Scheda Tecnica LED Giallo PLCC-2 Vista Laterale - Package 3.2x2.8x1.9mm - Tensione 2.2V - Potenza 0.11W - Documento Tecnico

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED ad alte prestazioni, a emissione gialla, in package PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier) per montaggio superficiale a vista laterale. Progettato principalmente per ambienti impegnativi, presenta una costruzione robusta, un'elevata intensità luminosa e un ampio angolo di visione, rendendolo la scelta ideale per applicazioni di retroilluminazione e indicatori dove lo spazio è limitato e l'affidabilità è fondamentale.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I vantaggi principali di questo componente LED includono il suo fattore di forma compatto a vista laterale, che consente l'illuminazione dal bordo di un PCB, un'eccellente emissione luminosa per le dimensioni del package e certificazioni di affidabilità avanzate. È specificamente progettato per mercati che richiedono durabilità a lungo termine e stabilità delle prestazioni. L'applicazione target principale èl'Illuminazione Interna Automotive, come la retroilluminazione per interruttori, indicatori del cruscotto e pannelli di controllo. Le sue qualifiche lo rendono adatto anche ad altre applicazioni dove è necessaria la resistenza a fattori ambientali come lo zolfo e le alte temperature operative.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Una comprensione approfondita dei parametri elettrici, ottici e termici è cruciale per una corretta progettazione del circuito e per garantire l'affidabilità a lungo termine.

2.1 Caratteristiche Fotometriche e Ottiche

Le prestazioni fondamentali del LED sono definite in condizioni di test standard con una corrente diretta (I_F) di 50mA.

• Intensità Luminosa Tipica (I_V):2800 millicandele (mcd). Questa è una misura della luminosità percepita in una direzione specifica. Il valore minimo garantito è 2240 mcd, e il massimo può raggiungere fino a 4500 mcd, indicando una potenziale variazione unità per unità gestita dal sistema di binning.
• Angolo di Visione (2θ_½):120 gradi. Questo ampio angolo di visione garantisce un'illuminazione uniforme su un'ampia area, essenziale per applicazioni a vista laterale dove la luce deve essere dispersa lateralmente.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):591 nm (Tipica), con un intervallo da 588 nm a 594 nm. Questo parametro definisce il colore percepito della luce gialla. La tolleranza stretta (±1nm) garantisce una produzione di colore coerente tra diversi lotti di produzione.

La misura del flusso luminoso ha una tolleranza dichiarata di ±11%, e tutte le misurazioni sono riferite a una temperatura del pad termico di 25°C.

2.2 Parametri Elettrici e Termici

• Tensione Diretta (V_F):2,20V (Tipica) a 50mA, con un intervallo da 1,75V a 2,75V. Questo parametro è critico per progettare il circuito di limitazione della corrente. La tolleranza di misura è ±0,05V.
• Corrente Diretta (I_F):Il dispositivo è classificato per una corrente diretta continua tra 5 mA (minima per il funzionamento) e 70 mA (massima assoluta). La corrente operativa tipica è 50mA.
• Resistenza Termica:Sono forniti due valori:
  • R_{thJS Reale}:85 K/W (Tipica), 100 K/W (Max). Rappresenta la resistenza termica effettiva dalla giunzione del semiconduttore al punto di saldatura.
  • R_{thJS Elettrica}:60 K/W (Tipica), 85 K/W (Max). Questo valore è spesso derivato da metodi di misurazione elettrica ed è tipicamente inferiore al valore reale. I progettisti dovrebbero utilizzare il valoreR_{thJS Reale}(85 K/W) per calcoli accurati di gestione termica, per garantire che la temperatura di giunzione (T_J) non superi il suo valore massimo.

3. Valori Massimi Assoluti e Affidabilità

Superare questi limiti può causare danni permanenti al dispositivo.

• Dissipazione di Potenza (P_d):192 mW.
• Temperatura di Giunzione (T_J):125 °C.
• Temperatura Operativa (T_opr):-40 °C a +110 °C. Questo ampio intervallo è essenziale per applicazioni automotive.
• Temperatura di Stoccaggio (T_stg):-40 °C a +110 °C.
• Sensibilità ESD (HBM):2 kV. Indica un livello moderato di protezione dalle scariche elettrostatiche. Dovrebbero comunque essere seguite le corrette procedure di manipolazione ESD durante l'assemblaggio.
• Corrente di Sovratensione (I_FM):100 mA per impulsi ≤10 μs con un ciclo di lavoro molto basso (D=0,005).
• Robustezza allo Zolfo:Classe A1. Questa certificazione indica che la resina e i materiali del LED sono resistenti alla corrosione causata da atmosfere contenenti zolfo, un problema comune in alcuni ambienti industriali e automotive.
• Saldatura:Resiste alla saldatura a rifusione a 260°C per 30 secondi.
• Conformità:Il componente è conforme a RoHS, REACH ed è privo di alogeni (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fornisce diversi grafici che illustrano il comportamento del dispositivo in condizioni variabili.

4.1 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)

Il grafico mostra la relazione esponenziale tipica dei LED. Al punto operativo consigliato di 50mA, la tensione è centrata attorno a 2,2V. I progettisti devono garantire che il circuito di pilotaggio possa fornire una corrente stabile all'interno di questa finestra di tensione.

4.2 Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta

Questa curva dimostra che l'emissione luminosa aumenta con la corrente ma inizia a mostrare segni di saturazione a correnti più elevate (avvicinandosi a 70mA). Operare a 50mA fornisce un buon equilibrio tra luminosità ed efficienza/generazione di calore.

4.3 Dipendenza dalla Temperatura

Tre grafici chiave illustrano gli effetti termici:Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura di Giunzione:L'emissione luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura. Alla temperatura massima di giunzione di 125°C, l'emissione è circa il 60-70% del suo valore a 25°C. Questo deve essere considerato nei calcoli della luminosità per ambienti ad alta temperatura.Tensione Diretta Relativa vs. Temperatura di Giunzione:La tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo, diminuendo di circa 2mV/°C. Questa caratteristica può talvolta essere utilizzata per il rilevamento indiretto della temperatura.Lunghezza d'Onda Relativa vs. Temperatura di Giunzione:La lunghezza d'onda dominante si sposta leggermente con la temperatura (circa +0,1 nm/°C). Questo è generalmente trascurabile per applicazioni di indicatori gialli, ma viene notato per usi critici per il colore.

4.4 Curva di Derating della Corrente Diretta

Questo è un grafico critico per l'affidabilità. Mostra la massima corrente diretta continua ammissibile in funzione della temperatura della piazzola di saldatura (T_S). Ad esempio, a una temperatura della piazzola di 110°C, la corrente massima consentita scende a 55mA. Alla temperatura massima assoluta della piazzola, la corrente deve essere ridotta a 5mA. Questa curva deve essere utilizzata per garantire che il LED non sia sovralimentato per la sua temperatura operativa.

4.5 Capacità di Gestione degli Impulsi Ammissibili

Questo grafico definisce la massima corrente a impulso singolo che il LED può gestire per durate molto brevi (microsecondi a millisecondi) a vari cicli di lavoro. Consente progettazioni che richiedono lampi brevi e ad alta intensità.

5. Spiegazione del Sistema di Binning

Per gestire le variazioni di produzione, i LED vengono suddivisi in bin di prestazione. Il numero di parte probabilmente include codici che specificano il suo bin per i parametri chiave.

5.1 Binning dell'Intensità Luminosa

La tabella fornita elenca una struttura di binning estesa da L1 (11,2-14 mcd) fino a GA (18000-22400 mcd). La parte tipica, con 2800 mcd, rientra nel binCACA (2800-3550 mcd). I progettisti devono specificare il bin di intensità richiesto per garantire una luminosità coerente tra tutte le unità in un prodotto.

5.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

La lunghezza d'onda è suddivisa in bin con passi di 3nm. Il valore tipico di 591 nm corrisponde al bin8891588 (588-591 nm) o al bin9194591 (591-594 nm). Specificare un bin di lunghezza d'onda stretto è cruciale per la coerenza del colore, specialmente in array multi-LED.

5.3 Binning della Tensione Diretta

Lo snippet mostra un codice di bin di tensione "1012" con un intervallo da 1,0V a 1,2V, che sembra incoerente con il tipico 2,2V. Questo potrebbe essere un errore nel testo fornito o riferirsi a una variante di prodotto diversa. Tipicamente, V_Fè suddivisa in bin con passi come 0,1V o 0,2V (es. 2,0-2,2V, 2,2-2,4V).

6. Informazioni Meccaniche, di Confezionamento e Montaggio

6.1 Dimensioni Meccaniche e Polarità

Il LED utilizza un package standard PLCC-2 per montaggio superficiale. Le dimensioni esatte (lunghezza, larghezza, altezza) e il layout delle piazzole sono definiti nella sezione del disegno meccanico. Il package include una lente modellata per ottenere l'angolo di visione di 120 gradi. La polarità è indicata da un segno del catodo sul corpo del package; collegare il dispositivo in polarizzazione inversa non è previsto per il funzionamento.

6.2 Piazzola di Saldatura Consigliata e Profilo di Rifusione

Viene fornito un land pattern consigliato (progetto della piazzola di saldatura) per garantire una corretta saldatura e stabilità meccanica. Il profilo di saldatura a rifusione è specificato con una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 30 secondi. Rispettare questo profilo è essenziale per prevenire danni termici al package plastico e all'attacco interno del die.

6.3 Informazioni sul Confezionamento

I LED sono forniti su nastro e bobina per compatibilità con le attrezzature di assemblaggio automatiche pick-and-place. Le specifiche della bobina (larghezza del nastro, spaziatura delle tasche, diametro della bobina) sono standardizzate per adattarsi alle comuni macchine per assemblaggio SMT.

7. Linee Guida Applicative e Considerazioni di Progettazione

7.1 Circuiti Applicativi Tipici

Questo LED richiede una sorgente di corrente costante o una resistenza limitatrice di corrente in serie con un'alimentazione di tensione. Il valore della resistenza può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Utilizzando il V_Fmassimo (2,75V) per questo calcolo si garantisce che la corrente non superi il limite anche con variazioni unità per unità. Per un'alimentazione di 5V e un target di 50mA: R = (5V - 2,75V) / 0,05A = 45 Ohm. Una resistenza standard da 47 Ohm sarebbe appropriata. La potenza nominale della resistenza dovrebbe essere almeno P = I²² * R = (0,05)² * 47 = 0,1175W, quindi una resistenza da 1/4W è sufficiente.²* 47 = 0.1175W, so a 1/4W resistor is sufficient.

7.2 Gestione Termica

Uno smaltimento efficace del calore è vitale per mantenere luminosità e longevità. Utilizzando la R_{thJS Reale}di 85 K/W: Se il LED dissipa P_d= V_F* I_F= 2,2V * 0,05A = 0,11W, l'incremento di temperatura dalla giunzione al punto di saldatura è ΔT = R_th* P = 85 * 0,11 ≈ 9,4°C. Se la temperatura della piazzola sul PCB è 80°C, la temperatura di giunzione T_Jsarebbe ~89,4°C, che è entro il limite di 125°C. I progettisti devono garantire che il PCB stesso possa dissipare calore per mantenere la temperatura della piazzola il più bassa possibile.

7.3 Precauzioni per l'Uso

• Osservare sempre la polarità per prevenire danni.
• Non operare al di sotto di 5mA, come indicato sulla curva di derating.
• Implementare una corretta protezione ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio.
• Seguire precisamente il profilo di rifusione consigliato.
• Considerare gli effetti della temperatura sull'intensità luminosa e sulla lunghezza d'onda per l'applicazione finale.
• Per uso automotive, assicurarsi che la progettazione del circuito possa gestire i transienti specifici del sistema elettrico del veicolo, come il load dump.

8. Confronto Tecnico e FAQ

8.1 Differenziazione dai LED Standard

Questo LED si differenzia attraverso la combinazione difattore di forma a vista laterale, alta luminosità (2800mcd)in un package piccolo, ecertificazioni di robustezza (AEC-Q102, Zolfo A1). Rispetto a un LED PLCC-2 standard a vista dall'alto, emette luce lateralmente, consentendo design ottici unici. Rispetto ad altri LED a vista laterale, la sua qualifica AEC-Q102 mira specificamente ai rigorosi requisiti di affidabilità dell'elettronica automotive.

8.2 Domande Frequenti Basate sui Parametri

D: Posso pilotare questo LED con 3,3V senza una resistenza?

R: No. Con una V_Ftipica di 2,2V, collegarlo direttamente a 3,3V causerebbe un flusso di corrente eccessivo, potenzialmente superando il valore massimo assoluto e distruggendo il LED. È sempre necessaria una resistenza limitatrice di corrente o un regolatore.

D: Perché l'intensità luminosa è misurata in mcd invece che in lumen?

R: Le millicandele (mcd) misurano l'intensità luminosa, che è la luce emessa in una direzione specifica. I lumen misurano il flusso luminoso totale (luce in tutte le direzioni). Per un componente direzionale come un LED a vista laterale con un angolo di visione definito, i mcd sono la metrica più rilevante. Il flusso totale può essere approssimato se è nota la distribuzione angolare.

D: Cosa significa "Robustezza allo Zolfo Classe A1" per il mio design?

R: Significa che la resina di incapsulamento e i materiali del LED sono formulati per resistere all'annerimento o alla corrosione causati da acido solfidrico e altri gas solforosi. Questo è critico in applicazioni come l'automotive (dove alcuni materiali dell'abitacolo possono rilasciare zolfo), ambienti industriali o luoghi con alto inquinamento. Migliora l'affidabilità a lungo termine e mantiene l'emissione luminosa.

D: Come interpreto i codici di binning nel numero di parte?

R: Il numero di parte (es. 57-21R-UY0501H-AM) contiene codici incorporati. Sebbene la scomposizione completa non sia fornita qui, segmenti come "UY" indicano probabilmente il colore (Giallo), e altri caratteri specificano il bin di intensità luminosa (es. CA per 2800mcd) e il bin di lunghezza d'onda. Consultare la guida completa d'ordine del produttore per una decodifica precisa.

9. Principi Operativi e Tendenze

9.1 Principio Operativo di Base

Questo è un diodo a emissione luminosa (LED) semiconduttore. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la sua energia di bandgap, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del chip semiconduttore (tipicamente basato su materiali come AlInGaP per la luce gialla), rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica del materiale e il drogaggio determinano la lunghezza d'onda dominante (colore) della luce emessa.

9.2 Tendenze del Settore

La tendenza per tali componenti è versoun'efficienza più elevata(più luce emessa per watt di ingresso elettrico),una maggiore densità di potenzain package più piccoli, especifiche di affidabilità migliorateper soddisfare le esigenze delle applicazioni automotive (AEC-Q102), industriali e outdoor. L'integrazione di funzionalità come protezione elettrostatica integrata e binning più stretto per la coerenza di colore e flusso sono anche comuni. Il passaggio verso materiali privi di alogeni e conformi all'ambiente, come visto in questa scheda tecnica, è un requisito standard del settore guidato dalle normative globali.