LED Giallo 3.0x1.4x0.52mm - Tensione 2.8-3.3V - 660mW - Grado Automotive - Scheda Tecnica Italiana

1. Panoramica del prodotto

Questo LED SMD giallo è fabbricato utilizzando un chip blu combinato con conversione di fosforo giallo. Il package è di tipo EMC (Epoxy Molding Compound) con dimensioni di 3,00mm x 1,40mm x 0,52mm, consentendo design ultra-sottili per applicazioni con vincoli di spazio. Il LED offre un angolo di visione estremamente ampio di 120 gradi, rendendolo ideale per una distribuzione uniforme della luce nell'illuminazione automobilistica interna ed esterna. È completamente compatibile con i processi standard di assemblaggio SMT e saldatura a riflusso, fornito su nastro e bobina con un livello di sensibilità all'umidità di 2 (MSL2). Il prodotto è conforme RoHS e il suo piano di test di qualificazione segue lo standard di test di stress AEC-Q102 per semiconductori discreti di grado automobilistico.

1.1 Caratteristiche

• Il package EMC fornisce robustezza meccanica e eccellente dissipazione del calore.
• Angolo di visione estremamente ampio (2θ1/2 = 120° tipico).
• Adatto a tutti i processi di assemblaggio SMT e saldatura.
• Disponibile su nastro e bobina (5.000 pz/bobina).
• Livello di sensibilità all'umidità: Livello 2 (dopo l'apertura, conservare a ≤30°C/60%UR, utilizzare entro 24 ore).
• Conforme RoHS.
• Qualificato secondo le linee guida AEC-Q102 per test di stress automobilistici.

1.2 Applicazioni

Illuminazione automobilistica – sia interna (cruscotto, luci d'ambiente) che esterna (luci laterali, indicatori di direzione, luci posteriori). L'ampio angolo di visione e l'elevata efficienza luminosa lo rendono adatto per illuminazione di indicazione e decorativa dove è richiesto un aspetto uniforme.

2. Parametri tecnici (Ts=25°C)

2.1 Caratteristiche elettriche e ottiche (IF=140mA)

• Tensione diretta (VF): Min 2,8V, Tip –, Max 3,3V
• Corrente inversa (IR): a VR=5V, Max 10μA
• Flusso luminoso (Φ): Min 33,4 lm, Max 45,3 lm
• Angolo di visione (2θ1/2): Tip 120°
• Resistenza termica (Rth JS reale): Tip 38°C/W, Max 47°C/W
• Resistenza termica (Rth JS elettrica): Tip 28°C/W, Max 35°C/W
• Efficienza di conversione fotoelettrica a 25°C, modalità impulso: ηe = 27%

2.2 Valori massimi assoluti

• Potenza dissipata (PD): Max 660 mW
• Corrente diretta (IF): Max 200 mA
• Corrente diretta di picco (IFP): Max 350 mA (1/10 duty, impulso 10ms)
• Tensione inversa (VR): Max 5 V
• ESD (HBM): Max 8000 V
• Temperatura operativa (TOPR): da -40°C a +125°C
• Temperatura di stoccaggio (TSTG): da -40°C a +125°C
• Temperatura di giunzione (TJ): Max 150°C

3. Sistema di binning (IF=140mA)

3.1 Binning di tensione diretta e flusso luminoso

Il LED è suddiviso in bin di tensione (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) e bin di flusso luminoso (MB: 33,4-37 lm, NA: 37-40,9 lm, NB: 40,9-45,3 lm). Il codice bin stampato sull'etichetta rappresenta una combinazione di bin di tensione e flusso, ad es., G1MB.

3.2 Binning cromatico

Il diagramma cromatico CIE definisce due bin di colore per l'emissione gialla: AM1 e AM2. Entrambi rientrano nella regione standard di colore ECE per ambra automobilistico. Le coordinate per AM1: (0,5490;0,4250), (0,5620;0,4380), (0,5790;0,4210), (0,5625;0,4160). Per AM2: (0,5575;0,4195), (0,5750;0,4250), (0,5885;0,4110), (0,5760;0,4070).

4. Curve tipiche delle caratteristiche ottiche

4.1 Tensione diretta vs Corrente diretta (Fig. 1-7)

La curva mostra che a 2,8V la corrente è quasi zero, aumentando rapidamente fino a circa 140mA a 3,2V e raggiungendo circa 200mA a 3,4V. Ciò sottolinea la necessità di pilotaggio a corrente costante per evitare fuga termica.

4.2 Flusso luminoso relativo vs Corrente diretta (Fig. 1-8)

Il flusso relativo aumenta quasi linearmente con la corrente da 20mA a 200mA. A 140mA il flusso relativo è circa 100% (riferimento), e a 200mA raggiunge circa 140%.

4.3 Flusso luminoso relativo vs Temperatura di giunzione (Fig. 1-9)

All'aumentare della temperatura di giunzione da -40°C a 150°C, il flusso luminoso relativo diminuisce approssimativamente in modo lineare. A 125°C, il flusso è circa l'80% del valore a 25°C, mostrando una moderata sensibilità termica tipica dei LED a conversione di fosforo.

4.4 Corrente diretta massima vs Temperatura di saldatura (Fig. 1-10)

Per mantenere la temperatura di giunzione entro i limiti, la corrente diretta massima consentita diminuisce all'aumentare della temperatura del punto di saldatura. A Ts=25°C, IF,max = 200mA; a Ts=125°C, IF,max scende a circa 40mA.

4.5 Variazione della tensione vs Temperatura di giunzione (Fig. 1-11)

La tensione diretta diminuisce con l'aumentare della temperatura a un tasso di circa -2mV/°C. Questo effetto deve essere considerato nella progettazione del circuito per evitare un aumento della corrente nei pilotaggi a tensione costante.

4.6 Diagramma di radiazione (Fig. 1-12)

Il diagramma di radiazione è di tipo Lambertiano, con intensità che scende al 50% a ±60°, confermando l'angolo di visione di 120° (larghezza a metà altezza).

4.7 Variazione delle coordinate cromatiche vs Temperatura e Corrente (Fig. 1-13, 1-14)

Sia ΔCx che ΔCy variano entro ±0,01 sull'intero intervallo di temperatura e ±0,005 sull'intervallo di corrente, indicando una buona stabilità del colore.

4.8 Distribuzione spettrale (Fig. 1-15)

Lo spettro di emissione ha un picco intorno a 590-595nm (giallo) con una larghezza a metà altezza di circa 40nm. Il picco della pompa blu vicino a 455nm è completamente assorbito dal fosforo, confermando una conversione efficiente.

5. Informazioni meccaniche e di imballaggio

5.1 Dimensioni del package

Le dimensioni del corpo LED sono 3,00±0,2mm di lunghezza, 1,40±0,2mm di larghezza e 0,52±0,2mm di altezza. La vista dall'alto mostra un contorno rettangolare con un'area di emissione luminosa centrata. La vista posteriore identifica i terminali catodo e anodo: il pad più grande è tipicamente il catodo (marcato con il simbolo "-"). Il layout consigliato del pad PCB comprende un pad di 2,10mm x 0,86mm per il catodo e un pad di 1,60mm x 0,86mm per l'anodo, con una distanza di 0,50mm tra di loro.

5.2 Identificazione della polarità

Il lato del catodo è indicato da un segno più piccolo (ad esempio una tacca o un punto) sulla parte superiore del package. Il lato posteriore ha una chiara marcatura "+" e "-".

6. Linee guida per la saldatura e l'assemblaggio

6.1 Profilo di saldatura a riflusso

Il profilo di riflusso raccomandato include: preriscaldo da 150°C a 200°C in 60-120 secondi; rampa verso il picco ≤3°C/s; tempo sopra 217°C (TL) max 60 secondi; temperatura di picco (TP) 260°C con tempo di permanenza ≤10 secondi entro 5°C dal picco; raffreddamento ≤6°C/s. Il tempo totale da 25°C al picco non deve superare 8 minuti. Non eseguire più di due passaggi di riflusso; se l'intervallo tra i passaggi supera le 24 ore, il LED potrebbe danneggiarsi a causa dell'assorbimento di umidità.

6.2 Riparazione e manipolazione

Non è consigliata la riparazione dopo la saldatura. Se inevitabile, utilizzare un saldatore a doppia punta e verificare che le caratteristiche del LED non vengano degradate. Durante la manipolazione, non applicare pressione sulla superficie dello stampaggio in silicone. Utilizzare ugelli sottovuoto adeguati con forza controllata. Evitare di piegare il PCB dopo la saldatura per evitare stress meccanici sui giunti di saldatura.

7. Informazioni sull'imballaggio e l'ordinazione

7.1 Nastro porta-componenti e bobina

I LED sono imballati in nastro porta-componenti (larghezza 8mm) con 5.000 unità per bobina. La bobina misura 178mm di diametro, 60mm di larghezza, 13mm di diametro del mozzo. La testa e la coda del nastro hanno ciascuna 80-100 tasche vuote.

7.2 Imballaggio resistente all'umidità ed etichetta

Ogni bobina è inserita in un sacchetto barriera all'umidità con un essiccante e una carta indicatrice di umidità. Il sacchetto è sigillato ed etichettato con numero parte, numero specifica, numero lotto, codice bin, quantità e data. L'etichetta include anche flusso luminoso, bin cromatico, bin di tensione diretta e codice lunghezza d'onda.

7.3 Condizioni di conservazione

Prima dell'apertura: ≤30°C, ≤75% UR, entro 1 anno dalla data di imballaggio. Dopo l'apertura: ≤30°C, ≤60% UR, utilizzare entro 24 ore. Se l'essiccante è sbiadito o il tempo di conservazione è stato superato, cuocere a 60±5°C per ≥24 ore prima dell'uso.

8. Elementi di test di affidabilità

Il LED ha superato i seguenti test secondo gli standard AEC-Q102 e JEDEC:

• Riflusso (260°C picco, 10 sec): 2 cicli, 0/1 guasto.
• MSL2 (85°C/60%UR, 168 ore): 0/1 guasto.
• Shock termico (-40°C a +125°C, 1000 cicli): 0/1 guasto.
• Test di vita (Ta=105°C, IF=140mA, 1000 ore): 0/1 guasto.
• Test di vita ad alta temperatura e alta umidità (85°C/85%UR, IF=140mA, 1000 ore): 0/1 guasto.

Criteri di guasto: VF > 1,1×U.S.L, IR > 2,0×U.S.L, flusso luminoso<0,7×L.S.L.

9. Precauzioni di manipolazione

9.1 Contaminanti ambientali

I composti di zolfo nell'ambiente o nei materiali di accoppiamento non devono superare 100 ppm per prevenire la corrosione dei componenti in argento. Il contenuto di alogeni (Br, Cl) deve essere singolarmente<900 ppm e totale<1500 ppm. I COV (composti organici volatili) provenienti dai materiali degli apparecchi possono penetrare nel silicone e causare scolorimento; si consiglia il test di compatibilità.

9.2 Scarica elettrostatica (ESD) e sovratensione elettrica (EOS)

Il LED ha una tensione di tenuta ESD di 8 kV (HBM). Tuttavia, devono essere osservate le precauzioni standard ESD, inclusi postazioni di lavoro con messa a terra e ionizzatori. Non applicare mai tensione inversa; assicurarsi che la progettazione del circuito consenta solo polarizzazione diretta durante il funzionamento.

9.3 Gestione termica

A causa di una resistenza termica fino a 47°C/W (reale), è fondamentale un adeguato smaltimento del calore. La temperatura di giunzione non deve superare i 150°C. Ridurre la corrente diretta in modo appropriato a temperature ambiente elevate. Utilizzare simulazioni o misurazioni termiche per verificare il progetto.

10. Note applicative e considerazioni di progettazione

10.1 Progettazione del circuito

Si consiglia vivamente un driver a corrente costante per mantenere un flusso luminoso stabile e prevenire la fuga termica. Se si utilizza un resistore per la limitazione della corrente, tenere conto del coefficiente di temperatura negativo di VF. Per array in serie/parallelo, considerare lo squilibrio di corrente dovuto al binning di VF e all'accoppiamento termico.

10.2 Layout PCB

Utilizzare le dimensioni consigliate del pad di saldatura. Assicurare una sufficiente area di rame per la dissipazione del calore, in particolare sul pad del catodo che è il percorso termico principale. Evitare bordi taglienti nei tracciati per ridurre il rischio ESD.

10.3 Pulizia

Se è necessaria la pulizia post-saldatura, utilizzare alcol isopropilico. Non utilizzare pulizia a ultrasuoni poiché potrebbe danneggiare i bond dei fili o il silicone. Verificare che altri solventi non attacchino il package.

11. Principio di funzionamento

Il LED giallo utilizza un chip InGaN che emette luce blu, rivestito con un fosforo YAG:Ce che converte in giù una parte della luce blu in luce gialla. La miscela di blu e giallo produce un colore ambra percepito. Il fosforo è disperso in una matrice di silicone che funge anche da ottica primaria. Questo approccio raggiunge un'elevata efficienza (27% di conversione fotoelettrica) e un'eccellente stabilità del colore al variare della temperatura e della corrente.

12. Confronto con altri tipi di LED

Rispetto ai LED gialli a emissione diretta AlInGaP, l'approccio a conversione di fosforo offre una maggiore sintonizzabilità del colore, una migliore stabilità termica della lunghezza d'onda e una maggiore robustezza ESD (8kV contro tipici 2kV per AlInGaP). Tuttavia, l'emissione diretta AlInGaP può avere uno spettro più stretto e un'efficienza potenzialmente maggiore a basse correnti. Per applicazioni automobilistiche che richiedono bin cromatici rigorosi e lunga durata, il package EMC e la qualifica AEC-Q102 rendono questo LED una scelta preferita.

13. Casi applicativi tipici

• Illuminazione ambientale interna automobilistica: strisce lungo il cruscotto o i pannelli delle porte che richiedono luce gialla uniforme.
• Indicatori di direzione esterni: combinati con LED rossi per ottenere illuminazione dinamica.
• Luci di posizione per veicoli fuoristrada: dove sono necessari elevata affidabilità e ampio intervallo di temperatura.
• Indicatori del quadro strumenti: retroilluminazione per simboli di avviso.

14. Domande frequenti (FAQ)

• D: Qual è la tipica tensione diretta a 140mA?Tipicamente intorno a 3,0-3,1V, a seconda del bin. La scheda tecnica fornisce un intervallo di 2,8-3,3V.
• D: Posso pilotare questo LED a 200mA in modo continuo?Sì, a condizione che la temperatura di saldatura sia ≤25°C e che un adeguato smaltimento del calore mantenga la giunzione al di sotto di 150°C. A temperature ambiente più elevate è necessario il derating.
• D: Qual è il significato dei valori di resistenza termica?Rth JS reale (38°C/W) rappresenta il percorso termico dalla giunzione al punto di saldatura in condizioni reali; Rth JS elettrica (28°C/W) deriva da metodi elettrici. Entrambi sono misurati a 140mA e 25°C. Utilizzare il valore reale per la progettazione termica worst-case.
• D: Come conservare le bobine aperte?Dopo l'apertura, conservare in un armadio asciutto a<30°C e<60% UR e utilizzare entro 24 ore. Se superato, cuocere a 60°C per 24 ore prima dell'uso.

15. Tendenze di sviluppo

La domanda di LED di grado automobilistico continua a crescere con l'adozione di sistemi di illuminazione avanzati. Ci si aspetta che i LED gialli a conversione di fosforo vedano miglioramenti nell'efficienza (ad es., >30% di conversione fotoelettrica), maggiore stabilità termica della cromaticità e dimensioni del package ancora più piccole (ad es., 2.5x1.2mm). L'integrazione di più colori in un unico package e la compatibilità con i sistemi ADB (adaptive driving beam) sono tendenze emergenti. L'uso di substrati ceramici anziché EMC potrebbe ulteriormente migliorare le prestazioni termiche per applicazioni ad alta potenza.