LED Bicolore 3.0x2.5x1.4mm - Tensione Diretta 1.8-3.6V/1.8-2.4V - Dissipazione di Potenza 72mW/108mW - Arancione/Blu - Documentazione Tecnica

1. Panoramica del Prodotto

Questo prodotto è un diodo emettitore di luce (LED) bicolore che integra un chip arancione e un chip blu all'interno di un singolo package SMD. Le dimensioni del package sono 3,0mm x 2,5mm x 1,4mm. È progettato per applicazioni generali di indicatori e display dove sono richiesti due colori distinti. Il dispositivo è compatibile con i processi di assemblaggio SMT standard ed è conforme alla direttiva RoHS. Il suo livello di sensibilità all'umidità è classificato come Livello 3, che richiede una corretta manipolazione dopo l'apertura. L'angolo di visione stretto di 60 gradi fornisce un'emissione luminosa focalizzata, rendendolo adatto per applicazioni che richiedono un'elevata direzionalità.

2. Analisi dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Tutte le caratteristiche sono misurate a Ts = 25°C salvo diversa indicazione. Il LED presenta una larghezza di banda spettrale a metà altezza di 15nm per entrambi i chip. La tensione diretta (VF) è suddivisa in più codici per ogni colore per garantire una selezione elettrica precisa. Per il chip arancione, VF varia da 1,8V a 3,6V attraverso i bin da B1 a J0. Per il chip blu, VF varia da 1,8V a 2,4V attraverso i bin da B1 a D2. La lunghezza d'onda dominante (λd) per l'arancione è compresa tra 615nm e 630nm, mentre per il blu è tra 460nm e 470nm, entrambe misurate a 20mA. L'intensità luminosa (IV) a 20mA varia da 230mcd a 1200mcd per entrambi i colori, con molteplici bin di intensità (I00, J00, K00, L00) per una selezione fine. L'angolo di visione (2θ1/2) è di 60 gradi. La corrente inversa a VR=5V è limitata a un massimo di 10μA. La resistenza termica dalla giunzione al punto di saldatura (RTHJ-S) è 450°C/W.

2.2 Valori Massimi Assoluti

I valori massimi assoluti definiscono i limiti oltre i quali il dispositivo potrebbe danneggiarsi. La dissipazione di potenza (Pd) è 72mW per il chip arancione e 108mW per il chip blu. La corrente diretta massima (IF) è 30mA per chip. La corrente diretta di picco (IFP) può raggiungere 60mA con ciclo di lavoro 1/10 e larghezza di impulso 0,1ms. La tolleranza alle scariche elettrostatiche (HBM) è 1000V. La temperatura di funzionamento (Topr) è da -40°C a +85°C, e la temperatura di stoccaggio (Tstg) è anch'essa da -40°C a +85°C. La temperatura di giunzione (Tj) non deve superare 95°C. È fondamentale garantire che la dissipazione di potenza non superi questi limiti e che venga implementata una corretta gestione termica.

3. Sistema di Binning

Il LED è suddiviso in molteplici bin per fornire distribuzioni strette dei parametri chiave. I bin di tensione diretta per entrambi i colori sono definiti secondo la tabella delle specifiche. Per l'arancione: B1 (1,8-1,9V), B2 (1,9-2,0V), C1 (2,0-2,1V), C2 (2,1-2,2V), D1 (2,2-2,3V), D2 (2,3-2,4V), G0 (2,8-3,0V), H0 (3,0-3,2V), I0 (3,2-3,4V), J0 (3,4-3,6V). Per il blu: B1 (1,8-1,9V), B2 (1,9-2,0V), C1 (2,0-2,1V), C2 (2,1-2,2V), D1 (2,2-2,3V), D2 (2,3-2,4V). Bin di lunghezza d'onda dominante: Arancione – D00 (615-620nm), E00 (620-625nm), F00 (625-630nm); Blu – C00 (460-465nm), D00 (465-470nm). Bin di intensità luminosa per entrambi i colori: I00 (230-350mcd), J00 (350-530mcd), K00 (530-800mcd), L00 (800-1200mcd). Il codice bin sull'etichetta fornisce informazioni complete.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Le curve tipiche delle caratteristiche ottiche sono fornite come riferimento di progettazione. La curva tensione diretta vs. corrente diretta (Fig.1-6) mostra la relazione esponenziale tipica dei LED. La curva corrente diretta vs. intensità relativa (Fig.1-7) dimostra che l'emissione luminosa relativa aumenta linearmente con la corrente fino a 30mA. La curva temperatura del pin vs. intensità relativa (Fig.1-8) indica una graduale diminuzione dell'intensità all'aumentare della temperatura, con circa il 10% di riduzione a 100°C. La curva temperatura del pin vs. corrente diretta (Fig.1-9) mostra la derating consentita della corrente diretta all'aumentare della temperatura del pin. Le curve corrente diretta vs. lunghezza d'onda dominante (Fig.1-10, Fig.1-11) rivelano un leggero spostamento verso il rosso per il chip arancione e un leggero spostamento verso il blu per il chip blu all'aumentare della corrente. Lo spettro intensità relativa vs. lunghezza d'onda (Fig.1-12) mostra la distribuzione spettrale di entrambi i chip con picchi di lunghezza d'onda intorno a 623nm per l'arancione e 467nm per il blu. Il diagramma di radiazione (Fig.1-13) conferma un angolo di visione di 60 gradi con una distribuzione tipica di tipo Lambertiano.

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

Le dimensioni del package sono 3,00mm x 2,50mm x 1,40mm con tolleranze di ±0,2mm. La vista dall'alto mostra due chip LED: uno arancione (O) e uno blu (B), con anodo comune e catodi separati secondo la marcatura di polarità nella vista dal basso. I pattern di saldatura (layout dei pad raccomandato) sono forniti per un collegamento termico ed elettrico ottimale. Le dimensioni del nastro trasportatore sono: larghezza 8,00mm, passo 4,00mm, profondità della cavità del componente 1,6mm. Le dimensioni della bobina sono: A=8,0±0,1mm, B=178±1mm, C=60±1mm, D=13,0±0,5mm. Ogni bobina contiene 2500 pezzi. L'etichetta include numero parte, numero specifica, numero lotto, codice bin (incluso flusso, bin cromaticità, tensione diretta, lunghezza d'onda), quantità e data.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Saldatura a Rifusione SMT

Il profilo di rifusione raccomandato è basato sugli standard JEDEC. La velocità media di rampa da Tsmin a Tp non deve superare 3°C/s. Preriscaldamento: Tsmin=150°C, Tsmax=200°C, tempo 60-120s. Tempo sopra 217°C (TL) deve essere 60-150s. Temperatura di picco (Tp) è 260°C con un tempo massimo (tp) di 10s. Il tempo entro 5°C dalla temperatura di picco effettiva è limitato a 30s. La velocità di raffreddamento non deve superare 6°C/s. Il tempo totale da 25°C a Tp deve essere entro 8 minuti. La saldatura a rifusione non deve essere eseguita più di due volte, con almeno 24 ore tra le esecuzioni. Saldatura manuale: temperatura del saldatore sotto 300°C per meno di 3 secondi, una sola volta. La riparazione dopo saldatura non è raccomandata; se inevitabile, utilizzare un saldatore a doppia punta e verificare che le caratteristiche del LED non siano compromesse.

6.2 Precauzioni di Manipolazione

Non montare LED su PCB curvato. Dopo la saldatura, evitare stress meccanici o raffreddamento rapido. L'ambiente operativo deve limitare i composti solforati al di sotto di 100PPM. Il contenuto di alogeni (bromo e cloro) deve essere controllato: singolo<900PPM, totale<1500PPM. I COV provenienti dai materiali del fissaggio possono penetrare l'incapsulamento in silicone e causare scolorimento; si raccomanda un test di compatibilità. Utilizzare alcol isopropilico per la pulizia; la pulizia a ultrasuoni non è raccomandata. Condizioni di stoccaggio: prima dell'apertura, ≤30°C e ≤75% UR, durata di conservazione 1 anno; dopo l'apertura, ≤30°C e ≤60% UR, utilizzo entro 168 ore. Se è stata assorbita umidità, cuocere a 60±5°C per >24 ore.

7. Informazioni su Imballaggio e Ordinazione

I LED sono forniti in confezione tape and reel con 2500 pezzi per bobina. Il nastro trasportatore è antistatico e la bobina è standard EIA-481. Un sacchetto barriera all'umidità con essiccante e indicatore di umidità garantisce lo stoccaggio a secco. La scatola di cartone esterna contiene più bobine per la spedizione in blocco. Le informazioni per l'ordine devono includere il numero parte completo e la specifica del codice bin. Esempio di numero parte: RF-P13025TS-B37 (nota: riferimento interno, l'ordine effettivo deve specificare i bin desiderati).

8. Suggerimenti Applicativi

Quando si progetta un circuito, includere sempre un resistore di limitazione della corrente per evitare correnti eccessive a causa delle variazioni di tensione. Il LED non deve mai essere pilotato oltre i valori massimi assoluti. La gestione termica è critica: assicurare un adeguato dissipatore di calore per mantenere la temperatura di giunzione al di sotto di 95°C. Per il funzionamento bicolore, ogni chip può essere controllato indipendentemente tramite catodi separati. Evitare di applicare tensione inversa poiché potrebbe causare danni. Per applicazioni ad alta affidabilità, considerare la derating della corrente diretta a temperature ambiente elevate. In ambienti con alto contenuto di zolfo o alogeni, selezionare materiali che rispettino i limiti raccomandati. Utilizzare una protezione ESD adeguata durante la manipolazione e l'assemblaggio.

9. Confronto Tecnico

Rispetto all'utilizzo di due LED separati monocolore, questo package dual-chip offre un notevole risparmio di spazio sul PCB, una riduzione del conteggio dei componenti e un miglior allineamento ottico. L'angolo di visione stretto fornisce una maggiore intensità sull'asse, vantaggioso per gli indicatori puntuali. La disponibilità di bin fini consente ai progettisti di abbinare i LED con precisione per colore e luminosità costanti. La resistenza termica è relativamente più alta (450°C/W) rispetto ad alcuni LED di potenza, quindi per applicazioni ad alta corrente la gestione termica deve essere attentamente considerata.

10. Domande Frequenti

D1: Come scelgo il bin di tensione diretta corretto?

Selezionare un bin che corrisponda alla tensione e alla corrente del driver. Per un'alimentazione a 5V con un resistore, scegliere un bin VF che consenta sufficiente margine per la caduta di tensione del resistore.

D2: Qual è l'effetto della temperatura sulla lunghezza d'onda?

All'aumentare della temperatura di giunzione, la lunghezza d'onda dominante si sposta leggermente: l'arancione si sposta verso lunghezze d'onda maggiori (spostamento verso il rosso), il blu si sposta verso lunghezze d'onda minori (spostamento verso il blu). Lo spostamento esatto può essere derivato dalle curve tipiche.

D3: Come devo gestire la sensibilità alle scariche elettrostatiche?

Utilizzare postazioni di lavoro messe a terra, bracciali antistatici e imballaggi conduttivi. Il dispositivo è classificato fino a 1000V HBM, ma eventi ESD più forti possono causare danni.

D4: Qual è la durata di conservazione dopo l'apertura del sacchetto barriera all'umidità?

168 ore a ≤30°C e ≤60% UR. Se non utilizzato entro questo periodo, cuocere prima dell'uso.

11. Esempi Pratici di Applicazione

Le applicazioni tipiche includono indicatori di stato (ad es. arancione per avviso, blu per funzionamento normale), retroilluminazione di interruttori e simboli, e illuminazione generica per display. La capacità bicolore consente segnalazioni a due colori senza richiedere spazio PCB aggiuntivo. Ad esempio, un singolo indicatore può mostrare spento (nessuna luce), standby (blu) e attivo (arancione). L'angolo di fascio stretto è ideale per applicazioni in cui la luce deve essere diretta con precisione, come negli indicatori del pannello frontale o nei piccoli cartelli.

12. Principio di Funzionamento

Un LED è un dispositivo a semiconduttore che emette luce attraverso l'elettroluminescenza. Quando la corrente diretta scorre attraverso la giunzione p-n, elettroni e lacune si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La lunghezza d'onda (colore) della luce emessa è determinata dall'energia di bandgap del materiale semiconduttore. Il chip arancione è tipicamente basato sul sistema di materiali AlGaInP (fosfuro di alluminio gallio indio), mentre il chip blu è basato su InGaN (nitruro di gallio indio). Entrambi i chip sono incapsulati in una lente in silicone trasparente o diffusa per proteggere i wire bond e fornire l'angolo di visione desiderato.

13. Tendenze di Sviluppo

L'industria dei LED continua a perseguire una maggiore efficacia (lm/W), una migliore consistenza del colore e dimensioni del package più piccole. I LED bicolore e multicolore stanno diventando più integrati con tecniche di confezionamento avanzate come chip-scale packaging (CSP) e system-in-package (SiP). Materiali di interfaccia termica migliorati e metodi di attacco del die migliorati aiutano a ridurre la resistenza termica, consentendo correnti di pilotaggio più elevate. Inoltre, la precisione del binning sta migliorando con la selezione automatica, consentendo tolleranze più strette per applicazioni esigenti come l'illuminazione automobilistica e medica. I materiali delle lenti in silicone vengono sviluppati per resistere all'ingiallimento e migliorare l'affidabilità in ambienti difficili. In generale, la tendenza è verso soluzioni LED multicolore più compatte, efficienti e affidabili.