Scheda Tecnica LED SMD a Colori Pieni 67-235 - Package 3.2x2.8x1.9mm - Tensione 1.75-3.65V - Potenza 0.12W - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il modello 67-235 è un LED a colori pieni a montaggio superficiale (SMD) progettato per applicazioni che richiedono dimensioni compatte, elevata luminosità e capacità di miscelazione dei colori. Integra tre singoli chip LED (Rosso, Verde, Blu) all'interno di un unico package in resina trasparente incolore, consentendo la generazione di un ampio spettro di colori. Il dispositivo presenta un package SMT bianco con telaio di connessione e sei pin individuali per il controllo indipendente di ogni canale colore. I suoi principali vantaggi includono un ampio angolo di visione, basso consumo energetico ed elevata intensità luminosa, rendendolo adatto per retroilluminazione e applicazioni di indicazione in dispositivi elettronici con spazio limitato.

1.1 Caratteristiche Principali e Conformità

• Package: SMT bianco, resina trasparente incolore.
• Configurazione Chip: Integra 3 chip LED (Rosso RQ, Verde GC, Blu BJ).
• Interfaccia Elettrica: Package con telaio di connessione e 6 pin individuali.
• Prestazioni Ottiche: Ampio angolo di visione, elevata intensità luminosa.
• Produzione: Compatibile con processi di saldatura a rifusione.
• Conformità Ambientale: Senza piombo, conforme RoHS, conforme alle normative UE REACH.
• Senza Alogeni: Bromo (Br) <900 ppm, Cloro (Cl) <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm.
• Precondizionamento: Basato su JEDEC J-STD-020D Livello 3.

1.2 Applicazioni Target

Questo LED è ideale per applicazioni in cui spazio, efficienza e capacità cromatica sono critici. Casi d'uso tipici includono attrezzature per intrattenimento, pannelli informativi e segnaletica, moduli flash per fotocamere digitali o telefoni cellulari e illuminazione generale per piccoli dispositivi elettronici. Il suo design è particolarmente adatto per l'uso con guide di luce.

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento in queste condizioni non è garantito.

• Tensione Inversa (VR): 12V per il Rosso (RQ), 5V per il Verde (GC) e Blu (BJ).
• Corrente Diretta (IF): 50mA per RQ, 30mA per GC e BJ.
• Corrente Diretta di Picco (IFP): 100mA (Duty 1/10 @1KHz).
• Dissipazione di Potenza (Pd): 120mW per RQ, 110mW per GC/BJ.
• Limiti Termici: Temperatura di Giunzione (Tj) max 125°C. Intervallo Temperatura Operativa (Topr) da -40°C a +100°C. Intervallo Temperatura di Stoccaggio (Tstg) da -40°C a +110°C.
• Resistenza Termica (Rth): Giunzione-Ambiente è 500 K/W (RQ) e 600 K/W (GC/BJ). Giunzione-Punto di Saldatura è 300 K/W (RQ) e 400 K/W (GC/BJ).
• Robustezza ESD: 2000V per RQ, 500V per GC/BJ (presumibilmente Modello Corpo Umano).
• Temperatura di Saldatura: Saldatura a rifusione a 260°C per massimo 30 secondi. Saldatura manuale a 350°C per massimo 3 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche (Ta=25°C)

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati in condizioni di test standard (Corrente Diretta IF=20mA).

• Intensità Luminosa (Iv): Rosso (RQ): 450-1400 mcd. Verde (GC): 1120-2240 mcd. Blu (BJ): 225-450 mcd.
• Angolo di Visione (2θ1/2): 120 gradi (tipico).
• Lunghezza d'Onda: Lunghezza d'Onda di Picco (λp): RQ~632nm, GC~518nm, BJ~468nm. Lunghezza d'Onda Dominante (λd): RQ 617.5-629.5nm, GC 525-535nm, BJ 465-475nm.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ): RQ~20nm, GC~35nm, BJ~25nm.
• Tensione Diretta (VF): RQ: 1.75-2.75V. GC/BJ: 2.75-3.65V.
• Corrente Inversa (IR): ≤10 μA alla VR nominale per tutti i chip.

Nota sulle Tolleranze:Intensità Luminosa ±11%, Lunghezza d'Onda Dominante ±1nm, Tensione Diretta ±0.1V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto è classificato in bin in base a parametri prestazionali chiave per garantire coerenza nella produzione di massa. I progettisti devono specificare i codici bin richiesti all'ordine.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

Misurata a IF=20mA. I codici vanno da intensità più bassa a più alta.

• Rosso (RQ): U1 (450-560 mcd), U2 (560-710), V1 (710-900), V2 (900-1120), AA (1120-1400).
• Verde (GC): AA (1120-1400 mcd), AB (1400-1800), BA (1800-2240).
• Blu (BJ): S2 (225-285 mcd), T1 (285-360), T2 (360-450).

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Definisce il punto colore di ciascun chip.

• Rosso (RQ): E4 (617.5-621.5 nm), E5 (621.5-625.5), E6 (625.5-629.5).
• Verde (GC): Y (525-530 nm), Z (530-535).
• Blu (BJ): X (465-470 nm), Y (470-475).

3.3 Binning della Tensione Diretta

Importante per il design del driver e la gestione dell'alimentazione.

• Rosso (RQ): 0 (1.75-1.95V), 1 (1.95-2.15), 2 (2.15-2.35), 3 (2.35-2.55), 4 (2.55-2.75).
• Verde (GC) / Blu (BJ): 5 (2.75-3.05V), 6 (3.05-3.35), 7 (3.35-3.65).

4. Analisi delle Curve di Prestazione

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

4.1 Distribuzione Spettrale

Le curve mostrano l'output luminoso relativo in funzione della lunghezza d'onda per ciascun chip. Il chip Rosso (RQ) ha una larghezza di banda stretta (~20nm) centrata attorno a 632nm. Il Verde (GC) ha una larghezza di banda più ampia (~35nm) centrata vicino a 518nm, e il Blu (BJ) ha una larghezza di banda media (~25nm) vicino a 468nm. Questi dati sono cruciali per i calcoli di miscelazione colore e il design dei filtri.

4.2 Diagramma di Radiazione

Il diagramma illustra la distribuzione spaziale della luce, confermando l'ampio angolo di visione di 120 gradi. L'intensità è relativamente uniforme nel cono di visione centrale, il che è vantaggioso per applicazioni che richiedono un'illuminazione uniforme.

4.3 Relazione Corrente-Tensione (I-V)

Curve separate per RQ, GC e BJ mostrano la relazione non lineare tra corrente diretta (IF) e tensione diretta (VF). Le curve dimostrano la tipica caratteristica esponenziale di un diodo. Il chip Rosso ha una tensione di soglia più bassa (~1.8V) rispetto ai chip Verde e Blu (~2.8V). Questo deve essere considerato nel design del circuito, specialmente quando si pilotano i chip da una sorgente di tensione comune.

4.4 Lunghezza d'Onda vs. Corrente e Intensità vs. Corrente

I grafici Lunghezza d'Onda Dominante vs. Corrente Diretta mostrano uno spostamento minimo con l'aumento della corrente, indicando una buona stabilità del colore. I grafici Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta sono approssimativamente lineari nell'intervallo operativo consigliato, ma satureranno a correnti più elevate a causa degli effetti termici.

4.5 Derating e Gestione Termica

Il grafico Corrente Diretta Massima Permissibile vs. Temperatura è critico per l'affidabilità. Mostra come la massima corrente operativa sicura debba essere ridotta all'aumentare della temperatura ambiente o del punto di saldatura. Ad esempio, a 100°C, la corrente permessa è significativamente inferiore rispetto a 25°C. Un corretto layout PCB per lo smaltimento del calore è necessario per mantenere prestazioni e longevità.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED ha un ingombro SMD compatto. Le dimensioni chiave (in mm, tolleranza ±0.1mm salvo specificato) sono: lunghezza totale 3.2mm, larghezza 2.8mm e altezza 1.9mm. Il disegno dettagliato specifica le posizioni dei pad, il contorno del componente e l'identificazione dei pin (da 1 a 6). Il pin 1 è tipicamente il catodo per il chip Rosso, con altri pin assegnati agli anodi e catodi dei chip Verde e Blu. Il pinout esatto deve essere verificato dal diagramma dimensionale per un corretto layout PCB.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Parametri di Saldatura

• Saldatura a Rifusione (Consigliata):Temperatura di picco massima di 260°C per 30 secondi. Un profilo standard di rifusione senza piombo è adatto.
• Saldatura Manuale:Se necessario, la temperatura del saldatore non deve superare i 350°C e il tempo di contatto deve essere limitato a 3 secondi per giunto.

6.2 Precauzioni per la Manipolazione e lo Stoccaggio

• Questi dispositivi sono sensibili alle scariche elettrostatiche (ESD). Utilizzare le precauzioni ESD standard durante la manipolazione e l'assemblaggio.
• Conservare in ambiente asciutto. Il livello di sensibilità all'umidità (MSL) è implicito dal precondizionamento JEDEC J-STD-020D Livello 3, che tipicamente corrisponde a MSL 3. Ciò significa che il package può essere esposto alle condizioni ambientali fino a 168 ore prima di richiedere una cottura prima della rifusione.
• Evitare stress meccanici sulla lente durante il posizionamento.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Imballaggio Resistente all'Umidità

I dispositivi sono forniti in imballaggio resistente all'umidità, come nastro e bobina, per mantenere la durata di conservazione e prevenire l'assorbimento di umidità.

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta della bobina contiene informazioni chiave per la tracciabilità e la verifica: Numero Prodotto Cliente (CPN), Numero Prodotto (P/N), Quantità di Imballo (QTY) e i Codici di Binning specifici per Intensità Luminosa (CAT), Lunghezza d'Onda Dominante (HUE) e Tensione Diretta (REF). Il Numero LOTTO fornisce tracciabilità di produzione.

8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progetto

8.1 Circuiti Applicativi Tipici

Ogni canale colore dovrebbe essere pilotato indipendentemente utilizzando una sorgente di corrente costante o una resistenza limitatrice di corrente in serie con una sorgente di tensione. A causa delle diverse tensioni dirette, sono necessarie resistenze di impostazione della corrente separate per il canale Rosso e per i canali Verde/Blu combinati se si utilizza un'alimentazione di tensione comune. La modulazione a larghezza di impulso (PWM) è il metodo consigliato per la regolazione dell'intensità e la miscelazione dei colori, poiché mantiene una corrente diretta costante e quindi coordinate cromatiche stabili.

8.2 Progettazione Termica

Data la dissipazione di potenza (fino a 120mW) e la resistenza termica, il PCB funge da dissipatore di calore primario. Utilizzare un'adeguata area di rame (pad termici) collegata ai punti di saldatura del LED e considerare l'uso di via termiche verso gli strati interni o inferiori per migliorare la dissipazione del calore, specialmente in applicazioni ad alta corrente o ad alta temperatura ambiente.

8.3 Progettazione Ottica

L'ampio angolo di visione rende questo LED adatto per applicazioni che richiedono un'illuminazione ampia. Per applicazioni con guide di luce, assicurarsi che l'ingresso della guida sia correttamente allineato e dimensionato per catturare il cono di luce emesso. La resina trasparente consente una buona miscelazione dei colori quando i chip sono posizionati vicino a una superficie diffondente.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

I principali fattori di differenziazione del 67-235 nella sua categoria sono l'integrazione di tre distinti chip ad alte prestazioni (AlGaInP per il Rosso, InGaN per il Verde e Blu) in un package molto compatto 3.2x2.8mm, combinato con un ampio angolo di visione di 120 gradi. Rispetto a LED RGB più semplici a due pin, la configurazione a sei pin consente il controllo completamente indipendente di ciascun colore, abilitando una gamma di colori molto più ampia ed effetti di illuminazione più sofisticati. La sua conformità a severi standard ambientali (RoHS, REACH, Senza Alogeni) lo rende adatto per i mercati globali con normative rigide.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Posso pilotare tutti e tre i colori con la stessa resistenza limitatrice di corrente?

No. La tensione diretta (VF) del chip Rosso (1.75-2.75V) è significativamente inferiore a quella dei chip Verde e Blu (2.75-3.65V). Utilizzare una singola resistenza da un'alimentazione di tensione comune comporterebbe una corrente eccessiva attraverso il chip Rosso o una corrente insufficiente per i chip Verde/Blu, portando a un bilanciamento del colore errato e potenziale sovraccarico. Utilizzare un controllo di corrente separato per ogni canale.

10.2 Qual è il significato dei codici bin (CAT, HUE, REF)?

Sono codici di classificazione di qualità. CAT si riferisce al bin dell'Intensità Luminosa (es. U1, AA). HUE si riferisce al bin della Lunghezza d'Onda Dominante (es. E4, Y). REF si riferisce al bin della Tensione Diretta (es. 0, 5). Specificare i bin garantisce di ricevere LED con caratteristiche elettriche e ottiche strettamente raggruppate, il che è vitale per prestazioni coerenti in array multi-LED o applicazioni critiche per il colore.

10.3 Come posso ottenere luce bianca con questo LED RGB?

La luce bianca viene creata miscelando i tre colori primari (Rosso, Verde, Blu) in specifici rapporti di intensità. I rapporti esatti dipendono dal punto bianco target (es. bianco freddo, bianco caldo) e dall'output spettrale specifico dei singoli bin LED. Ciò richiede tipicamente calibrazione ed elettronica di pilotaggio in grado di regolare finemente la corrente per ogni canale. Non è una soluzione plug-and-play semplice per la luce bianca senza un circuito di controllo adeguato.

11. Caso Pratico di Progetto e Utilizzo

Caso: Indicatore di Stato per un Dispositivo Portatile

Un progettista necessita di un indicatore di stato multicolore per un dispositivo medico portatile. Lo spazio è estremamente limitato. Viene selezionato il LED 67-235. Il canale Rosso è programmato per indicare un avviso di batteria scarica (lampeggiante), il Verde per il funzionamento normale (fisso) e il Blu per mostrare la connettività Bluetooth (pulsante). Un piccolo microcontrollore con tre uscite PWM pilota il LED tramite semplici interruttori a transistor. L'ampio angolo di visione garantisce che lo stato sia visibile da varie angolazioni senza bisogno di una lente complessa. Il basso consumo di ciascun canale (20mA tipico) aiuta a conservare la durata della batteria. Il design a sei pin consente al microcontrollore di controllare ogni colore indipendentemente senza circuiti di multiplexing aggiuntivi.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a semiconduttore che emettono luce quando una corrente elettrica li attraversa. Questo fenomeno è chiamato elettroluminescenza. Nel 67-235, vengono utilizzati tre diversi materiali semiconduttori: AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio) per il chip Rosso e InGaN (Nitruro di Indio Gallio) per i chip Verde e Blu. La composizione specifica di questi materiali determina l'energia del bandgap del semiconduttore, che determina direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa. Quando polarizzati in diretta, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del semiconduttore, rilasciando energia sotto forma di fotoni. Il package in resina epossidica trasparente serve a proteggere i delicati chip semiconduttori, funge da lente per modellare l'output luminoso e può contenere fosfori (sebbene non in questa versione trasparente) per modificare il colore.

13. Tendenze Tecnologiche e Contesto

Il 67-235 rappresenta una tecnologia matura nel campo dei LED RGB SMD. Le tendenze attuali del settore stanno spingendo verso diverse direzioni simultaneamente: 1)Aumento dell'Efficienza e della Luminanza:Nuove strutture epitassiali e tecniche di packaging continuano a migliorare l'output di lumen per watt (efficacia). 2)Miniaturizzazione:Dimensioni del package ancora più piccole (es. 2.0x1.6mm, 1.6x1.6mm) stanno diventando comuni per dispositivi ultra-compatti. 3)Miglioramento della Resa Cromatica e della Gamma:Gli sviluppi nei LED a conversione di fosforo e nei materiali a emissione diretta mirano ad espandere la gamma di colori per i display e a ottenere un Indice di Resa Cromatica (CRI) più elevato per l'illuminazione. 4)Intelligenza Integrata:Il mercato sta vedendo una crescita di LED con circuiti integrati di controllo incorporati (LED RGB indirizzabili), semplificando il design del sistema. Sebbene il 67-235 sia un componente discreto, comprendere queste tendenze aiuta a selezionare la tecnologia giusta per progetti a prova di futuro, bilanciando costo, prestazioni e livello di integrazione.