Indice
- 1. Panoramica del prodotto
- 1.1 Descrizione generale
- 1.2 Caratteristiche
- 1.3 Applicazioni
- 2. Analisi dei parametri tecnici
- 2.1 Caratteristiche elettriche e ottiche
- 2.2 Valori massimi assoluti
- 3. Sistema di raggruppamento (Binning)
- 3.1 Bin della tensione diretta
- 3.2 Bin dell'intensità luminosa
- 3.3 Bin della cromaticità
- 4. Curve di prestazione
- 4.1 Tensione diretta vs Corrente diretta
- 4.2 Corrente diretta vs Intensità relativa
- 4.3 Effetti della temperatura
- 4.4 Corrente diretta vs Lunghezza d'onda dominante
- 4.5 Intensità relativa vs Lunghezza d'onda
- 4.6 Schema di radiazione
- 5. Meccanica e imballaggio
- 5.1 Dimensioni del package
- 5.2 Pattern di saldatura
- 5.3 Segno di polarità
- 6. Guida alla saldatura e all'assemblaggio
- 6.1 Profilo di saldatura a riflusso SMT
- 6.2 Saldatura a mano
- 6.3 Riparazione
- 6.4 Precauzioni
- 7. Informazioni sull'imballaggio e l'ordinazione
- 7.1 Specifiche dell'imballaggio
- 7.2 Dimensioni del nastro trasportatore e della bobina
- 7.3 Specifiche dell'etichetta
- 7.4 Imballaggio resistente all'umidità
- 7.5 Scatola di cartone
- 8. Test di affidabilità
- 8.1 Elementi e condizioni di test
- 8.2 Criteri di guasto
- 9. Note applicative
- 9.1 Progettazione termica
- 9.2 Progettazione del circuito
- 9.3 Precauzioni ambientali
- 10. Stoccaggio e manipolazione
- 10.1 Condizioni di stoccaggio
- 10.2 Essiccazione
- 10.3 Protezione ESD
- 11. Principi di funzionamento
- 12. Domande frequenti
- Terminologia delle specifiche LED
- Prestazioni fotoelettriche
- Parametri elettrici
- Gestione termica e affidabilità
- Imballaggio e materiali
- Controllo qualità e binning
- Test e certificazione
1. Panoramica del prodotto
1.1 Descrizione generale
Questo LED bianco è realizzato utilizzando un chip blu e la tecnologia di conversione del fosforo. Le dimensioni del package sono 1.6mm × 0.8mm × 0.7mm, rendendolo adatto per applicazioni SMD compatte. Il LED emette luce bianca attraverso la combinazione di emissione del chip blu e fosforo giallo, fornendo un'illuminazione efficiente.
1.2 Caratteristiche
- Angolo di visione estremamente ampio di 140°.
- Adatto per tutti i processi di assemblaggio SMT e saldatura.
- Livello di sensibilità all'umidità: Livello 3 secondo JEDEC.
- Conforme alla direttiva RoHS.
1.3 Applicazioni
- Indicatori ottici.
- Interruttori, simboli e display.
- Elettrodomestici.
- Indicazione generale.
2. Analisi dei parametri tecnici
2.1 Caratteristiche elettriche e ottiche
Le caratteristiche elettriche e ottiche sono specificate a Ts=25°C con IF=20mA salvo diversa indicazione. La tensione diretta (VF) è raggruppata in bin da G1 (2.8-2.9V) a J1 (3.4-3.5V), con valori tipici intorno a 3.0V a 20mA. L'intensità luminosa (IV) varia da 600 a 1100 mcd a seconda del codice bin. L'angolo di visione è 140° (metà angolo). La corrente inversa è inferiore a 10µA a VR=5V. La resistenza termica dal giunto al punto di saldatura è 450°C/W.
2.2 Valori massimi assoluti
| Parametro | Simbolo | Valore | Unità |
|---|---|---|---|
| Dissipazione di potenza | Pd | 105 | mW |
| Corrente diretta | IF | 30 | mA |
| Corrente diretta di picco (impulso) | IFP | 60 | mA |
| Scarica elettrostatica (HBM) | ESD | 1000 | V |
| Temperatura di funzionamento | Topr | -40 ~ +85 | °C |
| Temperatura di stoccaggio | Tstg | -40 ~ +85 | °C |
| Temperatura di giunzione | Tj | 95 | °C |
Il superamento di questi valori può causare danni permanenti. È necessario un adeguato dissipatore di calore per mantenere la temperatura di giunzione al di sotto del massimo.
3. Sistema di raggruppamento (Binning)
3.1 Bin della tensione diretta
La tensione diretta è suddivisa in bin a IF=20mA. I bin coprono da 2,8V a 3,5V con incrementi di 0,1V. I bin tipici sono G1 (2,8-2,9V), G2 (2,9-3,0V), H1 (3,0-3,1V), H2 (3,1-3,2V), I1 (3,2-3,3V), I2 (3,3-3,4V), J1 (3,4-3,5V).
3.2 Bin dell'intensità luminosa
L'intensità luminosa è raggruppata da 600 a 1100 mcd. I bin comuni includono 1BF (600-650 mcd), 1BG (650-700 mcd), 1BH (700-750 mcd), 1BI (750-800 mcd), 1BJ (800-850 mcd), 1BK (850-900 mcd), 1FA (900-950 mcd), 1FB (950-1000 mcd), LC1 (1000-1050 mcd), LC2 (1050-1100 mcd).
3.3 Bin della cromaticità
Il LED è anche suddiviso per coordinate cromatiche all'interno del diagramma CIE 1931. Bin come B11, B12, B21, B22, B51, K21, K31 garantiscono una stretta consistenza del colore. Ogni bin definisce una regione quadrilatera con coordinate x,y specificate. Ad esempio, il bin B11 ha coordinate: (0,2423; 0,2225), (0,2385; 0,2244), (0,2449; 0,2344), (0,2487; 0,2325).
4. Curve di prestazione
4.1 Tensione diretta vs Corrente diretta
La Figura 1-7 mostra che la tensione diretta aumenta con la corrente diretta. A tipici 20mA, VF è circa 3,0V per il bin H1.
4.2 Corrente diretta vs Intensità relativa
L'intensità relativa aumenta con la corrente diretta come mostrato nella Figura 1-8. È approssimativamente lineare fino a 30mA.
4.3 Effetti della temperatura
Le Figure 1-9 e 1-10 dimostrano che la temperatura del pin influisce sia sull'intensità relativa che sulla corrente diretta. Una temperatura più alta riduce l'emissione luminosa e aumenta la tensione diretta.
4.4 Corrente diretta vs Lunghezza d'onda dominante
La Figura 1-11 mostra che la lunghezza d'onda dominante si sposta leggermente con la corrente. A 25°C, la lunghezza d'onda rimane stabile nell'intervallo operativo.
4.5 Intensità relativa vs Lunghezza d'onda
La Figura 1-12 fornisce la distribuzione spettrale. Lo spettro del LED bianco ha un picco blu intorno a 450-460 nm e una vasta emissione gialla del fosforo.
4.6 Schema di radiazione
Lo schema di radiazione nella Figura 1-13 mostra una distribuzione lambertiana ampia con un angolo di metà potenza di 140°. Ciò garantisce una dispersione uniforme della luce.
5. Meccanica e imballaggio
5.1 Dimensioni del package
Il package misura 1,6mm (L) × 0,8mm (W) × 0,7mm (H). La vista dall'alto mostra la posizione del chip LED. La vista laterale indica lo spessore. La vista dal basso rivela due pad: pad 1 (catodo) e pad 2 (anodo). Un segno di polarità è presente sul fondo.
5.2 Pattern di saldatura
I pad di saldatura consigliati sono forniti nella Figura 1-5. Ogni pad ha dimensioni 0,8mm × 0,8mm con spaziatura di 0,8mm. L'impronta complessiva è di 2,4mm di lunghezza.
5.3 Segno di polarità
Il segno di polarità indica il lato catodo. Assicurarsi del corretto orientamento durante l'assemblaggio per evitare polarizzazione inversa.
6. Guida alla saldatura e all'assemblaggio
6.1 Profilo di saldatura a riflusso SMT
Il profilo di riflusso raccomandato:
- Rampa di salita: max 3°C/s da Tsmin (150°C) a Tsmax (200°C).
- Tempo di preriscaldamento: 60-120 secondi tra 150-200°C.
- Tempo sopra 217°C: max 60 secondi.
- Temperatura di picco: 260°C, max 10 secondi.
- Velocità di raffreddamento: max 6°C/s.
- Tempo totale da 25°C al picco: max 8 minuti.
La saldatura a riflusso non deve superare due volte. Se intercorrono più di 24 ore tra le saldature, è necessaria l'essiccazione.
6.2 Saldatura a mano
Quando si salda a mano, utilizzare una temperatura del saldatore inferiore a 300°C per meno di 3 secondi. È consentita una sola saldatura a mano.
6.3 Riparazione
Non è raccomandata la riparazione dopo la saldatura. Se inevitabile, utilizzare un saldatore a doppia punta e verificare le caratteristiche del LED.
6.4 Precauzioni
Non montare LED su PCB deformati. Evitare stress meccanici o raffreddamento rapido dopo la saldatura.
7. Informazioni sull'imballaggio e l'ordinazione
7.1 Specifiche dell'imballaggio
I LED sono imballati in formato nastro e bobina: 4000 pezzi per bobina.
7.2 Dimensioni del nastro trasportatore e della bobina
Larghezza del nastro trasportatore 8mm, passo 4mm. Diametro esterno della bobina 178mm, diametro del mozzo 60mm. Le dimensioni dettagliate sono fornite nelle Figure 2-1 e 2-2.
7.3 Specifiche dell'etichetta
Ogni bobina porta un'etichetta con numero parte, numero specifica, numero lotto, codice bin (flusso, cromaticità, tensione), codice lunghezza d'onda, quantità e data.
7.4 Imballaggio resistente all'umidità
Le bobine sono sigillate in sacchetti barriera all'umidità con essiccante e indicatore di umidità. Seguire la gestione MSL3.
7.5 Scatola di cartone
Le bobine sono imballate in scatole di cartone per la spedizione.
8. Test di affidabilità
8.1 Elementi e condizioni di test
| Test | Condizione | Tempo | Campione | Accetta/Rifiuta |
|---|---|---|---|---|
| Riflusso | 260°C, 10s | 2x | 22 | 0/1 |
| Ciclo termico | -40°C a 100°C | 100 cicli | 22 | 0/1 |
| Shock termico | -40°C a 100°C | 300 cicli | 22 | 0/1 |
| Stoccaggio ad alta temperatura | 100°C | 1000 ore | 22 | 0/1 |
| Stoccaggio a bassa temperatura | -40°C | 1000 ore | 22 | 0/1 |
| Test di vita | 25°C, 20mA | 1000 ore | 22 | 0/1 |
8.2 Criteri di guasto
Dopo il test, la tensione diretta non deve superare 1,1× il limite superiore specificato. La corrente inversa deve essere inferiore a 2,0× il limite superiore specificato. Il flusso luminoso non deve scendere al di sotto di 0,7× il limite inferiore specificato.
9. Note applicative
9.1 Progettazione termica
Una corretta dissipazione del calore è fondamentale. La temperatura di giunzione non deve superare 95°C. Utilizzare un'area di rame PCB adeguata e vias termici per gestire il calore.
9.2 Progettazione del circuito
Includere sempre un resistore di limitazione della corrente per prevenire picchi di corrente. Evitare tensione inversa. Il circuito deve garantire solo polarizzazione diretta durante il funzionamento.
9.3 Precauzioni ambientali
Il contenuto di zolfo nei materiali circostanti deve essere inferiore a 100 ppm. Il contenuto singolo di bromo e cloro inferiore a 900 ppm, totale inferiore a 1500 ppm. Evitare COV che potrebbero danneggiare l'incapsulante del LED.
10. Stoccaggio e manipolazione
10.1 Condizioni di stoccaggio
Prima di aprire il sacchetto di alluminio: conservare a ≤30°C e ≤75%UR per un massimo di 1 anno dalla data. Dopo l'apertura: conservare a ≤30°C e ≤60%UR per 168 ore. Se superato, essiccare prima dell'uso.
10.2 Essiccazione
Essiccare a 60±5°C per almeno 24 ore se la barriera all'umidità è stata compromessa.
10.3 Protezione ESD
I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche (HBM 1000V). Utilizzare le dovute precauzioni ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio.
11. Principi di funzionamento
Il LED bianco utilizza un chip InGaN blu rivestito con un fosforo giallo (es. YAG:Ce). La luce blu eccita il fosforo per emettere luce gialla; la combinazione di blu e giallo produce luce bianca. La temperatura di colore esatta dipende dalla composizione e dallo spessore del fosforo.
12. Domande frequenti
D: Qual è la condizione di stoccaggio consigliata?
R: Prima dell'apertura, ≤30°C e ≤75%UR per un massimo di 1 anno. Dopo l'apertura, 168 ore a ≤30°C e ≤60%UR.
D: Quanti cicli di riflusso sono consentiti?
R: Massimo 2 volte. Se intercorrono più di 24 ore tra i cicli, è necessaria l'essiccazione.
D: Qual è il livello di sensibilità all'umidità?
R: Livello MSL 3.
D: Il LED può essere utilizzato con pilotaggio a impulsi?
R: Sì, la corrente diretta di picco è 60mA con ciclo di lavoro 1/10 e larghezza di impulso 0,1ms.
D: Qual è la tipica resistenza termica?
R: 450°C/W dal giunto al punto di saldatura.
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. |