Scheda Tecnica LED SMD Blu a Montaggio Inverso - 2.0x1.25x0.8mm - Tensione 2.8-3.8V - Potenza 76mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per un LED SMD blu ad alta luminosità a montaggio inverso. Il componente utilizza un chip InGaN (Nitruro di Indio e Gallio), noto per produrre un'emissione di luce blu efficiente e brillante. Progettato per processi di assemblaggio automatizzati, è confezionato su nastro da 8mm avvolto su bobine da 7 pollici, facilitando la produzione di grandi volumi. Il LED è conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose), classificandolo come un prodotto verde adatto alla moderna produzione elettronica.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

I limiti operativi del dispositivo sono definiti a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. La corrente diretta continua (DC) massima è di 20 mA. Una corrente di picco diretta più elevata di 100 mA è ammissibile in condizioni pulsate con un ciclo di lavoro di 1/10 e una larghezza di impulso di 0,1 ms. La dissipazione di potenza massima è di 76 mW. L'intervallo di temperatura di funzionamento va da -20°C a +80°C, mentre l'intervallo di temperatura di conservazione si estende da -30°C a +100°C. Per la saldatura, può resistere a una rifusione a infrarossi a 260°C per un massimo di 10 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

I parametri di prestazione chiave sono misurati a Ta=25°C e una corrente diretta (IF) di 20 mA, salvo diversa specificazione.

• Intensità Luminosa (IV):Varia da un minimo di 28,0 mcd a un massimo di 180,0 mcd. Il valore tipico non è specificato, indicando un ampio intervallo di binning.
• Angolo di Visione (2θ1/2):Un ampio angolo di visione di 130 gradi, definito come l'angolo fuori asse in cui l'intensità è la metà del valore assiale.
• Lunghezza d'Onda di Picco di Emissione (λP):Tipicamente 468 nm.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):Varia da 465,0 nm a 475,0 nm, definendo il colore percepito.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):Circa 25 nm, indicando la purezza spettrale della luce blu.
• Tensione Diretta (VF):Varia da 2,80 V a 3,80 V a 20 mA.
• Corrente Inversa (IR):Massimo di 10 μA quando viene applicata una tensione inversa (VR) di 5V. Il dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa.

Note importanti chiariscono le condizioni di misura: l'intensità luminosa utilizza un filtro di risposta dell'occhio CIE, e si sottolinea la cautela contro le Scariche Elettrostatiche (ESD), raccomandando procedure di messa a terra e manipolazione appropriate.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto è suddiviso in bin in base a parametri chiave per garantire coerenza nell'applicazione. Vengono fornite tre dimensioni di binning separate:

3.1 Binning della Tensione Diretta

I bin sono etichettati da D7 a D11, ciascuno copre un intervallo di 0,2V da 2,80V a 3,80V, con una tolleranza di ±0,1V per bin.

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa

I bin sono etichettati N, P, Q e R. L'intensità varia da 28-45 mcd (N) fino a 112-180 mcd (R), con una tolleranza di ±15% per bin.

3.3 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

I bin sono etichettati AC (465,0-470,0 nm) e AD (470,0-475,0 nm), con una tolleranza stretta di ±1 nm per bin.

Questo binning multidimensionale consente ai progettisti di selezionare LED che corrispondono a specifici requisiti di tensione, luminosità e colore per i loro circuiti.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento a tipiche curve delle caratteristiche elettriche e ottiche misurate a 25°C di temperatura ambiente. Sebbene i grafici specifici non siano dettagliati nel testo fornito, tali curve includono tipicamente:

• Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V):Mostra la relazione non lineare, fondamentale per progettare circuiti limitatori di corrente.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:Dimostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, fino al valore massimo nominale.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra la diminuzione dell'emissione all'aumentare della temperatura, importante per la gestione termica.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, centrato attorno alla lunghezza d'onda di picco di 468 nm con una larghezza a mezza altezza di ~25 nm.

Queste curve sono essenziali per prevedere le prestazioni in condizioni non standard.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

5.1 Dimensioni del Package

Il LED è conforme a un package SMD standard EIA. Tutte le dimensioni sono fornite in millimetri con una tolleranza generale di ±0,10 mm. L'impronta specifica e l'altezza sono definite nel disegno del package, fondamentale per il layout del PCB (Circuito Stampato).

5.2 Identificazione della Polarità e Progetto dei Pad

Essendo un componente a montaggio inverso, l'orientamento per la saldatura è opposto a quello dei LED standard a emissione superiore. La scheda tecnica include le dimensioni suggerite per i pad di saldatura per garantire un giunto saldato affidabile e un corretto allineamento durante la rifusione. La corretta identificazione della polarità è vitale per prevenire un'installazione errata.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Rifusione a Infrarossi

Viene fornito un profilo di rifusione a infrarossi suggerito per processi senza piombo (Pb-free). I parametri chiave includono una zona di pre-riscaldamento (150-200°C), una temperatura di picco massima di 260°C e un tempo sopra il liquido non superiore a 10 secondi. Il profilo si basa sugli standard JEDEC per garantire l'affidabilità. La scheda tecnica nota che il profilo ottimale può variare in base al progetto del PCB, alla pasta saldante e alle caratteristiche del forno, e raccomanda una caratterizzazione specifica per la scheda.

6.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, si raccomanda una temperatura del saldatore non superiore a 300°C, con un tempo di saldatura massimo di 3 secondi per pad, una sola volta.

6.3 Pulizia

La pulizia dovrebbe essere eseguita solo se necessario. Gli agenti approvati sono alcol etilico o isopropilico a temperatura normale per meno di un minuto. L'uso di prodotti chimici non specificati è vietato poiché potrebbero danneggiare il package del LED.

6.4 Condizioni di Conservazione

Per le buste sigillate, impermeabili all'umidità con essiccante, la conservazione deve essere a ≤30°C e ≤90% di Umidità Relativa (UR), con una durata di conservazione di un anno. Una volta aperte, i LED devono essere conservati a ≤30°C e ≤60% UR. I componenti rimossi dalla confezione originale sono raccomandati per essere sottoposti a rifusione IR entro 672 ore (28 giorni, MSL 2a). Per conservazioni oltre questo periodo, si consiglia di eseguire un baking a circa 60°C per almeno 20 ore prima dell'assemblaggio.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I LED sono forniti su nastro portante in rilievo da 8 mm di larghezza, sigillato con nastro di copertura e avvolto su bobine da 7 pollici (178 mm) di diametro. La quantità standard per bobina è di 3000 pezzi. È specificata una quantità d'ordine minima di 500 pezzi per i resti. L'imballaggio segue gli standard ANSI/EIA 481, con un massimo di due componenti mancanti consecutivi consentiti per bobina.

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED blu è adatto per un'ampia gamma di applicazioni che richiedono luci spia, retroilluminazione o illuminazione decorativa in elettronica di consumo, apparecchiature per ufficio, dispositivi di comunicazione ed elettrodomestici. Il suo design a montaggio inverso lo rende ideale per applicazioni in cui la luce deve essere emessa attraverso un substrato o un pannello dal lato opposto del PCB.

8.2 Considerazioni di Progetto

• Limitazione della Corrente:Utilizzare sempre una resistenza in serie o un driver a corrente costante per limitare la corrente diretta a 20 mA DC o inferiore.
• Protezione ESD:Implementare protezioni ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio, poiché i LED sono sensibili alle scariche statiche.
• Gestione Termica:Assicurarsi che il progetto del PCB consenta un'adeguata dissipazione del calore, specialmente quando si opera ad alte temperature ambiente o vicino alla corrente massima, per mantenere l'emissione luminosa e la longevità.
• Progetto Ottico:Considerare l'ampio angolo di visione di 130 gradi quando si progettano guide di luce o lenti.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Le caratteristiche distintive principali di questo LED sono la suaconfigurazione a montaggio inversoe l'utilizzo di unchip InGaN ultra brillante. Rispetto ai LED standard a emissione superiore, il package a montaggio inverso offre flessibilità di progettazione per percorsi ottici specifici. La tecnologia InGaN fornisce un'efficienza più elevata e un'emissione di luce blu più brillante rispetto alle tecnologie più vecchie. Il sistema di binning completo consente anche un controllo più stretto sul colore e sulla luminosità nelle produzioni in serie, il che è un vantaggio per le applicazioni che richiedono coerenza cromatica.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D: Qual è lo scopo di un LED a montaggio inverso?

R: Un LED a montaggio inverso è progettato per essere saldato sul PCB con la superficie emittente rivolta verso il basso. La luce viene quindi emessa attraverso un foro o un'apertura nella scheda, o attraverso un materiale traslucido. Ciò è utile per creare luci spia eleganti e a filo.

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

R: No. La tensione diretta varia da 2,8V a 3,8V. Collegarlo direttamente a 5V causerebbe un flusso di corrente eccessivo, potenzialmente distruggendo il LED. È necessario utilizzare una resistenza limitatrice di corrente o un regolatore.

D: Cosa significa il codice di bin (es. D9, Q, AC) sull'etichetta della bobina?

R: Specifica le caratteristiche elettriche e ottiche dei LED su quella bobina. "D9" indica una tensione diretta tra 3,20V e 3,40V. "Q" indica un'intensità luminosa tra 71,0 e 112,0 mcd. "AC" indica una lunghezza d'onda dominante tra 465,0 e 470,0 nm.

D: Per quanto tempo posso conservare questi LED dopo aver aperto la busta?

R: Per i migliori risultati e per evitare problemi di livello di sensibilità all'umidità (MSL), dovrebbero essere saldati entro 672 ore (28 giorni) dall'esposizione alle condizioni ambientali della fabbrica (<30°C/60% UR). Se conservati più a lungo, è necessario il baking.

11. Caso Pratico di Progetto e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un pannello indicatore di stato per un router di rete.

Un progettista necessita di più LED blu brillanti per indicare lo stato di "Alimentazione", "Internet" e "Wi-Fi". Il progetto del pannello richiede che la luce brilli attraverso piccole icone incise al laser su una mascherina frontale in plastica, con il PCB montato dietro di essa. L'uso di questo LED blu a montaggio inverso è ideale. Il progettista dovrebbe:

1. Posizionare i LED sul lato inferiore del PCB, allineati con i fori sotto ciascuna icona.

2. Selezionare un codice di bin (es. R per alta luminosità, AD per una tonalità blu leggermente più verde) per garantire un aspetto uniforme.

3. Progettare l'impronta del PCB esattamente secondo il layout dei pad suggerito.

4. Calcolare una resistenza limitatrice di corrente per un'alimentazione a 3,3V: R = (3,3V - VF_tipica) / 0,020A. Utilizzando una VF tipica di 3,3V, R = 0 ohm, il che non è fattibile. Pertanto, utilizzerebbero una corrente inferiore (es. 15 mA) o selezionerebbero un bin con una VF più bassa (D7 o D8) per avere un valore di resistenza utilizzabile, garantendo che il LED operi entro le specifiche.

12. Introduzione al Principio Tecnico

Questo LED si basa su una struttura di diodo semiconduttore realizzata in Nitruro di Indio e Gallio (InGaN). Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del semiconduttore, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega InGaN determina l'energia della banda proibita, che corrisponde direttamente alla lunghezza d'onda (colore) della luce emessa - in questo caso, blu (~468 nm). Il "montaggio inverso" si riferisce puramente all'orientamento meccanico del package; il principio di elettroluminescenza sottostante rimane lo stesso di qualsiasi LED standard.

13. Tendenze e Sviluppi del Settore

La tendenza nei LED SMD continua verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), dimensioni del package più piccole e un'affidabilità migliorata. La tecnologia InGaN per LED blu e verdi ha visto miglioramenti costanti in termini di emissione e longevità. C'è anche una crescente enfasi su un binning più stretto del colore e dell'intensità per soddisfare le esigenze di applicazioni come display a colori completi e illuminazione architettonica, dove la coerenza è fondamentale. Inoltre, i progressi nel packaging si concentrano sul miglioramento delle prestazioni termiche per consentire correnti di pilotaggio più elevate senza compromettere la durata e sull'aumento della compatibilità con i processi automatizzati di pick-and-place e rifusione per una produzione di massa economicamente vantaggiosa.