Scheda Tecnica LED SMD 93-22SURSYGC/S530-A3/TR8 - 3.2x2.8x1.9mm - Tensione 2.0-2.4V - Rosso Brillante/Giallo Verde - Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un componente LED ad alte prestazioni per montaggio superficiale, dotato di riflettore integrato. Il dispositivo è progettato per affidabilità e facilità di assemblaggio in ambienti di produzione automatizzati.

1.1 Vantaggi Principali

• Imballato su nastro da 12mm per bobine da 7 pollici, compatibile con le attrezzature standard di pick-and-place automatizzate.
• Progettato per la compatibilità con i processi di rifusione a infrarossi (IR) e a fase di vapore.
• Conforme allo standard di imballaggio EIA.
• Ingresso compatibile con IC.
• Costruzione senza piombo e conforme RoHS.
• Riflettore integrato per migliorare la direzione e l'intensità della luce.

1.2 Applicazioni Target

Questo LED è adatto per un'ampia gamma di funzioni di indicazione e retroilluminazione, tra cui:

• Apparecchiature di telecomunicazione (telefoni, fax).
• Apparecchiature audio e video.
• Dispositivi alimentati a batteria.
• Indicatori per applicazioni esterne.
• Apparecchiature per ufficio.
• Retroilluminazione piatta per interruttori, simboli e altri LED.
• Indicazione generica.

2. Selezione del Dispositivo e Parametri Tecnici

2.1 Guida alla Selezione del Dispositivo

Il prodotto è offerto in due varianti di colore principali basate sul materiale del chip:

• SUR: Utilizza un chip AlGaInP per emettere un colore Rosso Brillante. La resina di incapsulamento è trasparente.
• SYG: Utilizza un chip AlGaInP per emettere un colore Giallo Verde Brillante. La resina di incapsulamento è trasparente.

2.2 Valori Massimi Assoluti

Sollecitazioni superiori a questi limiti possono causare danni permanenti. Tutti i valori sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

2.3 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Parametri di prestazione tipici misurati a Ta=25°C e I_F=20mA, salvo diversa indicazione.

3. Analisi delle Curve di Prestazione

3.1 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva IV)

Le curve fornite per entrambe le varianti SUR (Rosso) e SYG (Giallo Verde) mostrano una tipica caratteristica diodo. La tensione diretta (V_F) presenta un coefficiente di temperatura positivo, il che significa che diminuisce leggermente all'aumentare della temperatura ambiente. Alla corrente operativa tipica di 20mA, V_Fè di circa 2.0V, con un valore massimo specificato di 2.4V. Questa tensione diretta relativamente bassa è vantaggiosa per le applicazioni alimentate a batteria.

3.2 Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta

L'emissione luminosa (intensità luminosa) aumenta con la corrente diretta. Le curve sono generalmente lineari nel normale intervallo operativo ma si saturano a correnti più elevate. Non è consigliabile operare oltre il valore massimo assoluto di 25mA di corrente continua, poiché può portare a un degrado accelerato e a una riduzione della durata. La specifica di corrente impulsiva (60mA con duty cycle 1/10) consente brevi periodi di luminosità maggiore.

3.3 Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

Come la maggior parte dei LED, l'emissione luminosa di questo dispositivo dipende dalla temperatura. L'intensità diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. La curva di derating è cruciale per il progetto, specialmente in applicazioni con alte temperature ambiente o scarsa gestione termica. La curva mostra che la corrente diretta ammissibile deve essere ridotta all'aumentare della temperatura per rimanere entro i limiti di dissipazione di potenza e garantire l'affidabilità.

3.4 Distribuzione Spettrale

I grafici spettrali confermano la natura monocromatica dei chip AlGaInP. La variante SUR ha una lunghezza d'onda dominante centrata intorno a 624nm (rosso), mentre la variante SYG è centrata intorno a 573nm (giallo-verde). La larghezza di banda spettrale (FWHM) è di circa 20nm per entrambe, indicando una buona purezza del colore.

3.5 Diagramma di Radiazione

Il diagramma polare illustra un ampio pattern di emissione di tipo lambertiano con un tipico angolo a metà intensità (2θ_1/2) di 130°. Il riflettore integrato aiuta a modellare questo fascio, fornendo un angolo di visione costante adatto per applicazioni di indicazione dove la visibilità da un'ampia gamma di angoli è importante.

4. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

4.1 Dimensioni del Package

Il package SMD ha un ingombro compatto. Le dimensioni chiave includono una dimensione del corpo di circa 3.2mm x 2.8mm, con un'altezza di circa 1.9mm. Il catodo è tipicamente identificato da un marcatore visivo come una tacca o una sfumatura verde sul package. Nel datasheet sono forniti disegni dimensionali dettagliati con tolleranze (generalmente ±0.1mm) per la progettazione del land pattern del PCB.

4.2 Imballaggio in Nastro e Bobina

I componenti sono forniti in nastro portante goffrato con una larghezza di 12mm, avvolto su bobine di diametro 7 pollici (178mm). Ogni bobina contiene 1000 pezzi. Le dimensioni del nastro portante (dimensione della tasca, passo, ecc.) sono standardizzate per garantire la compatibilità con le attrezzature di assemblaggio automatizzate. L'imballaggio include misure resistenti all'umidità come un essiccante e una busta di alluminio anti-umidità per proteggere i componenti durante lo stoccaggio e il trasporto, particolarmente importante per i package SMD non ermetici.

4.3 Spiegazione del Sistema di Etichettatura e Binning

L'etichetta sulla bobina fornisce informazioni critiche per l'ordine e la tracciabilità. Ancora più importante, indica il binning delle prestazioni del dispositivo:

• CAT (Classe di Intensità Luminosa): Questo codice specifica la classe minima di intensità luminosa per i LED sulla bobina, garantendo la coerenza della luminosità all'interno di un lotto di produzione.
• HUE (Classe di Lunghezza d'Onda Dominante): Questo codice specifica la classe di lunghezza d'onda, garantendo la coerenza del colore. Questo è particolarmente importante per le applicazioni in cui più LED sono utilizzati uno accanto all'altro.
• REF (Classe di Tensione Diretta): Questo codice specifica la classe di tensione diretta, che può essere utile per progetti che richiedono una corrispondenza precisa della corrente in stringhe parallele o requisiti specifici di tensione del driver.

5. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

5.1 Profilo di Rifusione

Il dispositivo è classificato per processi di rifusione senza piombo. La temperatura di saldatura massima consigliata è di 260°C ai terminali del package, con il tempo totale sopra i 217°C non superiore a 60 secondi. Dovrebbe essere seguito un tipico profilo di rifusione con fasi di preriscaldamento, stabilizzazione, rifusione e raffreddamento. L'uso della rifusione a infrarossi o a fase di vapore è specificato come compatibile.

5.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, è necessario prestare estrema attenzione. La temperatura della punta del saldatore non deve superare i 350°C e il tempo di contatto con qualsiasi terminale deve essere limitato a 3 secondi o meno. Può essere utilizzato un dissipatore di calore sul terminale tra il giunto e il corpo del package.

5.3 Conservazione e Manipolazione

I componenti devono essere conservati nelle loro buste barriera all'umidità originali non aperte, in condizioni entro l'intervallo di temperatura di conservazione specificato (-40°C a +100°C). Una volta aperta la busta, i componenti devono essere utilizzati entro un periodo di tempo specificato (tipicamente 168 ore in condizioni di fabbrica) o ricotti secondo le istruzioni del livello di sensibilità all'umidità (MSL) del produttore per prevenire il fenomeno del "popcorning" durante la rifusione.

6. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progetto

6.1 Limitazione della Corrente

Un LED è un dispositivo pilotato a corrente. Una resistenza di limitazione della corrente in serie è obbligatoria quando si pilota da una sorgente di tensione. Il valore della resistenza può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (V_sorgente- V_F) / I_F. Utilizzare sempre il valore massimo di V_Fdal datasheet (2.4V) per un progetto robusto, per garantire che la corrente non superi i limiti anche con variazioni da componente a componente.

6.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (60mW max), una gestione termica efficace sul PCB migliora la longevità e mantiene la luminosità. Assicurarsi che il land pattern del PCB abbia un adeguato rilievo termico e, se possibile, collegare il pad termico (se presente) a un piano di massa per lo smaltimento del calore. Evitare di operare alla massima corrente e temperatura contemporaneamente.

6.3 Precauzioni ESD

Sebbene il dispositivo abbia una classificazione ESD HBM di 2000V, durante l'assemblaggio e la manipolazione dovrebbero essere osservate le normali precauzioni di gestione ESD per prevenire danni latenti.

6.4 Progettazione Ottica

L'ampio angolo di visione di 130° rende questo LED adatto per la visione diretta senza ottiche secondarie in molte applicazioni di indicazione. Per la retroilluminazione, possono essere utilizzati guide luminose o diffusori per ottenere un'illuminazione uniforme. La coppa riflettente aiuta a minimizzare le emissioni laterali e a dirigere la luce in avanti.

7. Confronto Tecnico e Differenziazione

Questa famiglia di LED si differenzia attraverso diverse caratteristiche chiave:

• Tecnologia del Chip: L'uso del materiale semiconduttore AlGaInP fornisce alta efficienza ed eccellente saturazione del colore per le emissioni rosse e giallo-verdi rispetto a tecnologie più vecchie come il GaAsP.
• Riflettore Integrato: La coppa riflettente integrata migliora l'emissione luminosa in avanti e fornisce un pattern del fascio ben definito senza la necessità di un componente esterno, risparmiando spazio e costi.
• Packaging Robusto: Il package è progettato per processi di saldatura ad alta affidabilità (rifusione senza piombo) e include protezione dall'umidità, rendendolo adatto per la moderna produzione elettronica.
• Binning Completo: Il binning a tre parametri (Intensità, Lunghezza d'onda, Tensione) consente ai progettisti di selezionare componenti con tolleranze di prestazione strette per applicazioni che richiedono coerenza.

8. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

8.1 Qual è la differenza tra lunghezza d'onda di picco e lunghezza d'onda dominante?

La lunghezza d'onda di picco (λ_p) è la lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale è massima. La lunghezza d'onda dominante (λ_d) è la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che corrisponde al colore percepito del LED. Per i LED con uno spettro simmetrico, sono vicine. Per i progettisti, la lunghezza d'onda dominante è più rilevante per l'abbinamento dei colori.

8.2 Posso pilotare questo LED a 30mA per una luminosità maggiore?

No. Il Valore Massimo Assoluto per la corrente diretta continua (I_F) è 25mA. Operare a 30mA supera questo valore, il che può causare danni irreversibili, ridurre significativamente la durata operativa e invalidare le garanzie di affidabilità. Per una luminosità maggiore, selezionare un LED classificato per una corrente più alta o utilizzare la modalità impulsiva (60mA max con duty cycle 1/10) se l'applicazione lo consente.

8.3 Perché l'intensità luminosa è data come valore minimo/tipico invece di un intervallo rigoroso?

A causa delle variazioni nel processo di produzione dei semiconduttori, le prestazioni dei LED sono soggette a binning. Il datasheet fornisce un valore "Tipico" come riferimento comune. Il minimo garantito effettivo per un ordine specifico è definito dal codiceCAT(Classe di Intensità) sull'etichetta della bobina. Gli ingegneri dovrebbero progettare in base all'intensità minima della classe che specificano.

8.4 Quanto è critico il binning HUE per la mia applicazione?

Dipende. Per un singolo LED indicatore, il binning HUE potrebbe non essere critico. Tuttavia, se più LED sono utilizzati uno accanto all'altro in un pannello, un array o una retroilluminazione, possono verificarsi differenze di colore evidenti ("color binning") se si mescolano parti di diverse classi HUE. Per tali applicazioni, specificare una classe HUE stretta o ordinare un'intera bobina dallo stesso lotto è essenziale.

9. Esempi Pratici di Progetto e Utilizzo

9.1 Esempio 1: Indicatore di Stato per un Dispositivo Consumer

Scenario: Indicatore del pulsante di accensione per un altoparlante wireless.
Progetto: Utilizzare la variante SYG (Giallo Verde) per un'indicazione neutra di "accensione". Pilotarla a 15mA (sotto i 20mA tipici) utilizzando un'alimentazione a 3.3V e una resistenza in serie: R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A ≈ 87Ω (utilizzare 82Ω o 100Ω come valore standard). Ciò fornisce un'ampia luminosità massimizzando la durata della batteria e la longevità del dispositivo. L'ampio angolo di visione garantisce la visibilità da varie angolazioni.

9.2 Esempio 2: Retroilluminazione per Leggende di Pulsanti a Membrana

Scenario: Illuminazione di simboli su un pannello di controllo.
Progetto: Utilizzare più LED SUR (Rosso) posizionati attorno al perimetro del pannello, rivolti verso l'interno verso uno strato guida luce. L'ampio angolo di visione aiuta a accoppiare la luce nella guida. A causa del possibile aumento di temperatura all'interno dell'involucro, consultare la curva di derating della corrente diretta. Può essere prudente pilotare i LED a 18-20mA invece dei pieni 25mA per garantire un funzionamento affidabile durante la vita del prodotto. L'uniformità può essere migliorata selezionando LED dalle stesse classi CAT e HUE.

10. Principi Tecnici e Tendenze

10.1 Principio di Funzionamento

Questo LED si basa su una giunzione p-n semiconduttrice realizzata in Fosfuro di Alluminio Gallio Indio (AlGaInP). Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva dove si ricombinano. L'energia rilasciata durante questa ricombinazione viene emessa come fotoni (luce). La composizione specifica della lega AlGaInP determina l'energia del bandgap, che definisce direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa – rosso e giallo-verde in questo caso. La resina epossidica di incapsulamento protegge il chip, funge da lente per modellare l'emissione luminosa e contiene fosfori se necessario (non per questi tipi monocromatici). La coppa riflettente, tipicamente realizzata in plastica altamente riflettente o materiale rivestito, circonda il chip per reindirizzare la luce emessa lateralmente in avanti, aumentando l'intensità luminosa utile nella direzione di visione prevista.

10.2 Tendenze del Settore

Lo sviluppo di LED SMD come questo segue diverse tendenze chiave del settore:

• Miniaturizzazione e Integrazione: Riduzione continua delle dimensioni del package mantenendo o migliorando l'emissione luminosa. L'integrazione di funzionalità come riflettori e protezione elettrostatica all'interno del package è standard.
• Maggiore Efficienza: Miglioramenti continui nell'efficienza quantica interna (IQE) e nell'efficienza di estrazione della luce portano a una maggiore efficienza luminosa (più luce per watt elettrico), riducendo il consumo energetico e il carico termico.
• Affidabilità Migliorata: Miglioramenti nei materiali di packaging (epossidica, silicone) e nelle tecnologie di attacco del die aumentano la resistenza ai cicli termici, all'umidità e ad altri stress ambientali, portando a durate operative più lunghe (spesso classificate come L70/B50 per 50.000 ore o più).
• Standardizzazione e Automazione: L'imballaggio (come il nastro da 12mm su bobina da 7") e le impronte sono altamente standardizzati per snellire l'assemblaggio automatizzato, riducendo i costi di produzione.
• Focus sulla Coerenza del Colore: Tolleranze di binning più strette per la lunghezza d'onda (HUE) e l'intensità (CAT) sono sempre più richieste per applicazioni nell'elettronica di consumo e nei display dove l'uniformità visiva è critica.

Questo componente rappresenta una soluzione matura, affidabile e conveniente in questo panorama in evoluzione, adatta a una vasta gamma di applicazioni mainstream di indicazione e retroilluminazione.