Specifica LED SMD 3.2x1.0x1.48mm Arancione Verde Blu - Tensione Diretta 1.8-3.5V - Dissipazione di Potenza 48-70mW

1. Panoramica del Prodotto

1.1 Descrizione Generale

Questo prodotto è un LED a montaggio superficiale (Diodo Emettitore di Luce) fabbricato utilizzando chip semiconduttori per emettere luce arancione, verde e blu. Il package è progettato con un fattore di forma compatto con dimensioni di 3.2mm in lunghezza, 1.0mm in larghezza e 1.48mm in altezza. Questo LED SMD (Dispositivo a Montaggio Superficiale) è destinato a processi di assemblaggio automatizzati e offre prestazioni affidabili in varie applicazioni elettroniche.

1.2 Caratteristiche

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• Angolo di visuale estremamente ampio, tipicamente 140 gradi, garantendo visibilità da più direzioni.
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• Completamente compatibile con tutti i processi standard di assemblaggio SMT (Surface Mount Technology) e rifusione della saldatura, facilitando la produzione su larga scala.
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• Livello di sensibilità all'umidità classificato come Livello 3, indicando requisiti specifici di gestione e stoccaggio per prevenire danni da umidità.
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• Conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose), garantendo che il prodotto sia privo di materiali pericolosi come piombo, mercurio e cadmio.
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• Progettato con un package a basso profilo, rendendolo adatto per applicazioni con spazio limitato.
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1.3 Applicazione

Il LED è versatile e può essere utilizzato in numerosi sistemi elettronici. Le applicazioni principali includono:

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• Indicatori Ottici:Per indicazione di stato su elettronica di consumo, apparecchiature industriali e cruscotti automobilistici.
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• Display per Interruttori e Simboli:Illuminazione per pulsanti, tastiere e simboli grafici nelle interfacce utente.
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• Illuminazione Generale:Soluzioni di illuminazione a bassa potenza per scopi decorativi, retroilluminazione in display piccoli o illuminazione d'accento.
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• Elettronica di Consumo:Integrazione in dispositivi come smartphone, tablet, telecomandi e indossabili per luci di notifica.
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• Illuminazione Interna Automobilistica:Per illuminazione ambientale interna o luci spia, data la gamma di temperatura operativa.
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2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Elettriche e Ottiche a 25°C

I seguenti parametri sono misurati in condizioni di test standard a una temperatura ambiente di 25°C. Questi valori sono critici per la progettazione del circuito e la previsione delle prestazioni.

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• Larghezza di Banda Spettrale a Mezza Altezza (Δλ):Questo parametro indica l'intervallo di lunghezze d'onda in cui il LED emette luce. Per il LED arancione, è tipicamente 15nm, mentre per i LED verdi e blu, è 30nm. Una banda più stretta spesso corrisponde a colori più saturi.
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• Tensione Diretta (VF):La caduta di tensione attraverso il LED quando viene applicata una corrente diretta di 20mA. Per il LED arancione, VF varia da 1.8V a 2.4V. Per i LED verdi e blu, VF varia da 2.8V a 3.5V. Questi valori sono essenziali per selezionare resistori di limitazione della corrente appropriati in serie con il LED.
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• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):La lunghezza d'onda di picco dell'emissione luminosa, che determina il colore percepito. Per i LED arancioni, è tra 620.0nm e 630.0nm. Per i LED verdi, va da 515.0nm a 525.0nm. Per i LED blu, varia da 465.0nm a 475.0nm. Diversi bin (codici come D10, E20) rappresentano intervalli specifici di lunghezza d'onda all'interno di questi intervalli.
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• Intensità Luminosa (IV):Una misura della luminosità del LED in millicandele (mcd). Per i LED arancioni, varia da 70mcd a 900mcd a seconda del codice bin. Per i LED verdi e blu, bin simili definiscono intervalli di intensità da 90mcd a 900mcd. Bin di intensità più alta sono adatti per applicazioni che richiedono un'illuminazione più brillante.
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• Angolo di Visuale (2θ1/2):Definito come l'angolo al quale l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore massimo. Questo LED ha un ampio angolo di visuale di 140 gradi, ideale per applicazioni in cui la visibilità da posizioni fuori asse è importante.
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• Corrente Inversa (IR):La corrente di dispersione quando viene applicata una tensione inversa di 5V. È specificata come massimo 10μA, indicando buone caratteristiche di polarizzazione inversa per la protezione contro l'inversione accidentale di polarità.
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• Resistenza Termica (RTHJ-S):La resistenza al flusso di calore dalla giunzione del LED al punto di saldatura. È specificata come 450°C/W. Una resistenza termica inferiore è desiderabile per una migliore dissipazione del calore, ma questo valore dovrebbe essere considerato nella progettazione della gestione termica per prevenire il surriscaldamento.
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2.2 Valori Massimi Assoluti a 25°C

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali il LED può subire danni permanenti. I progettisti devono garantire che le condizioni operative rimangano entro questi limiti.

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• Dissipazione di Potenza (Pd):La massima potenza che il LED può dissipare come calore. Per i LED arancioni, è 48mW, e per i LED verdi e blu, è 70mW. Superare questo valore può portare a fuga termica e guasto.
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• Corrente Diretta (IF):La massima corrente diretta continua è 20mA. Questa è la corrente di pilotaggio standard per test e funzionamento normale.
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• Corrente Diretta di Picco (IFP):In condizioni impulsive (ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0.1ms), il LED può sopportare fino a 60mA. Ciò è utile per applicazioni che richiedono brevi lampi ad alta intensità.
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• Scarica Elettrostatica (ESD):Il LED può resistere a ESD fino a 1000V utilizzando il modello del corpo umano (HBM). Si raccomandano comunque precauzioni ESD adeguate durante la manipolazione.
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• Temperatura Operativa (Topr):L'intervallo di temperatura ambiente per un funzionamento affidabile è da -40°C a +85°C, rendendolo adatto per ambienti difficili.
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• Temperatura di Stoccaggio (Tstg):L'intervallo di temperatura per lo stoccaggio quando non in funzione è anch'esso da -40°C a +85°C.
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• Temperatura di Giunzione (Tj):La temperatura massima consentita alla giunzione del semiconduttore è 95°C. Questo è un parametro critico per la progettazione termica per garantire la longevità.
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3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto utilizza un sistema di binning per categorizzare i LED in base a parametri ottici ed elettrici chiave. Ciò garantisce coerenza nelle prestazioni per la produzione in volume.

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• Binning della Tensione Diretta:Per i LED arancioni, il codice "1L" rappresenta un intervallo VF da 1.8V a 2.4V. Per i LED verdi e blu, il codice "1N" indica un intervallo VF da 2.8V a 3.5V. Questi bin aiutano ad abbinare i LED per una luminosità uniforme nelle matrici.
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• Binning della Lunghezza d'Onda Dominante:Codici come "E00", "F00" per l'arancione; "D10", "E20" per il verde e il blu definiscono intervalli specifici di lunghezza d'onda con passi di 5nm. Ad esempio, "D10" per il verde corrisponde a 515.0-517.5nm, mentre "E20" per il blu corrisponde a 472.5-475.0nm. Ciò consente la selezione di punti di colore precisi.
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• Binning dell'Intensità Luminosa:Esistono più bin, come "1DW" (70-90mcd) a "1CM" (700-900mcd) per l'arancione, e intervalli simili per il verde e il blu. Codici bin più alti indicano luminosità maggiore, consentendo ai progettisti di scegliere in base ai requisiti dell'applicazione.
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4. Analisi delle Curve di Prestazione

4.1 Tensione Diretta vs Corrente Diretta (Fig.1-6)

La curva mostra una relazione non lineare in cui la tensione diretta aumenta con la corrente diretta. Per correnti tipiche fino a 30mA, la tensione rimane entro gli intervalli specificati. Questa curva è essenziale per progettare circuiti di pilotaggio per garantire una regolazione della corrente adeguata.

4.2 Corrente Diretta vs Intensità Relativa (Fig.1-7)

Questa curva dimostra che l'output luminoso relativo aumenta con la corrente diretta, ma non in modo lineare. Oltre un certo punto, l'efficienza può diminuire. Per questo LED, l'intensità aumenta costantemente fino a 20mA, che è il punto operativo raccomandato.

4.3 Temperatura del Pin vs Intensità Relativa (Fig.1-8)

Man mano che la temperatura del pin aumenta da 0°C a 100°C, l'intensità relativa diminuisce. Questo effetto di quenching termico è comune nei LED; a temperature più elevate, l'output luminoso può diminuire fino al 20-30%. I progettisti devono tenerne conto nelle applicazioni con temperature ambiente elevate.

4.4 Temperatura del Pin vs Corrente Diretta (Fig.1-9)

Questa curva indica che per una data corrente diretta, la temperatura del pin aumenta con la temperatura ambiente. Sottolinea l'importanza della gestione termica, specialmente quando si opera ad alte correnti o in ambienti caldi.

5. Informazioni Meccaniche e di Package

5.1 Dimensioni del Package

Il package del LED ha una forma rettangolare con dimensioni dettagliate fornite nei disegni. Le misure chiave includono:

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• Dimensioni complessive: 3.20mm (lunghezza) × 1.00mm (larghezza) × 1.48mm (altezza). Le tolleranze sono tipicamente ±0.2mm a meno che non specificato.
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• Configurazione dei terminali: Il dispositivo ha quattro pad (pin) sul fondo per la saldatura. Il pin 1 è marcato per l'identificazione della polarità.
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• Marca di polarità: Un piccolo punto o intaglio sulla parte superiore o inferiore indica il lato del catodo (negativo). L'orientamento corretto è cruciale per il corretto funzionamento.
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5.2 Progettazione del Pad di Saldatura

Il modello di saldatura raccomandato (Fig.1-5) include dimensioni del pad di 2.00mm × 1.30mm con un gap di 0.30mm tra i pad. Questo progetto garantisce giunti di saldatura affidabili durante i processi di rifusione e aiuta nella dissipazione del calore.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Istruzioni per Saldatura a Rifusione SMT

Il LED è progettato per l'assemblaggio a montaggio superficiale utilizzando saldatura a rifusione. Le linee guida chiave includono:

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• Utilizzare un profilo di rifusione standard con temperature di picco non superiori a 260°C per prevenire danni al package plastico.
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• Preriscaldare gradualmente per evitare shock termico, tipicamente con una rampa di 1-3°C al secondo.
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• Assicurarsi che la pasta saldante sia applicata correttamente sui pad ed evitare pasta eccessiva che potrebbe causare ponticelli.
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• Dopo la saldatura, lasciare raffreddare la scheda naturalmente; il raffreddamento forzato può indurre stress.
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6.2 Precauzioni di Manipolazione

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• Manipolare i LED con attrezzatura anti-ESD per prevenire danni da scarica elettrostatica.
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• Conservare in imballaggio resistente all'umidità fino all'uso e cuocere se esposti all'umidità oltre la durata di conservazione.
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• Evitare stress meccanici sulla lente o sui terminali durante il posizionamento e la manipolazione.
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7. Informazioni su Imballaggio e Ordinazione

7.1 Specifica di Imballaggio

I LED sono forniti in nastri portacomponenti e bobine per il prelievo e posizionamento automatizzati.

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• Dimensioni del Nastro Portacomponenti:La larghezza del nastro, la dimensione della tasca e il passo sono progettati per trattenere il LED in modo sicuro. Le dimensioni tipiche includono una dimensione della tasca che corrisponde all'impronta di 3.2mm × 1.0mm.
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• Dimensioni della Bobina:Le bobine sono di dimensioni standard (ad esempio, diametro da 7 pollici o 13 pollici) per adattarsi alla maggior parte delle apparecchiature SMT. La capacità della bobina dipende dalla lunghezza del nastro.
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• Specifica del Modulo Etichetta:Le etichette sulla bobina includono numero di parte, quantità, codice data e informazioni sul bin per la tracciabilità.
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7.2 Imballaggio Resistente all'Umidità

L'imballaggio include essiccante e carte indicatrici di umidità per mantenere il livello di sensibilità all'umidità 3. Una volta aperto, i LED dovrebbero essere utilizzati entro un tempo specificato o ricotti secondo le linee guida.

7.3 Voci di Test di Affidabilità

I test di affidabilità standard possono includere cicli di temperatura, test di umidità, resistenza al calore della saldatura e shock meccanico. Questi test garantiscono che il LED soddisfi gli standard del settore per la durabilità.

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

Sulla base dei parametri, questo LED è adatto per:

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• Indicatori a Bassa Potenza:In dispositivi alimentati a batteria grazie alla sua tensione diretta moderata e dissipazione di potenza.
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• Display ad Ampio Angolo:Per segnaletica o pannelli dove è necessaria visibilità da vari angoli, grazie all'angolo di visuale di 140 gradi.
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• Sistemi a Codice Colore:Utilizzando più colori (arancione, verde, blu) per l'indicazione di stato nelle interfacce utente.
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• Controlli Industriali:Dove è richiesto un intervallo di temperatura operativa da -40°C a +85°C.
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9. Confronto Tecnico

Rispetto a LED SMD simili sul mercato, questo prodotto offre:

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• Vantaggio Dimensionale:L'impronta di 3.2mm × 1.0mm è più piccola di molti LED standard da 3.5mm o 5mm, risparmiando spazio sulla scheda.
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• Opzioni di Luminosità:Con bin di intensità luminosa fino a 900mcd, offre flessibilità per applicazioni a bassa luce e ad alta luminosità.
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• Prestazioni Termiche:La resistenza termica di 450°C/W è tipica per questa dimensione del package; tuttavia, i progettisti dovrebbero confrontarla con alternative per applicazioni ad alta corrente.
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• Consistenza del Colore:Il sistema di binning per lunghezza d'onda e intensità garantisce una migliore corrispondenza del colore nelle produzioni in serie rispetto ai LED non binnati.
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10. Domande Frequenti

10.1 Qual è la corrente diretta tipica per questo LED?

La corrente diretta continua raccomandata è 20mA, secondo le caratteristiche elettriche. Operare a questa corrente garantisce luminosità ottimale e longevità.

10.2 Come identifico la polarità del LED?

La polarità è marcata sul package con un piccolo punto o intaglio vicino al pin 1. Il catodo è tipicamente collegato al pin 1 e l'anodo ad altri pin. Fare riferimento ai disegni dimensionali per i dettagli esatti della marcatura.

10.3 Posso pilotare questo LED con una corrente più alta per maggiore luminosità?

Sebbene la corrente diretta di picco sia 60mA in condizioni impulsive, superare la valutazione continua di 20mA può ridurre la durata di vita e causare surriscaldamento. Rimanere sempre entro i valori massimi assoluti.

10.4 Qual è il livello di sensibilità all'umidità e perché è importante?

Il livello di sensibilità all'umidità è 3, il che significa che il LED può essere esposto a condizioni ambientali fino a 168 ore prima della saldatura. Oltre questo, è necessaria la cottura per prevenire l'effetto popcorn durante la rifusione.

11. Casi d'Uso Pratici

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• Caso Studio 1: Indicatore per Elettronica di Consumo:In uno smartwatch, questo LED è utilizzato come luce di notifica. Le piccole dimensioni si adattano al design compatto e l'ampio angolo di visuale garantisce visibilità quando indossato.
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• Caso Studio 2: Display per Pannelli Industriali:Più LED sono disposti in una matrice per retroilluminare simboli su un pannello di controllo. Il binning coerente garantisce colore e luminosità uniformi su tutto il display.
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• Caso Studio 3: Illuminazione Interna Automobilistica:Integrato in maniglie delle porte o portabicchieri per illuminazione ambientale. L'intervallo di temperatura operativa consente prestazioni affidabili negli ambienti veicolari.
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12. Introduzione al Principio di Funzionamento

I LED operano sul principio dell'elettroluminescenza. Quando una tensione diretta è applicata attraverso la giunzione del semiconduttore, elettroni e lacune si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). Il colore della luce è determinato dall'energia del bandgap del materiale semiconduttore. Per questo LED, vengono utilizzati diversi materiali per chip (ad esempio, fosfuro di arseniuro di gallio per l'arancione, nitruro di gallio per il verde e il blu) per emettere lunghezze d'onda specifiche. Il package include una lente per dirigere la luce e migliorare l'angolo di visuale.

13. Tendenze di Sviluppo

Nel settore dei LED, le tendenze in corso includono:

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• Aumento dell'Efficienza:Sviluppo di materiali e strutture per ottenere una maggiore efficienza luminosa (più output luminoso per watt), riducendo il consumo di energia.
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• Miniaturizzazione:I package stanno diventando più piccoli, come 2.0mm × 1.0mm o persino package a scala di chip, consentendo layout PCB più densi.
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• Miglioramento della Resa Cromatica:Avanzamenti nella tecnologia dei fosfori per LED bianchi e controllo preciso del colore per applicazioni RGB.
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• Affidabilità Migliorata:Migliore gestione termica e materiali di packaging per estendere la durata di vita e le prestazioni in condizioni estreme.
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• Integrazione Intelligente:Integrazione di driver o sensori all'interno dei package LED per sistemi IoT e illuminazione intelligente.
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Questo LED si allinea con queste tendenze offrendo un fattore di forma compatto, multiple opzioni di colore e prestazioni affidabili per i moderni design elettronici.