Scheda tecnica LED RF-GNB170TS-CF - Dimensioni 2.0x1.25x0.7mm - Tensione diretta 2.8-3.4V - Potenza 105mW - Colore verde

1. Panoramica del prodotto

Questo dispositivo è un LED colorato realizzato con un chip verde. È progettato per l'indicazione ottica generica, display per commutatori e simboli e altre applicazioni che richiedono una sorgente luminosa compatta a montaggio superficiale. Il LED presenta un angolo di visione estremamente ampio di 140 gradi, rendendolo adatto per applicazioni in cui una distribuzione uniforme della luce è critica. È compatibile con tutti i processi standard di assemblaggio e saldatura SMT e soddisfa i requisiti di conformità RoHS. Il livello di sensibilità all'umidità è classificato come Livello 3, che richiede una corretta manipolazione e conservazione per prevenire l'assorbimento di umidità. Le dimensioni del package sono 2,0 mm x 1,25 mm x 0,7 mm, consentendo progetti PCB ad alta densità.

2. Analisi approfondita dei parametri tecnici

2.1 Caratteristiche elettriche/ottiche (a Ts=25°C)

I parametri elettrici e ottici sono specificati a una corrente di prova di 20 mA, salvo diversa indicazione. La tensione diretta (VF) è suddivisa in più gruppi che vanno da un minimo di 2,8 V (gruppo G1) a un massimo di 3,4 V (gruppo J1), con valori tipici che variano tra i gruppi. La lunghezza d'onda dominante (λD) va da 515,0 nm a 530,0 nm, coprendo i gruppi da D10 a F20. L'intensità luminosa (IV) varia da 260 mcd a 900 mcd attraverso i gruppi da 1AU a 1CM. La larghezza di banda spettrale a metà potenza (Δλ) è tipicamente di 15 nm. L'angolo di visione (2θ1/2) è di 140 gradi tipico. La corrente inversa (IR) a VR=5V è limitata a un massimo di 10 μA. La resistenza termica giunzione-punto di saldatura (RTHJ-S) è al massimo di 450 °C/W.

2.2 Valori massimi assoluti

I valori massimi assoluti non devono essere superati, nemmeno momentaneamente, per evitare danni permanenti. La dissipazione di potenza (Pd) è di 105 mW. La corrente diretta (IF) è di 30 mA continua, con una corrente diretta di picco (IFP) di 60 mA a ciclo di lavoro 1/10, larghezza di impulso 0,1 ms. La tensione di tenuta alle scariche elettrostatiche (ESD) (HBM) è di 1000 V. L'intervallo di temperatura operativa (Topr) va da -40°C a +85°C. L'intervallo di temperatura di stoccaggio (Tstg) va da -40°C a +85°C. La temperatura di giunzione (Tj) non deve superare i 95°C.

2.3 Tolleranze di misura

La tolleranza di misura della tensione diretta è ±0,1 V. La tolleranza di misura della lunghezza d'onda dominante è ±2 nm. La tolleranza di misura dell'intensità luminosa è ±10%. Tutte le misurazioni vengono eseguite in condizioni di prova standard Refond (nota: il nome del produttore è omesso per conformità).

3. Sistema di raggruppamento (binning)

Il LED è raggruppato in base alla tensione diretta, alla lunghezza d'onda dominante e all'intensità luminosa. I gruppi di tensione diretta vanno da G1 (tipico 2,8 V) a J1 (tipico 3,4 V). I gruppi di lunghezza d'onda includono D10 (515,0-517,5 nm), D20 (517,5-520,0 nm), E10 (520,0-522,5 nm), E20 (522,5-525,0 nm), F10 (525,0-527,5 nm) e F20 (527,5-530,0 nm). I gruppi di intensità luminosa sono 1AU (260-330 mcd), 1AV (330-430 mcd), 1CG (430-560 mcd), 1CL (560-700 mcd) e 1CM (700-900 mcd). Gli utenti finali possono specificare la combinazione di gruppi richiesta per la loro applicazione.

4. Analisi delle curve di prestazione

4.1 Tensione diretta vs. Corrente diretta

La tensione diretta aumenta con la corrente diretta secondo una tipica relazione esponenziale del diodo. Alla corrente di prova di 20 mA, la tensione diretta è all'interno dei gruppi specificati. La curva è fornita nella Figura 1-6 della specifica originale.

4.2 Corrente diretta vs. Intensità relativa

L'intensità relativa aumenta quasi linearmente con la corrente diretta fino a 30 mA, con una leggera saturazione a correnti elevate. Questa relazione è mostrata nella Figura 1-7.

4.3 Temperatura del pin vs. Intensità relativa e corrente diretta

All'aumentare della temperatura del pin, l'intensità relativa diminuisce gradualmente. Ad esempio, a 100°C ambiente, l'intensità relativa scende a circa l'80% del valore a 25°C. Anche la corrente diretta massima consentita diminuisce con l'aumentare della temperatura del pin, come mostrato nelle Figure 1-8 e 1-9.

4.4 Variazione della lunghezza d'onda con corrente e temperatura

La lunghezza d'onda dominante subisce un leggero spostamento con la corrente diretta, aumentando di circa 2-3 nm da 5 mA a 30 mA (Figura 1-10). La distribuzione spettrale (Figura 1-11) mostra un picco a circa 520 nm con una larghezza di banda a metà potenza di 15 nm.

4.5 Diagramma di radiazione

Il diagramma di radiazione (Figura 1-12) mostra un'ampia distribuzione angolare con intensità relativa superiore a 0,8 fino a ±60° dall'asse ottico. L'angolo di visione di 140° corrisponde alla larghezza totale a metà del massimo.

5. Informazioni meccaniche e di imballaggio

5.1 Dimensioni del package

Il package misura 2,0 mm (lunghezza) x 1,25 mm (larghezza) x 0,7 mm (altezza). La vista dall'alto mostra due pad (Pad 1 e Pad 2) per il collegamento elettrico. La polarità è indicata nella vista dal basso: il catodo è contrassegnato con un'area di colore verde (secondo la revisione recente). Il modello di saldatura consiglia un layout dei pad con dimensioni di 1,20 mm x 0,80 mm per ciascun pad, con una distanza di 3,20 mm tra i centri dei due pad. Tutte le tolleranze dimensionali sono ±0,2 mm salvo diversa indicazione.

5.2 Dimensioni del nastro trasportatore

I LED sono confezionati in un nastro trasportatore con larghezza di 8,00 mm. Il passo tra le tasche è di 4,00 mm e la distanza dal foro della ruota dentata al centro della tasca è di 1,75 mm. La profondità della tasca è di 1,42 mm, che ospita il LED spesso 0,7 mm. Il nastro superiore copre le tasche e sono presenti marcature di polarità per l'orientamento.

5.3 Dimensioni della bobina

Il diametro della bobina è 178 ± 1 mm, con un diametro del mozzo di 60 ± 1 mm e una larghezza di 8,0 ± 0,1 mm. Il diametro del foro dell'albero è 13,0 ± 0,5 mm. Sulla bobina è applicata un'etichetta per l'identificazione.

6. Linee guida per saldatura e assemblaggio

6.1 Profilo di saldatura a rifusione SMT

Il profilo di saldatura a rifusione consigliato segue lo standard JEDEC J-STD-020. La velocità media di rampa da Tsmin (150°C) a TP (picco 260°C) non deve superare 3°C/s. Zona di preriscaldamento: Tsmin = 150°C, Tsmax = 200°C, con un tempo di ammollo di 60-120 secondi. Il tempo sopra la temperatura di liquidus (TL = 217°C) deve essere di 60-150 secondi. La temperatura di picco (TP) è di 260°C con un tempo massimo entro 5°C da TP di 30 secondi, e il tempo all'effettiva temperatura di picco (tp) non deve superare 10 secondi. La velocità di raffreddamento non deve superare 6°C/s. Il tempo totale da 25°C al picco deve essere inferiore a 8 minuti.

6.2 Saldatura manuale e riparazione

La saldatura manuale deve essere eseguita a una temperatura inferiore a 300°C per meno di 3 secondi e una sola volta. La riparazione di LED saldati non è consigliata; se inevitabile, utilizzare un saldatore a doppia testa e verificare che le caratteristiche del LED non vengano danneggiate.

6.3 Condizioni di stoccaggio e essiccazione

Prima di aprire il sacchetto in alluminio, conservare a ≤30°C e ≤75% UR per un massimo di un anno dalla data di confezionamento. Dopo l'apertura, i LED devono essere utilizzati entro 168 ore (≧24 ore) a ≤30°C e ≤60% UR. Se la scheda indicatrice di umidità mostra umidità eccessiva o il tempo di conservazione è stato superato, cuocere i LED a 60±5°C per almeno 24 ore prima dell'uso.

7. Informazioni sull'imballaggio e l'ordine

7.1 Quantità di imballaggio

La quantità di imballaggio standard è di 4000 pezzi per bobina. Le bobine sono collocate in sacchetti barriera all'umidità con essiccante e una scheda indicatrice di umidità. I sacchetti vengono quindi imballati in scatole di cartone.

7.2 Informazioni sull'etichetta

Ogni bobina è etichettata con un'etichetta contenente: Part Number, Numero specifica, Numero lotto, Bin Code (inclusi gruppo flusso luminoso, gruppo cromaticità, codice tensione diretta, codice lunghezza d'onda), Quantità di imballaggio e Data di fabbricazione. Un'ulteriore etichetta di avvertenza ESD è applicata al sacchetto barriera all'umidità.

8. Note applicative

8.1 Applicazioni tipiche

Questo LED verde è ideale per indicatori ottici, retroilluminazione, illuminazione di commutatori e simboli, display cruscotto e segnaletica generica. Il suo ampio angolo di visione lo rende adatto per indicazioni su larga area in cui è richiesta la visibilità da più angolazioni.

8.2 Considerazioni di progettazione

• Limitazione della corrente:Utilizzare sempre un resistore in serie per limitare la corrente. Un leggero spostamento di tensione può causare una grande variazione di corrente a causa della curva I-V ripida. Assicurarsi che la corrente non superi mai il valore massimo assoluto di 30 mA.
• Gestione termica:La generazione di calore degrada l'efficienza luminosa e sposta il colore. Progettare il PCB con un'area di rame adeguata per la dissipazione del calore. Per array ad alta densità, considerare l'uso di via termiche.
• Protezione ESD:Il dispositivo è sensibile alle scariche elettrostatiche. Utilizzare adeguate precauzioni ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio. Considerare l'aggiunta di un diodo di protezione inversa nel circuito di pilotaggio.
• Compatibilità ambientale:Evitare l'esposizione a composti solforati (inferiori a 100 ppm). Il contenuto di bromo e cloro nei materiali di accoppiamento deve essere ciascuno inferiore a 900 ppm e totale inferiore a 1500 ppm. I composti organici volatili (COV) possono penetrare l'incapsulante in silicone e causare scolorimento; verificare la compatibilità dei materiali prima dell'uso.
• Manipolazione meccanica:Non applicare forza meccanica sulla lente in silicone. Utilizzare pinze sulle superfici laterali. Evitare di piegare il PCB dopo la saldatura. Non raffreddare rapidamente il dispositivo dopo la rifusione.
• Pulizia:Se è necessaria la pulizia, utilizzare alcool isopropilico. Altri solventi devono essere verificati per non danneggiare il package. La pulizia a ultrasuoni non è consigliata in quanto potrebbe causare danni interni.

9. Domande frequenti

D1: Qual è il tempo massimo di conservazione prima di aprire il sacchetto sigillato?
R: Fino a un anno a ≤30°C e ≤75% UR.

D2: Il LED può essere utilizzato in applicazioni esterne?
R: L'intervallo di temperatura operativa è da -40°C a +85°C, che copre molti ambienti esterni. Tuttavia, è necessario considerare la protezione dall'umidità e dall'esposizione ai raggi UV.

D3: Come interpreto i codici bin sull'etichetta?
R: Il codice bin include un gruppo di flusso luminoso (es. 1AU), gruppo di cromaticità (es. D10), gruppo di tensione diretta (es. G1) e codice lunghezza d'onda (es. 515). Fare riferimento alla specifica del prodotto per i limiti esatti.

D4: Qual è il metodo di pulizia consigliato se il LED si sporca?
R: Si consiglia alcool isopropilico. Non utilizzare la pulizia a ultrasuoni.

10. Caso pratico di applicazione

Si consideri un pannello per interruttori domestici intelligenti con più indicatori di stato. Un LED verde (lunghezza d'onda dominante ~520 nm) può indicare lo stato 'acceso' o 'connesso'. Grazie all'ampio angolo di visione di 140°, l'indicatore è visibile da quasi tutte le angolazioni. Il package piccolo (2,0x1,25mm) consente di posizionare più indicatori ravvicinati su un PCB compatto. Utilizzando un resistore in serie di circa 180 ohm (per alimentazione a 5 V e tensione diretta tipica di 2,8 V) si limita la corrente a circa 12 mA, ben all'interno dell'intervallo operativo sicuro. Il progetto PCB include un piano di massa per la dissipazione del calore, garantendo che la temperatura di giunzione rimanga al di sotto di 95°C anche in un contenitore caldo.

11. Principio di funzionamento

Un LED verde (diodo a emissione luminosa) è un dispositivo a semiconduttore che emette luce quando gli elettroni si ricombinano con le lacune nella regione attiva. Il chip verde è tipicamente realizzato con materiali come nitruro di gallio (GaN) o nitruro di gallio e indio (InGaN). Quando viene applicata una polarizzazione diretta, gli elettroni provenienti dalla regione di tipo n e le lacune dalla regione di tipo p vengono iniettati nello strato attivo a pozzo quantico, dove si ricombinano radiativamente, emettendo fotoni con energia corrispondente al bandgap. Per l'emissione verde, il bandgap è di circa 2,3-2,4 eV, corrispondente a una lunghezza d'onda intorno a 520 nm. Il dispositivo è incapsulato in una lente in silicone che migliora l'estrazione della luce e protegge il chip.

12. Tendenze di sviluppo del settore

Il mercato dei LED a montaggio superficiale continua a richiedere pacchetti più piccoli con maggiore efficacia luminosa e migliore uniformità cromatica. La tendenza alla miniaturizzazione (ad esempio, pacchetti 0603, 0402) consente una maggiore flessibilità di progettazione. Nello spettro verde, i miglioramenti nella crescita epitassiale e nella progettazione dei chip stanno spingendo l'efficienza luminosa oltre 200 lm/W per i dispositivi ad alta potenza. Inoltre, le normative ambientali come RoHS e REACH guidano l'eliminazione delle sostanze pericolose. L'integrazione della protezione ESD e una migliore resistenza all'umidità sono miglioramenti continui dell'affidabilità. Infine, l'adozione dell'illuminazione intelligente e dell'IoT aumenterà la necessità di LED indicatori affidabili e di lunga durata nei dispositivi connessi.