Specifiche LED Bianco PLCC-2 - Dimensioni 3.5x2.75x0.7mm - Tensione 3.0-3.4V - Potenza 0.2W - Documento Tecnico

1. Panoramica del Prodotto

Questo LED bianco è basato su un chip blu combinato con tecnologia di conversione del fosforo, offrendo alta efficienza e un'ampia gamma di temperature di colore. Il package è un PLCC-2 standard con dimensioni 3.5mm × 2.75mm × 0.7mm, adatto per l'assemblaggio automatico a montaggio superficiale. Fornisce un flusso luminoso tipico di 26-28 lumen a 60mA di corrente diretta, con una tensione diretta da 3.0V a 3.4V. Il dispositivo presenta un ampio angolo di visione di 120 gradi, ideale per illuminazione generale e applicazioni di indicatori. È conforme alla direttiva RoHS e ha un livello di sensibilità all'umidità 3. Il LED è disponibile in multiple temperature di colore: 3000K (ERP 2780-3110K), 4000K (ERP 3770-4330K), 5700K (ANSI 5350-6050K), 6000K (ERP 5740-6530K) e 6500K (ERP 6050-6950K). Il prodotto è progettato per applicazioni come display interni, luci tubolari e illuminazione generale. Nota: non è raccomandato per strisce flessibili a causa di problemi di stress meccanico.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Ottiche ed Elettriche

In condizioni di test Ts=25°C e IF=60mA, la tensione diretta tipica è 3.12V (min 3.0V, max 3.4V). La corrente inversa a VR=5V è massimo 10μA, indicando una buona rettifica. Il flusso luminoso per tutte le varianti CCT è tipicamente 26.5lm (min 26lm, max 28lm), con la versione 3000K leggermente inferiore a tipico 25.5lm (min 24lm, max 28lm). L'indice di resa cromatica (CRI) è tipicamente 71.5 (min 70), accettabile per illuminazione generale ma non per applicazioni ad alto CRI. La resistenza termica dal giunto al punto di saldatura (RthJ-S) è 60°C/W, che deve essere considerata nella progettazione termica.

2.2 Valori Massimi Assoluti

La dissipazione di potenza è limitata a 204mW, la corrente diretta a 65mA (picco 120mA con duty cycle 1/10, larghezza impulso 0.1ms). La tensione inversa massima è 5V. La tolleranza ESD (HBM) è 2000V, con oltre il 90% di resa a questo livello. La temperatura operativa va da -40 a +85°C, stoccaggio da -40 a +100°C, e la temperatura massima del giunto è 110°C. Questi valori non devono mai essere superati per garantire l'affidabilità.

3. Sistema di Binning

3.1 Binning di Tensione Diretta e Flusso Luminoso

A IF=60mA, la tensione diretta è raggruppata in quattro gruppi: H1 (3.0-3.1V), H2 (3.1-3.2V), I1 (3.2-3.3V), I2 (3.3-3.4V). Il flusso luminoso per tutte le CCT è raggruppato come QIA (26-28lm). Il binning stretto facilita prestazioni costanti nei progetti applicativi.

3.2 Binning Cromatico

Il diagramma cromatico CIE 1931 mostra cinque bin specifici per diverse temperature di colore: E30 (bianco extra caldo, ~3000K), E40 (bianco caldo, ~4000K), A57 (bianco neutro, ~5700K), E60 (bianco freddo, ~6000K), E65 (bianco luce diurna, ~6500K). Ogni bin è definito da quattro coordinate d'angolo (X1Y1 a X4Y4) che definiscono la regione di colore accettabile. Ad esempio, E30 ha coordinate: X1=0.4357, Y1=0.4144; X2=0.4212, Y2=0.3837; X3=0.4443, Y3=0.3916; X4=0.4588, Y4=0.4223. Questi bin garantiscono coerenza cromatica tra diversi lotti di produzione.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

4.1 Tensione Diretta vs Corrente Diretta

La Figura 1-7 mostra la relazione esponenziale: all'aumentare della tensione diretta da 2.85V a 3.20V, la corrente sale da quasi zero a 70mA. Al punto di funzionamento tipico di 3.12V, la corrente è 60mA. Questa curva è fondamentale per determinare il resistore di serie appropriato nei circuiti di pilotaggio a tensione costante.

4.2 Intensità Relativa vs Corrente Diretta

La Figura 1-8 mostra un aumento quasi lineare dell'intensità relativa dallo 0% a 0mA al 100% a 60mA e oltre. Operare sopra 60mA può aumentare la luminosità ma può ridurre la durata a causa della maggiore temperatura del giunto.

4.3 Caratteristiche Termiche

La Figura 1-9 mostra che il flusso luminoso relativo diminuisce con l'aumento della temperatura del punto di saldatura: a 85°C, il flusso scende a circa l'85% del valore a 25°C. La Figura 1-10 mostra la riduzione della corrente diretta massima: a 85°C, la corrente consentita è di circa 40mA (vs 70mA a 25°C) per mantenere la temperatura del giunto sotto 110°C. La Figura 1-11 mostra che la tensione diretta diminuisce leggermente con la temperatura (circa -2mV/°C). Queste curve sono essenziali per la gestione termica nella progettazione degli apparecchi.

4.4 Modello di Radiazione

La Figura 1-12 mostra un modello di radiazione di tipo Lambertiano: l'intensità relativa è 100% a 0° e scende al 50% a circa ±60°, confermando l'angolo di visione di 120°. Il modello è simmetrico, adatto per illuminazione di vaste aree.

4.5 Distribuzione Spettrale

La Figura 1-13 mostra le distribuzioni spettrali di potenza per 3000K, 4000K e 6500K. Lo spettro 3000K ha un forte picco blu a ~450nm e una più ampia emissione di fosforo giallo/rosso da 550-650nm. Lo spettro 6500K ha un picco blu più pronunciato e meno contenuto rosso. Questi spettri sono conformi agli standard ERP e ANSI per i rispettivi bin CCT.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

5.1 Dimensioni del Package

La vista dall'alto mostra un corpo del package di lunghezza 3.50mm e larghezza 2.75mm. L'altezza laterale è 0.70mm (esclusi i pad di saldatura). La vista dal basso indica due pad: anodo (A) e catodo (C). La polarità è contrassegnata da un simbolo "+" vicino all'anodo. Viene fornito un modello di saldatura per il layout del PCB: dimensioni consigliate del pad sono 2.10mm × 0.40mm per ogni pad (totale 2.10mm × 1.10mm per area rettangolare) con distanza tra i pad di 2.10mm. Tutte le tolleranze sono ±0.05mm salvo diversa indicazione. Le unità sono in millimetri.

5.2 Nastro Trasportatore e Bobina

Il nastro trasportatore ha una larghezza di 8mm con passo della tasca di 4.00mm. Ogni tasca contiene un LED con indicazione di polarità che mostra la direzione. La direzione di alimentazione è lungo la lunghezza del nastro. La bobina ha dimensioni: A=12.4mm ±0.3mm, B=400mm ±2mm, C=100mm ±0.4mm, D=14.3mm ±0.3mm (diametro mozzo interno). Un'etichetta sulla bobina specifica il numero di parte, il numero di specifica, il numero di lotto, i codici bin (flusso, cromaticità, tensione), la lunghezza d'onda (se applicabile), la quantità e la data.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Riflusso

Il profilo di riflusso senza piombo raccomandato: velocità media di rampa ≤3°C/s; preriscaldamento da 150°C a 200°C per 60-120 secondi; tempo sopra 217°C (TL) fino a 60 secondi; temperatura di picco 260°C per max 10 secondi; velocità di raffreddamento ≤6°C/s. Il tempo totale da 25°C al picco non deve superare 8 minuti. Non eseguire più di due passaggi di riflusso. Evitare stress meccanici durante il riscaldamento. Saldatura a mano: temperatura del saldatore<300°C per<3 secondi, una sola volta. La riparazione con un saldatore a doppia punta è possibile ma deve essere valutata per eventuali danni al LED.

6.2 Precauzioni di Manipolazione

L'incapsulamento è in silicone, che è morbido. Evitare pressione sulla superficie superiore. Non montare su PCB deformato. Evitare raffreddamento rapido dopo la saldatura. L'ambiente operativo dovrebbe limitare i composti solforati a<100PPM; bromo<900PPM; cloro<900PPM; totale Br+Cl<1500PPM. I COV dei materiali dell'apparecchio possono scolorire il silicone; testare la compatibilità. Utilizzare pinze per maneggiare dalle superfici laterali. Progettare il circuito con resistori limitatori di corrente per prevenire bruciature dovute a variazioni di tensione. La progettazione termica è critica: la temperatura del giunto deve rimanere sotto 110°C.

7. Informazioni su Imballaggio e Ordinazione

7.1 Specifiche di Imballaggio

La quantità di imballaggio standard è di 23.000 pezzi per bobina. La bobina è inserita in un sacchetto barriera all'umidità con essiccante e scheda indicatrice di umidità. Il sacchetto viene poi imballato in una scatola di cartone. Livello di sensibilità all'umidità 3: dopo l'apertura del sacchetto, i dispositivi devono essere utilizzati entro 24 ore se conservati a ≤30°C/60%UR. In caso contrario, è necessaria l'essiccazione: 24 ore a 60°C ±5°C.

7.2 Informazioni sull'Etichetta

L'etichetta include: N. Parte, N. Specifica, N. Lotto, Codice Bin (per flusso, cromaticità, tensione), Lunghezza d'onda (se applicabile), Quantità e Data. La convenzione di denominazione del modello si basa sul sistema interno di Refond (mostrato come RF-PxxMI32DS-AF-N-Y), che codifica CCT, tipo di package e altre caratteristiche.

8. Raccomandazioni Applicative

8.1 Applicazioni Tipiche

Questo LED è adatto per indicatori ottici, display interni, applicazioni di illuminazione tubolare e illuminazione generale. Il suo ampio angolo di visione e le opzioni multiple di CCT lo rendono flessibile per l'illuminazione ambientale. Nei progetti di luci tubolari, è possibile posizionare più LED su un PCB lineare per ottenere una distribuzione uniforme della luce.

8.2 Considerazioni di Progettazione

Operare sempre al di sotto dei valori massimi assoluti. Utilizzare resistori di serie appropriati per stabilizzare la corrente. Fornire un adeguato dissipatore di calore, specialmente in ambienti ad alta temperatura. Evitare di posizionare i LED in ambienti ad alto contenuto di zolfo. Per applicazioni esterne, potrebbe essere necessaria una protezione aggiuntiva dall'umidità. La lente morbida in silicone può attirare polvere; pulire con alcol isopropilico se necessario. La pulizia a ultrasuoni non è raccomandata.

9. Confronto Tecnologico

Rispetto ai LED tradizionali a foro passante, questo package PLCC-2 offre un ingombro ridotto, un profilo più basso e compatibilità con processi SMT automatizzati, riducendo i costi di assemblaggio. Rispetto ad altri package SMD (ad esempio 2835, 3528), questo dispositivo 3.5×2.75mm offre un equilibrio tra emissione luminosa e prestazioni termiche. La resistenza termica di 60°C/W è moderata, richiedendo una attenta progettazione termica per applicazioni ad alta potenza. L'angolo di visione di 120° è più ampio di molti LED direzionali, rendendolo adatto per illuminazione uniforme. Il CRI di 70-71 è tipico per LED bianchi standard; per applicazioni che richiedono un'elevata resa cromatica, dovrebbero essere considerati altri prodotti con CRI>80.

10. Domande Comuni

D: Questo LED può essere pilotato a 65mA continuativamente?R: Sì, 65mA è la massima corrente diretta assoluta a 25°C. Tuttavia, è necessaria una riduzione a temperature ambiente più elevate; fare riferimento alla curva di riduzione (Fig 1-10). Per un funzionamento affidabile a lungo termine, si consiglia 60mA.

D: Qual è la durata tipica?R: Sebbene non sia esplicitamente indicato nella scheda tecnica, i LED bianchi tipici con questa costruzione hanno una durata L70 superiore a 50.000 ore alla corrente nominale e con una corretta gestione termica, basata su standard di settore.

D: Questo LED è compatibile con la dimmerazione a modulazione di larghezza di impulso (PWM)?R: Sì, il dispositivo può essere dimmerato tramite PWM se la corrente di picco non supera 120mA e il duty cycle è limitato (ad esempio 1/10) per mantenere la corrente media entro i limiti. Assicurarsi che la frequenza PWM sia superiore a 100Hz per evitare sfarfallio visibile.

D: Quanto è sensibile il colore alla corrente di pilotaggio?R: I LED bianchi mostrano un leggero spostamento del colore con la corrente a causa delle variazioni della temperatura del giunto e dell'efficienza del fosforo. Per un colore coerente, utilizzare un driver a corrente costante e un ambiente termico stabile.

11. Caso Pratico di Progettazione

Si consideri una luce tubolare da 20W che utilizza 100 pezzi di questo LED. Ogni LED è pilotato a 60mA, 3.1V (tipico), con una potenza di circa 0.186W per LED, totale 18.6W. Il PCB è una scheda con nucleo in alluminio per dissipare il calore. Il flusso luminoso medio per LED è 26.5lm, totale 2650lm. Con perdite ottiche del 15%, l'emissione dell'apparecchio sarebbe di circa 2250lm, raggiungendo un'efficacia di sistema di circa 120lm/W. Il bin cromatico E40 (4000K) è scelto per un aspetto bianco neutro. I LED sono posizionati in un array lineare con passo di 10mm e un diffusore fornisce una distribuzione uniforme della luce. La simulazione termica mostra una temperatura del giunto inferiore a 85°C a 25°C ambiente, garantendo una lunga durata.

12. Principio di Funzionamento

Il LED bianco utilizza un chip LED InGaN/GaN che emette blu (~450nm) che eccita uno strato di fosforo YAG:Ce che emette giallo. La combinazione di luce blu e gialla produce luce bianca. La temperatura di colore esatta è determinata dalla composizione e dallo spessore del fosforo. Questa è una tecnologia consolidata per LED bianchi ad alta efficacia. Per specifici bin CCT, vengono utilizzate diverse miscele di fosforo (ad esempio, aggiungendo fosforo rosso per CCT più caldi come 3000K). Il dispositivo opera sotto polarizzazione diretta dove elettroni e lacune si ricombinano nel pozzo quantico per emettere fotoni. L'ampio angolo di visione è ottenuto dall'incapsulante in silicone a forma di cupola che funge da lente.

13. Tendenze di Sviluppo

La tendenza dei LED bianchi continua verso maggiore efficacia (>200 lm/W), CRI migliorato (>90) e package più piccoli. Le nuove tecnologie di fosforo (ad esempio i fosfori a nitruro) consentono una gamma cromatica più ampia e una migliore stabilità. L'integrazione dei LED con controllo intelligente (ad esempio la regolazione del colore) è in crescita di domanda. Questo package PLCC-2 potrebbe essere sostituito da package a scala di chip (CSP) per ingombri ancora più ridotti. Tuttavia, il PLCC rimane popolare per l'illuminazione generale grazie alla sua affidabilità e facilità di manipolazione. L'uso di materiali senza piombo e la conformità RoHS sono standard. Gli sviluppi futuri potrebbero includere una maggiore densità di corrente e una migliore resistenza termica per ridurre i costi del sistema.