Mini LED Top View Serie 65-21 - Dimensioni 2.0x1.25x0.7mm - Tensione 2.7-3.5V - Colore Blu - Potenza 0.11W - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

La serie 65-21 rappresenta una famiglia di Mini LED a Montaggio Superficiale (SMD) Top View. Questi componenti sono progettati come sorgenti ottiche compatte ed efficienti, principalmente per indicazione e retroilluminazione. La serie è caratterizzata dal suo package SMD bianco, che ospita il chip LED e fornisce protezione ambientale.

Il vantaggio principale di questa serie risiede nel suo design ottico. Il package incorpora caratteristiche che creano un ampio angolo di visione, tipicamente di 120 gradi (2θ1/2). Ciò è ottenuto attraverso un design ottimizzato di riflettori interni al package, che migliora l'estrazione e la distribuzione della luce. Questa caratteristica rende questi LED particolarmente adatti per applicazioni che coinvolgono guide luminose, dove l'accoppiamento efficiente e l'illuminazione uniforme sono critici.

Il mercato target include elettronica di consumo, interni automotive, controlli industriali e applicazioni di illuminazione generale dove è richiesta un'illuminazione indicatrice affidabile e a basso consumo.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo è specificato per operare in modo affidabile entro i seguenti limiti, oltre i quali può verificarsi un danno permanente:

• Tensione Inversa (V_R):5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Corrente Diretta Continua (I_F):30 mA. La massima corrente continua per il funzionamento ininterrotto.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):100 mA. Questo è consentito solo in condizioni pulsate con un ciclo di lavoro di 1/10 a 1 kHz.
• Dissipazione di Potenza (P_d):110 mW. La massima potenza che il package può dissipare a una temperatura ambiente di 25°C.
• Temperatura di Esercizio (T_opr):-40°C a +85°C. L'intervallo di temperatura ambiente per il funzionamento normale.
• Temperatura di Stoccaggio (T_stg):-40°C a +90°C.
• Temperatura di Saldatura:Per la rifusione IR, la temperatura di picco non deve superare i 260°C per 10 secondi. Per la saldatura manuale, la temperatura della punta del saldatore non deve superare i 350°C per 3 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

I parametri di prestazione chiave sono misurati a una temperatura ambiente (T_a) di 25°C e una corrente diretta (I_F) di 20 mA, salvo diversa indicazione.

• Intensità Luminosa (I_v):Varia da un minimo di 180 mcd a un massimo di 360 mcd, con una tolleranza tipica di ±11%. Questo definisce la luminosità percepita del LED.
• Angolo di Visione (2θ1/2):120 gradi (tipico). Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore di picco.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):468 nm (tipico). La lunghezza d'onda alla quale la distribuzione spettrale di potenza è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):Varia da 464 nm a 472 nm, con una tolleranza di ±1 nm. Questo definisce il colore percepito (blu).
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):20 nm (tipico). La larghezza dello spettro emesso a metà della sua potenza massima.
• Tensione Diretta (V_F):Varia da 2.7 V (min) a 3.5 V (max) a 20 mA, con una tolleranza tipica di ±0.05V.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo di 50 μA quando viene applicata una tensione inversa di 5V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri chiave.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I LED sono categorizzati in tre bin (S1, S2, T1) in base alla loro intensità luminosa misurata a I_F=20mA:

- Bin S1:180 mcd a 225 mcd

- Bin S2:225 mcd a 285 mcd

- Bin T1:285 mcd a 360 mcd

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Il colore blu è controllato attraverso quattro gruppi di lunghezza d'onda (AA1 a AA4):

- Gruppo AA1:464.0 nm a 466.0 nm

- Gruppo AA2:466.0 nm a 468.0 nm

- Gruppo AA3:468.0 nm a 470.0 nm

- Gruppo AA4:470.0 nm a 472.0 nm

3.3 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è suddivisa in otto bin (B34 a B41), ciascuno che copre un intervallo di 0.1V da 2.70V a 3.50V. Ciò consente ai progettisti di selezionare LED con V_Fcorrispondente per la condivisione della corrente in circuiti paralleli.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fornisce diverse curve caratteristiche essenziali per la progettazione.

• Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V):Mostra la relazione esponenziale. La curva indica la tensione richiesta per ottenere una specifica corrente di pilotaggio, cruciale per selezionare resistori limitatori di corrente o progettare circuiti di pilotaggio.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:Dimostra che l'emissione luminosa aumenta con la corrente ma potrebbe non essere perfettamente lineare, specialmente a correnti più elevate dove l'efficienza può diminuire a causa del riscaldamento.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Mostra la derating termico dell'emissione luminosa. L'intensità luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente, fattore che deve essere considerato in ambienti ad alta temperatura.
• Tensione Diretta vs. Temperatura Ambiente:Indica che V_Fha un coefficiente di temperatura negativo, diminuendo leggermente all'aumentare della temperatura.
• Diagramma di Radiazione:Un diagramma polare che illustra la distribuzione spaziale dell'intensità luminosa, confermando il pattern di emissione ampio, simile a Lambertiano.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico che traccia l'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, mostrando il caratteristico picco di emissione blu stretto centrato attorno a 468 nm.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Contorno del Package

Il LED ha un ingombro SMD compatto. Le dimensioni chiave includono una lunghezza del corpo di circa 2.0 mm, una larghezza di 1.25 mm e un'altezza di 0.7 mm. I pad dell'anodo e del catodo sono chiaramente definiti. Tutte le tolleranze non specificate sono ±0.1 mm.

5.2 Design Consigliato del Pad di Saldatura

Viene fornito un design del land pattern per garantire una saldatura affidabile e un corretto allineamento durante il processo di rifusione. Rispettare questa impronta consigliata aiuta a prevenire l'effetto "tombstoning" e garantisce una buona connessione termica ed elettrica.

5.3 Identificazione della Polarità

Il package presenta un marcatore di polarità, tipicamente una tacca o un punto vicino al terminale catodico (negativo). L'orientamento corretto è vitale per la funzionalità del circuito.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Il metodo di saldatura principale è la Rifusione a Infrarossi (IR).

• Profilo di Rifusione:La temperatura di picco massima non deve superare i 260°C e il tempo sopra i 260°C deve essere limitato a un massimo di 10 secondi per prevenire danni al package plastico e ai bond interni.
• Saldatura Manuale:Se necessario, può essere utilizzato un saldatore con temperatura della punta non superiore a 350°C, con il tempo di saldatura limitato a 3 secondi per terminale.
• Condizioni di Stoccaggio:I componenti sono confezionati in sacchetti resistenti all'umidità con essiccante. Se il sacchetto è stato aperto per più di 72 ore in un ambiente superiore a 30°C/60%UR, potrebbe essere necessaria una cottura prima della rifusione per prevenire l'effetto "popcorn" durante la saldatura.

7. Informazioni su Confezionamento e Ordine

7.1 Specifiche di Confezionamento

I LED sono forniti su nastro e bobina per l'assemblaggio automatizzato. Il nastro portacomponenti ospita i componenti e le dimensioni della bobina sono standardizzate. Ogni bobina contiene 2000 pezzi. Il confezionamento include un sacchetto di alluminio impermeabile con essiccante e una scheda indicatrice di umidità.

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta della bobina contiene informazioni critiche:

- CAT:Codice del Bin di Intensità Luminosa (es. S1, T1).

- HUE:Codice del Gruppo di Lunghezza d'Onda Dominante (es. AA2, AA4).

- REF:Codice del Bin di Tensione Diretta (es. B36, B40).

- Sono inclusi anche il Numero di Parte (PN), la Quantità (QTY) e il Numero di Lotto (LOT NO).

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Indicatori Ottici:Luci di stato su elettronica di consumo, elettrodomestici e apparecchiature industriali.
• Accoppiamento in Guide Luminose:L'ampio angolo di visione e il design del package lo rendono ideale per trasferire la luce dal PCB a un pannello frontale o display tramite una guida luminosa in acrilico o policarbonato.
• Retroilluminazione:Per display LCD, tastiere, interruttori a membrana e simboli.
• Illuminazione Interna Automotive:Retroilluminazione del cruscotto, illuminazione degli interruttori e altre funzioni di illuminazione interna a basso consumo, considerando che l'intervallo di temperatura di esercizio arriva a +85°C.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Limitazione della Corrente:Utilizzare sempre un resistore in serie o un driver a corrente costante per limitare I_Fal valore desiderato (≤30 mA DC). Calcolare il resistore usando R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F.
• Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, assicurare un'adeguata area di rame sul PCB o via termiche se si opera ad alte temperature ambiente o correnti elevate per mantenere prestazioni e longevità.
• Protezione ESD:Il dispositivo è classificato per 1000V (HBM). Implementare le precauzioni standard di manipolazione ESD durante l'assemblaggio. Per applicazioni sensibili, considerare l'aggiunta di soppressione di tensione transiente sulle linee.

9. Affidabilità e Garanzia di Qualità

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%. Gli elementi di test includono:

- Resistenza alla Saldatura a Rifusione

- Ciclismo Termico (-40°C a +100°C)

- Shock Termico (-10°C a +100°C)

- Stoccaggio ad Alta e Bassa Temperatura

- Vita Operativa in DC (1000 ore a 20mA)

- Alta Temperatura/Alta Umidità (85°C/85% UR)

Questi test convalidano la robustezza del LED sotto vari stress ambientali e operativi.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

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

R: La lunghezza d'onda di picco (λ_p) è la lunghezza d'onda fisica dell'emissione spettrale massima. La lunghezza d'onda dominante (λ_d) è la lunghezza d'onda di una luce monocromatica che apparirebbe dello stesso colore del LED all'occhio umano. λ_dè più rilevante per la specifica del colore.

D: Posso pilotare questo LED a 30mA in modo continuo?

R: Sì, 30mA è la massima corrente diretta continua nominale. Tuttavia, per una longevità ottimale e per tenere conto del potenziale aumento termico nell'applicazione, pilotarlo a una corrente inferiore come 20mA è una pratica comune e fornisce un buon equilibrio tra luminosità e affidabilità.

D: Come interpreto i codici di binning sull'etichetta?

R: I codici di tre lettere (es. CAT:T1, HUE:AA3, REF:B38) ti consentono di selezionare LED con caratteristiche strettamente controllate. Per un aspetto coerente in un prodotto, specifica e utilizza LED dello stesso bin o di bin adiacenti per intensità luminosa e lunghezza d'onda dominante.

11. Studio di Caso Pratico di Progettazione

Scenario: Progettazione di un indicatore di stato per un router consumer utilizzando una guida luminosa.

1. Selezione:Scegli un LED della serie 65-21 per il suo ampio angolo di visione, che si accoppia efficientemente con la guida luminosa.

2. Progettazione del Circuito:L'alimentazione logica del router è 3.3V. Obiettivo I_F= 15 mA per una luminosità adeguata e un consumo inferiore. Utilizzando una V_Ftipica di 3.0V (dal bin B36), calcola il resistore in serie: R = (3.3V - 3.0V) / 0.015A = 20 Ω. Usa un resistore standard da 20 Ω, 1/10W.

3. Layout:Posiziona il LED sul PCB secondo il layout del pad consigliato. Posizionalo precisamente sotto l'ingresso della guida luminosa. Assicurati che nessun componente alto proietti ombre.

4. Termico:La dissipazione di potenza è minima (P = V_F* I_F≈ 45 mW), quindi non è richiesto alcun dissipatore speciale in questa applicazione indoor.

12. Introduzione al Principio Tecnico

Questo LED è basato su un chip semiconduttore di Nitruro di Indio Gallio (InGaN). Quando viene applicata una tensione diretta che supera il potenziale di giunzione del diodo, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del chip, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La composizione specifica della lega InGaN determina l'energia della banda proibita, che a sua volta definisce la lunghezza d'onda della luce emessa—in questo caso, nello spettro blu (~468 nm). La lente in resina epossidica del package è trasparente per massimizzare la trasmissione della luce ed è sagomata per controllare l'angolo del fascio.

13. Tendenze e Contesto del Settore

La serie 65-21 si inserisce nella tendenza in corso di miniaturizzazione ed efficienza nell'optoelettronica. I LED SMD continuano a sostituire le versioni a foro passante grazie alla loro idoneità per l'assemblaggio automatizzato, all'ingombro ridotto e al profilo basso. La caratteristica dell'ampio angolo di visione risponde alla crescente necessità di componenti che funzionino efficacemente con guide luminose nei moderni design di prodotto eleganti, dove la sorgente luminosa è spesso nascosta. Inoltre, la disponibilità di un binning preciso consente una maggiore coerenza di colore e luminosità nella produzione di massa, fattore sempre più importante per le applicazioni di elettronica di consumo e automotive dove è richiesta uniformità estetica.