Specifica LED bianco 2,8x3,5x0,8mm 3,2V 0,612W PLCC2 - Datasheet per Automotive

1. Panoramica del prodotto

Questo LED bianco è realizzato utilizzando un chip blu combinato con fosforo, risultando in un compatto package PLCC2 con dimensioni di 2,80 mm x 3,50 mm x 0,80 mm. È progettato per applicazioni di illuminazione automobilistica interna ed esterna, offrendo un angolo di visione estremamente ampio e l'idoneità per tutti i processi standard di assemblaggio SMT e saldatura. Il dispositivo viene fornito in confezione su nastro e bobina, ha un livello di sensibilità all'umidità di 2 ed è conforme ai requisiti RoHS e REACH. Inoltre, il piano di test di qualificazione del prodotto segue le linee guida di AEC-Q102 Stress Test Qualification for Automotive Grade Discrete Semiconductors, garantendo un'elevata affidabilità in ambienti ostili.

2. Analisi approfondita dei parametri tecnici

2.1 Caratteristiche elettriche e ottiche (Ts=25°C)

I parametri chiave misurati a una corrente di test di 150 mA includono:

• Tensione diretta (VF): Min 2,8 V, Tip 3,2 V, Max 3,4 V
• Corrente inversa (IR): Tip<10 µA a VR=5V
• Flusso luminoso (Φ): Min 61,2 lm, Tip 72 lm, Max 83,7 lm
• Angolo di visione (2θ1/2): Tip 120°
• Resistenza termica (Rth JS real): Tip 27°C/W, Max 35°C/W
• Resistenza termica (Rth JS el): Tip 16°C/W, Max 21°C/W

Nota: Si applicano tolleranze di misura: VF ±0,1V, coordinate colore ±0,005, flusso luminoso ±10%.

2.2 Valori massimi assoluti

• Potenza dissipata (PD): 612 mW
• Corrente diretta (IF): 180 mA (DC), 350 mA (picco, 1/10 duty, impulso 10ms)
• Tensione inversa (VR): 5 V
• ESD (HBM): 2000 V
• Temperatura di funzionamento (TOPR): da -40°C a +110°C
• Temperatura di stoccaggio (TSTG): da -40°C a +110°C
• Temperatura di giunzione (TJ): 125°C

3. Descrizione del sistema di binning

3.1 Binning della tensione diretta (IF=150mA)

• G0: 2,8–3,0 V
• H0: 3,0–3,2 V
• I0: 3,2–3,4 V

3.2 Binning del flusso luminoso (IF=150mA)

• PB: 61,2–67,8 lm
• QA: 67,8–75,3 lm
• QB: 75,3–83,7 lm

3.3 Binning della cromaticità

Le coordinate colore sono suddivise in 7 bin (da VM1 a VM7) definiti sul diagramma CIE 1931. Per le coordinate x/y esatte, fare riferimento alla tabella nel datasheet. Questi bin coprono la regione vicino al bianco attorno al corpo nero, garantendo un aspetto cromatico coerente.

4. Analisi delle curve di prestazione

4.1 Tensione diretta vs Corrente diretta

La curva IV mostra un tipico aumento esponenziale della corrente con la tensione. A 2,8 V la corrente è quasi zero, mentre a 3,4 V raggiunge circa 180 mA (il massimo DC). Una piccola variazione di tensione causa una grande variazione di corrente, quindi si raccomanda la regolazione della corrente.

4.2 Flusso luminoso relativo vs Corrente diretta

Il flusso relativo aumenta quasi linearmente con la corrente fino a 180 mA, raggiungendo circa 1,8 volte il flusso a 60 mA. La curva indica una buona efficacia a correnti di pilotaggio moderate.

4.3 Flusso luminoso relativo vs Temperatura di giunzione

Il flusso diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. A 125°C il flusso scende a circa il 75% del valore a 25°C. La gestione termica è fondamentale per mantenere la luminosità.

4.4 Corrente diretta vs Temperatura di saldatura

La corrente diretta massima consentita deve essere ridotta all'aumentare della temperatura di saldatura. La curva mostra che a 110°C la corrente consentita è ridotta a circa 60 mA.

4.5 Variazione della tensione vs Temperatura di giunzione

La tensione diretta diminuisce linearmente con la temperatura a un tasso di circa -2 mV/°C, tipico per i LED.

4.6 Diagramma di radiazione

Il diagramma di radiazione è quasi Lambertiano con un semiangolo di 60 gradi (angolo di visione di 120°). L'intensità a ±90° è inferiore al 10% del picco.

4.7 Variazione delle coordinate cromatiche

Sia Cx che Cy variano leggermente con la temperatura e la corrente. Su un intervallo di 150°C la variazione è entro ±0,01 per Cx e ±0,005 per Cy. Questa piccola variazione garantisce un colore stabile in condizioni operative.

4.8 Distribuzione spettrale

Lo spettro del LED bianco copre da 400 nm a 750 nm, con un picco intorno a 450 nm (chip blu) e una larga emissione del fosforo nella regione verde-gialla. Ciò si traduce in un elevato indice di resa cromatica adatto per l'illuminazione automobilistica.

5. Informazioni meccaniche e di confezionamento

5.1 Dimensioni del package

Il corpo del LED è 2,80 mm x 3,50 mm x 0,80 mm. Il layout consigliato dei pad PCB è fornito nel datasheet: dimensioni complessive del pad 2,45 mm x 2,30 mm con un pad termico centrale e due pad laterali per anodo/catodo. La polarità è indicata da una tacca sulla vista laterale.

5.2 Nastro trasportatore e bobina

I componenti sono forniti in nastro trasportatore largo 8 mm con passo 4 mm. La bobina ha un diametro di 178 mm, larghezza del mozzo 60 mm e foro del mandrino 13 mm. Ogni bobina contiene 4000 pezzi.

5.3 Specifiche dell'etichetta

L'etichetta include il numero di parte, il numero di lotto, i codici bin (flusso luminoso, cromaticità, tensione diretta), il codice di lunghezza d'onda, la quantità e la data.

6. Linee guida per saldatura e assemblaggio

6.1 Profilo di rifusione raccomandato

• Rampa di salita (Tsmax a Tp): max 3°C/s
• Preriscaldamento: da 150°C a 200°C per 60–120 s
• Tempo sopra 217°C (TL): max 60 s
• Temperatura di picco (Tp): 260°C, max 10 s
• Tempo entro 5°C da Tp: max 10 s
• Velocità di raffreddamento: max 6°C/s
• Tempo totale da 25°C a Tp: max 8 min

La saldatura a rifusione non deve superare due cicli. Se trascorrono più di 24 ore tra i cicli, i LED potrebbero assorbire umidità e danneggiarsi.

6.2 Precauzioni per la manipolazione

Non applicare stress meccanico durante il riscaldamento o il raffreddamento. Non deformare il PCB dopo la saldatura. Se necessario, utilizzare un saldatore a doppia punta per la riparazione. L'incapsulante in silicone è morbido; evitare pressione eccessiva sulla lente. Gli ugelli di prelievo devono applicare una forza delicata.

7. Informazioni sul confezionamento e l'ordine

Il prodotto viene consegnato in sacchetti sigillati a barriera di umidità con essiccante e indicatore di umidità. Il sacchetto deve essere conservato a ≤30°C e ≤75% UR prima dell'apertura. Dopo l'apertura, utilizzare entro 24 ore a ≤30°C, ≤60% UR. Se le condizioni di conservazione superano questi limiti o l'essiccante ha cambiato colore, cuocere i LED a 60±5°C per almeno 24 ore prima dell'uso.

8. Raccomandazioni applicative

8.1 Applicazioni tipiche

Progettato per applicazioni automobilistiche interne (cruscotto, ambientale) ed esterne (luci diurne, indicatori di direzione, luci posteriori). L'ampio angolo di visione e le dimensioni compatte consentono flessibilità di progettazione.

8.2 Considerazioni di progettazione

• Regolazione della corrente: utilizzare sempre un resistore limitatore di corrente o un driver per evitare sovracorrente a causa della variazione di VF.
• Gestione termica: assicurarsi che i pad termici e i via del PCB siano adeguati per mantenere la temperatura di giunzione al di sotto di 125°C.
• Protezione ESD: implementare dispositivi di soppressione dei transitori se necessario, specialmente in ambienti elettrici automobilistici ostili.
• Zolfo e alogeni: l'ambiente operativo deve contenere<100 ppm di composti di zolfo,<900 ppm di bromo,<900 ppm di cloro, e totale Br+Cl<1500 ppm.
• VOC: evitare adesivi o composti di riempimento che emettono vapori organici che possono scolorire il LED.

9. Confronto tecnico

Rispetto a LED PLCC2 RGB o bianchi standard senza qualificazione automobilistica, questo prodotto offre:

• Qualificazione ai test di stress AEC-Q102 (inclusi test di vita estesa, shock termico e umidità).
• Bassa resistenza termica (27°C/W reale) consente una migliore dissipazione del calore.
• Elevato flusso luminoso per package (fino a 83,7 lm a 150 mA).
• 100% senza piombo e conforme a RoHS/REACH, soddisfacendo le restrizioni globali sui materiali automobilistici.

10. Domande frequenti

10.1 Come selezionare il corretto bin di tensione e flusso?

Scegliere il bin di tensione in base al progetto del driver per garantire una corrente costante. Il bin di flusso influisce sulla luminosità; selezionare PB, QA o QB in base all'uscita richiesta. Per applicazioni di precisione, richiedere codici bin specifici.

10.2 Qual è la durata di conservazione dopo la cottura?

Dopo l'apertura del sacchetto a barriera di umidità, i LED devono essere utilizzati entro 24 ore se conservati a ≤30°C/≤60% UR. In caso contrario, cuocere di nuovo prima della rifusione.

10.3 Questo LED può essere utilizzato con modulazione di larghezza di impulso (PWM)?

Sì, l'oscuramento PWM è possibile. La corrente di picco nominale di 350 mA (10% duty) consente correnti di picco elevate per brevi periodi. Assicurarsi che la potenza media non superi 612 mW.

11. Esempi pratici di applicazione

In un modulo per luce diurna automobilistica (DRL), quattro di questi LED sono disposti in array lineare con una corrente totale di 600 mA (150 mA per LED). Utilizzando il bin di flusso QA (67,8–75,3 lm), l'uscita totale supera 270 lm, soddisfacendo i requisiti ECE R87. Un'analisi termica mostra che la temperatura di giunzione si mantiene a 85°C in condizioni ambientali peggiori di 85°C, ben al di sotto del massimo di 125°C. Il progetto utilizza un PCB di rame da 1 oz con via termici per dissipare il calore.

12. Descrizione del principio

Il LED bianco funziona secondo il principio della conversione del fosforo: un chip blu InGaN emette luce blu intorno a 450 nm. Questa luce blu eccita parzialmente un fosforo giallo (tipicamente YAG:Ce) che è rivestito sul chip. La combinazione di luce blu residua e luce gialla produce luce bianca. La temperatura e la resa cromatica esatte sono determinate dalla composizione e dallo spessore del fosforo. Il prodotto utilizza un fosforo standard che porta a una temperatura di colore correlata di circa 6000K, adatta per l'illuminazione bianca automobilistica.

13. Tendenze di sviluppo

L'industria dell'illuminazione automobilistica si sta muovendo verso una maggiore efficacia luminosa, package più piccoli e maggiore affidabilità. Questo formato PLCC2 si sta già evolvendo in package ancora più piccoli (ad esempio 2016, 1616) mantenendo un flusso elevato. Le tendenze future includono interfacce termiche migliori, migliore stabilità del colore al variare della temperatura e integrazione di elettronica di controllo. Il presente prodotto, con la sua qualificazione AEC-Q102 e l'ampio intervallo di temperatura operativa, si posiziona come una soluzione affidabile per i progetti automobilistici odierni, mentre le versioni future potrebbero raggiungere una maggiore efficacia e un'ulteriore miniaturizzazione.