Specifica LED Bianco 3.2x1.6x0.7mm - Tensione 2.7-3.5V - Potenza 105mW - Documento Tecnico Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo LED bianco è realizzato utilizzando un chip blu combinato con conversione fosforo, offrendo un compatto package SMD di 3.2mm x 1.6mm x 0.7mm. È progettato per indicatori di scopo generale, display ed elettrodomestici. Le caratteristiche principali includono un angolo di visione estremamente ampio (140°), idoneità per tutti i processi di assemblaggio SMT e saldatura, livello di sensibilità all'umidità 3 e conformità RoHS. Il LED è disponibile in più bin di tensione diretta e intensità luminosa per soddisfare vari requisiti applicativi.

2. Interpretazione dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

In condizioni di test IF = 20 mA e Ts = 25°C, la tensione diretta (VF) è suddivisa in otto bin da F2 (2.7 V – 2.8 V) a J1 (3.4 V – 3.5 V). L'intensità luminosa (IV) viene misurata nelle stesse condizioni e spazia da 600 mcd a 1200 mcd attraverso dodici bin (da 1BF a LD2). L'angolo di visione (2θ1/2) è tipicamente 140°, mentre la corrente inversa (IR) a VR = 5 V è inferiore a 10 µA. La resistenza termica (RthJ-S) è specificata come massimo 450 °C/W.

2.2 Valori Massimi Assoluti

A Ts = 25°C, i valori massimi assoluti sono i seguenti: dissipazione di potenza (Pd) 105 mW, corrente diretta (IF) 30 mA, corrente diretta di picco (IFP) 60 mA (duty 1/10, impulso 0.1 ms), scarica elettrostatica (ESD) 1000 V (HBM), temperatura operativa (Topr) da -40°C a +85°C, temperatura di stoccaggio (Tstg) da -40°C a +85°C e temperatura di giunzione (Tj) 95°C. I progettisti devono assicurarsi che il LED non venga mai utilizzato oltre questi limiti e che sia prevista un'adeguata dissipazione termica quando si opera vicino alla corrente massima.

3. Sistema di Binning

Per soddisfare diverse esigenze applicative, il LED viene suddiviso in bin per tensione diretta, intensità luminosa e cromaticità. I bin di tensione sono etichettati F2, G1, G2, H1, H2, I1, I2, J1, ciascuno coprendo un intervallo di 0.1 V. I bin di intensità sono designati da 1BF (600–650 mcd) a LD2 (1150–1200 mcd). Il binning cromatico si basa sulle coordinate CIE 1931 come mostrato nel diagramma di cromaticità (Fig. 1-6) e nella Tabella 1-3. Tutto il binning viene eseguito a IF = 20 mA. Questo sistema di binning consente ai clienti di selezionare componenti con tolleranze strette per prestazioni ottiche coerenti nella produzione di massa.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

4.1 Tensione Diretta vs. Corrente Diretta

Come mostrato in Fig. 1-7, la corrente diretta aumenta quasi linearmente con la tensione diretta nell'intervallo da 2.5 V a 3.5 V, con un punto operativo tipico a 20 mA e circa 2.8 V – 3.0 V per la maggior parte dei bin.

4.2 Intensità Relativa vs. Corrente Diretta

La Fig. 1-8 illustra che l'intensità luminosa relativa aumenta con la corrente diretta fino a 30 mA, seguendo un andamento leggermente sublineare. A 20 mA l'intensità relativa è normalizzata a 1.0.

4.3 Dipendenza dalla Temperatura

La Fig. 1-9 mostra che l'intensità relativa diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente, scendendo a circa 0.85 a 85°C. La Fig. 1-10 indica che la corrente diretta massima consentita diminuisce all'aumentare della temperatura del pin, raggiungendo zero a 120°C.

4.4 Variazione della Cromaticità con la Corrente

La Fig. 1-11 presenta lo spostamento delle coordinate CIE quando la corrente diretta varia da 1 mA a 30 mA. Le coordinate x e y si spostano leggermente verso valori inferiori all'aumentare della corrente, ma rimangono entro un intervallo ristretto.

4.5 Distribuzione Spettrale

La Fig. 1-12 mostra l'intensità spettrale relativa in funzione della lunghezza d'onda. Il picco di emissione è intorno ai 450 nm (blu) con una componente fosforo ampia da 520 nm a 700 nm, che conferisce l'aspetto bianco complessivo.

4.6 Diagramma di Radiazione

La Fig. 1-13 illustra le caratteristiche angolari di radiazione. L'intensità luminosa rimane superiore all'80% del massimo entro ±40° e scende al 50% a circa ±70°, confermando un angolo di visione molto ampio di 140°.

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

5.1 Dimensioni del Package

Il LED è alloggiato in un package da 3.2 mm × 1.6 mm × 0.7 mm con una vista dall'alto che mostra due pad di anodo/catodo. La vista dal basso indica un layout di pad con un catodo di 1.40 mm × 1.70 mm e un pad anodo più piccolo. La vista laterale mostra un'altezza della lente di 0.70 mm e uno spessore complessivo di 0.70 mm. Vengono forniti schemi di saldatura consigliati con un pad di 1.50 mm × 1.60 mm per ciascun elettrodo e una distanza di 2.10 mm tra i pad. La polarità è marcata come mostrato in Fig. 1-4.

5.2 Nastrino Porta-LED e Bobina

I LED sono confezionati in nastrini porta-LED con un passo di 2.00 mm, larghezza 8.00 mm e cavità con dimensioni corrispondenti al package. Ogni bobina contiene 4000 pezzi. La bobina ha un diametro esterno di 178 mm ± 1 mm, diametro del mozzo di 60 mm ± 0.1 mm e larghezza di 13.0 mm ± 0.5 mm. Un segno di polarità è stampato sul nastrino per indicare l'orientamento durante il prelievo e posizionamento.

5.3 Etichetta e Sacco Barriera contro l'Umidità

Ogni bobina è etichettata con numero parte, numero specifica, numero lotto, codice bin, flusso luminoso (Ф), bin cromatico (XY), tensione diretta (VF), lunghezza d'onda (WLD), quantità e data di produzione. La bobina è sigillata in un sacco barriera contro l'umidità con essiccante e una scheda indicatrice di umidità. Il sacco viene poi inserito in una scatola di cartone per la spedizione.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Si raccomanda una saldatura a rifusione standard senza piombo con una temperatura di picco di 260°C e un tempo sopra 217°C di 60–150 secondi. Il preriscaldamento da 150°C a 200°C dovrebbe durare 60–120 secondi. La velocità di raffreddamento non deve superare 6°C/s. È consentito un massimo di due cicli di rifusione, con un tempo di attesa di almeno 24 ore tra i cicli se i LED sono stati conservati in un ambiente non secco.

6.2 Saldatura a Mano e Rilavorazione

Se è necessaria la saldatura manuale, utilizzare un saldatore impostato al di sotto di 300°C per non più di 3 secondi per pad e l'operazione deve essere eseguita una sola volta. La rilavorazione dovrebbe essere evitata; se inevitabile, utilizzare un saldatore a doppia testa per riscaldare entrambi i pad simultaneamente. Evitare sollecitazioni meccaniche e raffreddamento rapido dopo la saldatura.

6.3 Condizioni di Stoccaggio e Cottura

Prima di aprire il sacco barriera contro l'umidità, i LED possono essere conservati fino a 1 anno a ≤30°C e ≤75% UR. Dopo l'apertura, i LED devono essere utilizzati entro 168 ore a ≤30°C e ≤60% UR. Se il tempo di esposizione supera le 168 ore o l'indicatore di umidità mostra umidità eccessiva, è necessaria una cottura a 60°C ± 5°C per 24 ore prima della rifusione.

7. Raccomandazioni Applicative

Questo LED bianco è ideale per indicatori ottici, interruttori, simboli, retroilluminazione di display ed elettrodomestici. I progettisti devono assicurarsi che il circuito di pilotaggio limiti la corrente ai valori massimi assoluti e includa un resistore in serie per evitare fuga termica. Grazie all'ampio angolo di visione (140°), il LED è adatto per applicazioni che richiedono una distribuzione uniforme della luce su un'ampia area. Per ambienti ad alta temperatura, è necessaria una riduzione della corrente diretta come indicato in Fig. 1-10.

8. Vantaggi Tecnici Comparativi

Rispetto ai LED bianchi tradizionali da 3.2×1.6 mm, questo prodotto offre un intervallo di binning di tensione più ampio (2.7–3.5 V) e passi di binning di intensità più fini (intervalli di 50 mcd), consentendo un abbinamento ottico più stretto in array di LED multipli. L'angolo di visione di 140° è più ampio rispetto ai tipici dispositivi a 120°, migliorando l'uniformità nelle applicazioni di retroilluminazione e indicatori. La resistenza termica specificata di 450°C/W è relativamente bassa per questo formato di package, favorendo la dissipazione del calore.

9. Domande Frequenti

D: Posso utilizzare questo LED in applicazioni esterne?R: L'intervallo di temperatura operativa è da -40°C a +85°C, rendendolo adatto per applicazioni interne e alcune esterne, ma potrebbe essere necessaria una protezione ambientale aggiuntiva (ad esempio, rivestimento conforme) per atmosfere ad alta umidità o corrosive.
D: Come gestire la sensibilità alle scariche elettrostatiche (ESD)?R: Il LED ha una classificazione ESD HBM di 1000 V. Utilizzare precauzioni standard contro le scariche elettrostatiche, comprese postazioni di lavoro con messa a terra, ionizzatori e imballaggi conduttivi.
D: Quali solventi di pulizia sono sicuri?R: Si consiglia l'alcol isopropilico. Evitare solventi che potrebbero attaccare l'incapsulante in silicone. La pulizia a ultrasuoni non è raccomandata.
D: Perché la tensione diretta è suddivisa in bin così fini?R: Il binning fine consente coerenza nella luminosità e nel colore in applicazioni in cui più LED sono pilotati in parallelo senza regolazione individuale della corrente.

10. Caso Pratico di Applicazione

In un tipico elettrodomestico (ad esempio, display di una lavatrice), quattro LED nello stesso bin di intensità e tensione vengono utilizzati per fornire una retroilluminazione uniforme. L'ampio angolo di visione di 140° garantisce leggibilità da qualsiasi direzione. I LED vengono saldati su un PCB con pad termici collegati a un piano di rame per la dissipazione del calore. I test di affidabilità eseguiti secondo la specifica non hanno mostrato guasti dopo 1000 ore di test di vita a 20 mA e 25°C ambiente.

11. Principio di Funzionamento

Il LED bianco è costituito da un chip flip o verticale InGaN/GaN a emissione blu rivestito con un fosforo giallo YAG:Ce. La luce blu del chip eccita parzialmente il fosforo, che emette luce gialla. La combinazione di luce blu residua e gialla produce luce bianca. La temperatura di colore correlata esatta (CCT) dipende dalla composizione e dallo spessore del fosforo; i bin tipici sono nella regione del bianco freddo (intorno a 5000K–7000K) in base alle coordinate cromatiche fornite.

12. Tendenze di Sviluppo

Le tendenze in corso nel settore LED includono ulteriore miniaturizzazione (ad esempio, package 2.0×1.2 mm), maggiore efficacia luminosa (obiettivo >130 lm/W per questo footprint), migliore stabilità del fosforo e resistenza termica ridotta attraverso materiali di substrato avanzati. L'integrazione di più chip in un unico package (CSP) e tolleranze di binning più fini (ellisse di MacAdam a 0,5 passi) stanno diventando standard per applicazioni di fascia alta.