Scheda Tecnica LED SMD 19-21/BHC-AP1Q2/3T - Blu - 2.0x1.25x0.8mm - 3.3V - 75mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 19-21/BHC-AP1Q2/3T è un LED blu a montaggio superficiale compatto, progettato per applicazioni elettroniche moderne che richiedono un posizionamento ad alta densità di componenti e prestazioni affidabili. Questo dispositivo utilizza la tecnologia a chip InGaN per produrre un'emissione blu con una lunghezza d'onda dominante tipica di 468 nm. I suoi principali vantaggi includono un ingombro significativamente ridotto rispetto ai LED con terminali, consentendo progetti PCB più piccoli, una maggiore densità di impaccamento e, in definitiva, prodotti finali più compatti. La costruzione leggera lo rende inoltre ideale per applicazioni miniaturizzate e portatili.

Il posizionamento chiave del prodotto include l'uso come indicatore o sorgente di retroilluminazione nell'elettronica di consumo, nelle apparecchiature di telecomunicazione, nei cruscotti automobilistici e nell'illuminazione generale dove è richiesta una sorgente di luce blu compatta. Il dispositivo è pienamente conforme alle normative RoHS, REACH e prive di alogeni, rendendolo adatto ai mercati globali con severi standard ambientali.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

• Package Miniaturizzato:Il formato SMD 19-21 è sostanzialmente più piccolo dei tradizionali LED con telaio di piombo, contribuendo al risparmio di spazio sul PCB.
• Compatibilità con l'Automazione:Fornito su nastro da 8 mm su bobine da 7 pollici, è pienamente compatibile con le attrezzature automatiche ad alta velocità pick-and-place.
• Saldatura Robusta:Compatibile sia con i processi di saldatura a rifusione a infrarossi che a fase di vapore, garantendo un assemblaggio affidabile nella produzione di grandi volumi.
• Conformità Ambientale:Il prodotto è privo di piombo, conforme RoHS, conforme REACH e soddisfa i requisiti privi di alogeni (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• Design Monocromatico:Fornisce un'uscita di colore blu uniforme.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non è garantito il funzionamento a questi limiti o al di sotto di essi.

Parametro	Simbolo	Valore	Unità	Condizione
Tensione Inversa	VR	5	V
Corrente Diretta	IF	20	mA	Continua
Corrente Diretta di Picco	IFP	40	mA	Duty 1/10 @1KHz
Dissipazione di Potenza	Pd	75	mW
Scarica Elettrostatica (HBM)	ESD	150	V	Modello Corpo Umano
Temperatura di Esercizio	Topr	-40 a +85	°C
Temperatura di Magazzinaggio	Tstg	-40 a +90	°C
Temperatura di Saldatura	Tsol	260°C per 10 sec (Rifusione) 350°C per 3 sec (Manuale)	°C

Interpretazione:Il valore di corrente diretta di 20mA è standard per i LED a piccolo segnale. Il basso valore di tensione inversa (5V) evidenzia che questo dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa e richiede protezione nei circuiti dove potrebbe verificarsi tensione inversa. Il valore ESD di 150V (HBM) indica una sensibilità moderata; procedure di manipolazione ESD adeguate sono essenziali durante l'assemblaggio.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati a Ta=25°C e definiscono le prestazioni tipiche del LED in condizioni operative normali.

Parametro	Simbolo	Min.	Typ.	Max.	Unità	Condizione
Intensità Luminosa	Iv	45.0	-	112.0	mcd	IF=20mA
Angolo di Visione (2θ1/2)	-	-	100	-	gradi
Lunghezza d'Onda di Picco	λp	-	468	-	nm
Lunghezza d'Onda Dominante	λd	464.5	-	476.5	nm
Larghezza di Banda Spettrale	Δλ	-	25	-	nm
Tensione Diretta	VF	2.70	3.3	3.7	V	IF=20mA
Corrente Inversa	IR	-	-	50	μA	VR=5V

Interpretazione:L'intensità luminosa ha un ampio intervallo (45-112 mcd), gestito attraverso un sistema di binning (dettagliato in seguito). La tensione diretta tipica di 3.3V a 20mA è un parametro chiave per il progetto del circuito, in quanto determina il valore richiesto della resistenza limitatrice di corrente. L'angolo di visione di 100 gradi fornisce un pattern di emissione ampio, adatto per applicazioni di indicatori.

2.3 Caratteristiche Termiche

Sebbene non elencate esplicitamente in una tabella separata, la gestione termica è implicita attraverso la dissipazione di potenza (75mW) e l'intervallo di temperatura di esercizio (-40 a +85°C). La curva di derating della corrente diretta (mostrata nel PDF) è critica per il progetto. All'aumentare della temperatura ambiente, la corrente diretta massima ammissibile deve essere ridotta per prevenire surriscaldamento e degrado accelerato. I progettisti devono consultare questa curva per garantire un funzionamento affidabile a temperature elevate.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il processo di produzione dei LED comporta variazioni naturali nei parametri chiave. Il binning suddivide i LED in gruppi (bin) con caratteristiche strettamente controllate per garantire coerenza nell'applicazione finale.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

Codice Bin	Intensità Min.	Intensità Max.	Unità	Condizione
P1	45.0	57.0	mcd	IF =20mA
P2	57.0	72.0	mcd
Q1	72.0	90.0	mcd
Q2	90.0	112.0	mcd

Nota Applicativa:Per applicazioni che richiedono una luminosità uniforme tra più LED (es. array di retroilluminazione), specificare un singolo bin stretto (es. solo Q1) è essenziale. Il codice prodotto \"AP1Q2/3T\" probabilmente include informazioni sul bin (Q2 per l'intensità).

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Codice Bin	Lunghezza d'Onda Min.	Lunghezza d'Onda Max.	Unità	Condizione
A9	464.5	467.5	nm	IF =20mA
A10	467.5	470.5	nm
A11	470.5	473.5	nm
A12	473.5	476.5	nm

Nota Applicativa:Questo binning garantisce la coerenza del colore. La lunghezza d'onda di picco tipica è 468nm, che rientra nel bin A10. L'abbinamento dei bin di lunghezza d'onda è cruciale per applicazioni in cui la percezione del colore è importante.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fornisce diverse curve caratteristiche vitali per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni non standard.

4.1 Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta

Questa curva mostra che l'intensità luminosa non è proporzionale linearmente alla corrente. Aumenta con la corrente ma può saturare o persino diminuire a correnti molto elevate a causa di effetti termici e del calo di efficienza. Operare al di sotto o al valore raccomandato di 20mA garantisce efficienza e longevità ottimali.

4.2 Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

L'emissione luminosa del LED diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Questa curva quantifica tale relazione. Ad esempio, a una temperatura ambiente di 85°C, l'emissione luminosa potrebbe essere solo il 70-80% del valore a 25°C. Questo deve essere considerato nei calcoli della luminosità per ambienti ad alta temperatura.

4.3 Tensione Diretta vs. Corrente Diretta

Questa curva IV dimostra la relazione esponenziale del diodo tra tensione e corrente. La tensione di \"ginocchio\" è intorno a 2.7-3.0V. Un piccolo aumento della tensione oltre questo punto causa un grande aumento della corrente, sottolineando la necessità critica di un driver limitatore di corrente o di una resistenza.

4.4 Distribuzione Spettrale

Il grafico mostra un singolo picco centrato intorno a 468nm con una tipica larghezza a metà altezza (FWHM) di 25nm. Questa è caratteristica di un LED blu InGaN e definisce il colore blu puro emesso.

4.5 Pattern di Radiazione

Il diagramma polare illustra la distribuzione spaziale della luce. Il package 19-21 presenta un pattern lambertiano o quasi-lambertiano con un angolo di visione di 100 gradi, il che significa che l'intensità luminosa è massima quando vista frontalmente e diminuisce gradualmente verso i lati.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED SMD 19-21 ha dimensioni nominali di 2.0mm (lunghezza) x 1.25mm (larghezza) x 0.8mm (altezza). Le tolleranze sono tipicamente ±0.1mm salvo diversa specifica. Il disegno del package indica chiaramente il marchio del catodo, essenziale per il corretto orientamento durante l'assemblaggio del PCB. Il pattern di saldatura PCB raccomandato (design dei pad) dovrebbe seguire queste dimensioni per garantire una saldatura corretta e stabilità meccanica.

5.2 Identificazione della Polarità

È presente un marchio distintivo del catodo sul dispositivo. La polarità corretta è obbligatoria; applicare una tensione inversa superiore a 5V può causare danni immediati.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

È specificato un profilo di rifusione senza piombo (Pb-free):

• Preriscaldamento:150-200°C per 60-120 secondi.
• Tempo Sopra Liquido (217°C):60-150 secondi.
• Temperatura di Picco:Massimo 260°C, mantenuta per non più di 10 secondi.
• Velocità di Riscaldamento:Massimo 6°C/sec.
• Velocità di Raffreddamento:Massimo 3°C/sec.

La saldatura a rifusione non dovrebbe essere eseguita più di due volte sullo stesso dispositivo.

6.2 Saldatura Manuale

Se la saldatura manuale è inevitabile, utilizzare un saldatore con temperatura della punta inferiore a 350°C. Il tempo di contatto per terminale dovrebbe essere inferiore a 3 secondi, con una potenza del saldatore inferiore a 25W. Consentire un intervallo di raffreddamento di almeno 2 secondi tra la saldatura di ciascun terminale. La saldatura manuale comporta un rischio maggiore di danni termici.

6.3 Rilavorazione e Riparazione

La riparazione dopo la saldatura non è raccomandata. Se assolutamente necessario, dovrebbe essere utilizzato un saldatore a doppia testa specializzato per riscaldare simultaneamente entrambi i terminali e rimuovere il componente senza applicare stress meccanico al corpo del LED. Il potenziale di danno è elevato.

7. Precauzioni per Magazzinaggio e Manipolazione

7.1 Sensibilità all'Umidità

I LED sono confezionati in una busta resistente all'umidità con essiccante.

1. Non aprire la busta anti-umidità fino al momento dell'uso.
2. Dopo l'apertura, i LED non utilizzati dovrebbero essere conservati a ≤30°C e ≤60% di Umidità Relativa.
3. La \"vita utile a terra\" dopo l'apertura della busta è di 168 ore (7 giorni).
4. Se non utilizzati entro questo tempo, o se l'indicatore dell'essiccante ha cambiato colore, è richiesta una cottura: 60 ±5°C per 24 ore prima dell'uso.

7.2 Protezione ESD

Con un valore ESD di 150V (HBM), questi dispositivi sono sensibili alle scariche elettrostatiche. Utilizzare le precauzioni ESD standard durante la manipolazione e l'assemblaggio: postazioni di lavoro messe a terra, braccialetti e contenitori conduttivi.

8. Informazioni su Confezionamento e Ordine

8.1 Confezionamento Standard

Il dispositivo è fornito su nastro portatore goffrato con dimensioni adattate al package 19-21. Il nastro è avvolto su una bobina standard da 7 pollici di diametro. Ogni bobina contiene 3000 pezzi.

8.2 Dimensioni Bobina e Nastro

Nella scheda tecnica sono forniti disegni dettagliati per la bobina, il nastro portatore e il nastro di copertura. Il rispetto di queste dimensioni garantisce la compatibilità con le attrezzature di assemblaggio automatizzate.

8.3 Informazioni Etichetta

L'etichetta della bobina contiene informazioni critiche per la tracciabilità e la verifica:

• P/N:Numero di Prodotto (es. 19-21/BHC-AP1Q2/3T).
• QTY:Quantità di Confezionamento (3000 pz/bobina).
• CAT:Classe di Intensità Luminosa (es. Q2).
• HUE:Classe di Cromaticità/Lunghezza d'Onda Dominante (es. A10).
• REF:Classe di Tensione Diretta.
• LOT No:Numero di Lotto di Produzione per tracciabilità.

9. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progetto

9.1 Applicazioni Tipiche

• Retroilluminazione:Per pulsanti, interruttori, simboli e pannelli LCD nell'elettronica di consumo, cruscotti automobilistici e controlli industriali.
• Indicatori di Stato:In apparecchiature di telecomunicazione (telefoni, fax), dispositivi di rete e alimentatori.
• Illuminazione Generale:Come sorgente di luce blu compatta nell'illuminazione decorativa, nella segnaletica e nell'elettronica indossabile.

9.2 Considerazioni Critiche di Progetto

1. Limitazione di Corrente:Una resistenza limitatrice di corrente esterna è OBBLIGATORIA. La caratteristica esponenziale V-I del LED significa che una piccola variazione di tensione causa una grande variazione di corrente, portando a fuga termica e guasto. Calcolare il valore della resistenza usando R = (Valimentazione - VF) / IF, dove VF è la tensione diretta massima attesa dalla scheda tecnica (es. 3.7V).
2. Gestione Termica:Sebbene a bassa potenza, la dissipazione del calore deve essere considerata, specialmente in spazi chiusi o ad alte temperature ambiente. Utilizzare la curva di derating. Assicurare un'adeguata area di rame sul PCB sotto e intorno ai pad del LED per fungere da dissipatore di calore.
3. Progetto Ottico:L'angolo di visione di 100 gradi è adatto per una visione ampia. Per una luce più focalizzata, potrebbero essere necessarie lenti esterne o guide luminose. Considerare i codici di binning per garantire uniformità di colore e luminosità nei progetti multi-LED.
4. Layout PCB:Seguire il layout dei pad raccomandato dal disegno del package. Assicurarsi che il marchio del catodo sull'impronta corrisponda all'orientamento del dispositivo.

10. Confronto Tecnico e Differenziazione

Il 19-21/BHC-AP1Q2/3T si differenzia principalmente per il suo ingombro compatto di 2.0x1.25mm, che è più piccolo di molti LED SMD tradizionali come i package 0603 (1.6x0.8mm) o 0805 (2.0x1.25mm) che spesso ospitano LED, offrendo potenziali risparmi di spazio. La sua tensione diretta tipica di 3.3V è compatibile con le comuni alimentazioni logiche a 3.3V. Rispetto ai LED non binnati, i suoi bin di intensità e lunghezza d'onda definiti forniscono prestazioni prevedibili, riducendo l'incertezza di progetto. La conformità agli standard ambientali moderni (RoHS, Senza Alogeni) è un requisito di base ma rimane un differenziatore chiave nei mercati regolamentati.

11. Domande Frequenti (FAQ)

D1: Qual è lo scopo dei codici di binning (P1, Q2, A10, ecc.)?
R1: Il binning garantisce coerenza. I bin di intensità luminosa (P1, Q2) garantiscono una luminosità minima. I bin di lunghezza d'onda (A9-A12) garantiscono un intervallo di colore specifico. Specificare sempre i bin per applicazioni che richiedono uniformità.

D2: Posso pilotare questo LED direttamente da un pin di un microcontrollore a 3.3V?
R2: No. La tensione diretta è tipicamente 3.3V, non lasciando margine di tensione per una resistenza limitatrice di corrente se collegato direttamente a un'alimentazione a 3.3V. Ciò comporterebbe una corrente incontrollata e danni. È necessario utilizzare un circuito driver o una tensione di alimentazione più alta con una resistenza in serie.

D3: Come calcolo la resistenza in serie corretta?
R3: Usare la Legge di Ohm: R = (Vs - Vf) / If. Per un'alimentazione di 5V (Vs), utilizzando la Vf massima di 3.7V e una If target di 20mA: R = (5 - 3.7) / 0.02 = 65 ohm. Utilizzare il valore standard successivo (es. 68 ohm). Ricalcolare sempre la dissipazione di potenza nella resistenza: P = (If^2)*R.

D4: Perché la procedura di magazzinaggio e cottura è così importante?
R4: I package SMD possono assorbire umidità. Durante la saldatura a rifusione, questa umidità può trasformarsi rapidamente in vapore, causando delaminazione interna o \"popcorning\", che incrina il package e distrugge il LED. Il processo di cottura rimuove questa umidità assorbita.

12. Esempio di Applicazione Pratica

Scenario: Progettare un pannello indicatore di stato con 10 LED blu uniformi.

1. Specifica:Selezionare il 19-21/BHC-AP1Q2/3T per le sue dimensioni compatte e il colore blu.
2. Binning:Per garantire luminosità e colore uniformi, specificare un singolo bin di intensità (es. Q1) e un singolo bin di lunghezza d'onda (es. A10) nell'ordine di acquisto.
3. Progetto del Circuito:Utilizzando un'alimentazione di sistema a 5V. Calcolare la resistenza: R = (5V - 3.7V) / 0.02A = 65Ω. Utilizzare resistori da 68Ω al 5%. Potenza per resistore: (0.02^2)*68 = 0.0272W, quindi un resistore standard da 1/10W (0.1W) è sufficiente.
4. Layout PCB:Posizionare i LED con pad da 2.0x1.25mm, assicurando il corretto orientamento del catodo. Includere una piccola area di rame collegata ai pad del catodo per una leggera dispersione termica.
5. Assemblaggio:Seguire il profilo di rifusione specificato. Mantenere la bobina sigillata fino al momento dell'uso in produzione.

Questo approccio produce un pannello indicatore affidabile, uniforme e dall'aspetto professionale.

13. Principio di Funzionamento

Il 19-21/BHC-AP1Q2/3T è un diodo a emissione luminosa a semiconduttore. Il suo nucleo è un chip realizzato con materiali Nitruro di Gallio e Indio (InGaN). Quando viene applicata una tensione diretta che supera la tensione di ginocchio del diodo (circa 2.7V), elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva del semiconduttore. Questi portatori di carica si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega InGaN determina l'energia del bandgap, che corrisponde direttamente alla lunghezza d'onda della luce emessa - in questo caso, luce blu intorno a 468 nm. La resina incapsulante trasparente protegge il chip e funge da lente primaria, modellando il pattern iniziale di emissione luminosa.

14. Tendenze Tecnologiche

Lo sviluppo di LED SMD come la serie 19-21 segue le tendenze più ampie del settore:Miniaturizzazionecontinua, consentendo assemblaggi elettronici sempre più piccoli e densi.Efficienza Aumentataè un driver costante, che produce una maggiore intensità luminosa da chip delle stesse dimensioni o più piccoli.Affidabilità e Robustezza Miglioratesono critiche, portando a materiali migliorati per gli incapsulanti e tolleranze di temperatura più elevate per la saldatura senza piombo.Binning più Stretto e Coerenza del Coloresono sempre più richiesti da applicazioni come la retroilluminazione dei display. Infine, l'integrazione dell'elettronica di controllo direttamente con il die del LED (es. LED pilotati da IC) è una tendenza in crescita, sebbene per tipi di indicatori semplici come questo, il modello discreto, senza driver, rimanga dominante per la sua economicità e flessibilità di progetto.