Indice
- 1. Descrizione
- 1.1 Descrizione Generale
- 1.2 Caratteristiche
- 1.3 Applicazioni
- 2. Dimensioni del Package
- 3. Caratteristiche Elettriche/Ottiche a Ts=25°C
- Valori Massimi Assoluti (Ts=25°C)
- 4. Range di Binning per Tensione Diretta e Intensità Luminosa (IF=20mA)
- 5. Curve tipiche delle caratteristiche ottiche
- 6. Imballaggio
- 7. Elementi e condizioni del test di affidabilità
- 8. Istruzioni per la saldatura a rifusione SMT
- 9. Precauzioni di manipolazione
- 10. Condizioni di stoccaggio
- Terminologia delle specifiche LED
- Prestazioni fotoelettriche
- Parametri elettrici
- Gestione termica e affidabilità
- Imballaggio e materiali
- Controllo qualità e binning
- Test e certificazione
1. Descrizione
1.1 Descrizione Generale
Il LED bianco è realizzato utilizzando un chip blu e fosforo per ottenere l'emissione di luce bianca. Il package è un dispositivo standard a montaggio superficiale PLCC2 (3,50mm x 2,80mm x 1,84mm). Questo LED è progettato per elevata affidabilità e prestazioni ottiche eccellenti in applicazioni impegnative.
1.2 Caratteristiche
- Package PLCC2
- Angolo di visione estremamente ampio (120°)
- Adatto per tutti i processi di assemblaggio SMT e saldatura
- Disponibile su nastro e bobina (2000 pezzi/bobina)
- Livello di sensibilità all'umidità: Livello 2
- Conforme a RoHS e REACH
- Qualifica: piano di test di qualifica del prodotto basato sulle linee guida AEC-Q101 per semiconduttori discreti di grado automobilistico
1.3 Applicazioni
- Illuminazione interna automobilistica
- Interruttori
2. Dimensioni del Package
Le dimensioni del package sono 3,50 mm (lunghezza) x 2,80 mm (larghezza) x 1,84 mm (altezza). Il LED presenta una lente trasparente in silicone. Il pattern di saldatura raccomandato è fornito per garantire un corretto collegamento termico e meccanico. La polarità è indicata sul package. Tutte le dimensioni sono in millimetri con tolleranze di ±0,2 mm salvo diversa indicazione.
3. Caratteristiche Elettriche/Ottiche a Ts=25°C
| Parametro | Simbolo | Condizione di Test | Min. | Typ. | Max. | Unità |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Tensione Diretta | VF | IF=20mA | 2.5 | 2.8 | 3.1 | V |
| Corrente Inversa | IR | VR=5V | - | - | 10 | µA |
| Intensità Luminosa | IV | IF=20mA | 1800 | 2450 | 3500 | mcd |
| Angolo di Visione | 2θ1/2 | IF=20mA | - | 120 | - | deg |
| Resistenza Termica | RTHJ-S | IF=20mA | - | - | 300 | °C/W |
Valori Massimi Assoluti (Ts=25°C)
| Parametro | Simbolo | Valore | Unità |
|---|---|---|---|
| Dissipazione di Potenza | PD | 93 | mW |
| Corrente Diretta | IF | 30 | mA |
| Corrente Diretta di Picco (1/10 Duty, 10ms) | IFP | 50 | mA |
| Tensione Inversa | VR | 5 | V |
| ESD (HBM) | ESD | 8000 | V |
| Temperatura di Esercizio | TOPR | -40 a +100 | °C |
| Temperatura di Stoccaggio | TSTG | -40 a +100 | °C |
| Temperatura di Giunzione | TJ | 120 | °C |
Note: tolleranza di misura della tensione diretta ±0,1V. Tolleranza di misura delle coordinate cromatiche ±0,005. Tolleranza di misura dell'intensità luminosa ±10%.
4. Range di Binning per Tensione Diretta e Intensità Luminosa (IF=20mA)
Il LED è raggruppato per tensione diretta (VF) e intensità luminosa (IV) per coerenza. I bin VF vanno da 2,5-2,6V (E2) a 3,0-3,1V (H1). I bin IV sono N1 (1800-2300 mcd), N2 (2300-2800 mcd) e O1 (2800-3500 mcd). I bin di cromaticità (R00, R01, R02) sono definiti nel diagramma CIE 1931.
5. Curve tipiche delle caratteristiche ottiche
Le seguenti curve caratteristiche sono fornite come riferimento per il progetto:
- Tensione diretta vs. Corrente diretta: mostra la tipica relazione I-V.
- Corrente diretta vs. Intensità relativa: dimostra l'aumento lineare dell'intensità con la corrente.
- Temperatura di saldatura vs. Intensità relativa: indica la diminuzione dell'intensità a temperature di saldatura più elevate.
- Temperatura di saldatura vs. Corrente diretta: curva di derating per la corrente massima ammessa in funzione della temperatura di saldatura.
- Tensione diretta vs. Temperatura di saldatura: mostra il coefficiente di temperatura negativo della tensione diretta.
- Diagramma di radiazione: illustra l'ampio angolo di visione di 120°.
- Spostamento delle coordinate cromatiche vs. Temperatura di saldatura: mostra il leggero spostamento delle coordinate cromatiche con la temperatura.
- Distribuzione spettrale: lo spettro tipico del LED bianco.
6. Imballaggio
I LED sono imballati su nastro e bobina con 2000 pezzi per bobina. Le dimensioni del nastro trasportatore sono specificate per il posizionamento automatico. Le dimensioni della bobina sono 178 mm (diametro) con un foro centrale da 13 mm. Viene utilizzata una busta barriera all'umidità con essiccante e cartellino indicatore di umidità per la protezione dalla sensibilità all'umidità. L'etichetta include il numero di parte, il codice bin, la quantità e il codice data.
7. Elementi e condizioni del test di affidabilità
Il prodotto è qualificato attraverso test di affidabilità rigorosi basati su AEC-Q101. I test includono:
- Saldatura a rifusione (260°C, 10 secondi)
- Livello di sensibilità all'umidità 2 (85°C/60%UR, 168 ore)
- Shock termico (-40°C a 125°C, 1000 cicli)
- Test di vita (100°C, IF=20mA, 1000 ore)
- Test di vita ad alta temperatura e alta umidità (85°C/85%UR, IF=20mA, 1000 ore)
Criteri di accettazione: per la tensione diretta, il limite è U.S.L. × 1,1; per la corrente inversa, U.S.L. × 2,0; per il flusso luminoso, L.S.L. × 0,7.
8. Istruzioni per la saldatura a rifusione SMT
Parametri del profilo di rifusione raccomandati: preriscaldo da 150°C a 200°C per 60-120 secondi. Velocità di rampa ≤3°C/s. Tempo sopra 217°C: max 60 secondi. Temperatura di picco: 260°C per max 10 secondi. Velocità di raffreddamento ≤6°C/s. Tempo totale da 25°C al picco: max 8 minuti. Non superare due cicli di rifusione; se trascorrono più di 24 ore tra le saldature, i LED possono assorbire umidità e danneggiarsi. Per saldatura manuale, utilizzare un saldatore a<300°C per meno di 3 secondi, una sola volta. Evitare riparazioni, ma se necessario, utilizzare un saldatore a doppia punta. L'incapsulante in silicone è morbido; evitare pressione eccessiva durante il prelievo e posizionamento.
9. Precauzioni di manipolazione
- Evitare l'esposizione a composti di zolfo superiori a 100 PPM nei materiali di accoppiamento.
- Limitare il contenuto di bromo e cloro nei materiali esterni: ciascuno<900PPM, totale<1500PPM.
- Prevenire i composti organici volatili (COV) che potrebbero scolorire il silicone.
- Maneggiare i componenti dai lati utilizzando utensili appropriati; non toccare la superficie della lente.
- Progettare il circuito di pilotaggio per garantire che la corrente non superi i valori massimi assoluti e utilizzare un resistore in serie per la protezione. Evitare la tensione inversa.
- La progettazione termica è fondamentale; considerare la generazione di calore per prevenire il degrado della luminosità e del colore.
- L'incapsulante in silicone attira la polvere; si raccomanda la pulizia con alcol isopropilico. Non è consigliata la pulizia a ultrasuoni.
10. Condizioni di stoccaggio
| Condizione | Temperatura | Umidità | Tempo |
|---|---|---|---|
| Prima di aprire la busta di alluminio | ≤30°C | ≤75% | Entro 1 anno |
| Dopo l'apertura della busta | ≤30°C | ≤60% | Consigliato entro 24 ore |
| Cottura (se lo stoccaggio è stato superato o la busta danneggiata) | 60±5°C | - | ≥24 ore |
La protezione ESD ed EOS deve essere impiegata durante la manipolazione e l'assemblaggio, poiché i LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche.
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. |