Specifica LED blu SMD 1.0x0.5x0.4mm - 2.6-3.4V - 20mA - 70mW - Dati tecnici

1. Panoramica del prodotto

L'RF-BU0402TS-CE-B è un LED blu SMD compatto realizzato con un chip blu ad alta efficienza. È progettato per applicazioni generali di indicazione e visualizzazione dove sono richiesti un ampio angolo di visione e un ingombro ridotto. Le dimensioni del package sono 1.0mm x 0.5mm x 0.4mm, rendendolo adatto per progetti con vincoli di spazio. Le caratteristiche principali includono un angolo di visione estremamente ampio, compatibilità con assemblaggio SMT standard e saldatura a rifusione, livello di sensibilità all'umidità 3 e conformità RoHS. Le applicazioni tipiche includono indicatori ottici, retroilluminazione di interruttori, display di simboli e luci di stato per uso generale.

1.1 Descrizione generale

Il LED utilizza un chip blu che emette luce nell'intervallo di lunghezza d'onda dominante 465-475 nm. È incapsulato in un package in miniatura da 1.0mm x 0.5mm x 0.4mm con lente in resina epossidica trasparente. Il dispositivo è progettato per il prelievo e posizionamento automatico SMT e può resistere fino a due cicli di rifusione a temperatura di picco di 260°C (secondo gli standard JEDEC).

1.2 Caratteristiche

• Angolo di visione estremamente ampio (tipico 140°).
• Adatto a tutti i processi di assemblaggio SMT e saldatura.
• Livello di sensibilità all'umidità: Livello 3 (secondo IPC/JEDEC J-STD-020).
• Conforme RoHS – privo di piombo e altre sostanze soggette a restrizione.
• Disponibile in più bin di luminosità e tensione per soddisfare vari requisiti di progettazione.

1.3 Applicazioni

• Indicatori ottici in elettronica di consumo, elettrodomestici e interni automobilistici.
• Retroilluminazione di interruttori e simboli (tastierini, pulsanti).
• Retroilluminazione di display per piccoli LCD o display a segmenti.
• Indicazione di stato per uso generale in apparecchiature industriali e mediche.

2. Parametri tecnici

Tutte le misurazioni elettriche e ottiche vengono eseguite a una condizione di test di Ts = 25°C, salvo diversa indicazione.

2.1 Caratteristiche elettriche/ottiche (IF = 5 mA)

2.2 Valori massimi assoluti (Ts = 25°C)

Nota: la corrente massima deve essere decisa dopo aver misurato la temperatura del package. La temperatura di giunzione non deve superare il massimo nominale.

3. Sistema di binning

Il LED è categorizzato in più bin per tensione diretta, lunghezza d'onda dominante e intensità luminosa. Ciò consente ai progettisti di selezionare dispositivi che soddisfano i requisiti esatti del circuito, garantendo luminosità e colore uniformi in sistemi multi-LED.

3.1 Bin di tensione diretta

La tensione diretta viene misurata a IF = 5 mA. I bin sono etichettati da F1 a J1, coprendo un intervallo da 2.6V a 3.6V con incrementi di 0.1V. Ad esempio, F1 copre 2.6–2.8V, F2 copre 2.7–2.9V, ecc. La tolleranza di misura è ±0.1V.

3.2 Bin di lunghezza d'onda dominante

I bin di lunghezza d'onda sono specificati a IF = 5 mA. D10 copre 465.0–467.5 nm, D20 copre 467.5–470.0 nm, E10 copre 470.0–472.5 nm ed E20 copre 472.5–475.0 nm. La tolleranza di misura è ±2 nm.

3.3 Bin di intensità luminosa

I bin di intensità (IV) sono classificati da B00 (12–18 mcd) a F20 (80–100 mcd). Questa ampia gamma soddisfa vari requisiti di luminosità in indicatori, retroilluminazione e display. La tolleranza del bin è ±10%.

4. Analisi delle curve di prestazione

4.1 Tensione diretta vs. Corrente diretta

La tensione diretta tipica aumenta con la corrente diretta. A 5 mA la tensione diretta è di circa 2.7–3.1V a seconda del bin. La curva è quasi lineare da 0 a 25 mA, con una pendenza di circa 0.1–0.2 V ogni 10 mA.

4.2 Corrente diretta vs. Intensità relativa

L'intensità luminosa relativa aumenta approssimativamente in modo lineare con la corrente diretta fino a 20 mA. A 5 mA l'intensità è circa 0.3 rispetto a 20 mA. Il funzionamento a correnti più elevate fornisce una maggiore luminosità ma aumenta anche la temperatura di giunzione.

4.3 Temperatura ambiente vs. Intensità relativa

Quando la temperatura ambiente sale da 25°C a 100°C, l'intensità relativa diminuisce di circa il 10-15%. Questa derating termico deve essere considerato in applicazioni ad alta temperatura.

4.4 Temperatura del pin vs. Corrente diretta

La corrente diretta massima consentita diminuisce quando la temperatura del pin (punto di saldatura) supera circa 60°C. A una temperatura del pin di 100°C, la corrente diretta continua massima viene ridotta a circa 15 mA per mantenere la giunzione sotto i 95°C.

4.5 Corrente diretta vs. Lunghezza d'onda dominante

L'aumento della corrente diretta da 0 a 30 mA provoca un leggero spostamento della lunghezza d'onda dominante (circa +2 nm), tipico per i LED InGaN. Questo effetto è piccolo e generalmente trascurabile per applicazioni di indicatori.

4.6 Intensità relativa vs. Lunghezza d'onda (Spettro)

La distribuzione spettrale raggiunge il picco intorno a 470 nm con una larghezza a metà altezza (FWHM) di circa 15 nm. L'emissione è stretta, fornendo un colore blu saturo.

4.7 Diagramma di radiazione

Il LED presenta un diagramma di radiazione di tipo Lambertiano con un ampio angolo di visione di 140° (angolo a metà intensità 70°). Ciò lo rende adatto per l'indicazione su ampie aree.

5. Informazioni meccaniche e di imballaggio

5.1 Dimensioni del package

Il LED è alloggiato in un package da 1.0mm x 0.5mm x 0.4mm (lunghezza x larghezza x altezza). Ha due pad anodo/catodo sul lato inferiore con polarità contrassegnata da una tacca (vedere schema di polarità). Il layout consigliato dei pad di saldatura è 0.5mm x 0.6mm per pad con una distanza tra pad di 0.6mm.

5.2 Polarità e schemi di saldatura

Il catodo è indicato da una piccola tacca nella vista dall'alto o dal basso. Il dispositivo è progettato per saldatura a rifusione con un'apertura tipica del mascherino di saldatura di 0.25mm. Tutte le dimensioni sono in millimetri con tolleranze di ±0.2mm salvo diversa indicazione.

5.3 Dimensioni del nastro trasportatore e della bobina

I componenti sono confezionati in nastro trasportatore da 8mm di larghezza con passo di 2.0mm. Ogni bobina contiene 4000 pezzi. Il diametro esterno della bobina è 178mm ±1mm, il diametro del mozzo è 60mm ±0.1mm e la larghezza è 8.0mm +1/-0mm. Il nastro è sigillato con un nastro di copertura superiore e include un segno di polarità per l'orientamento.

6. Guida alla saldatura e all'assemblaggio

6.1 Profilo di saldatura a rifusione

Il profilo di rifusione consigliato segue gli standard JEDEC. Preriscaldare da 150°C a 200°C per 60-120 secondi. Il tempo sopra 217°C (TL) deve essere di 60-150 secondi. La temperatura di picco (TP) non deve superare 260°C per più di 10 secondi. La velocità di raffreddamento deve essere inferiore a 6°C/s. Sono consentiti al massimo due cicli di rifusione; se il tempo tra due operazioni di saldatura supera le 24 ore, i LED potrebbero danneggiarsi.

6.2 Saldatura manuale

Se è necessaria la saldatura a mano, utilizzare una temperatura del saldatore inferiore a 300°C per meno di 3 secondi. La saldatura a mano deve essere eseguita una sola volta. Non applicare forza meccanica durante il riscaldamento.

6.3 Riparazione

La riparazione non è consigliata dopo la saldatura. Se inevitabile, utilizzare un saldatore a doppia punta e verificare che le caratteristiche del LED non siano degradate.

6.4 Conservazione e gestione dell'umidità

Il LED è di sensibilità all'umidità livello 3. Prima di aprire il sacchetto di alluminio, conservare a ≤30°C / ≤75% UR per un massimo di un anno dalla data di sigillatura. Dopo l'apertura, la durata di conservazione è di 168 ore a ≤30°C / ≤60% UR. Se il tempo di conservazione viene superato o il dessiccante è scolorito, è necessario un essiccazione: 60°C ±5°C per almeno 24 ore. Non cuocere bobine o vassoi a temperature più elevate.

7. Informazioni sull'imballaggio e l'ordine

L'imballaggio standard è di 4000 pezzi per bobina. Ogni bobina è sigillata in un sacchetto barriera all'umidità con un dessiccante e una scheda indicatrice di umidità. L'etichetta include numero di parte, numero di specifica, numero di lotto, codice bin (per flusso, cromaticità, tensione diretta e lunghezza d'onda), quantità e codice data. Le bobine sono imballate in scatole di cartone per la spedizione.

8. Note applicative

8.1 Considerazioni sulla progettazione del circuito

Utilizzare sempre resistori limitatori di corrente in serie con il LED per evitare che la corrente diretta superi il valore massimo assoluto (20 mA continui). Anche piccole variazioni di tensione possono causare grandi variazioni di corrente. Il circuito di pilotaggio deve essere progettato per consentire la tensione diretta solo quando il LED è acceso; la tensione inversa può causare migrazione e danni.

8.2 Gestione termica

La generazione di calore riduce l'emissione luminosa e accelera l'invecchiamento. Fornire un adeguato dissipatore di calore attraverso i pad di saldatura e i piani in rame del PCB. La temperatura di giunzione deve rimanere al di sotto di 95°C. In ambienti ad alta temperatura, derating la corrente diretta di conseguenza.

8.3 Restrizioni ambientali

L'ambiente operativo deve contenere meno di 100 ppm di composti di zolfo. Il contenuto di bromo e cloro nei materiali esterni (incapsulanti, adesivi) deve essere ciascuno inferiore a 900 ppm e il loro totale inferiore a 1500 ppm. I COV (composti organici volatili) provenienti dai materiali degli apparecchi possono penetrare nell'incapsulante siliconico e causare scolorimento; testare i materiali prima dell'uso.

9. Confronto tecnico

Rispetto ai package standard 0603 o 0805, l'ingombro di 1.0x0.5x0.4mm consente di risparmiare area PCB mantenendo un ampio angolo di visione di 140°. La bassa resistenza termica (450 K/W) consente un efficiente trasferimento del calore. Il binning stretto della lunghezza d'onda (±2.5 nm per bin) offre una migliore consistenza del colore rispetto a molti LED blu generici. L'elevata valutazione ESD (1000V HBM) fornisce robustezza nella produzione e nell'uso sul campo.

10. Domande frequenti (FAQ)

• Qual è la corrente diretta consigliata per le applicazioni tipiche?5-10 mA è comune per uso indicatore; fino a 20 mA per maggiore luminosità, ma assicurarsi dei limiti termici.
• Posso pilotare il LED con un segnale PWM?Sì, ma mantenere la corrente di picco al di sotto di 60 mA e il ciclo di lavoro al di sotto del 10% per evitare surriscaldamento.
• Come devo conservare le bobine non ancora aperte?A ≤30°C e ≤75% UR, nel sacchetto barriera all'umidità originale.
• Cosa succede se il LED viene esposto a ESD oltre 1000V?Potrebbe guastarsi catastroficamente o mostrare un aumento della corrente di dispersione. Utilizzare una protezione ESD adeguata durante la manipolazione.
• Perché la tensione diretta varia tra i bin?Le tolleranze di produzione causano lievi variazioni nelle proprietà del chip. Il binning garantisce un comportamento elettrico coerente in un dato bin.

11. Casi di studio applicativi

11.1 Retroilluminazione di un piccolo pannello LCD

Tre LED blu (bin E00) sono stati posti in serie con un resistore da 150Ω e pilotati a 5V. Ogni LED ha ricevuto circa 10 mA. L'intensità combinata (180 mcd) ha retroilluminato adeguatamente un display a caratteri da 1.5 pollici.

11.2 Generazione di luce bianca

Rivestendo il LED blu con un fosforo giallo (non incluso), è possibile creare un LED bianco. Lo spettro blu stretto (465-475 nm) è adatto per la conversione del fosforo.

11.3 Indicatore per interni automobilistici

L'ampio angolo di visione e il piccolo package hanno permesso il posizionamento in un pulsante del cruscotto. Il LED ha superato i test di cicli termici secondo AEC-Q101 grazie alla sua costruzione robusta.

12. Principio di funzionamento

Il LED si basa su un chip semiconduttore InGaN (nitruro di gallio indio). Quando polarizzato direttamente, gli elettroni si ricombinano con le lacune nella regione attiva, rilasciando energia sotto forma di fotoni. Il bandgap del materiale determina la lunghezza d'onda di emissione (~470 nm per il blu). Il chip è montato su un leadframe e incapsulato con resina epossidica trasparente per proteggere la giunzione e migliorare l'estrazione della luce.

13. Tendenze di sviluppo

La tendenza per i LED blu in miniatura continua verso ingombri ancora più ridotti (ad esempio 0.6x0.3x0.2mm) e maggiore efficienza (fino al 30% di WPE). Vengono integrati una migliore gestione termica e una protezione ESD. L'uso di LED blu per l'illuminazione bianca a conversione di fosforo si sta espandendo nei mercati automobilistico, mobile e dell'illuminazione generale. L'industria sta inoltre adottando standard di binning più rigorosi per garantire la consistenza del colore nelle applicazioni ad alto volume.