Scheda tecnica LED bianco SMD PLCC-2 - 2.8x3.5x0.7mm - Tensione diretta 8.6-9.8V - Potenza 1078mW - Temperatura di colore 2700K-6500K

1. Panoramica del prodotto

Questo LED bianco è realizzato utilizzando un chip blu combinato con un rivestimento di fosforo per produrre luce bianca. Le dimensioni del package sono 2,8 mm x 3,5 mm x 0,7 mm, rendendolo adatto per progetti di illuminazione compatti. Utilizza una configurazione di package PLCC-2, compatibile con i processi standard di assemblaggio a montaggio superficiale (SMT). Le caratteristiche principali includono un angolo di visione estremamente ampio, livello di sensibilità all'umidità 3 (secondo gli standard IPC/JEDEC), conformità RoHS e disponibilità in confezione su nastro e bobina per la produzione automatizzata.

Descrizione generale

Il dispositivo emette luce bianca attraverso l'eccitazione del fosforo da parte del chip blu. È progettato per applicazioni di illuminazione interna dove sono richieste elevata luminosità e consistenza cromatica.

Caratteristiche

• Package PLCC-2
• Ampio angolo di visione (fino a 120 gradi)
• Adatto a tutti i processi di assemblaggio SMT e saldatura
• Disponibile su nastro e bobina (12000 pezzi per bobina)
• Livello di sensibilità all'umidità: Livello 3
• Conforme RoHS

Applicazioni

• Illuminazione interna (illuminazione generale)
• Illuminazione a bulbo
• Applicazioni interne generali come downlight, fari e apparecchi lineari

2. Interpretazione dei parametri tecnici

2.1 Caratteristiche elettro-ottiche

I parametri elettrici e ottici sono specificati a una temperatura di saldatura di 25°C con una corrente diretta (IF) di 100 mA. La tensione diretta (VF) varia da 8,6 V a 9,8 V a seconda del codice bin (Y0: 8,6-9,0 V, Z0: 9,0-9,4 V, A3: 9,4-9,8 V). La tensione diretta tipica per la maggior parte dei bin è di circa 9,0 V. Il flusso luminoso (Φ) varia da 95 lm a 140 lm in base al codice bin; ad esempio, il rango UHA offre 95-100 lm, mentre il rango FC5 fornisce 130-140 lm. La corrente inversa (IR) a VR=15 V è inferiore a 10 µA. L'angolo di visione (2θ1/2) è tipicamente di 120 gradi (minimo 80 gradi), garantendo un'ampia distribuzione della luce. L'indice di resa cromatica (CRI) è minimo 80, tipicamente 82, adatto per l'illuminazione interna generale dove la qualità del colore è importante. La resistenza termica (RTHJ-S) è massimo 15 °C/W, indicando un buon trasferimento di calore dalla giunzione al punto di saldatura.

2.2 Valori massimi assoluti

A una temperatura di saldatura di 25°C, i valori massimi assoluti sono: dissipazione di potenza (PD) fino a 1078 mW; corrente diretta (IF) fino a 110 mA; corrente diretta di picco (IFP) fino a 220 mA (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0,1 ms); tensione inversa (VR) fino a 15 V; scarica elettrostatica (HBM) fino a 2000 V; intervallo di temperatura operativa da -40°C a +105°C; intervallo di temperatura di stoccaggio da -40°C a +105°C; temperatura di giunzione (TJ) massima 125°C. La dissipazione di potenza non deve superare il valore massimo assoluto. La corrente diretta deve essere determinata in base a misurazioni termiche reali per garantire che la temperatura di giunzione non superi 125°C. Si consiglia la protezione ESD durante la manipolazione poiché oltre il 90% dei LED supera il test HBM a 2000 V.

3. Sistema di binning

3.1 Bin di tensione diretta

La tensione diretta è suddivisa in tre gruppi a IF=100 mA: Y0 (8,6-9,0 V), Z0 (9,0-9,4 V) e A3 (9,4-9,8 V). Ciò consente ai clienti di selezionare LED con tensione costante per progetti di circuiti in serie o parallelo.

3.2 Bin di flusso luminoso

Il flusso luminoso è raggruppato in diversi ranghi: UHA (95-100 lm), FC2 (100-110 lm), FC3 (110-120 lm), FC4 (120-130 lm) e FC5 (130-140 lm). Il bin di flusso specifico associato a un dato modello dipende dalla temperatura di colore. Ad esempio, i modelli a 3000K sono tipicamente in FC2 (100-110 lm), mentre i modelli a 4000K offrono FC3 (110-120 lm) e FC4 (120-130 lm).

3.3 Bin di cromaticità

Le coordinate di colore sono raggruppate secondo lo standard ANSI C78.377 utilizzando un'ellisse di MacAdam a 7 passi. La tabella fornisce le coordinate X,Y per ogni codice bin (27M, 30M, 35M, 40M, 50M, 57M, 65N, 65M) corrispondenti a CCT nominali da 2700K a 6500K. Ad esempio, il bin 30M (3000K) ha coordinate X1=0,4668, Y1=0,4281; X2=0,4420, Y2=0,4197; ecc. Ciò garantisce una stretta consistenza del colore tra i lotti di produzione.

4. Analisi delle curve di prestazione

4.1 Tensione diretta vs. Corrente diretta

La curva tipica mostra che la tensione diretta diminuisce leggermente all'aumentare della corrente. A 100 mA la tensione è di circa 9,0 V; a 200 mA sale a circa 9,6 V. Questo comportamento non lineare deve essere considerato nella progettazione del driver per mantenere la regolazione della corrente.

4.2 Intensità relativa vs. Corrente diretta

L'emissione luminosa relativa aumenta con la corrente diretta. A 100 mA l'intensità relativa è normalizzata al 100%; a 200 mA raggiunge circa il 180%. La relazione è quasi lineare fino a 150 mA.

4.3 Caratteristiche di temperatura

Sia la tensione diretta che l'intensità relativa sono influenzate dalla temperatura di saldatura. All'aumentare della temperatura da 25°C a 105°C, la tensione diretta diminuisce di circa 0,8 V (coefficiente di temperatura negativo). Anche l'emissione luminosa relativa diminuisce all'aumentare della temperatura: a 105°C scende a circa l'80% del valore a 25°C. Una corretta gestione termica è fondamentale per mantenere la luminosità.

4.4 Diagramma di radiazione

Il diagramma di radiazione angolare mostra una distribuzione simmetrica con metà intensità a ±60 gradi (angolo di visione di 120°). L'emissione luminosa è massima sull'asse ottico.

4.5 Distribuzione spettrale

Lo spettro del LED bianco consiste in un picco blu intorno a 450 nm e una larga emissione giallo-verde dal fosforo, che copre l'intervallo visibile da 400 a 700 nm. La forma spettrale varia con la CCT: CCT più calde hanno componenti rosse più forti, mentre CCT più fredde mostrano un contenuto blu più elevato.

5. Informazioni meccaniche e di imballaggio

5.1 Dimensioni del package

Il package del LED è lungo 2,80 mm, largo 3,50 mm e spesso 0,70 mm (vista dall'alto: 2,80 x 3,50 mm; vista laterale altezza 0,70 mm). La vista dal basso mostra due pad di saldatura: pad anodo (A) di dimensioni 1,96 x 2,10 mm e pad catodo (C) di dimensioni 1,10 x 2,10 mm. Il pattern di saldatura consigliato include due pad rettangolari di 2,10 x 0,50 mm separati da un gap di 0,48 mm. Tutte le dimensioni hanno una tolleranza di ±0,05 mm salvo diversa indicazione.

5.2 Identificazione della polarità

L'anodo è contrassegnato con un simbolo "+" sulla parte superiore del package; il catodo è contrassegnato con un "-". La vista dal basso indica che il pad più grande (2,10 x 1,96 mm) è l'anodo, mentre il pad più piccolo (1,10 x 2,10 mm) è il catodo.

5.3 Dimensioni del nastro trasportatore e della bobina

Il nastro trasportatore ha una larghezza di 12,0 mm, passo di 4,00 mm e dimensione della cavità adatta per il package PLCC-2. Le dimensioni della bobina sono: A = 12,2 ±0,3 mm, B = 290 ±2 mm, C = 79,6 ±0,2 mm, D = 14,2 ±0,2 mm. Ogni bobina contiene 12.000 pezzi. Le etichette includono numero di parte, numero di specifica, numero di lotto, codice bin, flusso luminoso, bin di cromaticità, tensione diretta, codice di lunghezza d'onda, quantità e data di produzione.

6. Linee guida per la saldatura e l'assemblaggio

6.1 Profilo di saldatura a riflusso

Il profilo di riflusso consigliato utilizza un processo di saldatura senza piombo. La velocità media di rampa da Tsmin (150°C) a Tp (260°C) non deve superare 3°C/s. Il preriscaldamento avviene tra 150°C e 200°C per 60-120 secondi. La temperatura rimane sopra 217°C per un massimo di 60 secondi (tempo sopra il liquidus). La temperatura di picco è 260°C con un tempo di permanenza massimo di 10 secondi. La velocità di raffreddamento non deve superare 6°C/s. Il tempo totale da 25°C al picco è inferiore a 8 minuti. La saldatura a riflusso deve essere eseguita al massimo due volte; se l'intervallo tra le saldature supera le 24 ore, i LED potrebbero danneggiarsi a causa dell'assorbimento di umidità.

6.2 Saldatura a mano e riparazione

La saldatura a mano è consentita una sola volta, con temperatura del saldatore inferiore a 300°C e durata inferiore a 3 secondi. Non è consigliata la riparazione dopo la saldatura; se inevitabile, utilizzare un saldatore a doppia punta e verificare preventivamente l'impatto sulle caratteristiche del LED.

6.3 Precauzioni

Il materiale di incapsulamento è silicone, che è morbido. Evitare pressioni meccaniche sulla superficie superiore durante il pick-and-place. Utilizzare una pressione dell'ugello appropriata. Non montare i LED su PCB deformati; dopo la saldatura, non deformare la scheda. Evitare forze meccaniche o vibrazioni eccessive durante il raffreddamento. Non è consentito un raffreddamento rapido dopo la saldatura.

7. Informazioni sull'imballaggio e l'ordinazione

Il LED viene fornito in sacchetti barriera all'umidità con essiccante, confezionato in bobine (12.000 pezzi per bobina) e poi in scatole di cartone. Condizioni di stoccaggio: prima di aprire il sacchetto di alluminio, conservare a ≤30°C e ≤75% UR per un massimo di un anno dalla data di consegna. Dopo l'apertura, i LED devono essere utilizzati entro 24 ore a ≤30°C e ≤60% UR. Se l'essiccante è scolorito o il tempo di conservazione supera le raccomandazioni, è necessario un essiccazione a 60±5°C per almeno 24 ore. La numerazione del prodotto segue lo schema: RF-W[codice temperatura di colore]HP32DS-AF-I3, dove "W" indica bianco, "HP32DS" indica PLCC-2 ad alta potenza con design specifico, "AF" indica binning automatico del flusso e "I3" può indicare una versione o una corrente nominale. Il numero di modello insieme al codice bin specifica l'esatta cromaticità e il grado di flusso.

8. Raccomandazioni applicative

Le applicazioni tipiche includono l'illuminazione interna come lampade a bulbo, downlight e apparecchi di illuminazione generale. Nella progettazione del circuito, assicurarsi che la corrente diretta attraverso ciascun LED non superi il valore massimo nominale. Si consiglia l'uso di resistori in serie per stabilizzare la corrente contro le variazioni di tensione. Il progetto termico deve essere robusto perché le temperature elevate riducono l'efficienza luminosa e spostano il colore. Assicurarsi un'adeguata dissipazione del calore per mantenere la temperatura di giunzione al di sotto di 125°C. In ambienti con composti solforosi, la concentrazione di zolfo deve essere inferiore a 100 PPM per evitare danni al LED. Il bromo e il cloro nei materiali devono essere limitati a meno di 900 PPM ciascuno, con un totale inferiore a 1500 PPM. Evitare l'uso di adesivi che emettono vapori organici vicino al LED. Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, si consiglia l'alcol isopropilico; la pulizia a ultrasuoni deve essere evitata poiché potrebbe danneggiare il package.

9. Confronto tecnico

Rispetto ai tradizionali LED bianchi PLCC-2, questo dispositivo offre un angolo di visione più ampio (120° contro tipici 110°) e una corrente diretta massima più elevata (110 mA contro 100 mA), consentendo una maggiore emissione di lumen. Il binning della tensione diretta è più stretto (incrementi di 0,4 V) rispetto ad alcuni concorrenti che offrono incrementi di 0,6 V, migliorando la facilità di funzionamento in parallelo. La resistenza termica di 15°C/W è competitiva per un package PLCC-2; alcuni prodotti simili possono avere 20-25°C/W. Il CRI minimo di 80 (tipico 82) è adatto per uso interno generale, mentre alcuni prodotti speciali raggiungono CRI 90+ ma con efficacia inferiore.

10. Domande frequenti

D: Posso pilotare questo LED a tensione costante?

R: Non è consigliabile pilotare a tensione costante perché piccole variazioni di tensione provocano grandi variazioni di corrente. Utilizzare un driver a corrente costante o un resistore limitatore di corrente.

D: Qual è la durata prevista?

R: Sebbene non sia esplicitamente indicato nella scheda tecnica, i tipici LED PLCC-2 hanno un mantenimento del flusso luminoso >70% dopo 50.000 ore in condizioni consigliate (IF=100 mA, Tj≤125°C).

D: Come interpreto il codice bin "27M"?

R: "27M" indica un bin CCT intorno a 2700K con coordinate cromatiche specifiche all'interno dell'ellisse di MacAdam a 7 passi.

D: Posso utilizzare questo LED all'esterno?

R: La scheda tecnica specifica una temperatura operativa da -40°C a +105°C, ma il package non è classificato per l'umidità esterna o la luce solare diretta senza ulteriore protezione. Per uso esterno, considerare un rivestimento conforme o involucri con grado di protezione IP.

D: Qual è la tensione inversa massima?

R: La tensione inversa massima assoluta è 15 V. Superarla può causare danni. La corrente inversa a 15 V è inferiore a 10 µA, indicando buone prestazioni di dispersione inversa.

11. Esempi di casi d'uso

11.1 Downlight residenziale

Un tipico downlight retrofit da 7W utilizza 7 LED: 7 × 1078 mW = 7,55 W di potenza totale (leggermente superiore a causa delle perdite del driver). Con 120 lm per LED (bin FC3) a 100 mA, l'emissione luminosa totale è di 840 lm, equivalente a una lampadina a incandescenza da 60W. L'ampio angolo di visione (120°) consente un'ampia diffusione del fascio per un'illuminazione uniforme della stanza.

11.2 Striscia luminosa lineare

Per una striscia di 1 metro contenente 60 LED (5 bobine da 12 pezzi ciascuna), pilotata a 100 mA, la corrente totale (60 × 110 mA = 6,6 A) è impraticabile; di solito si utilizzano stringhe parallele con resistori separati. Un progetto più fattibile è 3 stringhe parallele di 20 LED ciascuna, ogni stringa con un resistore limitatore di corrente e una corrente totale di 330 mA (3 × 110 mA). L'emissione luminosa supererebbe 6600 lm (3 stringhe × 20 LED × 110 lm = 6600 lm). Una corretta dissipazione del calore è fondamentale.

12. Principio di funzionamento

Il LED bianco funziona secondo il principio della conversione del fosforo: un chip LED blu a base di nitruro di gallio (GaN) emette luce blu a circa 450 nm. Questa luce blu viene parzialmente assorbita da un fosforo giallo (tipicamente YAG:Ce) che riemette in un'ampia banda giallo-verde. La combinazione della luce blu residua e dell'emissione gialla del fosforo produce luce bianca. Regolando la composizione e la concentrazione del fosforo, si ottengono diverse temperature di colore correlate (CCT) dal bianco caldo (2700K) al bianco freddo (6500K). Il CRI è determinato dalla larghezza spettrale del fosforo; i dispositivi con CRI più elevato utilizzano spesso più fosfori (ad esempio, aggiunta di fosforo rosso) per riempire i gap spettrali.

13. Tendenze di sviluppo

La tendenza del mercato per i LED bianchi PLCC-2 include un'ulteriore miniaturizzazione (ad esempio, package 1,6×1,6 mm) mantenendo prestazioni ottiche simili. I miglioramenti dell'efficienza sono guidati da una migliore efficienza del chip e dalla resa quantica del fosforo (obiettivo >210 lm/W a 100 mA per i LED di media potenza). Le versioni con CRI più elevato (CRI 90-95) stanno diventando comuni per l'illuminazione interna premium. Inoltre, l'integrazione del controllo intelligente (ad esempio, bianco regolabile) è in aumento, richiedendo un binning LED compatibile e una stretta consistenza del colore. Anche il settore automobilistico sta adottando package simili per l'illuminazione interna. Le richieste di affidabilità continuano a spingere verso una minore resistenza termica e una migliore resistenza allo zolfo/umidità attraverso tecniche di packaging avanzate.