RF-AU0402TS-EB-B Specifiche LED Ambra - Dimensioni 1.0x0.5x0.4mm - Tensione 1.6-2.6V - Potenza 26mW - Dati Tecnici Italiani

1. Panoramica del Prodotto

1.1 Descrizione Generale

Il RF-AU0402TS-EB-B è un LED a montaggio superficiale di colore ambra realizzato utilizzando un chip ambra ad alta efficienza. Le sue dimensioni ultra-compatte del pacchetto di 1,0 mm x 0,5 mm x 0,4 mm lo rendono uno dei LED ambra più piccoli disponibili in commercio, adatto per applicazioni con vincoli di spazio. Il dispositivo è progettato per assemblaggio SMT automatizzato e processi di saldatura a rifusione, offrendo un'eccellente compatibilità con le moderne linee di assemblaggio PCB.

1.2 Caratteristiche

• Angolo di visione estremamente ampio di 140 gradi, che garantisce una distribuzione uniforme della luce su un'ampia area.
• Adatto per tutti i processi di assemblaggio e saldatura SMT, inclusi rifusione e saldatura manuale.
• Livello di sensibilità all'umidità: Livello 3 secondo lo standard JEDEC, che richiede una corretta manipolazione dopo l'apertura della busta.
• Conforme alla normativa RoHS, esente da sostanze pericolose, soddisfa le normative ambientali globali.
• Funzionamento a bassa corrente diretta (tipica 5 mA) che consente un basso consumo energetico nei dispositivi alimentati a batteria.
• Disponibile in più bin di luminosità e lunghezza d'onda per un abbinamento preciso in applicazioni che richiedono coerenza.

1.3 Applicazioni

• Indicatori ottici: indicatori di stato, retroilluminazione per interruttori e display di simboli.
• Retroilluminazione display: retroilluminazione per piccoli LCD o tastiere dove lo spazio è limitato.
• Uso generale: illuminazione per giocattoli, illuminazione decorativa ed elettronica portatile.

2. Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Tutti i parametri sono misurati a una temperatura della piastra di saldatura (Ts) di 25°C e una corrente diretta di 5 mA, salvo diversa indicazione. Le seguenti caratteristiche chiave definiscono le prestazioni di questo LED:

• Larghezza di banda spettrale a metà potenza (Δλ):Tipica 15 nm, che indica uno spettro di emissione relativamente stretto centrato attorno alla regione della lunghezza d'onda ambra.
• Tensione diretta (VF):Varia da 1,6 V a 2,6 V a seconda del codice bin (da A1 a E2). La classificazione in bin viene eseguita a 5 mA, con ogni bin che copre passi di 0,1 V. La bassa tensione diretta consente il funzionamento da alimentazioni a bassa tensione.
• Lunghezza d'onda dominante (λD):Disponibile in due intervalli: A10 (600-602,5 nm) e A20 (602,5-605 nm), con bin aggiuntivi B10 (605-607,5 nm), B20 (607,5-610 nm). Ciò consente la selezione della tonalità ambra esatta.
• Intensità luminosa (IV):Classificata in cinque intervalli: A00 (8-12 mcd), B00 (12-18 mcd), C00 (18-28 mcd), D00 (28-43 mcd) e E00 (43-65 mcd). I bin di intensità più elevata sono adatti per applicazioni che richiedono maggiore luminosità.
• Angolo di visione (2θ1/2):140 gradi tipici, che fornisce un diagramma di radiazione molto ampio per un'illuminazione uniforme su un'ampia area.
• Corrente inversa (IR):Massimo 10 μA a VR=5 V, garantendo una perdita molto bassa in polarizzazione inversa.
• Resistenza termica (RTHJ-S):Massimo 450 °C/W, dal giunto al punto di saldatura. Questa resistenza termica relativamente elevata è tipica per LED con pacchetto piccolo e richiede una gestione termica attenta quando si opera a correnti più elevate.

2.2 Valori Massimi Assoluti

I valori massimi assoluti non devono essere superati, anche momentaneamente, per evitare danni permanenti:

• Dissipazione di potenza (Pd): 26 mW
• Corrente diretta (IF): 10 mA (continua); 60 mA per funzionamento a impulsi con ciclo di lavoro 1/10 e larghezza di impulso 0,1 ms.
• Resistenza alle scariche elettrostatiche (HBM): 2000 V
• Temperatura di esercizio (Topr): da -40°C a +85°C
• Temperatura di stoccaggio (Tstg): da -40°C a +85°C
• Temperatura di giunzione (Tj): massimo 95°C

Questi limiti si basano su misurazioni standardizzate presso il laboratorio Refond. La corrente massima effettiva potrebbe dover essere ridotta in base alle condizioni termiche; la temperatura di giunzione non deve superare 95°C.

2.3 Sistema di Classificazione in Bin

Il LED è suddiviso in più bin per garantire uno stretto controllo sulla tensione diretta, sulla lunghezza d'onda dominante e sull'intensità luminosa. Ciò consente ai clienti di selezionare dispositivi con prestazioni costanti per i loro requisiti specifici. Per la tensione diretta, i bin da A1 a E2 coprono da 1,6 V a 2,6 V con incrementi di 0,1 V. Per la lunghezza d'onda, i bin A10, A20, B10, B20 coprono l'intervallo da 600 nm a 610 nm con passi di 2,5 nm. I bin di intensità da A00 a E00 offrono opzioni da 8 mcd a 65 mcd. Il codice bin è chiaramente indicato sull'etichetta della bobina per la tracciabilità.

3. Analisi delle Curve di Prestazione

3.1 Tensione Diretta vs. Corrente Diretta (Curva I-V)

La curva caratteristica I-V (Fig 1-6) mostra la tipica relazione esponenziale tra tensione diretta e corrente diretta. A 5 mA la tensione diretta è di circa 2,0 V per il bin tipico. All'aumentare della corrente, la tensione aumenta leggermente a causa della resistenza serie. La curva aiuta i progettisti a selezionare resistori limitatori di corrente appropriati per una data tensione di alimentazione.

3.2 Corrente Diretta vs. Intensità Relativa

La Fig 1-7 illustra che l'intensità luminosa relativa aumenta linearmente con la corrente diretta nella regione di bassa corrente, ma inizia a saturarsi a correnti più elevate. Operare a 5 mA produce circa il 50% dell'intensità a 10 mA, fornendo un buon equilibrio tra luminosità e dissipazione termica.

3.3 Effetti della Temperatura

Le Fig 1-8 e Fig 1-9 mostrano come la temperatura del pin influisce sull'intensità relativa e sulla corrente diretta. All'aumentare della temperatura di giunzione, l'intensità luminosa diminuisce gradualmente. Ad esempio, a 85°C l'intensità può scendere a circa l'80% del suo valore a 25°C. La gestione termica è cruciale quando si pilota il LED vicino alla sua corrente massima o in ambienti a temperatura elevata.

3.4 Corrente Diretta vs. Lunghezza d'Onda Dominante

La Fig 1-10 dimostra che la lunghezza d'onda dominante si sposta leggermente con la corrente diretta (circa 1-2 nm sull'intervallo operativo). Questo effetto è minimo per la maggior parte delle applicazioni di indicatori, ma deve essere considerato quando è richiesta una corrispondenza cromatica precisa.

3.5 Distribuzione Spettrale e Diagramma di Radiazione

La Fig 1-11 mostra l'intensità spettrale relativa in funzione della lunghezza d'onda, con un picco intorno a 600-610 nm e una larghezza a metà altezza di 15 nm. Il diagramma di radiazione (Fig 1-12) indica un angolo di emissione molto ampio di 140 gradi, con intensità quasi uniforme fino a ±70 gradi dall'asse ottico.

4. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

4.1 Dimensioni del Pacchetto

Il LED è alloggiato in un pacchetto SMD standard 0402 con dimensioni: lunghezza 1,0 mm, larghezza 0,5 mm e altezza 0,4 mm. Il pacchetto ha due terminali: anodo (contrassegnato con un indicatore di polarità) e catodo. I disegni nella scheda tecnica (Fig 1-1 a 1-3) mostrano viste dall'alto, dal basso e laterali con tolleranza di ±0,2 mm salvo diversa indicazione.

4.2 Progettazione dei Pad di Saldatura

I modelli di saldatura consigliati (Fig 1-5) sono forniti per garantire giunti di saldatura affidabili e un'adeguata dissipazione del calore. Le dimensioni del pad sono 0,5 mm x 0,6 mm per ciascun terminale con una spaziatura di 0,6 mm tra di loro. È fondamentale far corrispondere il design del pad all'impronta del pacchetto per evitare tombstoning o giunti deboli.

4.3 Marchio di Polarità

Il catodo è identificato da un piccolo segno sul pacchetto (Fig 1-4). L'anodo è il pad più grande sul fondo. La corretta polarità deve essere rispettata per evitare danni da polarizzazione inversa.

4.4 Dimensioni del Nastro Trasportatore e della Bobina

I LED sono forniti in nastro trasportatore goffrato con larghezza di 8 mm e passo di 2,0 mm. Ogni bobina contiene 4.000 pezzi. Il nastro presenta un nastro di copertura superiore e un segno di polarità della direzione di alimentazione. Dimensioni della bobina: diametro esterno 178±1 mm, larghezza 8,0±0,1 mm, diametro del mozzo 60±1 mm e foro del mandrino 13,0±0,5 mm.

4.5 Informazioni sull'Etichetta

L'etichetta della bobina include il numero del pezzo, il numero della specifica, il numero del lotto, il codice del bin (per tensione diretta, lunghezza d'onda e intensità), la quantità e il codice della data. Ciò garantisce la piena tracciabilità.

5. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

5.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Il profilo di saldatura a rifusione consigliato è fornito in Fig 3-1 e Tabella 3-1. Parametri chiave: preriscaldamento da 150°C a 200°C per 60-120 secondi; velocità di rampa ≤3°C/s; tempo sopra 217°C (TL) fino a 60 s; temperatura di picco (TP) 260°C per un massimo di 10 secondi; velocità di raffreddamento ≤6°C/s. Sono consentiti solo due cicli di rifusione; se tra un ciclo e l'altro trascorrono più di 24 ore, i LED potrebbero assorbire umidità e danneggiarsi.

5.2 Saldatura Manuale e Riparazione

La saldatura manuale è consentita con temperatura del saldatore ≤300°C e durata ≤3 secondi, eseguita una sola volta. Per la riparazione, si consiglia un saldatore a doppia punta per evitare stress termici sul LED.

5.3 Precauzioni Durante l'Assemblaggio

Non montare i LED su sezioni di PCB deformate o applicare stress meccanici durante o dopo la saldatura. Evitare raffreddamenti rapidi dopo la rifusione. Assicurarsi di un corretto allineamento per evitare cortocircuiti.

6. Stoccaggio e Manipolazione

6.1 Condizioni di Stoccaggio

Prima di aprire la busta barriera all'umidità, conservare a ≤30°C e ≤75% RH per un massimo di 1 anno dalla data di sigillatura. Dopo l'apertura, i LED devono essere utilizzati entro 168 ore a ≤30°C e ≤60% RH. Se il tempo di conservazione viene superato, cuocere a 60±5°C per >24 ore prima dell'uso.

6.2 Sensibilità all'Umidità

Il livello MSL 3 richiede una manipolazione attenta. Se la busta è danneggiata o l'essiccante è scaduto, la cottura è obbligatoria per evitare crepe da popcorn durante la rifusione.

6.3 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche (ESD) e al sovraccarico elettrico (EOS). Utilizzare postazioni di lavoro con messa a terra, cinturini da polso e ionizzatori. La classificazione HBM è 2000 V, ma si consigliano comunque precauzioni ESD adeguate.

6.4 Considerazioni Ambientali

Il LED può essere influenzato da zolfo e alogeni nell'ambiente. I composti di zolfo dovrebbero essere limitati a<100 ppm. Bromo<900 ppm, Cloro<900 ppm, alogeni totali<1500 ppm. I composti organici volatili (VOC) possono penetrare nell'incapsulante in silicone e causare scolorimento. Utilizzare solo materiali compatibili nel dispositivo.

7. Note Applicative

7.1 Resistore Limitazione di Corrente

Utilizzare sempre un resistore in serie per limitare la corrente diretta al livello desiderato, poiché i LED hanno una curva I-V ripida. Per una corrente operativa tipica di 5 mA, scegliere un valore del resistore che garantisca che la corrente rimanga al di sotto del massimo assoluto di 10 mA anche con la peggiore variazione della tensione di alimentazione.

7.2 Gestione Termica

La progettazione termica è critica. La resistenza termica di 450 °C/W significa che a 5 mA e 2 V, la dissipazione di potenza è di 10 mW, causando un aumento della temperatura di circa 4,5 °C sopra l'ambiente. A correnti più elevate, l'aumento della temperatura aumenta proporzionalmente. Potrebbe essere necessaria un'area di rame adeguata sul PCB o aria forzata.

7.3 Considerazioni sul Progetto del Circuito

È necessaria una protezione contro la tensione inversa; assicurarsi che il circuito non applichi mai polarizzazione inversa al LED (ad esempio, durante le transizioni di spegnimento). Inoltre, evitare di superare il valore massimo assoluto per la corrente diretta, anche momentaneamente.

8. Domande Frequenti

8.1 Qual è la corrente operativa raccomandata?

La corrente tipica è 5 mA, che offre una buona luminosità rimanendo ben al di sotto del massimo assoluto di 10 mA. Per una luminosità maggiore, è consentito fino a 10 mA ma con un'adeguata dissipazione del calore per mantenere la giunzione al di sotto di 95°C.

8.2 Come selezionare il corretto bin di tensione diretta?

Scegliere un bin che corrisponda alla tensione di alimentazione meno la caduta sul resistore. Ad esempio, se l'alimentazione è 3,3 V e si desiderano 5 mA con un resistore da 300 Ω (caduta ~1,5 V), è necessaria una VF di circa 1,8 V, che corrisponde al bin B1 o B2.

8.3 Posso pilotare questo LED direttamente da un GPIO del microcontrollore?

La maggior parte dei pin GPIO può erogare 5-10 mA a 3,3 V. Con un opportuno resistore in serie, sì. Ma verificare la capacità di corrente del microcontrollore; se insufficiente, utilizzare un driver a transistor.

8.4 Quanti cicli di rifusione sono consentiti?

Massimo due cicli di rifusione. Se tra un ciclo e l'altro trascorrono più di 24 ore, cuocere i LED prima della seconda rifusione per rimuovere l'umidità assorbita.

9. Principio di Funzionamento

Questo LED ambra è un diodo a emissione luminosa a semiconduttore basato su un chip ambra (probabilmente materiale InGaAlP o GaAsP). Quando polarizzato direttamente, gli elettroni e le lacune si ricombinano nella regione attiva, emettendo fotoni con energia corrispondente alla luce ambra (600-610 nm). La larghezza spettrale a metà potenza ridotta di 15 nm indica un'elevata purezza del colore.

10. Tendenze di Sviluppo

La tendenza nel confezionamento dei LED continua verso impronte più piccole e maggiore efficienza. Il pacchetto 0402 (1,0x0,5 mm) rappresenta la direzione ultra-miniaturizzata, consentendo layout PCB più densi e l'integrazione in dispositivi portatili. I miglioramenti futuri potrebbero includere una minore resistenza termica, una maggiore efficacia luminosa e intervalli di temperatura operativa estesi. La conformità ambientale (RoHS, esente da alogeni) diventa sempre più importante nei mercati globali.