Indice
- 1. Panoramica del Prodotto
- 1.1 Descrizione Generale
- 1.2 Caratteristiche
- 1.3 Applicazioni
- 2. Analisi dei Parametri Tecnici
- 2.1 Caratteristiche Elettriche/Ottiche (Ts=25°C, IF=3mA)
- 2.2 Valori Massimi Assoluti (Ts=25°C)
- 2.3 Sistema di Binning (IF=3mA)
- 3. Analisi delle Curve di Prestazione
- 4. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio
- 4.1 Dimensioni del Package
- 4.2 Nastro Trasportatore e Bobina
- 4.3 Imballaggio Barriera contro l'Umidità
- 5. Linee Guida per Saldatura e Montaggio
- 5.1 Profilo di Saldatura a Rifusione
- 5.2 Saldatura a Mano e Riparazione
- 5.3 Precauzioni di Manipolazione
- 6. Informazioni su Imballaggio e Ordinazione
- 7. Raccomandazioni Applicative
- 8. Confronto Tecnico
- 9. Domande Frequenti
- 10. Casi Pratici di Applicazione
- 11. Principio di Funzionamento
- 12. 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 package sono 3,50mm x 2,80mm x 1,84mm (package PLCC2). È progettato per assemblaggio a montaggio superficiale (SMT) ed è adatto a vari processi di saldatura.
1.2 Caratteristiche
- Package PLCC2
- Angolo di visione estremamente ampio (120°)
- Adatto a tutti i processi di assemblaggio e saldatura SMT
- Disponibile su nastro e bobina (2000 pezzi/bobina)
- Livello di sensibilità all'umidità: Livello 2
- Conforme a RoHS e REACH
- Qualificato secondo le linee guida dei test di stress AEC-Q101 per semiconduttori discreti per automotive
1.3 Applicazioni
Le applicazioni tipiche includono illuminazione interna e interruttori per automotive grazie all'elevata affidabilità e all'ampio angolo di visione.
2. Analisi dei Parametri Tecnici
2.1 Caratteristiche Elettriche/Ottiche (Ts=25°C, IF=3mA)
| Parametro | Simbolo | Min | Tip | Max | Unità |
|---|---|---|---|---|---|
| Tensione Diretta | VF | 2.5 | 2.7 | 3.1 | V |
| Corrente Inversa | IR | - | - | 10 | µA |
| Intensità Luminosa | IV | 23 | 37 | 53 | mcd |
| Angolo di Visione | 2θ1/2 | - | 120 | - | gradi |
| Resistenza Termica | RTHJ-S | - | - | 300 | °C/W |
2.2 Valori Massimi Assoluti (Ts=25°C)
| Parametro | Simbolo | Valore | Unità |
|---|---|---|---|
| Dissipazione di Potenza | PD | 91 | mW |
| Corrente Diretta | IF | 30 | mA |
| Corrente Diretta di Picco | IFP | 100 | mA |
| Tensione Inversa | VR | 5 | V |
| Scarica Elettrostatica (HBM) | ESD | 2000 | V |
| Temperatura di Esercizio | TOPR | -40 ~ +100 | °C |
| Temperatura di Stoccaggio | TOPR | -40 ~ +100 | °C |
| Temperatura di Giunzione | TJ | 120 | °C |
Note: Larghezza impulso 10ms, duty cycle 1/10 per corrente di picco. Tolleranza di misura: VF ±0,1V, cromaticità ±0,005, intensità luminosa ±10%. Resa ESD >90% a 2000V HBM.
2.3 Sistema di Binning (IF=3mA)
I bin di tensione diretta vanno da E2 (2,5-2,6V) a H1 (3,0-3,1V). I bin di intensità luminosa vanno da C20 (23-28mcd) a E10 (43-53mcd). Bin di cromaticità CIE disponibili: M02, M03, P02, P03. Consultare il datasheet per le coordinate esatte.
3. Analisi delle Curve di Prestazione
Le curve tipiche delle caratteristiche ottiche forniscono informazioni sul comportamento del LED in varie condizioni:
- Tensione Diretta vs. Corrente Diretta: Mostra relazione esponenziale, tipica a 2,7V per 3mA.
- Corrente Diretta vs. Intensità Relativa: Aumento lineare fino a 5mA, poi saturazione.
- Temperatura di Saldatura vs. Intensità Relativa: Lieve diminuzione a temperature più elevate (circa 20% di calo da 25°C a 120°C).
- Corrente Diretta vs. Temperatura di Saldatura: Necessario derating sopra 80°C.
- Tensione Diretta vs. Temperatura di Saldatura: Coefficiente di temperatura negativo (~-2mV/°C).
- Diagramma di Radiazione: Ampio angolo di visione con schema simmetrico.
- Variazione di Colore vs. Corrente Diretta: Variazione minima nelle coordinate di cromaticità.
- Distribuzione Spettrale: Picco ampio intorno a 450nm (blu) e 550nm (giallo) tipico per LED bianco convertito a fosforo.
4. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio
4.1 Dimensioni del Package
Vista dall'alto: 3,50mm x 2,80mm. Altezza vista laterale: 1,84mm. Vista dal basso mostra il segno di polarità. Schema di saldatura consigliato: pad 2,40mm x 1,25mm con lunghezza complessiva 4,45mm. Tutte le dimensioni in mm, tolleranza ±0,2mm salvo diversa indicazione.
4.2 Nastro Trasportatore e Bobina
Passo del nastro trasportatore 8,0mm, diametro bobina 178mm, diametro mozzo 60mm. Larghezza nastro 8,0mm. La bobina contiene 2000 pezzi per bobina. L'etichetta include numero parte, numero specifica, numero lotto, codice bin, quantità e data.
4.3 Imballaggio Barriera contro l'Umidità
I LED sono imballati in sacchetto barriera contro l'umidità con essiccante e cartolina indicatrice di umidità. Il livello MSL 2 richiede cottura se le condizioni di stoccaggio vengono superate.
5. Linee Guida per Saldatura e Montaggio
5.1 Profilo di Saldatura a Rifusione
Parametri di rifusione raccomandati: preriscaldamento da 150°C a 200°C per 60-120 secondi, temperatura sopra 217°C per max 60 secondi, temperatura di picco 260°C per max 10 secondi (entro 5°C dal picco per max 30 secondi). Velocità di raffreddamento max 6°C/s. Tempo totale da 25°C al picco max 8 minuti. Non rifondere più di due volte.
5.2 Saldatura a Mano e Riparazione
Saldatura a mano: temperatura punta del saldatore<300°C, tempo<3 secondi, una sola volta. Riparare con saldatore a doppia punta se inevitabile. Non applicare pressione sulla superficie in silicone durante il riscaldamento.
5.3 Precauzioni di Manipolazione
L'incapsulante è silicone (morbido). Evitare stress meccanico sulla lente. Non montare su PCB deformato. Non raffreddare rapidamente dopo la saldatura. Utilizzare ugelli pick-and-place appropriati per evitare danni.
6. Informazioni su Imballaggio e Ordinazione
Imballaggio standard: 2000 pezzi per bobina in nastro trasportatore. Sacchetto barriera contro l'umidità con etichetta. Scatola di cartone esterna (dimensioni standard). Condizioni di stoccaggio prima dell'apertura: ≤30°C, ≤75% UR per fino a 1 anno. Dopo l'apertura: utilizzare entro 24 ore a ≤30°C, ≤60% UR. Se superate, cuocere a 60±5°C per >24 ore.
7. Raccomandazioni Applicative
Questo LED è ideale per illuminazione interna e interruttori per automotive. In fase di progettazione, assicurarsi che la corrente non superi 30mA. Utilizzare un resistore limitatore di corrente per prevenire il surriscaldamento. La gestione termica è critica: la temperatura di giunzione non deve superare 120°C. Fornire un'adeguata dissipazione del calore. Il circuito di pilotaggio non deve applicare tensione inversa. Evitare materiali contenenti zolfo (S<100ppm). Il contenuto di bromo e cloro dovrebbe essere limitato.
8. Confronto Tecnico
Rispetto alle lampadine a incandescenza standard, questo LED bianco offre una durata maggiore (>50.000 ore), un consumo energetico inferiore (91mW vs 1-2W) e un ingombro ridotto. Nelle categorie LED, la qualifica AEC-Q101 garantisce elevata affidabilità per applicazioni automobilistiche, rendendolo superiore ai LED per uso generale non qualificati. L'ampio angolo di visione di 120° è vantaggioso per l'illuminazione ambientale interna.
9. Domande Frequenti
D: Qual è la corrente diretta massima?R: 30mA (100mA di picco con duty cycle 10%).
D: Posso operare senza resistore?R: No, è necessario un resistore limitatore di corrente per prevenire derive e danni.
D: Qual è la durata di stoccaggio?R: 1 anno se non aperto in condizioni corrette. Dopo l'apertura, utilizzare entro 24 ore o cuocere.
D: Questo LED è sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD)?R: Sì, è richiesta protezione ESD. Soglia HBM 2000V.
D: Può essere utilizzato in applicazioni esterne?R: Progettato per interni, ma con una corretta sigillatura potrebbe essere possibile. Non raccomandato per esposizione diretta.
10. Casi Pratici di Applicazione
Nell'illuminazione interna automobilistica, questi LED sono utilizzati per retroilluminazione del cruscotto, illuminazione ambientale del vano piedi e illuminazione degli interruttori. Grazie alla qualifica AEC-Q101, resistono a vibrazioni e cicli termici. Esempio: pulsanti illuminati nella console centrale utilizzando una corrente di pilotaggio di 3mA per una luminosità uniforme.
11. Principio di Funzionamento
Il LED bianco funziona per elettroluminescenza da un chip InGaN blu. La luce blu (picco ~450nm) eccita un fosforo giallo (YAG drogato al cerio) che emette una luce gialla ampia (picco ~550nm). La combinazione di blu e giallo appare bianca all'occhio umano. Il fosforo viene rivestito direttamente sul chip, ottenendo un colore uniforme.
12. Tendenze di Sviluppo
L'illuminazione LED automobilistica si sta evolvendo verso maggiore efficacia, pacchetti più piccoli e affidabilità migliorata. Gli sviluppi futuri includono package a scala di chip (CSP) e design flip-chip per migliori prestazioni termiche. L'integrazione con sistemi di illuminazione intelligenti (ad es. fari a matrice) sta aumentando la domanda di LED compatti e qualificati. Questo package PLCC2 rimane popolare per applicazioni interne grazie al suo equilibrio tra prestazioni e costo.
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. |