Specifica LED Rosso 0402 - 1.0x0.5x0.4mm - Tensione Diretta 1.6-2.4V - Potenza 48mW - Scheda Tecnica

1. Panoramica del Prodotto

1.1 Descrizione Generale

Questo LED è un diodo emettitore di luce rosso montato in superficie, fabbricato utilizzando un chip rosso. Le dimensioni del package sono 1,0 mm x 0,5 mm x 0,4 mm, rendendolo adatto per design compatti. Offre un ampio angolo di visione ed è compatibile con i processi di assemblaggio SMT standard. Il dispositivo è progettato per applicazioni di indicazione e visualizzazione generiche.

1.2 Caratteristiche

• Angolo di visione estremamente ampio di 140 gradi.
• Adatto per tutti i processi di assemblaggio e saldatura SMT.
• Livello di sensibilità all'umidità: Livello 3 (secondo JEDEC).
• Conforme RoHS e privo di sostanze pericolose.

1.3 Applicazioni

• Indicatori ottici nell'elettronica di consumo.
• Retroilluminazione di interruttori e simboli.
• Segnaletica elettronica generale e moduli display.

2. Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Elettriche e Ottiche (a Ts=25°C, IF=5mA)

I seguenti sono i parametri elettrici e ottici chiave misurati a una corrente diretta di 5 mA e temperatura ambiente di 25°C:

• Larghezza di Banda Spettrale a Metà Intensità:15 nm (tipico). Indica la larghezza dello spettro di emissione a metà dell'intensità massima.
• Tensione Diretta (VF):Suddivisa in 8 intervalli da 1,6 V a 2,4 V, con incrementi di 0,1 V. I bin includono A1 (1.6-1.7V), A2 (1.7-1.8V), B1 (1.8-1.9V), B2 (1.9-2.0V), C1 (2.0-2.1V), C2 (2.1-2.2V), D1 (2.2-2.3V), D2 (2.3-2.4V).
• Lunghezza d'Onda Dominante (λD):Disponibile in tre bin: F00 (625–630 nm), G00 (630–635 nm), H00 (635–640 nm).
• Intensità Luminosa (IV):Suddivisa in sei bin: A00 (8–12 mcd), B00 (12–18 mcd), C00 (18–28 mcd), D00 (28–43 mcd), E00 (43–65 mcd), F00 (65–100 mcd).
• Angolo di Visione (2θ1/2):140 gradi (tipico), fornendo un ampio schema di radiazione.
• Corrente Inversa (IR):Massimo 10 μA a tensione inversa VR=5V.
• Resistenza Termica (RTHJ-S):Massimo 450 °C/W, indica la resistenza termica dal giunto al punto di saldatura.

2.2 Valori Massimi Assoluti

Per evitare danni, il LED non deve essere utilizzato oltre i seguenti limiti:

• Dissipazione di Potenza (Pd): 48 mW.
• Corrente Diretta (IF): 20 mA continua.
• Corrente Diretta di Picco (IFP): 60 mA (larghezza impulso 0,1 ms, ciclo di lavoro 1/10).
• Scarica Elettrostatica (ESD, HBM): 2000 V.
• Temperatura Operativa (Topr): da -40 a +85 °C.
• Temperatura di Stoccaggio (Tstg): da -40 a +85 °C.
• Temperatura di Giunzione (Tj): 95 °C.

3. Sistema di Binning

3.1 Binning di Tensione

La tensione diretta è strettamente controllata tramite binning per garantire prestazioni costanti in circuiti serie e parallelo. Ci sono otto bin di tensione da 1,6 V a 2,4 V, ciascuno che copre una finestra di 0,1 V. I codici bin sono A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1 e D2.

3.2 Binning di Lunghezza d'Onda

La lunghezza d'onda dominante è suddivisa in tre gruppi per soddisfare specifici requisiti di colore: F00 (625–630 nm, rosso profondo), G00 (630–635 nm, rosso standard) e H00 (635–640 nm, rosso leggermente più lungo).

3.3 Binning di Intensità Luminosa

L'intensità luminosa è divisa in sei bin per fornire flessibilità nella selezione della luminosità. I bin vanno da A00 (il più basso) a F00 (il più alto), con valori da 8 mcd a 100 mcd.

4. Curve di Prestazione

4.1 Tensione Diretta vs Corrente Diretta

La curva mostra una relazione logaritmica: all'aumentare della corrente diretta, anche la tensione diretta aumenta gradualmente. A 5 mA, la tensione tipica è intorno a 1,8–2,0 V a seconda del bin.

4.2 Corrente Diretta vs Intensità Relativa

L'emissione luminosa relativa aumenta con la corrente diretta. La curva è quasi lineare fino a 20 mA, indicando una buona efficienza alle correnti di pilotaggio tipiche.

4.3 Temperatura del Pin vs Intensità Relativa

Con l'aumento della temperatura del pin, l'intensità relativa diminuisce. A 85°C, l'intensità può scendere a circa l'80–90% del valore a 25°C, a seconda della corrente.

4.4 Temperatura del Pin vs Corrente Diretta

Temperature più elevate richiedono una riduzione della corrente diretta per evitare di superare la temperatura massima di giunzione.

4.5 Corrente Diretta vs Lunghezza d'Onda Dominante

L'aumento della corrente diretta causa un leggero spostamento della lunghezza d'onda dominante, tipicamente di alcuni nanometri verso lunghezze d'onda più lunghe.

4.6 Intensità Relativa vs Lunghezza d'Onda

Lo spettro di emissione ha un picco intorno a 625–640 nm con una mezza larghezza di 15 nm, fornendo un colore rosso stretto.

4.7 Schema di Radiazione

Il diagramma di radiazione mostra un ampio angolo di 140 gradi, rendendo il LED adatto per l'illuminazione di ampie aree in applicazioni di indicazione.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il package del LED misura 1,0 mm × 0,5 mm × 0,4 mm (lunghezza × larghezza × altezza). La vista superiore mostra due elettrodi: anodo e catodo. La vista inferiore rivela pad di saldatura di dimensioni diverse per una facile identificazione. La polarità è segnata con una tacca o un punto sulla superficie superiore.

5.2 Polarità e Schemi di Saldatura

Lo schema di saldatura consigliato consiste in due pad: uno per l'anodo (più grande) e uno per il catodo (più piccolo). Un allineamento corretto garantisce la polarità corretta. Le dimensioni del layout sono fornite nella scheda tecnica: 0,6 mm per ogni pad con una spaziatura di 0,5 mm.

5.3 Dimensioni del Nastro e della Bobina

Il nastro trasportatore utilizza una larghezza di 8 mm, con un passo di 2,00 mm per le tasche dei componenti. Il diametro della bobina è 178 mm, con una larghezza di 8,0 mm. Ogni bobina contiene 4000 pezzi.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Saldatura a Riflusso SMT

Il profilo di riflusso consigliato prevede una velocità di rampa fino a 3°C/s, preriscaldamento da 150°C a 200°C per 60–120 secondi, seguito da una rampa fino a una temperatura di picco di 260°C (max) per una durata di 10 secondi. Raffreddamento a una velocità fino a 6°C/s. Il tempo totale da 25°C al picco non deve superare 8 minuti.

6.2 Saldatura a Mano

Se è necessaria la saldatura a mano, utilizzare un saldatore con temperatura inferiore a 300°C e completare il giunto in meno di 3 secondi. È consentita una sola operazione di saldatura a mano per LED.

6.3 Riparazione e Rilavorazione

La riparazione dopo la saldatura non è raccomandata. Se inevitabile, utilizzare un saldatore a doppia punta e verificare che le caratteristiche del LED non siano compromesse. Evitare stress meccanici durante il raffreddamento.

6.4 Precauzioni Generali

Non montare LED su aree di PCB deformate. Dopo la saldatura, non deformare la scheda né applicare vibrazioni. Non è consentito un raffreddamento rapido dopo il riflusso.

7. Informazioni su Confezionamento e Ordinazione

7.1 Nastro Trasportatore e Bobina

Il confezionamento standard è di 4000 pezzi per bobina in nastro trasportatore da 8 mm. Il nastro ha fori di alimentazione e un nastro di copertura superiore. La bobina è etichettata con numero di parte, numero di lotto, codici bin, quantità e data.

7.2 Confezionamento Resistente all'Umidità

I LED vengono spediti in sacchetti barriera all'umidità con essiccante per mantenere bassi livelli di umidità. MSL Livello 3 richiede che dopo l'apertura, i dispositivi vengano utilizzati entro 168 ore se conservati a ≤30°C/60%RH. È necessaria una cottura a 60°C per 24 ore se il limite di tempo viene superato.

7.3 Riepilogo dei Test di Affidabilità

Il prodotto ha superato test di affidabilità standard tra cui saldatura a riflusso (260°C, 10s, 2 cicli), cicli termici (da -40°C a 100°C, 100 cicli), shock termico (-40°C/100°C, 300 cicli), stoccaggio ad alta temperatura (100°C, 1000h), stoccaggio a bassa temperatura (-40°C, 1000h) e test di vita (25°C, 5mA, 1000h). I criteri per il fallimento sono definiti come variazione di VF >10%, IR >2x limite o calo di intensità >30%.

8. Raccomandazioni Applicative

8.1 Circuiti Applicativi Tipici

Per applicazioni di indicazione, è necessario utilizzare un resistore limitatore di corrente in serie. Ad esempio, con alimentazione a 5V e corrente di 5mA, è appropriato un resistore di circa 640Ω (per VF≈1,8V). Per una maggiore luminosità, pilotare fino a 20mA con una corretta gestione termica.

8.2 Protezione ESD

Il LED ha una tensione di tenuta ESD di 2000V (HBM). Tuttavia, durante la manipolazione e l'assemblaggio si raccomandano precauzioni ESD standard (messa a terra, cinturini da polso, ionizzatori).

8.3 Progettazione Termica

Sebbene la resistenza termica sia relativamente alta (450°C/W), la bassa dissipazione di potenza significa che il calore è gestibile. Assicurare un buon contatto del giunto di saldatura ed evitare di posizionare il LED vicino a fonti di calore ad alta potenza.

9. Confronto Tecnico

9.1 Confronto con LED Rossi 0402 Standard

Questo LED offre un angolo di visione più ampio (140°) rispetto ai dispositivi tipici da 120°. Le opzioni di binning stretto consentono una migliore consistenza di colore e luminosità. La classificazione ESD di 2 kV è superiore a molti LED standard (tipicamente 1 kV). La resistenza termica è paragonabile a package simili.

10. Domande Comuni

10.1 Qual è la corrente diretta consigliata?

La corrente di test tipica è 5 mA, ma il LED può essere pilotato fino a 20 mA in continua. Per impulsazione, fino a 60 mA con ciclo di lavoro del 10%.

10.2 Come devo conservare i LED dopo aver aperto il sacchetto?

Conservare a ≤30°C e ≤60% RH. Utilizzare entro 168 ore. Se non utilizzati, cuocere a 60°C per 24 ore prima dell'uso.

10.3 Posso utilizzare questi LED in applicazioni esterne?

L'intervallo di temperatura operativa è da -40 a +85°C, adatto per molte applicazioni esterne se adeguatamente protetti da umidità e stress meccanico.

11. Esempi Pratici di Applicazione

11.1 Indicatore di Stato su una Custodia per Smartphone

Un LED rosso 0402 viene utilizzato per indicare lo stato di carica. Con un pilotaggio di 5 mA, fornisce una visibilità sufficiente. L'ampio angolo di visione garantisce che l'indicatore sia visibile da diverse angolazioni.

11.2 Pulsante Retroilluminato in Console Automobilistica

Più LED 0402 sono posizionati dietro un simbolo per fornire una retroilluminazione rossa uniforme. Le dimensioni compatte consentono un imballaggio denso.

12. Principio di Funzionamento

12.1 Principio di Funzionamento del LED Rosso

Il LED è basato su una giunzione a semiconduttore realizzata con un materiale emettitore rosso (tipicamente AlGaInP o GaAsP). Quando viene applicata una polarizzazione diretta, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva, emettendo fotoni con energia corrispondente alla gamma di lunghezze d'onda rosse (625–640 nm). L'intensità è proporzionale alla corrente. Il chip è incapsulato in un package trasparente in epossidica o silicone che dirige la luce verso l'esterno.

13. Tendenze di Sviluppo

13.1 Miniaturizzazione e Maggiore Efficienza

La tendenza nel packaging dei LED è verso impronte più piccole come 0402 e persino 0201, senza sacrificare luminosità o affidabilità. I progressi nella progettazione dei chip e nella tecnologia dei fosfori (per LED bianchi) continuano a spingere l'efficacia verso l'alto. Per i LED rossi, strutture AlGaInP migliorate hanno portato a una maggiore efficacia luminosa e una migliore stabilità termica. Gli sviluppi futuri potrebbero includere protezione ESD integrata e capacità di potenza più elevate in pacchetti di piccole dimensioni.