Scheda Tecnica LED Bicolore 3.2x1.0x1.48mm - Blu/Arancione - Tensione Diretta 2.0V/3.0V - Potenza 48/64mW - Documentazione Tecnica Italiana

1. Panoramica del prodotto

Il LED bicolore è un dispositivo compatto a montaggio superficiale realizzato utilizzando chip separati blu e arancione. Le dimensioni del package sono 3,2 mm x 1,0 mm x 1,48 mm, rendendolo adatto per applicazioni con spazio limitato. Il dispositivo combina due lunghezze d'onda di emissione in un unico package, offrendo flessibilità di progettazione per indicatori multicolore e display.

1.1 Caratteristiche principali

• Angolo di visione estremamente ampio di 140°, che garantisce una distribuzione uniforme della luce.
• Compatibile con tutti i processi standard di assemblaggio SMT e saldatura a rifusione.
• Livello di sensibilità all'umidità: Livello 3 (MSL 3) secondo lo standard JEDEC.
• Conforme alla direttiva RoHS, privo di sostanze pericolose.
• Uscita bicolore: Arancione (lunghezza d'onda dominante ~620nm) e Blu (lunghezza d'onda dominante ~465nm).
• Bassa tensione diretta: Arancione ~2,0V, Blu ~3,0V a 20mA.

1.2 Applicazioni target

• Indicatori ottici per elettronica di consumo, elettrodomestici e apparecchiature industriali.
• Retroilluminazione di interruttori e simboli, pannelli di visualizzazione.
• Indicazione di stato generica dove due colori forniscono un feedback visivo chiaro.

2. Analisi dettagliata dei parametri tecnici

Tutte le caratteristiche elettriche e ottiche sono misurate a Ts=25°C e IF=20mA salvo diversa indicazione. Il prodotto è progettato per un funzionamento affidabile entro i limiti specificati.

2.1 Caratteristiche elettro-ottiche

Lunghezza d'onda dominante (λd):Chip arancione: 615-630nm, tipico 620nm (testato a 20mA). Chip blu: 460-475nm, tipico 465nm. La larghezza di banda spettrale a metà altezza (Δλ) è 15-30nm per entrambi i chip, indicando un'emissione di colore relativamente pura.

Tensione diretta (VF):Il chip arancione ha bin VF compresi tra 1,8V e 2,2V, tipico 2,0V. Il chip blu ha bin VF da 2,8V a 3,6V, tipico 3,0V. La bassa tensione diretta riduce i requisiti di alimentazione e minimizza la generazione di calore.

Intensità luminosa (IV):Il chip arancione offre bin di intensità da 100 mcd a 350 mcd, tipico 150-230 mcd. Il chip blu offre bin di intensità da 100 mcd a 350 mcd, tipico 150-230 mcd. L'intensità varia in base al bin; i progettisti dovrebbero selezionare i bin appropriati per una luminosità uniforme.

Angolo di visione (2θ1/2):140 gradi, consentendo la visibilità in un'ampia area. Ciò è vantaggioso per indicatori con illuminazione laterale o applicazioni che richiedono un'illuminazione estesa.

Corrente inversa (IR):Inferiore a 10 µA a VR=5V, garantendo una perdita minima in condizioni di polarizzazione inversa.

Resistenza termica (RTHJ-S):450°C/W, che è relativamente alta. Una gestione termica adeguata è essenziale per mantenere la temperatura di giunzione entro i limiti.

2.2 Valori massimi assoluti

Il progetto deve garantire che la corrente di picco e la dissipazione di potenza non superino mai questi limiti. È obbligatorio l'uso di resistori di limitazione della corrente adeguati.

3. Spiegazione del sistema di binning

Il prodotto utilizza un sistema di binning per classificare i LED in base alla tensione diretta (VF), alla lunghezza d'onda dominante (WLD) e all'intensità luminosa (IV). Ogni bobina contiene parti provenienti da bin specifici per garantire coerenza all'interno di un singolo ordine.

3.1 Bin della tensione diretta (Arancione)

Bin VF del chip arancione: B0 (1,8-2,0V), C0 (2,0-2,2V), D0 (2,2-2,4V). Il bin tipicamente utilizzato è B0 o C0.

3.2 Bin della tensione diretta (Blu)

Bin VF del chip blu: G0 (2,8-3,0V), H0 (3,0-3,2V), I0 (3,2-3,4V), J0 (3,4-3,6V). Il bin comune è H0.

3.3 Bin della lunghezza d'onda

Bin della lunghezza d'onda arancione: D00 (615-620nm), E00 (620-625nm), F00 (625-630nm). Bin della lunghezza d'onda blu: C00 (460-465nm), D00 (465-470nm), E00 (470-475nm).

3.4 Bin dell'intensità

Bin dell'intensità arancione: B0 (100-150mcd), C0 (150-230mcd), D0 (230-350mcd). Bin dell'intensità blu: G00 (100-150mcd), H00 (150-230mcd), I00 (230-350mcd).

4. Analisi delle curve di prestazione

La scheda tecnica fornisce diverse curve caratteristiche per aiutare i progettisti a comprendere il comportamento del dispositivo.

4.1 Tensione diretta vs. Corrente diretta (Curva IV)

La curva IV mostra una tipica relazione esponenziale. A 20mA, la tensione diretta è di circa 2,0V per l'arancione e 3,0V per il blu. La curva è ripida, sottolineando la necessità di una regolazione della corrente piuttosto che di una guida in tensione.

4.2 Intensità relativa vs. Corrente diretta

L'intensità relativa aumenta quasi linearmente con la corrente diretta fino a 20mA. Oltre questo valore, l'efficienza potrebbe diminuire a causa del riscaldamento. Il funzionamento alla corrente nominale garantisce un'emissione ottimale.

4.3 Effetti della temperatura sull'intensità e sulla corrente diretta

A temperature ambiente più elevate (fino a 100°C), l'intensità relativa diminuisce di circa il 10-15%. La corrente diretta massima consentita deve essere ridotta all'aumentare della temperatura del pin oltre i 25°C.

4.4 Spostamento della lunghezza d'onda vs. Corrente diretta

La lunghezza d'onda dominante si sposta leggermente con la corrente: per l'arancione, la lunghezza d'onda aumenta di ~1nm da 0 a 30mA; per il blu, la lunghezza d'onda aumenta di ~2nm nello stesso intervallo. Questo effetto deve essere considerato nelle applicazioni sensibili al colore.

4.5 Distribuzione spettrale

Lo spettro mostra due picchi distinti a ~465nm (blu) e ~620nm (arancione) con semilarghezze strette. Non è presente alcuna emissione secondaria significativa.

4.6 Diagramma di radiazione

Il diagramma di radiazione è simmetrico con un angolo a metà potenza di 140°. La distribuzione dell'intensità è di tipo Lambertiano, fornendo una copertura uniforme su un ampio angolo.

5. Informazioni meccaniche e di imballaggio

5.1 Dimensioni del package

Il corpo del LED misura 3,20 mm (lunghezza) x 1,00 mm (larghezza) x 1,48 mm (altezza). La vista dal basso mostra un segno di polarità (catodo) per il corretto orientamento. Sono previsti quattro pad di saldatura: due per anodo/catodo di ciascun chip. Il pattern di saldatura consigliato include tracce larghe 0,35 mm con passo di 2,00 mm.

5.2 Nastro trasportatore e bobina

I LED sono confezionati in nastro trasportatore con larghezza 8,00 mm, passo 4,00 mm. Ogni bobina contiene 3000 pezzi. Dimensioni della bobina: diametro esterno 178 mm, diametro del mozzo 60 mm, larghezza della fessura del mozzo 13 mm. La direzione di alimentazione del nastro è indicata.

5.3 Identificazione della polarità

Il segno di polarità sul fondo indica il catodo comune o l'anodo comune? Secondo la vista dal basso, il pin 1 è l'anodo arancione, il pin 2 è il catodo arancione/anodo blu? In realtà, il disegno mostra i pin etichettati O (arancione) e B (blu). Collegamento dettagliato: Il LED ha chip separati; ogni chip ha il proprio anodo e catodo. I progettisti devono fare riferimento allo schema dei pin per evitare la polarizzazione inversa.

6. Guida alla saldatura e all'assemblaggio

6.1 Profilo di saldatura a rifusione

Il profilo di rifusione consigliato: zona di preriscaldamento da 150°C a 200°C per 60-120 secondi, velocità di salita ≤3°C/s. Il tempo sopra 217°C (liquido) deve essere di 60-150 secondi. Temperatura di picco max 260°C, tempo di mantenimento ≤10 secondi. Velocità di raffreddamento ≤6°C/s. Non superare due cicli di rifusione. Se trascorrono più di 24 ore tra i cicli, è necessaria l'essiccazione.

6.2 Saldatura manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, utilizzare una temperatura del saldatore ≤300°C per meno di 3 secondi per giunto. È consentito un solo contatto. Evitare di applicare stress meccanico durante il riscaldamento.

6.3 Pulizia

Utilizzare alcol isopropilico come solvente per la pulizia. Non è raccomandata la pulizia a ultrasuoni poiché potrebbe danneggiare il LED. Assicurarsi che il solvente non attacchi l'incapsulamento in silicone.

6.4 Condizioni di conservazione

Prima della sigillatura: conservare a ≤30°C e ≤75% UR per un massimo di un anno. Dopo l'apertura: utilizzare entro 24 ore a ≤30°C, ≤60% UR. Se si sospetta assorbimento di umidità, essiccare a 60±5°C per ≥24 ore.

7. Informazioni sull'imballaggio e l'ordinazione

Imballaggio standard: 3000 LED per bobina in nastro trasportatore antistatico, sigillato in un sacchetto barriera all'umidità con essiccante, quindi imballato in una scatola di cartone. L'etichetta include numero di parte, numero di specifica, numero di lotto, codice bin (VF, lunghezza d'onda, intensità), quantità e codice data. L'ordinazione si basa su quantità complete di bobine e codici bin specifici.

8. Raccomandazioni applicative

Usi tipici: indicatori di stato (ad es. arancione per avviso, blu per alimentazione), retroilluminazione bicolore, segnaletica per display. Considerazioni di progettazione: utilizzare sempre resistori di limitazione della corrente; calcolare il valore del resistore in base alla tensione di alimentazione e al bin VF. Fornire un'adeguata dissipazione del calore se la temperatura ambiente supera i 50°C o se più LED sono disposti densamente. Per array serie/parallelo, abbinare i bin VF per garantire una ripartizione uniforme della corrente.

9. Confronto tecnico con LED monocromatici

Questo LED bicolore sostituisce due LED separati, risparmiando spazio sulla scheda e costi di assemblaggio. I chip indipendenti consentono il controllo completo di ciascun colore separatamente, abilitando schemi di indicazione più complessi. Tuttavia, la resistenza termica è più elevata rispetto ai package a chip singolo (450°C/W contro i tipici 200-300°C/W), quindi la progettazione termica richiede maggiore attenzione.

10. Domande frequenti (FAQ)

D: Posso pilotare entrambi i colori contemporaneamente?R: Sì, ma la potenza totale non deve superare il valore massimo assoluto per ciascun chip. Assicurarsi che la somma delle correnti non provochi un aumento della temperatura complessiva della giunzione oltre 85°C.

D: Come posso garantire una luminosità uniforme tra più LED?R: Ordinare LED dallo stesso bin di intensità (ad es. H00 per il blu). Utilizzare una corrente di pilotaggio appropriata (ad es. 20mA) e garantire una temperatura costante.

D: Qual è la sensibilità alle scariche elettrostatiche (ESD)?R: HBM 1000V Classe 1C. Utilizzare le precauzioni standard ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio.

11. Caso applicativo pratico

In uno switch di rete, i LED bicolori vengono utilizzati per indicare lo stato del collegamento: arancione fisso per 100 Mbps, blu fisso per 1 Gbps e arancione lampeggiante per attività. Le dimensioni compatte 3,2x1,0 mm consentono il montaggio su un pannello frontale con passo 2,54 mm. L'ampio angolo di visione di 140° garantisce la visibilità da tutte le direzioni.

12. Introduzione al principio

Il chip blu è tipicamente InGaN (nitruro di gallio e indio) che emette vicino a 465 nm. Il chip arancione è tipicamente AlInGaP (fosfuro di alluminio, indio e gallio) che emette vicino a 620 nm. Entrambi sono montati su un substrato comune con bonding wire separati. L'incapsulamento utilizza silicone trasparente per mantenere un'elevata efficienza di estrazione della luce e resistere all'ingiallimento.

13. Tendenze di sviluppo

La tendenza nei LED bicolori è verso una maggiore efficienza luminosa (fino a 200 lm/W per il monocromatico) e dimensioni del package più piccole (ad es. 2,5x0,5 mm). È comune anche l'integrazione con driver intelligenti e l'indirizzamento (come WS2812). Questo prodotto è in linea con la tendenza del settore verso la miniaturizzazione e la multifunzionalità.