Scheda Tecnica LED Mini TOP View Serie 65-11 - Pacchetto SMT - Blu 468nm - Angolo di Visione 120° - 3.2V Tip - 20mA - Documento Tecnico Italiano

1. Panoramica del Prodotto

La serie 65-11 rappresenta una famiglia di LED Mini TOP View a montaggio superficiale (SMT). Questi componenti sono caratterizzati dal loro contenitore bianco compatto e da un design di emissione dall'alto unico, dove la luce viene emessa attraverso il circuito stampato (PCB). Questo modello specifico emette luce blu con una lunghezza d'onda dominante tipica di 468 nanometri.

I vantaggi principali di questa serie includono un angolo di visione molto ampio, ottimizzato per un accoppiamento efficiente della luce in guide o tubi luminosi. Il design incorpora caratteristiche per prestazioni ottiche migliorate ed è pienamente conforme agli standard ambientali senza piombo (Pb-free) e RoHS. La protezione integrata contro le scariche elettrostatiche (ESD) salvaguarda il dispositivo durante la manipolazione e l'assemblaggio.

2. Analisi dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento in queste condizioni non è garantito.

• Tensione Inversa (V_R):5 V
• Corrente Diretta (I_F):25 mA (Continuo)
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):100 mA (Ciclo di Lavoro 1/10 @ 1 kHz)
• Dissipazione di Potenza (P_d):110 mW
• Protezione ESD (HBM):2000 V
• Temperatura di Esercizio (T_opr):-40°C a +100°C
• Temperatura di Magazzinaggio (T_stg):-40°C a +110°C
• Temperatura di Saldatura:Reflow: 260°C per max 10 secondi; Manuale: 350°C per max 3 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Misurate a una temperatura ambiente standard di 25°C e una corrente diretta di 20 mA, salvo diversa specificazione. Le tolleranze sono critiche per il progetto.

• Intensità Luminosa (I_v):112 a 285 mcd (millicandela). Tolleranza ±11%.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):120 gradi (tipico). Definisce l'ampiezza angolare dove l'intensità è almeno la metà del valore di picco.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):468 nm (tipico).
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):464.5 a 476.5 nm. Tolleranza ±1 nm.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):20 nm (tipico). Indica la purezza spettrale della luce blu.
• Tensione Diretta (V_F):2.90 a 3.60 V. Tolleranza ±0.1 V.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 50 µA a una tensione inversa di 5 V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

I LED sono suddivisi in bin in base a parametri chiave per garantire la coerenza nelle produzioni. I progettisti possono specificare i bin per soddisfare i requisiti dell'applicazione riguardo uniformità di colore e luminosità.

3.1 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante (Gruppo A)

Definisce la tonalità precisa del blu. I bin sono etichettati da A9 a A12, con A9 che rappresenta l'intervallo di lunghezza d'onda più corto (464.5-467.5 nm) e A12 il più lungo (473.5-476.5 nm).

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa

Definisce il livello di luminosità. I bin vanno da R1 (più basso, 112-140 mcd) a S2 (più alto, 225-285 mcd).

3.3 Binning della Tensione Diretta (Gruppo B2)

Definisce la caratteristica elettrica. I bin sono numerati da 36 a 42, corrispondenti a intervalli di tensione da 2.90-3.00 V (Bin 36) a 3.50-3.60 V (Bin 42).

4. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

4.1 Dimensioni del Contorno del Pacchetto

Il dispositivo presenta un ingombro SMT compatto. Le dimensioni critiche includono la dimensione del corpo, la spaziatura dei terminali e l'altezza totale. Tutte le tolleranze non specificate sono ±0.1 mm. La polarità è indicata da una marcatura specifica o dalla configurazione dei pin sul pacchetto, che deve essere rispettata durante il layout del PCB e l'assemblaggio.

4.2 Imballaggio in Nastro e Bobina

I LED sono forniti su nastro portante e bobina per l'assemblaggio automatizzato pick-and-place. Le dimensioni della bobina e il design delle tasche del nastro sono specificati per garantire la compatibilità con le attrezzature SMT standard. La quantità standard caricata è di 2000 pezzi per bobina.

4.3 Sensibilità all'Umidità e Magazzinaggio

I componenti sono imballati in una busta di alluminio resistente all'umidità con un essiccante. Le precauzioni sono critiche: la busta non deve essere aperta finché i componenti non sono pronti per l'uso. Prima dell'apertura, lo stoccaggio deve essere a ≤30°C e ≤90% UR. Dopo l'apertura, i componenti hanno una vita utile consigliata di un anno in condizioni di ≤30°C e ≤60% UR per prevenire danni indotti dall'umidità durante la saldatura a rifusione.

5. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Il metodo di saldatura primario raccomandato è la saldatura a rifusione a infrarossi (IR). La temperatura di picco massima consentita del profilo è di 260°C per una durata non superiore a 10 secondi. La saldatura manuale è consentita ma deve essere limitata a 350°C per un massimo di 3 secondi per terminale per prevenire danni termici al contenitore plastico e al chip semiconduttore.

6. Suggerimenti per l'Applicazione

6.1 Scenari Applicativi Tipici

• Indicatori Ottici:Spie di stato su elettronica di consumo, controlli industriali e cruscotti automobilistici.
• Accoppiamento con Guida/Tubo Luminoso:L'emissione dall'alto e ad ampio angolo è ideale per l'illuminazione laterale o per iniettare luce in guide luminose in acrilico o policarbonato, comunemente usate per retroilluminazione di pulsanti, indicatori di pannello e illuminazione decorativa.
• Retroilluminazione:Adatto per piccoli display LCD, tastiere, illuminazione di interruttori e illuminazione decorativa o di accento generale.
• Illuminazione Interna Automobilistica:Applicazioni come la retroilluminazione degli interruttori del cruscotto, dove l'affidabilità e il colore uniforme sono fondamentali.

6.2 Considerazioni di Progetto

• Limitazione di Corrente:Una resistenza di limitazione della corrente esterna èassolutamente obbligatoria. La tensione diretta del LED ha un coefficiente di temperatura negativo, il che significa che un piccolo aumento della tensione può causare un grande aumento della corrente, potenzialmente distruttivo. Il valore della resistenza deve essere calcolato in base alla tensione di alimentazione e alla corrente diretta desiderata (tipicamente 20 mA o meno).
• Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, assicurare che il PCB fornisca un adeguato dissipatore termico, specialmente in ambienti ad alta temperatura o quando pilotato alla corrente continua massima, migliorerà l'affidabilità a lungo termine.
• Precauzioni ESD:Sebbene il dispositivo abbia protezione ESD integrata, durante l'assemblaggio e l'installazione devono comunque essere seguite le procedure standard di manipolazione ESD.

7. Test di Affidabilità

Il prodotto è sottoposto a una serie completa di test di affidabilità condotti con un livello di confidenza del 90% e una Percentuale di Difettosi Tollerata per Lotto (LTPD) del 10%. I test chiave includono:

• Resistenza alla Saldatura a Rifusione
• Cicli Termici (-40°C a +100°C)
• Shock Termico
• Magazzinaggio ad Alta e Bassa Temperatura
• Vita Operativa in CC (1000 ore a 20mA)
• Alta Temperatura/Alta Umidità (85°C/85% UR per 1000 ore)

Questi test convalidano la robustezza del dispositivo sotto gli stress ambientali e operativi tipici riscontrati nei prodotti elettronici.

8. Domande Frequenti (Basate sui Dati Tecnici)

D: Qual è il vantaggio principale del design "TOP View"?

R: Emette luce perpendicolarmente al piano del PCB, attraverso la scheda stessa. Questo è ottimale per applicazioni che utilizzano un light pipe posizionato direttamente sopra il LED, in quanto massimizza l'efficienza di accoppiamento e fornisce un'illuminazione uniforme con un ampio angolo di visione.

D: Posso pilotare questo LED direttamente da un'alimentazione a 5V senza una resistenza?

R:No.Questo distruggerebbe quasi certamente il LED. La tensione diretta è di circa 3.2V. Collegare direttamente 5V forzerebbe una corrente di gran lunga superiore al valore massimo, causando un guasto immediato. Una resistenza in serie è essenziale.

D: Come interpreto il valore dell'intensità luminosa?

R: L'intensità luminosa (misurata in millicandela, mcd) indica la luminosità percepita dall'occhio umano da una direzione specifica. L'ampio angolo di visione di 120° significa che questa luminosità è mantenuta su un'area molto ampia, ma il valore di intensità di picco è misurato lungo l'asse centrale (0°).

D: Cosa significano le informazioni di binning sull'etichetta?

R: L'etichetta include codici per il Rango di Intensità Luminosa (CAT), le Coordinate di Cromaticità (HUE) e il Rango di Tensione Diretta (REF). Ciò consente la tracciabilità e garantisce di ricevere componenti con le specifiche caratteristiche ottiche ed elettriche specificate nell'ordine, il che è cruciale per l'abbinamento dei colori in applicazioni multi-LED.

9. Principio Operativo

Il dispositivo è una sorgente luminosa a semiconduttore. Si basa su un chip di Nitruro di Indio Gallio (InGaN), che è un materiale semiconduttore a bandgap diretto. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia del dispositivo, elettroni e lacune si ricombinano all'interno della regione attiva del chip. In questo specifico sistema di materiali (InGaN), questo processo di ricombinazione rilascia energia principalmente sotto forma di fotoni nello spettro delle lunghezze d'onda blu (intorno a 468 nm). Il materiale della lente trasparente incapsula il chip e aiuta a modellare la luce emessa nel pattern ad ampio angolo desiderato.

10. Studio di Caso di Progetto e Utilizzo

Scenario: Retroilluminazione per Pannello a Membrana

Un progettista sta creando un pannello di interfaccia utente con diversi interruttori a membrana che devono essere retroilluminati in blu per la visibilità in condizioni di scarsa illuminazione. Il pannello utilizza light pipe individuali per ogni icona dell'interruttore, collegati da un PCB centrale.

Selezione del Componente:Viene scelto il LED blu della serie 65-11 perché la sua emissione dall'alto si accoppia efficientemente alla base dei light pipe. L'ampio angolo di visione di 120° garantisce un'illuminazione uniforme sull'area dell'icona anche se l'allineamento non è perfetto.

Progettazione del Circuito:L'alimentazione del sistema è a 5V. Per ogni LED, viene calcolata una resistenza di limitazione della corrente. Utilizzando un V_Ftipico di 3.2V e un I_Fobiettivo di 20mA, il valore della resistenza è R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 Ω. Viene selezionata una resistenza standard da 91 Ω. La dissipazione di potenza nella resistenza è (1.8V)^2 / 91Ω ≈ 36 mW, ben all'interno della potenza nominale di una resistenza standard da 1/8W.

Layout del PCB:Le impronte dei LED sono posizionate precisamente sotto i fori di montaggio per i light pipe. Le marcature di polarità sulla serigrafia del PCB corrispondono all'indicatore anodo/catodo del LED. Vengono utilizzati piccoli collegamenti di sgravio termico sul pad collegato al catodo del LED (pad termico, se presente) per facilitare la saldatura fornendo al contempo una certa dissipazione termica.

Risultato:Il prodotto finale raggiunge una retroilluminazione blu uniforme e luminosa per tutti gli interruttori con consumo energetico minimo e alta affidabilità, convalidata dai test di affidabilità specificati del componente.