Indice
- 1. Panoramica del prodotto
- 1.1 Descrizione
- 1.2 Caratteristiche
- 1.3 Applicazioni
- 2. Parametri tecnici
- 2.1 Caratteristiche elettriche e ottiche (a Ts=25°C)
- 2.2 Valori massimi assoluti
- 3. Sistema di raggruppamento (binning)
- 3.1 Raggruppamenti di tensione diretta e flusso luminoso
- 3.2 Raggruppamento cromatico
- 4. Curve di prestazione
- 4.1 Tensione diretta in funzione della corrente diretta
- 4.2 Corrente diretta in funzione dell'intensità relativa
- 4.3 Temperatura di saldatura in funzione dell'intensità relativa
- 4.4 Temperatura di saldatura in funzione della corrente diretta
- 4.5 Tensione diretta in funzione della temperatura di saldatura
- 4.6 Diagramma di radiazione
- 4.7 Coordinate cromatiche in funzione della temperatura di saldatura
- 4.8 Distribuzione spettrale
- 5. Informazioni meccaniche e di imballaggio
- 5.1 Dimensioni del pacchetto
- 5.2 Dimensioni del nastro di trasporto
- 5.3 Dimensioni della bobina
- 5.4 Specifiche dell'etichetta
- 5.5 Imballaggio resistente all'umidità
- 5.6 Elementi di prova di affidabilità
- 5.7 Criteri per la valutazione del danno
- 6. Istruzioni per saldatura SMT a rifusione
- 6.1 Profilo di rifusione
- 6.2 Saldatore
- 6.3 Riparazione
- 6.4 Precauzioni
- 7. Precauzioni per la manipolazione
- 7.1 Contenuto di zolfo e alogeni
- 7.2 COV e silicone
- 7.3 Utensili di manipolazione
- 7.4 Progettazione del circuito
- 7.5 Progettazione termica
- 7.6 Pulizia
- 7.7 Condizioni di conservazione
- 7.8 Sensibilità ESD
- 8. Note applicative
- 9. Domande frequenti
- 9.1 Perché è importante il raggruppamento della tensione diretta?
- 9.2 Come gestire le ESD?
- 9.3 Posso superare i 600 mA?
- 10. Casi applicativi pratici
- 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
Il RT-TVG*GE33MCZ è un diodo a emissione luminosa (LED) bianco che utilizza un chip blu e una conversione fosforica per produrre una luce bianca a spettro ampio. È alloggiato in un pacchetto EMC (composto di stampaggio epossidico) di dimensioni 3,0 mm x 3,0 mm con spessore di 0,72 mm. Questo pacchetto offre una migliore dissipazione del calore e robustezza meccanica rispetto ai tradizionali pacchetti PLCC, rendendolo adatto per operazioni ad alta corrente fino a 600 mA.
1.2 Caratteristiche
- Pacchetto EMC per una gestione termica e affidabilità migliorate.
- Angolo di visione estremamente ampio di 120 gradi, che garantisce una distribuzione uniforme della luce.
- Compatibile con i processi di assemblaggio SMT standard e saldatura a rifusione.
- Disponibile in confezione su nastro e bobina per il montaggio automatico pick-and-place.
- Livello di sensibilità all'umidità 3, con vita a terra di 168 ore dopo l'apertura.
- Conforme RoHS, privo di sostanze pericolose.
1.3 Applicazioni
- Retroilluminazione per display LCD, TV e monitor.
- Illuminazione di interruttori e simboli in elettronica automobilistica e di consumo.
- Indicatori ottici per stato e allarme.
- Pannelli display interni e segnaletica.
- Apparecchi di illuminazione tubolari (sostituzione T8/T5).
- Illuminazione generale dove è richiesta elevata luminosità.
2. Parametri tecnici
2.1 Caratteristiche elettriche e ottiche (a Ts=25°C)
La tabella seguente riassume i parametri elettrici e ottici principali. Le condizioni di prova sono a una corrente diretta di 600 mA salvo diversa indicazione.
| Parametro | Simbolo | Min | Tip | Max | Unità | Condizione di prova |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Tensione diretta | VF | 2.8 | — | 3.6 | V | IF=600mA |
| Corrente inversa | IR | — | — | 10 | µA | VR=0,6V |
| Flusso luminoso | Φ | 140 | — | 220 | lm | IF=600mA |
| Angolo di visione | 2θ1/2 | — | 120 | — | gradi | IF=600mA |
| Resistenza termica | RTHJ-S | — | 12 | — | °C/W | IF=600mA |
2.2 Valori massimi assoluti
| Parametro | Simbolo | Valore | Unità |
|---|---|---|---|
| Dissipazione di potenza | PD | 2160 | mW |
| Corrente diretta | IF | 600 | mA |
| Corrente diretta di picco | IFP | 900 | mA |
| Tensione inversa | VR | 0.6 | V |
| ESD (HBM) | ESD | 8000 | V |
| Temperatura di funzionamento | TOPR | -40 ~ +85 | °C |
| Temperatura di stoccaggio | Tstg | -40 ~ +100 | °C |
| Temperatura di giunzione | TJ | 115 | °C |
Note: (1) La corrente diretta di picco è a ciclo di lavoro 1/10, larghezza di impulso 0,1 ms. (2) Tutte le misurazioni in condizioni standardizzate.
3. Sistema di raggruppamento (binning)
3.1 Raggruppamenti di tensione diretta e flusso luminoso
A una corrente diretta di 600 mA, la tensione diretta e il flusso luminoso vengono suddivisi in gruppi per garantire coerenza. I gruppi di tensione vanno da G1 (2,8-2,9 V) a J2 (3,5-3,6 V). I gruppi di flusso luminoso sono designati T140 (140-145 lm) a T240 (240-245 lm). Esistono altri gruppi intermedi ma non sono elencati completamente.
3.2 Raggruppamento cromatico
Il diagramma cromatico CIE 1931 definisce diversi gruppi di colore: D, H, K, T, ecc. Ogni gruppo è definito da quattro coordinate angolari. Ad esempio, il gruppo D00 ha coordinate (0,3025,0,2723), (0,2958,0,2760), (0,3003,0,2850), (0,3070,0,2813). Questi gruppi consentono una selezione precisa del colore per applicazioni che richiedono una stretta coerenza cromatica.
4. Curve di prestazione
4.1 Tensione diretta in funzione della corrente diretta
La Figura 1-7 mostra la relazione: la tensione diretta aumenta moderatamente con la corrente diretta. A circa 600 mA, VF è approssimativamente 3,0 V.
4.2 Corrente diretta in funzione dell'intensità relativa
L'intensità luminosa relativa aumenta quasi linearmente con la corrente diretta fino a 600 mA, indicando una buona efficienza nell'intervallo di funzionamento.
4.3 Temperatura di saldatura in funzione dell'intensità relativa
Quando la temperatura del pad di saldatura (Ts) aumenta da 20°C a 120°C, l'intensità relativa diminuisce di circa il 15%, evidenziando l'importanza della gestione termica.
4.4 Temperatura di saldatura in funzione della corrente diretta
La corrente diretta massima consentita diminuisce con la temperatura. A Ts=85°C, la corrente diretta deve essere ridotta a circa 400 mA.
4.5 Tensione diretta in funzione della temperatura di saldatura
La tensione diretta diminuisce linearmente con l'aumentare della temperatura, con una pendenza di circa -2 mV/°C.
4.6 Diagramma di radiazione
Il diagramma di radiazione mostra una distribuzione Lambertiana con larghezza a metà altezza di 120°, fornendo una copertura angolare ampia.
4.7 Coordinate cromatiche in funzione della temperatura di saldatura
La variazione di colore con la temperatura è minima; Δx e Δy rimangono entro 0,01 nell'intervallo di funzionamento.
4.8 Distribuzione spettrale
Lo spettro di emissione ha picchi intorno a 450 nm (blu) e 550 nm (giallo), tipico per LED bianchi a conversione fosforica.
5. Informazioni meccaniche e di imballaggio
5.1 Dimensioni del pacchetto
Il pacchetto ha dimensioni di 3,0 mm × 3,0 mm × 0,72 mm (vista dall'alto: 3,0×2,6? la dimensione reale è 3,0×3,0 mm). La polarità è indicata da una tacca sulla parte superiore e da un catodo marcato. Viene fornito il pattern di saldatura consigliato.
5.2 Dimensioni del nastro di trasporto
Le dimensioni della tasca del nastro di trasporto sono AO=3,2±0,1 mm, BO=3,3±0,1 mm, KO=1,4±0,1 mm. La larghezza del nastro è di 8,0 mm con passo standard.
5.3 Dimensioni della bobina
Il diametro della bobina è 178±1 mm, larghezza 16,9±0,1 mm, diametro del mozzo 59 mm.
5.4 Specifiche dell'etichetta
Ogni etichetta include codice articolo, numero specifica, numero lotto, codice gruppo (flusso, cromaticità, VF), quantità e data.
5.5 Imballaggio resistente all'umidità
Le bobine sono collocate in sacchetti barriera all'umidità con essiccante e cartellino indicatore di umidità.
5.6 Elementi di prova di affidabilità
I test includono rifusione, shock termico, stoccaggio a alta/bassa temperatura, test di vita a 600 mA e 25°C, e test di vita ad alta temperatura/alta umidità. Criteri di accettazione: 0/1 guasto.
5.7 Criteri per la valutazione del danno
Dopo il test, la tensione diretta non deve superare 1,1×USL, la corrente inversa non deve superare 2,0×USL e il flusso luminoso non deve scendere al di sotto di 0,7×LSL.
6. Istruzioni per saldatura SMT a rifusione
6.1 Profilo di rifusione
Preriscaldo da 150°C a 200°C per 60-120 secondi. Velocità di salita ≤3°C/s. Tempo sopra 217°C (TL) 60-120 secondi con temperatura di picco 260°C per max 10 secondi. Velocità di raffreddamento ≤6°C/s. Tempo totale da 25°C a picco ≤8 minuti.
6.2 Saldatore
Saldatura manuale: temperatura del saldatore ≤300°C per ≤3 secondi, una sola volta.
6.3 Riparazione
La riparazione è sconsigliata; se necessaria, utilizzare un saldatore a doppia punta e verificare le caratteristiche.
6.4 Precauzioni
La superficie superiore è in silicone morbido; evitare pressione eccessiva. Non montare su PCB curvato. Evitare stress meccanici durante il raffreddamento.
7. Precauzioni per la manipolazione
7.1 Contenuto di zolfo e alogeni
Il contenuto di zolfo nei materiali di accoppiamento deve essere inferiore a 100 ppm. Bromo e cloro ciascuno inferiore a 900 ppm, totale inferiore a 1500 ppm. Questa è solo una raccomandazione.
7.2 COV e silicone
I COV provenienti dai materiali degli apparecchi possono penetrare nel silicone e causare scolorimento, riducendo l'emissione luminosa. Testare tutti i materiali per la compatibilità.
7.3 Utensili di manipolazione
Utilizzare pinze sulle superfici laterali; evitare di toccare la lente in silicone. Non applicare pressione sulla lente.
7.4 Progettazione del circuito
Progettare resistori di limitazione della corrente per evitare di superare i valori massimi assoluti. Evitare tensione inversa per prevenire danni.
7.5 Progettazione termica
La generazione di calore degrada la luminosità e modifica il colore. Fornire un'adeguata dissipazione del calore.
7.6 Pulizia
Utilizzare alcool isopropilico per la pulizia. La pulizia a ultrasuoni può danneggiare il LED.
7.7 Condizioni di conservazione
Sacchetto non aperto: ≤30°C, ≤75% UR per un massimo di 1 anno. Dopo l'apertura: ≤30°C, ≤60% UR per 24 ore. Se superato, asciugare a 65±5°C per 24 ore.
7.8 Sensibilità ESD
I LED sono sensibili alle ESD; utilizzare precauzioni adeguate. Resa ESD >90% a 8 kV HBM.
8. Note applicative
Per applicazioni di retroilluminazione, più LED possono essere collegati in serie/parallelo con una regolazione di corrente appropriata. Si consiglia un driver a corrente costante per mantenere una luminosità costante. La gestione termica è fondamentale: garantire un buon contatto tra il pad del LED e il dissipatore di calore del PCB. Utilizzare vias termiche se necessario. Per applicazioni esterne, considerare una protezione ambientale aggiuntiva a causa della sensibilità della lente in silicone.
9. Domande frequenti
9.1 Perché è importante il raggruppamento della tensione diretta?
Garantisce luminosità e consumo energetico uniformi nelle stringhe in parallelo.
9.2 Come gestire le ESD?
Utilizzare postazioni di lavoro messe a terra, cinturini antistatici e imballaggi antistatici.
9.3 Posso superare i 600 mA?
No, il valore massimo assoluto non deve essere superato. Anche brevi impulsi a 900 mA sono consentiti solo con ciclo di lavoro del 10%.
10. Casi applicativi pratici
Caso 1: Tubo lineare che sostituisce il tubo fluorescente T8. 24 LED per metro, pilotati a 600 mA, che raggiungono 3000 lumen per metro. Caso 2: Unità di retroilluminazione LCD con 100 LED, ciascuno a 300 mA per ridurre la densità di calore.
11. Principio di funzionamento
Questo LED bianco utilizza un chip InGaN blu rivestito con fosforo YAG:Ce. La luce blu (λ≈450 nm) del chip eccita il fosforo, che emette luce gialla. La combinazione di blu e giallo produce luce bianca. La temperatura di colore dipende dalla composizione del fosforo.
12. Tendenze di sviluppo
L'imballaggio EMC sta guadagnando popolarità grazie alla sua resistenza alle alte temperature, migliore estrazione della luce e compatibilità con il funzionamento ad alta corrente. Le tendenze future includono il chip scale packaging e una maggiore efficacia.
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. |