Specifiche LED Rosso SMD 2.0x1.25x0.7mm - 625-640nm - 1.8-2.4V - 20mA - 72mW - Documento Tecnico Italiano

1. Panoramica del prodotto

L'RF-RUB170TS-BD è un LED rosso a montaggio superficiale progettato per applicazioni di indicazione e display generici. È realizzato utilizzando un chip rosso ad alta efficienza e si presenta in un compatto package da 2,0 mm x 1,25 mm x 0,7 mm. Questo LED offre un angolo di visione estremamente ampio di 140°, rendendolo adatto per applicazioni che richiedono un'ampia distribuzione della luce. È compatibile con i processi standard di assemblaggio SMT e saldatura a rifusione e soddisfa i requisiti di conformità RoHS. Il livello di sensibilità all'umidità è classificato come Livello 3, richiedendo una corretta manipolazione e conservazione per prevenire l'assorbimento di umidità.

2. Interpretazione dei parametri tecnici

2.1 Caratteristiche elettro-ottiche (a T_S=25°C)

Con una corrente di prova di 20mA, il LED presenta le seguenti caratteristiche:

• Tensione diretta (V_F):Disponibile in tre bin: B0 (1,8-2,0V), C0 (2,0-2,2V), D0 (2,2-2,4V). Il valore tipico per il bin B0 è 1,8V.
• Lunghezza d'onda dominante (λ_D):Varia da 625 nm a 640 nm, suddivisa in bin F00 (625-630 nm), G00 (630-635 nm), H00 (635-640 nm). Il valore tipico per il bin F00 è 625 nm.
• Larghezza di banda spettrale a metà altezza (Δλ):15 nm tipico.
• Intensità luminosa (I_V):Due bin di intensità: 1GJ (20-40 mcd) e 1BS (40-90 mcd) a 20 mA.
• Angolo di visione (2θ_1/2):140° tipico.
• Corrente inversa (I_R):Massimo 10 µA a V_R=5V.
• Resistenza termica (R_THJ-S):Massimo 450°C/W.

Questi parametri sono misurati nelle condizioni di test standard del produttore. Le tolleranze di misurazione consentite sono ±0,1 V per la tensione, ±2 nm per la lunghezza d'onda e ±10% per l'intensità luminosa.

2.2 Valori massimi assoluti

Occorre prestare attenzione affinché le condizioni operative effettive non superino questi valori, specialmente la dissipazione di potenza e la temperatura di giunzione, per evitare danni o degrado accelerato.

3. Sistema di binning

L'RF-RUB170TS-BD è caratterizzato e suddiviso in bin in base a tensione diretta, lunghezza d'onda dominante e intensità luminosa per offrire prestazioni costanti all'utente finale.

• Bin di tensione:B0 (1,8-2,0 V), C0 (2,0-2,2 V), D0 (2,2-2,4 V).
• Bin di lunghezza d'onda:F00 (625-630 nm), G00 (630-635 nm), H00 (635-640 nm).
• Bin di intensità:1GJ (20-40 mcd), 1BS (40-90 mcd).

Il codice del bin (ad es., F00 1GJ B0) è stampato sull'etichetta della bobina per identificare il gruppo di prestazioni esatto. Ciò consente ai progettisti di selezionare LED con tolleranze strette per pannelli display uniformi o matrici di indicatori.

4. Analisi delle curve di prestazione

4.1 Tensione diretta vs. corrente diretta

La curva I-V mostra una tensione diretta tipica di circa 1,8 V a 20 mA. A correnti molto basse (sotto 5 mA), la tensione scende sotto 1,5 V. La curva è esponenziale, tipica per un LED rosso.

4.2 Intensità relativa vs. corrente diretta

L'intensità luminosa relativa aumenta quasi linearmente con la corrente diretta da 0 a 30 mA. A 20 mA, l'intensità è circa l'80% del massimo a 30 mA. Questa relazione è utile per applicazioni di dimmerazione tramite regolazione della corrente.

4.3 Temperatura del pin vs. intensità relativa e corrente diretta

All'aumentare della temperatura del pin (punto di saldatura), l'intensità relativa diminuisce. A 85°C, l'intensità scende a circa l'85% del valore a 25°C. Analogamente, la corrente diretta massima consentita deve essere derating a temperature elevate per mantenere la temperatura di giunzione sotto 95°C. Ad esempio, a 100°C di temperatura del pin, la corrente diretta dovrebbe essere limitata a circa 10 mA.

4.4 Spostamento della lunghezza d'onda vs. corrente diretta

La lunghezza d'onda dominante aumenta leggermente con la corrente diretta. A 30 mA, la lunghezza d'onda è superiore di circa 1-2 nm rispetto a 5 mA. Questo spostamento è piccolo e generalmente accettabile per la maggior parte delle applicazioni di indicazione.

4.5 Distribuzione spettrale

Lo spettro tipico ha un picco intorno a 630-635 nm con una larghezza di banda a metà altezza di 15 nm. L'emissione è stretta e concentrata nella regione rossa, rendendolo adatto per indicatori e display rossi.

4.6 Diagramma di radiazione

Il diagramma di radiazione mostra un pattern ampio e simmetrico con un angolo a metà intensità di ±70°, confermando l'ampio angolo di visione di 140°. Ciò rende il LED ideale per applicazioni di illuminazione edge-lit o diffusa.

5. Informazioni meccaniche e di confezionamento

5.1 Dimensioni del package

Il package del LED misura 2,0 mm x 1,25 mm x 0,7 mm (L x P x H). La vista dall'alto mostra una lente centrata con due terminali sul lato inferiore. Il catodo è contrassegnato da un punto di inchiostro verde sulla superficie superiore (secondo l'ultima versione). Il layout consigliato dei pad di saldatura ha dimensioni: larghezza pad 1,20 mm, lunghezza pad 3,20 mm, con un gap di 0,80 mm tra i pad. Tutte le tolleranze sono ±0,2 mm salvo diversa indicazione.

5.2 Identificazione della polarità

Nella vista dal basso, il pad 2 è il catodo come indicato dal segno di polarità. Sulla superficie superiore, un punto di inchiostro verde (aggiunto nella versione E/3) indica il lato del catodo. I progettisti devono assicurare il corretto orientamento nel layout del PCB.

5.3 Dimensioni del nastro trasportatore e della bobina

I componenti sono forniti su nastro trasportatore largo 8 mm con passo di 4 mm. Ogni bobina contiene 4000 pezzi. Il diametro della bobina è 178 mm, con un diametro del mozzo di 60 mm e una larghezza del nastro di 8,0±0,1 mm. Il nastro trasportatore ha un segno di polarità che indica la direzione di alimentazione.

5.4 Informazioni sull'etichetta

Ogni bobina porta un'etichetta contenente: Numero parte (RF-RUB170TS-BD), Numero specifica, Numero lotto, Codice bin (inclusi bin di lunghezza d'onda, intensità, tensione), Quantità e Codice data. Questa tracciabilità è essenziale per il controllo qualità.

6. Linee guida per saldatura e assemblaggio

6.1 Profilo di saldatura a rifusione

Il profilo di rifusione raccomandato per questo LED (basato su JEDEC J-STD-020) è:

• Preriscaldamento: 150-200°C per 60-120 secondi
• Tempo sopra 217°C (TL): 60-150 secondi
• Temperatura di picco (TP): 260°C max, con tempo entro 5°C dal picco non superiore a 30 secondi e tempo di picco assoluto (tp) max 10 secondi
• Velocità di rampa: max 3°C/s da Tsmax a TP
• Velocità di raffreddamento: max 6°C/s
• Tempo totale da 25°C al picco: max 8 minuti

La saldatura a rifusione non deve essere eseguita più di due volte. Se l'intervallo tra due processi di saldatura supera le 24 ore, i LED devono essere cotti prima dell'uso a causa dell'assorbimento di umidità.

6.2 Saldatura manuale e rilavorazione

Se è necessaria la saldatura manuale, utilizzare un saldatore con temperatura inferiore a 300°C e tempo di contatto inferiore a 3 secondi. È consentita una sola operazione di saldatura manuale. La rilavorazione dopo la rifusione dovrebbe essere evitata; se inevitabile, utilizzare un saldatore a doppia punta e pre-testare per garantire che non vengano danneggiati i LED.

6.3 Stoccaggio e gestione dell'umidità

Prima di aprire il sacchetto di alluminio sigillato, conservare a ≤30°C e ≤75% UR per un massimo di un anno dalla data di produzione. Dopo l'apertura, i LED devono essere utilizzati entro 168 ore (7 giorni) in condizioni ≤30°C e ≤60% UR. Se le condizioni di stoccaggio vengono superate o l'essiccante ha cambiato colore, cuocere i LED a 60°C (±5°C) per più di 24 ore prima dell'uso.

7. Informazioni sul confezionamento e l'ordinazione

Il confezionamento standard è di 4.000 pezzi per bobina, nastro da 8 mm, bobina da 178 mm. Più bobine sono imballate in una busta barriera all'umidità con essiccante e una scheda indicatrice di umidità. La busta viene poi inserita in una scatola di cartone per la spedizione. La scatola è etichettata con informazioni sul prodotto e precauzioni di manipolazione.

8. Raccomandazioni applicative

8.1 Applicazioni tipiche

• Indicatori ottici su elettronica di consumo, elettrodomestici, interni automobilistici.
• Retroilluminazione di interruttori e simboli (ad es., pulsanti, loghi).
• Indicazione di stato e segnaletica per uso generale.
• Illuminazione edge-lit per piccoli display.

8.2 Considerazioni di progettazione

• Utilizzare sempre un resistore limitatore di corrente per mantenere la corrente diretta al di sotto del valore massimo assoluto (30 mA). Una piccola variazione nella tensione di alimentazione può causare una significativa variazione di corrente; considerare la tolleranza del resistore.
• La gestione termica è fondamentale: garantire un'adeguata dissipazione del calore attraverso piazzole di rame del PCB e vie per mantenere la temperatura di giunzione al di sotto di 95°C. Derating della corrente a temperature ambiente elevate.
• Evitare di applicare tensione inversa poiché potrebbe danneggiare il LED.
• Protezione ESD: utilizzare pratiche standard di manipolazione ESD-safe (postazioni di lavoro collegate a terra, cinturini da polso).
• Notare che la lente in silicone è morbida e potrebbe attirare polvere; evitare il contatto meccanico con la superficie della lente. Se necessario, si consiglia la pulizia con alcool isopropilico. La pulizia ad ultrasuoni non è raccomandata in quanto potrebbe danneggiare il LED.
• Compatibilità ambientale: assicurarsi che i materiali circostanti (ad es., resine, lenti, adesivi) non contengano alti livelli di zolfo (>100 ppm), bromo (>900 ppm), cloro (>900 ppm) o alogeni totali (>1500 ppm), poiché questi possono causare attacchi chimici al LED.
• Evitare l'uso di adesivi che rilasciano vapori organici, poiché potrebbero condensarsi sul LED e degradarne le prestazioni.

9. Confronto tecnico con prodotti simili

Rispetto ad altri LED rossi 2.0x1.25 mm, l'RF-RUB170TS-BD offre un ampio angolo di visione di 140°, significativamente più ampio rispetto ai tipici 120° o 110°. Ciò lo rende vantaggioso per applicazioni che richiedono illuminazione uniforme su una vasta area. Il dispositivo fornisce anche molteplici bin di lunghezza d'onda che coprono 625-640 nm, consentendo ai progettisti di selezionare la tonalità di rosso esatta per branding o corrispondenza estetica. La sua resistenza termica (450°C/W) è moderata; per applicazioni a potenza più elevata, potrebbe essere preferito un package più grande con migliore dissipazione del calore.

10. Domande frequenti

1. Qual è il tempo massimo consentito di stoccaggio dopo l'apertura del sacchetto?168 ore a ≤30°C e ≤60% UR. Se superato, cuocere a 60°C per 24 ore.
2. Posso alimentare il LED continuativamente a 30 mA?Sì, ma assicurarsi che la temperatura di giunzione non superi 95°C. Potrebbe essere necessario derating a temperature ambiente elevate.
3. Qual è la tipica tensione diretta a 20 mA?Dipende dal bin: B0 ~1,8 V, C0 ~2,1 V, D0 ~2,3 V.
4. Il LED ha un segno di polarità?Sì, un punto di inchiostro verde sulla superficie superiore indica il catodo.
5. Posso utilizzare questo LED in applicazioni esterne?L'intervallo di temperatura di funzionamento è da -40 a +85°C, quindi può essere utilizzato all'esterno se adeguatamente sigillato contro umidità e alte temperature.
6. Come pulire il LED dopo la saldatura?Utilizzare alcool isopropilico. Non utilizzare pulizia ad ultrasuoni.

11. Esempi pratici di applicazione

Esempio 1: Indicatore di stato su un pannello di elettrodomestico.L'ampio angolo di visione consente all'indicatore di essere visibile da qualsiasi direzione. Utilizzando un resistore in serie da 330 Ω con alimentazione a 5 V si ottiene una corrente di circa 10 mA, garantendo lunga durata e luminosità costante.

Esempio 2: Retroilluminazione di simboli in un cruscotto automobilistico.Il bin di lunghezza d'onda stretto (ad es., 630-635 nm) garantisce un colore rosso uniforme su più interruttori. Una corretta gestione termica tramite piani di rame sul PCB mantiene i LED freschi anche in ambienti caldi all'interno dell'abitacolo.

Esempio 3: Display edge-lit per piccola segnaletica.Il profilo basso (0,7 mm) consente di posizionare il LED dietro pannelli sottili. Più LED possono essere disposti lungo il bordo con corrente impostata a circa 15 mA, fornendo illuminazione uniforme.

12. Principio di funzionamento

Il LED è un diodo a giunzione P-N realizzato con un semiconduttore a bandgap diretto (tipicamente AlGaInP per emissione rossa). Quando polarizzato direttamente, elettroni e lacune si ricombinano radiativamente, emettendo fotoni con energia corrispondente al bandgap. La lunghezza d'onda dominante di 625-640 nm corrisponde a energie fotoniche di circa 1,98-1,94 eV. L'efficienza di estrazione della luce è migliorata dal substrato trasparente e dal design della lente. L'angolo di visione di 140° è ottenuto da una lente emisferica o a testa piatta che diffonde ampiamente la luce.

13. Tendenze di sviluppo

Le tendenze attuali nei LED SMD rossi includono package più piccoli (ad es., 1,6x0,8 mm), maggiore efficacia (lm/W) e maggiore affidabilità per applicazioni automobilistiche e ad alta temperatura. L'RF-RUB170TS-BD rappresenta una piattaforma matura da 2,0x1,25 mm con buone prestazioni ottiche. Gli sviluppi futuri potrebbero concentrarsi sulla riduzione ulteriore della resistenza termica e sul raggiungimento di una migliore consistenza del colore attraverso un binning più stretto.