Indice
- 1. Panoramica del Prodotto
- 1.1 Caratteristiche Principali
- 1.2 Applicazioni
- 2. Dimensioni del Package
- 3. Caratteristiche Elettriche e Ottiche (a Ts=25°C)
- 3.1 Tensione Diretta (Vf)
- 3.2 Flusso Luminoso (Φv) a IF=30mA
- 3.3 Angolo di Visione, CRI e Resistenza Termica
- 4. Valori Massimi Assoluti
- 5. Sistema di Binning
- 6. Curve Tipiche delle Caratteristiche Ottiche
- 6.1 Tensione Diretta in Funzione della Corrente Diretta (Curva I-V)
- 6.2 Corrente Diretta in Funzione dell'Intensità Relativa
- 6.3 Effetti della Temperatura dei Pin
- 6.4 Diagramma di Radiazione
- 6.5 Distribuzione Spettrale
- 7. Informazioni Meccaniche e sull'Imballaggio
- 7.1 Nastro Trasportatore e Bobina
- 7.2 Informazioni sull'Etichetta
- 7.3 Imballaggio Resistente all'Umidità
- 8. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio
- 8.1 Profilo di Saldatura a Rifusione
- 8.2 Saldatura Manuale
- 8.3 Manipolazione Meccanica
- 9. Precauzioni per la Conservazione e la Manipolazione
- 9.1 Condizioni di Conservazione
- 9.2 Protezione ESD
- 9.3 Compatibilità Chimica
- 9.4 Progettazione Termica
- 10. Test di Affidabilità
- 11. Note Applicative
- 12. Principio di Funzionamento
- 13. Tendenze del Mercato e Sviluppi
- 14. Domande Frequenti
- 14.1 Posso pilotare questi LED a 60 mA?
- 14.2 Qual è l'umidità di conservazione consigliata?
- 14.3 Come posso garantire la coerenza del colore su più LED?
- 14.4 Il LED è resistente agli ambienti con zolfo?
- 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
Questo LED SMD bianco è realizzato utilizzando un chip blu e fosfori per produrre luce bianca. È dotato di un package PLCC-2 con un angolo di visione estremamente ampio, adatto a tutti i processi di assemblaggio e saldatura SMT. Il prodotto è disponibile su nastro e bobina con 4000 pezzi per bobina ed è conforme alla direttiva RoHS. Il livello di sensibilità all'umidità è 3.
1.1 Caratteristiche Principali
- Package PLCC-2 per montaggio superficiale
- Angolo di visione estremamente ampio (120 gradi al 50% di Iv)
- Adatto a tutti i processi di assemblaggio e saldatura SMT
- Disponibile in confezione su nastro e bobina (4000 pz/bobina)
- Livello di sensibilità all'umidità: 3
- Conforme alla direttiva RoHS
1.2 Applicazioni
- Indicatori ottici
- Display per interni
- Illuminazione decorativa
- Applicazioni di illuminazione generale
2. Dimensioni del Package
Le dimensioni del package sono 3,0 x 1,4 x 0,8 mm (lunghezza x larghezza x altezza). Tutte le dimensioni sono in millimetri con tolleranze di ±0,2 mm se non diversamente specificato. La polarità è indicata da un segno sul corpo del package.
3. Caratteristiche Elettriche e Ottiche (a Ts=25°C)
I seguenti parametri sono forniti a una corrente diretta di 30 mA se non diversamente indicato.
3.1 Tensione Diretta (Vf)
La tensione diretta è suddivisa in ranghi: G1 (2.7-2.8V), G2 (2.8-2.9V), H1 (2.9-3.0V), H2 (3.0-3.1V), I1 (3.1-3.2V), I2 (3.2-3.3V) e J1 (3.3-3.4V).
3.2 Flusso Luminoso (Φv) a IF=30mA
A seconda del bin della temperatura di colore, vengono forniti intervalli di flusso luminoso:
- Per 6000-6500K (RF-65HK13DS-ED-F-Y): OFA (9-10 lm), OHA (10-11 lm), PEA (11-12 lm), PFA (12-13 lm)
- Per 5510-6120K (RF-60HK13DS-ED-F-Y): intervalli simili con OGA (10-11 lm), OHA (10-11 lm), PEA (11-12 lm), PFA (12-13 lm), PGA (14-15 lm)
- Per 3700-4258K (RF-40HK13DS-ED-F-Y): OGA (10-11 lm), OHA (10-11 lm), PEA (11-12 lm), PFA (12-13 lm), PGA (14-15 lm)
- Per 2825-3050K (RF-30HK13DS-ED-F-Y): OGA (10-11 lm), OHA (10-11 lm), PEA (11-12 lm), PFA (12-13 lm)
- Per 2650-2868K (RF-27HK13DS-ED-F-Y): OGA (10-11 lm), OHA (10-11 lm), PEA (11-12 lm), PFA (12-13 lm), PGA (14-15 lm)
Il flusso luminoso tipico è di circa 10,9 lm a 6000-6500K e 11,5 lm a 4000K. La tolleranza di misura è ±10%.
3.3 Angolo di Visione, CRI e Resistenza Termica
- Angolo di visione al 50% di Iv: 120 gradi
- Indice di resa cromatica (Ra): 80 (minimo)
- Resistenza termica Rth(j-s): 115 °C/W
- Corrente inversa (IR) a VF=5V: 10 μA (max)
4. Valori Massimi Assoluti
| Parametro | Simbolo | Valore | Unità |
|---|---|---|---|
| Dissipazione di Potenza | Pd | 136 | mW |
| Corrente Diretta | IF | 40 | mA |
| Corrente Diretta di Picco (1/10 duty, impulso 0.1ms) | IFP | 100 | mA |
| Tensione Inversa | VR | 5 | V |
| ESD (HBM) | ESD | 2000 | V |
| Temperatura di Esercizio | Topr | -40 a +85 | °C |
| Temperatura di Immagazzinamento | Tstg | -40 a +100 | °C |
| Temperatura di Giunzione | Tj | 95 | °C |
Bisogna prestare attenzione affinché la dissipazione di potenza non superi il valore massimo assoluto. La corrente massima deve essere determinata in base alla gestione termica per mantenere la temperatura di giunzione al di sotto di 95°C.
5. Sistema di Binning
I LED sono suddivisi in bin in base alla tensione diretta, al flusso luminoso e alle coordinate cromatiche. Il diagramma cromatico include diversi bin come WP2, WK2, WP3, WK3, NP3, NK3, ecc., ciascuno definito da quattro coordinate CIE xy. Ciò garantisce coerenza nel colore e nella luminosità per ogni applicazione.
6. Curve Tipiche delle Caratteristiche Ottiche
6.1 Tensione Diretta in Funzione della Corrente Diretta (Curva I-V)
A 30 mA, la tensione diretta è tipicamente di circa 3,0V. La curva mostra il previsto aumento esponenziale della corrente con la tensione oltre la soglia.
6.2 Corrente Diretta in Funzione dell'Intensità Relativa
L'intensità relativa aumenta quasi linearmente con la corrente diretta tra 10 mA e 40 mA.
6.3 Effetti della Temperatura dei Pin
All'aumentare della temperatura dei pin da 25°C a 95°C, il flusso luminoso relativo diminuisce gradualmente. Anche la tensione diretta diminuisce leggermente con la temperatura (circa -2 mV/°C). La corrente diretta deve essere ridotta a temperature più elevate per evitare di superare la temperatura massima di giunzione.
6.4 Diagramma di Radiazione
Il diagramma di radiazione mostra un ampio angolo di fascio con intensità relativa quasi costante da -60° a +60°, che scende al 50% a circa ±60°, coerente con la specifica dell'angolo di visione di 120°.
6.5 Distribuzione Spettrale
Lo spettro mostra un picco nella regione blu (~450 nm) proveniente dal chip e una larga emissione gialla dal fosforo. Per diverse temperature di colore (6500K, 4000K, 3000K), l'intensità relativa del picco blu diminuisce al diminuire del CCT, risultando in un aspetto più caldo.
7. Informazioni Meccaniche e sull'Imballaggio
7.1 Nastro Trasportatore e Bobina
Il LED è confezionato in nastro trasportatore con passo di 4 mm e diametro della bobina di 180 mm (standard). La polarità è indicata sul nastro. Ogni bobina contiene 4000 pezzi.
7.2 Informazioni sull'Etichetta
L'etichetta include il numero di parte, il numero di specifica, il numero di lotto, il codice del bin per il flusso luminoso, il bin cromatico, il rango di tensione diretta, la quantità e il codice data.
7.3 Imballaggio Resistente all'Umidità
Il prodotto viene spedito in sacchetti barriera contro l'umidità con essiccante per mantenere una bassa umidità. Dopo l'apertura, i LED devono essere utilizzati entro 24 ore se conservati a ≤30°C e ≤60% RH, oppure devono essere cotti a 60±5°C per oltre 24 ore.
8. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio
8.1 Profilo di Saldatura a Rifusione
Profilo di rifusione consigliato: preriscaldamento da 150°C a 200°C per 60-120 secondi; rampa fino a 217°C con tempo sopra 217°C non superiore a 60 secondi; temperatura di picco 260°C per non più di 10 secondi; raffreddamento a ≤6°C/s. La rifusione non deve essere eseguita più di due volte e, se il tempo tra le rifusioni supera le 24 ore, i LED devono essere cotti.
8.2 Saldatura Manuale
La saldatura manuale deve essere eseguita con temperatura del saldatore inferiore a 300°C per meno di 3 secondi, una sola volta.
8.3 Manipolazione Meccanica
Il materiale di incapsulamento è silicone, che è morbido. Evitare di applicare pressione sulla superficie superiore. Utilizzare ugelli pick-and-place adeguati con forza controllata. Non piegare il PCB dopo la saldatura.
9. Precauzioni per la Conservazione e la Manipolazione
9.1 Condizioni di Conservazione
Prima di aprire il sacchetto di alluminio: conservare a ≤30°C e ≤75% RH fino a un anno dalla consegna. Dopo l'apertura: utilizzare entro 24 ore a ≤30°C e ≤60% RH. Se non utilizzato, cuocere a 60±5°C per 24 ore.
9.2 Protezione ESD
Il LED è sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD) fino a 2000V HBM. Devono essere prese adeguate precauzioni ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio.
9.3 Compatibilità Chimica
Evitare l'esposizione a composti di zolfo superiori a 100 ppm. Il contenuto di alogeni (cloro e bromo) deve essere controllato. Utilizzare solo solventi di pulizia approvati come l'alcol isopropilico; la pulizia a ultrasuoni non è consigliata.
9.4 Progettazione Termica
La generazione di calore può ridurre l'efficacia luminosa e spostare il colore. Assicurare una gestione termica adeguata per mantenere la temperatura di giunzione al di sotto di 95°C. La resistenza termica di 115°C/W significa che a 30 mA, la dissipazione di potenza è di circa 0,1W, portando a un aumento di temperatura di circa 11,5°C sopra il punto di saldatura.
10. Test di Affidabilità
Il prodotto ha superato i seguenti test di affidabilità: saldatura a rifusione (2 volte a 260°C), shock termico (-40°C a 100°C, 300 cicli), stoccaggio ad alta temperatura (100°C, 1000 ore), stoccaggio a bassa temperatura (-40°C, 1000 ore), test di vita a 30 mA e 25°C (1000 ore) e test di vita ad alta temperatura e alta umidità (60°C/90%RH, 30 mA, 1000 ore). Criteri: variazione di Vf ≤10%, mantenimento del flusso luminoso ≥90%, nessun circuito aperto/corto/sfarfallio.
11. Note Applicative
Per prestazioni ottimali, utilizzare un pilotaggio a corrente costante con resistori limitatori di corrente adeguati. La corrente diretta tipica è di 30 mA, ma può essere regolata fino a 40 mA massimo assoluto. Considerare la tolleranza del bin per colore e luminosità coerenti negli array. L'ampio angolo di visione rende questi LED adatti per applicazioni di indicatori e retroilluminazione. A causa dell'incapsulamento in silicone, evitare la contaminazione da polvere e pulire con alcol isopropilico se necessario.
12. Principio di Funzionamento
Questo LED bianco utilizza un chip InGaN a emissione blu che pompa un fosforo giallo (tipicamente YAG:Ce). La combinazione di luce blu e gialla produce luce bianca. Diverse temperature di colore sono ottenute regolando la composizione e la concentrazione del fosforo.
13. Tendenze del Mercato e Sviluppi
La tendenza del settore continua verso una maggiore efficacia, pacchetti più piccoli e una migliore qualità del colore. Questo package PLCC-2 offre un buon equilibrio tra dimensioni e prestazioni termiche. I miglioramenti nella tecnologia dei fosfori hanno consentito una gamma cromatica più ampia e valori CRI più elevati. Il prodotto è conforme alla direttiva RoHS ed è adatto per applicazioni di illuminazione generale.
14. Domande Frequenti
14.1 Posso pilotare questi LED a 60 mA?
No, la corrente diretta massima assoluta è 40 mA. Per un funzionamento affidabile, mantenersi entro i 30 mA tipici o progettare con una corretta riduzione per la temperatura.
14.2 Qual è l'umidità di conservazione consigliata?
Prima di aprire il sacchetto, conservare a ≤75% RH. Dopo l'apertura, utilizzare entro 24 ore a ≤60% RH o cuocere prima dell'uso.
14.3 Come posso garantire la coerenza del colore su più LED?
Utilizzare LED dello stesso bin (bin cromatico e di flusso) e garantire una corretta gestione termica.
14.4 Il LED è resistente agli ambienti con zolfo?
L'incapsulamento del LED è in silicone, che è sensibile ai composti di zolfo. Mantenere la concentrazione di zolfo al di sotto di 100 ppm nell'ambiente.
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. |