioni sul Confezionamento e l'Ordine
- 8. Suggerimenti Applicativi
- 9. Confronto Tecnico
- 10. Domande Frequenti
- 10.1 Come devo gestire i dispositivi sensibili alle scariche elettrostatiche (ESD)?
- 10.2 Cosa succede se il sacchetto barriera all'umidità è danneggiato?
- 10.3 Posso utilizzare diverse correnti di pilotaggio per la regolazione della luminosità?
- 10.4 Questo LED è adatto per uso esterno?
- 11. Casi Applicativi
- 12. Principio di Funzionamento
- 13. Tendenze di Sviluppo
- Terminologia delle specifiche LED
- Prestazioni fotoelettriche
- Parametri elettrici
- Gestione termica e affidabilità
- Imballaggio e materiali
- Controllo qualità e binning
- Test e certificazione
1. Panoramica del Prodotto
1.1 Descrizione Generale
Questo LED bianco è realizzato utilizzando un chip blu e fosforo per produrre luce bianca. Le dimensioni del pacchetto sono 1,6 mm x 0,8 mm x 0,4 mm, rendendolo adatto per dispositivi elettronici compatti. È progettato per il montaggio superficiale (SMT) ed è conforme RoHS.
1.2 Caratteristiche
- Angolo di visione estremamente ampio (140 gradi)
- Adatto per tutti i processi di assemblaggio SMT e saldatura
- Livello di sensibilità all'umidità: Livello 3
- Conforme RoHS
1.3 Applicazioni
Indicatori ottici, interruttori e simboli, display e scopi di illuminazione generale.
2. Parametri Tecnici
2.1 Caratteristiche Elettriche e Ottiche (Ta=25°C)
La tensione diretta (VF) a IF=5mA è suddivisa in bin da 2,6V a 3,4V, coprendo i bin F1 (2,6-2,7V), F2 (2,7-2,8V), G1 (2,8-2,9V), G2 (2,9-3,0V), H1 (3,0-3,1V), H2 (3,1-3,2V), I1 (3,2-3,3V), I2 (3,3-3,4V). L'intensità luminosa (IV) a IF=5mA varia da 90 mcd a 250 mcd nei bin: 1AP (90-120 mcd), G20 (120-150 mcd), 1AW (150-200 mcd), 1AX (200-250 mcd). L'angolo di visione è di 140 gradi (tipico). La corrente inversa massima è di 10 µA a VR=5V. La resistenza termica dal giunto al punto di saldatura (RTHJ-S) è massima 450°C/W.
2.2 Valori Massimi Assoluti
I seguenti limiti non devono essere superati: Dissipazione di potenza 68 mW; Corrente diretta 20 mA; Tensione inversa 5 V; Corrente diretta di picco (impulso 0,1ms, ciclo di lavoro 1/10) 60 mA; Scarica elettrostatica (HBM) 1000 V; Temperatura di esercizio da -40 a +85°C; Temperatura di stoccaggio da -40 a +85°C; Temperatura del giunto 95°C. Occorre prestare attenzione per garantire che la temperatura del giunto non superi questo valore.
3. Sistema di Binning
Il LED è suddiviso in bin in base alla cromaticità (coordinate CIE 1931) e all'intensità luminosa. I bin di cromaticità sono definiti nel diagramma CIE con coordinate per i bin B01-B06 e K01-K06. Questi bin coprono le regioni dal bianco freddo al bianco neutro. I bin di intensità luminosa sono descritti nella Sezione 2.1. Vengono forniti anche i bin di tensione diretta per facilitare la progettazione del circuito. Il codice bin sull'etichetta specifica il VF esatto, la cromaticità e il rango di flusso del dispositivo.
4. Analisi delle Curve di Prestazione
4.1 Tensione Diretta vs Corrente Diretta
La curva VF-IF tipica mostra un comportamento esponenziale: a basse correnti la tensione sale rapidamente, poi diventa più lineare. Alla corrente nominale di 5 mA, VF è tipicamente nell'intervallo 2,8-3,2 V a seconda del bin. A 20 mA, VF aumenta di circa 0,2-0,3 V.
4.2 Corrente Diretta vs Intensità Relativa
L'intensità relativa aumenta approssimativamente linearmente con la corrente da 0 a 20 mA. A 5 mA, l'uscita è circa il 25% del massimo (20 mA). Questa curva aiuta nella scelta della corrente di pilotaggio per la luminosità desiderata.
4.3 Effetti della Temperatura
L'intensità relativa diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. A 100°C, l'intensità scende a circa l'85% del suo valore a 25°C. La corrente diretta deve essere ridotta a temperature elevate per evitare il surriscaldamento. La curva Temperatura del Pin vs Corrente Diretta mostra che a 100°C, la corrente diretta consentita è ridotta a circa 15 mA.
4.4 Spettro e Diagramma di Radiazione
La distribuzione spettrale mostra un picco blu a circa 450 nm dal chip LED e un'ampia emissione gialla dal fosforo, risultando in luce bianca. La temperatura di colore correlata (CCT) è tipica di un bianco neutro. Il diagramma di radiazione è di tipo lambertiano con un ampio angolo di visione di 140°, fornendo una distribuzione uniforme della luce.
5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento
5.1 Dimensioni del Pacchetto
Il pacchetto LED misura 1,6 mm × 0,8 mm × 0,4 mm con tolleranze di ±0,2 mm. La vista dall'alto mostra l'area di emissione luminosa, la vista dal basso mostra i pad degli elettrodi e la vista laterale mostra il profilo sottile. La polarità è indicata da un segno sulla vista dall'alto. Il pattern consigliato per i pad di saldatura è di 2,4 mm × 0,8 mm per ogni pad, con una spaziatura di 0,8 mm, come mostrato nella Figura 1-5.
5.2 Dimensioni del Nastro Trasportatore e della Bobina
Il nastro trasportatore è largo 8 mm con un passo della tasca di 4 mm. La bobina ha un diametro esterno di 178 ±1 mm, diametro del mozzo di 60 ±1 mm e larghezza di 13,0 ±0,5 mm. Ogni bobina contiene 4000 pezzi di LED.
5.3 Informazioni sull'Etichetta
Ogni bobina è etichettata con il numero di parte, il numero di specifica, il numero di lotto, il codice bin (incluso codice flusso, bin di cromaticità, bin VF, codice lunghezza d'onda), quantità e codice data.
6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio
6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione
Il profilo di rifusione raccomandato segue gli standard JEDEC. Preriscaldare da 150°C a 200°C per 60-120 secondi. La velocità di rampa non deve superare 3°C/s. Il tempo sopra i 217°C (liquidus) è di 60-150 secondi. La temperatura di picco è 260°C con un tempo massimo di permanenza di 10 secondi (entro 5°C dal picco). La velocità di raffreddamento deve essere ≤6°C/s. Il tempo totale da 25°C al picco è massimo 8 minuti. Non eseguire la saldatura a rifusione più di due volte.
6.2 Saldatura a Mano e Riparazione
Se è necessaria la saldatura a mano, utilizzare un saldatore a ≤300°C per meno di 3 secondi per pad. È consentita una sola operazione di saldatura a mano. La riparazione dopo la rifusione non è raccomandata; se inevitabile, utilizzare un saldatore a doppia testa e qualificare preventivamente il processo.
6.3 Precauzioni
Evitare il montaggio su PCB deformato; non applicare stress meccanico o vibrazioni durante il raffreddamento; non raffreddare rapidamente dopo la saldatura.
7. Informazioni sul Confezionamento e l'Ordine
I LED sono confezionati in sacchetti barriera all'umidità con essiccante e indicatore di umidità. Condizioni di stoccaggio prima dell'apertura: ≤30°C, ≤75% UR, validità entro 1 anno dalla data di confezionamento. Dopo l'apertura: ≤30°C, ≤60% UR, devono essere utilizzati entro 24 ore. Se il tempo di stoccaggio è superato o l'essiccante ha cambiato colore, cuocere i LED a 60±5°C per almeno 24 ore prima dell'uso. L'imballaggio esterno è un cartone standard adatto alla spedizione.
8. Suggerimenti Applicativi
Grazie alle sue dimensioni ridotte, questo LED è ideale per layout PCB densi. Utilizzare resistori di limitazione della corrente per garantire che la corrente diretta non superi 20 mA. Considerare la progettazione termica: il LED deve essere montato con un'area di rame adeguata per favorire la dissipazione del calore. Evitare di esporre il LED ad ambienti contenenti zolfo (>100 ppm) o composti alogenati (Br>900 ppm, Cl>900 ppm, totale >1500 ppm) in quanto possono causare corrosione e scolorimento. Per la pulizia, utilizzare alcol isopropilico; non utilizzare la pulizia a ultrasuoni poiché potrebbe danneggiare il LED.
9. Confronto Tecnico
Rispetto a pacchetti SMD più grandi come 2835 (2,8×3,5 mm) o 3528, il pacchetto 1608 offre un ingombro del 75% inferiore, pur fornendo una luminosità sufficiente per applicazioni indicatrici (fino a 250 mcd). Il suo ampio angolo di visione di 140° è vantaggioso per applicazioni in cui è necessaria una distribuzione uniforme della luce. Tuttavia, la sua corrente diretta massima è limitata a 20 mA, risultando in un flusso totale inferiore rispetto ai LED ad alta potenza. È più adatto per progetti a basso consumo e con vincoli di spazio.
10. Domande Frequenti
10.1 Come devo gestire i dispositivi sensibili alle scariche elettrostatiche (ESD)?
Utilizzare sempre postazioni di lavoro con messa a terra, indossare braccialetti antistatici e conservare i LED in imballaggi antistatici.
10.2 Cosa succede se il sacchetto barriera all'umidità è danneggiato?
Se il sacchetto è danneggiato o se l'indicatore di umidità mostra >30%, i LED devono essere cotti a 60±5°C per 24 ore prima dell'uso.
10.3 Posso utilizzare diverse correnti di pilotaggio per la regolazione della luminosità?
Sì, il LED può essere pilotato con correnti da 0 a 20 mA. Si noti che la cromaticità può variare leggermente con la corrente. È possibile un funzionamento a impulsi con basso ciclo di lavoro fino a 60 mA di picco.
10.4 Questo LED è adatto per uso esterno?
L'intervallo di temperatura di esercizio (da -40 a +85°C) è adatto per molte applicazioni esterne, ma sono necessari un'adeguata incapsulazione e protezione dall'umidità e dai contaminanti.
11. Casi Applicativi
Caso 1: Retroilluminazione di termostati smart home: il piccolo ingombro si adatta a un PCB compatto, fornendo indicazione luminosa bianca. Caso 2: Illuminazione di pulsanti interni automobilistici: l'ampio angolo di visione garantisce visibilità da più angolazioni. Caso 3: Indicatore del livello della batteria su dispositivi portatili: il basso consumo energetico prolunga la durata della batteria.
12. Principio di Funzionamento
Questo LED bianco utilizza un chip InGaN a emissione blu che emette luce a ~450 nm. Il chip è rivestito con un fosforo a emissione gialla (tipicamente YAG drogato con Ce). La luce blu eccita parzialmente il fosforo per emettere luce gialla; la combinazione di luce blu e gialla appare bianca all'occhio umano. Il rapporto tra blu e giallo determina la temperatura di colore correlata.
13. Tendenze di Sviluppo
La tendenza nell'industria dei LED è verso pacchetti più piccoli con maggiore efficacia. Il chip-scale packaging (CSP) e le architetture flip-chip stanno guadagnando popolarità per migliori prestazioni termiche e dimensioni ridotte. Questo pacchetto 1608 rappresenta una tecnologia matura che rimane ampiamente utilizzata per applicazioni di indicatori e display. Gli sviluppi futuri includono una maggiore luminosità per unità di area e una migliore stabilità del colore in funzione della temperatura.
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. |