Scheda Tecnica LED Bianco 2014 PLCC-2 - Dimensioni 2.0x1.4x1.3mm - Tensione 2.7-3.3V - Potenza 0.099W - Documentazione Tecnica

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce specifiche dettagliate per un diodo emettitore di luce (LED) bianco ad alte prestazioni progettato per applicazioni a tecnologia di montaggio superficiale (SMT). Il dispositivo è costruito utilizzando un chip LED blu combinato con un rivestimento al fosforo per produrre luce bianca, incapsulato in un pacchetto PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier) compatto e affidabile.

1.1 Descrizione Generale

Il LED presenta un pacchetto PLCC-2 standard con dimensioni di 2.0 mm in lunghezza, 1.4 mm in larghezza e 1.3 mm in altezza. Questo fattore di forma compatto lo rende adatto per layout PCB ad alta densità. La generazione di luce bianca è ottenuta attraverso la combinazione di un chip semiconduttore blu e una formulazione precisa di fosforo, consentendo un output di colore coerente in varie condizioni operative.

1.2 Caratteristiche Principali

• Tipo di pacchetto PLCC-2 per robuste prestazioni meccaniche ed elettriche.
• Angolo di visione estremamente ampio di 120 gradi, che garantisce una distribuzione uniforme della luce.
• Completamente compatibile con processi standard di assemblaggio SMT e rifusione della saldatura.
• Fornito su nastro e bobina per la produzione automatizzata pick-and-place.
• Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL) classificato al Livello 3, che richiede uno stoccaggio controllato.
• Conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).

1.3 Applicazioni

Questo LED è versatile e progettato per un'ampia gamma di applicazioni di illuminazione, incluse ma non limitate a: illuminazione decorativa e strisce accento; luci indicative in elettrodomestici e strumenti elettronici; illuminazione generale in hotel, mercati, uffici e ambienti residenziali; e qualsiasi applicazione che richieda una sorgente di luce bianca compatta e affidabile.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Una comprensione approfondita dei parametri elettrici e ottici è cruciale per un'integrazione riuscita in qualsiasi progetto. Tutti i valori sono specificati a una temperatura di giunzione standard (Ts) di 25°C, salvo indicazione contraria.

2.1 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

La tensione diretta (VF) varia da un minimo di 2.7V a un massimo di 3.3V quando alimentata alla corrente di test standard di 20mA. Questo parametro è critico per il design dell'alimentazione. La corrente inversa (IR) è garantita inferiore a 10µA a una tensione inversa di 5V, indicando buone caratteristiche di diodo. L'output del flusso luminoso varia con il bin della temperatura di colore correlata (CCT). Ad esempio, i LED nel bin 1725-1900K (bianco caldo) hanno un flusso luminoso tipico di 3-7 lumen a 20mA, mentre i bin di bianco più freddo (es. 5925-7150K) offrono 5-9 lumen. L'indice di resa cromatica (Ra) è specificato con un minimo di 90, garantendo un'eccellente fedeltà cromatica per gli oggetti illuminati.

2.2 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente. La corrente diretta continua massima (IF) è 30mA. La corrente diretta di picco (IFP) può raggiungere 100mA in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0.1ms). La dissipazione di potenza massima (PD) è 99mW. Il dispositivo può resistere a una scarica elettrostatica (ESD) di 2000V (Modello del Corpo Umano), sebbene siano comunque raccomandate le corrette procedure di manipolazione ESD. L'intervallo di temperatura operativa va da -40°C a +85°C, e l'intervallo di temperatura di stoccaggio da -40°C a +100°C. La temperatura di giunzione massima consentita (TJ) è 97°C.

2.3 Caratteristiche Termiche

La resistenza termica da giunzione a punto di saldatura (RTHJ-S) è tipicamente 80°C/W. Questo valore è essenziale per i calcoli di gestione termica. Superare la temperatura di giunzione massima ridurrà significativamente l'output luminoso e la durata operativa. I progettisti devono garantire un'adeguata area di rame sul PCB e un possibile dissipatore di calore se si opera a temperature ambientali più elevate o correnti di alimentazione superiori.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire coerenza di colore e luminosità nella produzione di massa, i LED sono suddivisi in bin in base a parametri chiave.

3.1 Bin di Tensione Diretta e Intensità Luminosa

La tensione diretta è binnata in passi di 0.1V da 2.7-2.8V (J1) fino a 3.2-3.3V (I1). Il flusso luminoso è binnato in passi di 1 lumen, codificati da WGD (3-4 lm) a OEA (8-9 lm). Questo sistema dual-bin consente ai progettisti di selezionare componenti che corrispondono alle loro specifiche esigenze di tensione e luminosità per il bilanciamento del circuito e l'uniformità estetica.

3.2 Intervalli di Temperatura di Colore

Il prodotto è disponibile in diversi intervalli predefiniti di temperatura di colore correlata (CCT), ciascuno con il proprio suffisso di numero di parte. Questi includono bianco caldo (1725-1900K, 2250-2475K), bianco neutro (2600-2870K, 2780-3110K) e bianco freddo (3760-4330K, 5925-7150K). Le aree specifiche di binning sono rappresentate graficamente sul diagramma di cromaticità CIE 1931, mostrando il controllo stretto sulla variazione del punto colore all'interno di ciascun intervallo.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

I dati grafici forniscono approfondimenti sul comportamento del dispositivo in condizioni variabili.

4.1 Tensione Diretta vs. Corrente Diretta

La curva caratteristica mostra una relazione non lineare tra tensione diretta (VF) e corrente diretta (IF). All'aumentare della corrente da 0 a 30mA, la tensione diretta sale gradualmente da circa 2.8V a poco oltre 3.2V. Questa curva è vitale per progettare driver a corrente costante per garantire un output luminoso stabile ed evitare la fuga termica.

4.2 Corrente Diretta vs. Intensità Relativa

Questa curva dimostra l'output luminoso relativo in funzione della corrente di alimentazione. L'intensità aumenta in modo sub-lineare con la corrente. Ad esempio, raddoppiare la corrente da 15mA a 30mA non raddoppia l'output luminoso, indicando un calo di efficienza a correnti più elevate a causa dell'aumento della temperatura di giunzione e altri fattori. È consigliabile operare vicino ai tipici 20mA per un'efficacia e longevità ottimali.

5. Informazioni Meccaniche e di Pacchetto

5.1 Dimensioni del Pacchetto

Vengono forniti disegni dimensionali dettagliati, incluse viste dall'alto, laterali, dal basso e di polarità. Le dimensioni chiave includono una dimensione del corpo di 2.0mm x 1.4mm, un'altezza totale di 1.3mm e larghezze dei terminali di 0.6mm ± 0.05mm. Tutte le tolleranze sono tipicamente ±0.2mm salvo indicazione contraria. Viene anche illustrato il pattern di land della saldatura raccomandato sul PCB per garantire una saldatura corretta e una resistenza meccanica adeguata.

5.2 Polarità e Pattern di Saldatura

Il catodo è chiaramente marcato, tipicamente da una tacca o un indicatore verde sul pacchetto. La polarità corretta deve essere osservata durante l'assemblaggio. Il diagramma del pattern di saldatura mostra il design ottimale del pad di rame per la saldatura a rifusione, che aiuta a ottenere filetti di saldatura affidabili e a gestire la dissipazione del calore durante il processo di saldatura.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Istruzioni per Saldatura a Rifusione SMT

Il componente è progettato per processi standard di saldatura a rifusione a infrarossi o convezione. Dovrebbe essere seguito un tipico profilo di rifusione, con fasi di preriscaldamento, stabilizzazione, rifusione e raffreddamento. La temperatura di picco durante la rifusione non deve superare la temperatura massima consentita per il pacchetto (come implicato dalla temperatura di stoccaggio) per prevenire danni all'incapsulamento plastico e ai wire bond interni. Il tempo specifico sopra il liquidus (TAL) e le raccomandazioni di temperatura di picco dovrebbero essere ottenuti dalle linee guida generali SMT per componenti simili.

6.2 Precauzioni di Manipolazione

A causa della classificazione MSL Livello 3, i dispositivi devono essere essiccati prima della saldatura se la busta barriera all'umidità è stata aperta per più di 168 ore in condizioni di stabilimento (30°C/60%RH). Evitare stress meccanici sulla lente. Utilizzare ugelli di presa a vuoto di dimensioni appropriate durante la manipolazione automatizzata. Osservare sempre le precauzioni ESD durante tutte le fasi di manipolazione e assemblaggio.

7. Imballaggio e Informazioni d'Ordine

7.1 Specifiche di Imballaggio

I LED sono forniti su nastro portante a rilievo montato su bobine. Le dimensioni del nastro portante, la dimensione delle tasche e il diametro della bobina sono standardizzati per adattarsi alle attrezzature di posizionamento automatico. Un'etichetta dettagliata sulla bobina specifica il numero di parte, la quantità, il numero di lotto e i codici di bin.

7.2 Imballaggio Resistente all'Umidità

Le bobine sono imballate in buste sigillate barriera all'umidità con essiccante e una carta indicatrice di umidità per proteggere i componenti dall'umidità ambientale durante lo stoccaggio e il trasporto, in conformità con il requisito MSL3.

7.3 Test di Affidabilità

Il prodotto subisce una serie di test di affidabilità, che possono includere stoccaggio ad alta temperatura, stoccaggio a bassa temperatura, cicli termici, test di umidità e resistenza al calore della saldatura. Condizioni di test specifiche e criteri di passaggio/fallimento garantiscono la robustezza e la longevità del componente in campo.

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

Per prestazioni ottimali, si raccomanda di alimentare il LED con una sorgente a corrente costante piuttosto che a tensione costante. La corrente dovrebbe essere impostata in base alla luminosità desiderata, rimanendo entro i valori massimi assoluti. Considerare il percorso termico nel design del PCB; utilizzare via termici sotto il pad termico del LED (se applicabile) può aiutare a dissipare il calore. Per applicazioni che richiedono una specifica coerenza di colore, specificare i codici di bin di tensione e flusso richiesti durante l'acquisto.

9. Confronto Tecnico

Rispetto ai vecchi pacchetti LED come i tipi through-hole da 5mm, questo LED SMD PLCC-2 offre un ingombro molto più piccolo, una migliore idoneità per l'assemblaggio automatizzato e un angolo di visione più ampio. All'interno della famiglia PLCC-2, questa variante specifica si distingue per il suo alto indice di resa cromatica (Ra>90) e la disponibilità in multiple temperature di colore strettamente binnate, rendendola adatta per applicazioni in cui la qualità del colore è critica.

10. Domande Frequenti

D: Posso alimentare questo LED a 30mA continuativamente?

R: Sì, 30mA è la corrente continua massima assoluta. Tuttavia, per una durata estesa e una luminosità mantenuta, è consigliabile operare a o sotto i tipici 20mA, specialmente in ambienti ad alta temperatura ambientale.



D: Qual è la differenza tra i vari bin di temperatura di colore?

R: I bin rappresentano diverse tonalità di luce bianca, dal caldo (giallastro) al freddo (bluastro). La scelta dipende dall'estetica desiderata e dall'applicazione (es. bianco caldo per un'illuminazione accogliente, bianco freddo per l'illuminazione da lavoro).



D: Come interpreto i codici di bin per l'ordinazione?

R: Il numero di parte completo include codici per la tensione diretta (es. G1) e il flusso luminoso (es. WHB). Consultare le tabelle di binning per selezionare la combinazione che soddisfa i requisiti di design del circuito e di luminosità.

11. Casi d'Uso Pratici

Caso Studio 1: Retroilluminazione del Pannello di Controllo degli Elettrodomestici.Una serie di questi LED può essere utilizzata per retroilluminare pulsanti e display su un elettrodomestico da cucina. L'ampio angolo di visione garantisce la visibilità da varie angolazioni, e l'alto CRI assicura che gli indicatori colorati siano resi accuratamente. Il pacchetto SMT consente un design a profilo sottile.



Caso Studio 2: Nastro LED Decorativo.Montati su PCB flessibile, questi LED possono creare linee di luce uniformi e continue per l'illuminazione di accento architettonico. La disponibilità di diverse tonalità di bianco consente ai designer di abbinare l'ambiente di illuminazione al tema del design d'interni.

12. Introduzione al Principio

Un LED bianco opera sul principio dell'elettroluminescenza in un materiale semiconduttore. Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del chip LED blu, emettendo fotoni di luce blu. Questi fotoni blu colpiscono quindi uno strato di rivestimento al fosforo sul chip. Il fosforo assorbe una parte della luce blu e la riemette come luce su uno spettro più ampio (lunghezze d'onda gialle e rosse). La combinazione della luce blu residua e della luce emessa dal fosforo risulta nella percezione di luce bianca. La tonalità esatta (temperatura di colore) è determinata dalla composizione e dallo spessore dello strato di fosforo.

13. Tendenze di Sviluppo

La tendenza generale nella tecnologia LED è verso una maggiore efficacia (più lumen per watt), un miglioramento della resa cromatica e un costo inferiore. Per tipi di pacchetto come il PLCC-2, i progressi includono materiali di gestione termica migliori per consentire correnti di alimentazione più elevate, tecniche di deposizione del fosforo più precise per un binning del colore più stretto e materiali di incapsulamento che offrono una migliore resistenza ad alte temperature e ambienti ostili. Inoltre, la spinta verso la miniaturizzazione continua, spingendo per dimensioni di pacchetto ancora più piccole con prestazioni ottiche mantenute o migliorate per i dispositivi elettronici compatti di prossima generazione.