Specifica LED Bianco PLCC2 - Dimensioni 2,8x3,5x0,7mm - Tensione 3,1V - Potenza 612mW - Grado Automobilistico AEC-Q101

1. Panoramica del Prodotto

Questo LED bianco è realizzato utilizzando un chip blu combinato con un fosforo per ottenere l'emissione di luce bianca. Il dispositivo è alloggiato in un compatto package PLCC2 che misura 2,80 mm × 3,50 mm × 0,70 mm, rendendolo adatto per applicazioni di illuminazione automobilistica interna ed esterna con vincoli di spazio. Con un angolo di visione estremamente ampio di 120 gradi e la conformità alle linee guida per i test di stress AEC-Q101, questo LED è progettato per ambienti ad alta affidabilità. Il livello di sensibilità all'umidità è di livello 2 e il prodotto soddisfa i requisiti RoHS e REACH.

2. Parametri Tecnici e Interpretazione

2.1 Caratteristiche Elettriche

A una condizione di prova di IF = 150 mA e Ts = 25 °C, la tensione diretta (VF) varia da 2,8 V (minimo) a 3,4 V (massimo), con un valore tipico di 3,1 V. La corrente inversa (IR) a VR = 5 V è limitata a un massimo di 10 µA. La potenza dissipata (PD) nominale è di 612 mW. La corrente diretta massima assoluta è di 180 mA, mentre la corrente diretta di picco (ciclo 1/10, impulso 10 ms) può raggiungere 350 mA. La tensione inversa non deve superare i 5 V. L'intervallo di temperatura operativa è da -40 °C a +110 °C, e la temperatura di stoccaggio è la stessa. La temperatura di giunzione (TJ) massima è di 125 °C. Questi parametri garantiscono prestazioni robuste in condizioni termiche automobilistiche.

2.2 Caratteristiche Ottiche

Il flusso luminoso (Φ) a IF = 150 mA varia da 55,3 lm (minimo) a 75,3 lm (massimo), con un valore tipico di 65 lm. L'ampio angolo di visione di 120 gradi (2θ1/2) consente una distribuzione uniforme della luce. Il colore è definito dal bin cromatico 60N, con coordinate mostrate nel diagramma CIE. Lo spettro tipico ha un picco intorno ai 450 nm (blu) e un'ampia emissione di fosforo intorno ai 550-600 nm, fornendo un aspetto bianco freddo.

2.3 Caratteristiche Termiche

La resistenza termica dalla giunzione al punto di saldatura (RTHJ-S) è tipicamente di 21 °C/W. Questa bassa resistenza termica consente una dissipazione efficiente del calore, che è fondamentale per mantenere la stabilità del flusso luminoso e garantire una lunga durata nelle applicazioni automobilistiche. I progettisti devono assicurarsi che la temperatura del punto di saldatura non superi i valori massimi assoluti e che la temperatura di giunzione rimanga al di sotto di 125 °C.

3. Sistema di Binning

3.1 Binning di Tensione Diretta e Flusso Luminoso

A IF = 150 mA, la tensione diretta è suddivisa in sei bin: G1 (2,8-2,9 V), G2 (2,9-3,0 V), H1 (3,0-3,1 V), H2 (3,1-3,2 V), I1 (3,2-3,3 V), I2 (3,3-3,4 V). Il flusso luminoso è diviso in tre bin: PA (55,3-61,2 lm), PB (61,2-67,8 lm), QA (67,8-75,3 lm). Questo binning consente ai clienti di selezionare dispositivi con tolleranza stretta per un'emissione luminosa e un comportamento elettrico coerenti negli array.

3.2 Binning Cromatico

Il diagramma cromatico CIE mostra il bin 60N con quattro coordinate angolari: (0,3157;0,3211), (0,3142;0,3430), (0,3311;0,3584), (0,3301;0,3337). Questo bin corrisponde a una specifica regione di colore bianco adatta per l'illuminazione di segnalazione e indicatori automobilistici. La tolleranza di misura delle coordinate colore è di ±0,005.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

4.1 Tensione Diretta vs. Corrente Diretta (Curva I-V)

La Figura 1-7 mostra una tipica relazione esponenziale I-V. A 2,2 V la corrente è prossima a zero; a 3,0 V la corrente raggiunge circa 100 mA; a 3,2 V raggiunge 150 mA; e a 3,4 V supera i 200 mA. Questa curva aiuta i progettisti a prevedere la variazione di corrente con la tensione e a scegliere resistori di serie appropriati.

4.2 Corrente Diretta vs. Intensità Relativa

All'aumentare della corrente diretta da 0 a 200 mA, l'intensità relativa aumenta quasi linearmente, raggiungendo circa il 125% a 200 mA rispetto al 100% a 150 mA. Questa linearità semplifica il controllo della dimmerazione tramite modulazione di corrente.

4.3 Effetti della Temperatura

Le Figure 1-9 e 1-10 illustrano gli effetti della temperatura di saldatura. Il flusso luminoso relativo diminuisce gradualmente dal 100% a 25 °C a circa il 70% a 120 °C, indicando un calo termico. La curva di derating della corrente diretta mostra che a Ts=110 °C, la corrente continua massima è ridotta a circa 150 mA. La Figura 1-11 mostra che la tensione diretta diminuisce con l'aumentare della temperatura (coefficiente di temperatura negativo). La Figura 1-12 mostra lo spostamento del colore con la temperatura: le coordinate CIE si spostano leggermente verso X e Y maggiori all'aumentare della temperatura (spostamento verso il rosso). Queste curve sono essenziali per la gestione termica e un aspetto cromatico coerente.

4.4 Diagramma di Radiazione e Spettro

La Figura 1-13 mostra un diagramma di radiazione di tipo Lambertiano con intensità relativa che scende al 50% a circa ±60° dall'asse. Lo spettro (Figura 1-14) mostra un picco blu intorno a 450 nm e un'ampia emissione di fosforo da 500 nm a 700 nm, con intensità relativa normalizzata a 1,0 al picco. Questo spettro è tipico per i LED bianchi convertiti da fosforo.

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

5.1 Dimensioni del Package e Pattern di Saldatura

Il package ha una vista superiore di 2,80 mm × 3,50 mm, con un'altezza di 0,70 mm. La vista inferiore mostra due pad: il pad anodo (più grande, 1,05 mm × 0,55 mm) e il pad catodo (2,00 mm × 0,55 mm). La polarità è indicata da un angolo smussato sul package. I pattern di saldatura consigliati sono forniti nella Figura 1-5, con dimensioni di 2,45 mm (larghezza) e 1,50 mm (lunghezza) per il pad anodo, e 2,30 mm (larghezza) e 1,05 mm (lunghezza) per il pad catodo. Le tolleranze sono ±0,2 mm se non diversamente specificato.

5.2 Dimensioni del Nastro Trasportatore e della Bobina

I LED sono forniti su nastro e bobina con 4000 pezzi per bobina. La larghezza del nastro trasportatore è di 8,0±0,1 mm, con una direzione di alimentazione e un segno di polarità. La bobina ha un diametro esterno di 178±1 mm, diametro del mozzo 60±1 mm e spessore 13,0±0,5 mm. Un'etichetta sulla bobina include il numero di parte, il numero di lotto, il codice del bin (flusso, cromaticità, tensione), la quantità e il codice data.

5.3 Confezione Resistente all'Umidità

Il prodotto è confezionato in un sacchetto barriera contro l'umidità con un essiccante e una scheda indicatrice di umidità. Il livello di sensibilità all'umidità è 2, quindi dopo l'apertura del sacchetto, i LED devono essere utilizzati entro 24 ore se conservati a ≤30 °C e ≤60% UR. Se le condizioni di conservazione vengono superate, è necessaria una cottura a 60±5 °C per >24 ore prima dell'uso.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Riflusso

Il profilo di saldatura a riflusso consigliato si basa sugli standard JEDEC. La velocità media di rampa da 150 °C a 200 °C non deve superare 3 °C/s. Il preriscaldamento (da 150 °C a 200 °C) dura 60-120 secondi. La temperatura sopra 217 °C (TL) deve essere mantenuta per un massimo di 60 secondi. La temperatura di picco (TP) è 260 °C con un tempo massimo di 10 secondi. La velocità di raffreddamento non deve superare 6 °C/s. Sono consentiti solo due cicli di riflusso e se trascorrono più di 24 ore tra i cicli, i LED potrebbero danneggiarsi a causa dell'assorbimento di umidità.

6.2 Saldatura a Mano e Riparazione

Se è necessaria la saldatura manuale, la temperatura del saldatore deve essere inferiore a 300 °C e il tempo di contatto inferiore a 3 secondi. È consentita una sola operazione di saldatura a mano. La riparazione dopo il riflusso è sconsigliata; se inevitabile, utilizzare un saldatore a doppia testa e verificare prima l'impatto sulle caratteristiche del dispositivo.

6.3 Precauzioni di Manipolazione

L'incapsulante è silicone, che è morbido e facilmente danneggiabile da stress meccanici. Non applicare forte pressione sulla superficie della lente durante il prelievo e posizionamento; utilizzare una forza dell'ugello adeguata. Il PCB non deve essere deformato durante il montaggio. Dopo la saldatura, evitare stress meccanici e raffreddamento rapido. L'ambiente operativo deve avere un contenuto di zolfo inferiore a 100 ppm e contenuti di alogeni (bromo <900 ppm, cloro <900 ppm, totale <1500 ppm). I COV provenienti dai materiali del telaio possono scolorire il silicone; pertanto, si consiglia un test di compatibilità. Si suggerisce la pulizia con alcol isopropilico; la pulizia a ultrasuoni non è consigliata. È necessario osservare la protezione ESD (HBM ≥ 8000 V) durante la manipolazione.

7. Informazioni su Confezionamento e Ordinazione

Il confezionamento standard è di 4000 pezzi per bobina su nastro trasportatore da 8 mm. Ogni bobina è sigillata in un sacchetto barriera contro l'umidità con essiccante ed etichetta. La scatola di cartone esterna contiene più bobine. L'etichetta include il numero di parte (RF-A1T28-W6SE-A6), il numero di specifica, il numero di lotto, il codice del bin (VF, Φ, XY), la quantità e la data. I clienti devono specificare i bin di flusso e tensione desiderati al momento dell'ordine per garantire coerenza.

8. Raccomandazioni Applicative

8.1 Applicazioni Tipiche

Questo LED è specificamente progettato per l'illuminazione automobilistica interna ed esterna, inclusi indicatori del cruscotto, luci mappa, illuminazione ambientale, indicatori di direzione e luci d'accento interne. L'ampio angolo di visione e l'elevata affidabilità lo rendono adatto sia per l'illuminazione funzionale che decorativa dove colore e luminosità costanti sono critici.

8.2 Considerazioni di Progettazione

Nel progettare il circuito di pilotaggio, assicurarsi che la corrente diretta non superi il valore massimo assoluto di 180 mA. Utilizzare un resistore limitatore di corrente o un driver a corrente costante per prevenire la fuga termica. È essenziale un'adeguata dissipazione del calore; la temperatura del punto di saldatura deve essere mantenuta al di sotto di 110 °C per mantenere la temperatura di giunzione sotto i 125 °C. L'ampio intervallo di temperatura operativa (da -40 °C a +110 °C) deve essere considerato per la dilatazione e contrazione termica. Per gli array in serie/parallelo, abbinare i bin di tensione diretta per equalizzare la distribuzione di corrente. Lo spostamento del colore con la temperatura deve essere considerato se è richiesto un aspetto cromatico preciso su tutto l'intervallo di temperatura.

9. Confronto Tecnico e Vantaggi Competitivi

Rispetto ai LED PLCC2 convenzionali, questo dispositivo presenta la qualifica automobilistica AEC-Q101, che garantisce una maggiore affidabilità sotto shock termico, elevata umidità e test di durata estesi. L'angolo di visione di 120° è più ampio di molti prodotti standard (tipicamente 110°), fornendo un'illuminazione più uniforme. La resistenza termica di 21 °C/W è relativamente bassa per questa dimensione di package, facilitando una migliore dissipazione del calore. La disponibilità di binning stretto (passi di tensione di 0,1 V, passi di flusso di ~6 lm) consente una resa più elevata nelle applicazioni multi-LED. La protezione ESD di 8000 V (HBM) supera i valori tipici di 2000 V, riducendo i guasti legati all'ESD durante l'assemblaggio.

10. Domande Frequenti

D: Qual è la corrente massima con cui posso pilotare questo LED?
R: La corrente diretta massima assoluta è di 180 mA, ma la corrente operativa consigliata è di 150 mA. Per il funzionamento pulsato, è consentito fino a 350 mA con ciclo di lavoro 1/10.

D: Come devo maneggiare il LED per evitare danni?
R: Evitare di toccare la lente in silicone. Utilizzare pinzette sui lati. Assicurarsi delle precauzioni ESD (cinturino da polso a terra, superficie di lavoro conduttiva). Conservare in ambiente asciutto e cuocere in forno se si sospetta esposizione all'umidità.

D: Posso utilizzare questo LED in applicazioni automobilistiche esterne?
R: Sì, il dispositivo è progettato per l'illuminazione esterna secondo AEC-Q101. Tuttavia, assicurarsi che il telaio fornisca una gestione termica adeguata e protezione dai contaminanti ambientali.

D: Cosa significa il codice bin "60N"?
R: È un bin cromatico all'interno dello spazio colore CIE 1931 definito da quattro coordinate angolari. Le coordinate specifiche sono elencate nella scheda tecnica. Questo bin corrisponde a una regione di colore bianco tipicamente utilizzata per la segnalazione.

11. Casi Studio di Applicazione Pratica

Caso 1: Illuminazione Ambientale Interna Automobilistica
Un OEM richiedeva strisce luminose larghe 10 mm per l'illuminazione ambientale dei pannelli porta. Utilizzando 8 LED per striscia a 150 mA, il flusso totale era di ~520 lm. Con un'attenta progettazione termica (PCB in alluminio), la temperatura di giunzione è rimasta al di sotto di 90 °C. L'ampio angolo di visione ha garantito un'illuminazione uniforme senza punti caldi.

Caso 2: Indicatore di Direzione
Un modulo di indicatore di direzione utilizzava 6 LED in serie con un driver a corrente costante a 150 mA. Il binning di tensione (H1) ha garantito una minima differenza di VF. L'angolo di visione di 120° ha fornito visibilità sufficiente in conformità con le normative automobilistiche. La qualifica AEC-Q101 ha dato fiducia nell'affidabilità a lungo termine sotto cicli termici.

12. Principio di Funzionamento

Questo LED bianco è basato su un chip blu InGaN (nitruro di gallio e indio) che emette luce a circa 450 nm. Il chip è rivestito con un fosforo YAG (granato di ittrio e alluminio) che assorbe una parte della luce blu e la riemette come luce gialla. La combinazione della luce blu rimanente e della fluorescenza gialla produce luce bianca. La temperatura di colore e l'indice di resa cromatica sono determinati dalla composizione e dallo spessore del fosforo. Il package PLCC2 fornisce protezione meccanica, connessioni elettriche e una cavità riflettente per migliorare l'estrazione della luce.

13. Tendenze Tecnologiche e Prospettive Future

I LED bianchi continuano a evolversi verso una maggiore efficacia, una migliore qualità del colore e package più piccoli. La tendenza nell'illuminazione automobilistica è verso la miniaturizzazione, l'integrazione con controlli intelligenti (ad esempio, dimmerazione PWM, regolazione del colore) e la conformità a rigorosi standard di affidabilità (AEC-Q102 per LED automobilistici). Gli sviluppi futuri potrebbero includere il packaging a livello di chip (CSP) per un ingombro ridotto, una maggiore densità di flusso e prestazioni termiche migliorate. Inoltre, i progressi nei fosfori stanno consentendo un binning cromatico più preciso e un minor calo termico. Si sta esplorando anche l'uso di substrati ceramici o incapsulanti a base di silicone con maggiore resistenza ai raggi UV per una durata estesa in ambienti ostili.