Scheda Tecnica LED SMD 19-22/R6G6C-A01/2T - Multicolore (Rosso/Verde Giallo) - Package 2.0x1.25x0.8mm - Tensione 2.0V - Potenza 60mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LED SMD 19-22 è un dispositivo a montaggio superficiale compatto, progettato per applicazioni PCB ad alta densità. Questa variante multicolore integra due chip LED distinti in un unico package: uno che emette Rosso Brillante (R6) e l'altro Verde Giallo Brillante (G6). La sua impronta miniaturizzata consente un notevole risparmio di spazio rispetto ai componenti tradizionali a telaio, contribuendo a design di prodotto finale più piccoli, minori requisiti di stoccaggio e maggiore densità di assemblaggio. La costruzione leggera lo rende inoltre ideale per dispositivi elettronici portatili e miniaturizzati.

Il prodotto è progettato per la compatibilità con moderne linee di assemblaggio automatiche pick-and-place e processi standard di saldatura a rifusione a infrarossi o a fase di vapore. Aderisce a rigorosi standard ambientali e di sicurezza, essendo completamente privo di piombo, conforme alla direttiva UE RoHS, ai regolamenti UE REACH e soddisfacendo i criteri senza alogeni (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

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. Il funzionamento a questi limiti o oltre non è garantito e dovrebbe essere evitato per prestazioni affidabili a lungo termine.

• Tensione Inversa (V_R):5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Corrente Diretta Continua (I_F):25 mA per entrambi i chip R6 e G6. Questa è la massima corrente continua per il funzionamento continuo a Ta=25°C.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):60 mA (Duty 1/10 @1KHz). Adatta per funzionamento impulsato ma non in DC.
• Dissipazione di Potenza (P_d):60 mW. La massima potenza che il package può dissipare, calcolata come V_F* I_F.
• Scarica Elettrostatica (ESD) HBM:2000 V. Indica la sensibilità del dispositivo; sono obbligatorie le corrette procedure di manipolazione ESD.
• Temperatura di Esercizio (T_opr):-40°C a +85°C. L'intervallo di temperatura ambiente per il funzionamento normale.
• Temperatura di Conservazione (T_stg):-40°C a +90°C.
• Temperatura di Saldatura:Rifusione: picco di 260°C per max 10 secondi. Saldatura manuale: 350°C per max 3 secondi per terminale.

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

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati in condizioni di test standard (I_F=20mA, Ta=25°C).

• Intensità Luminosa (I_v):
  • R6 (Rosso): 45.0 - 112.0 mcd (vedi binning).
  • G6 (Verde Giallo): 45.0 - 72.0 mcd (vedi binning).
  • Tolleranza: ±11%.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):130° (tipico). Questo ampio angolo garantisce una buona visibilità da varie prospettive.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):
  • R6: 632 nm (tipico).
  • G6: 575 nm (tipico).
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):
  • R6: 617.5 - 633.5 nm.
  • G6: 567.5 - 575.5 nm.
  • Tolleranza: ±1 nm.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):20 nm (tipico) per entrambi i colori, indicando un'emissione di colore relativamente pura.
• Tensione Diretta (V_F):
  • R6 & G6: 1.7V (Min), 2.0V (Tip), 2.4V (Max) @ I_F=20mA.
• Corrente Inversa (I_R):10 µA (Max) @ V_R=5V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

I LED sono selezionati (binnati) in base a parametri ottici chiave per garantire la coerenza all'interno di un lotto di produzione. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che corrispondono a specifici requisiti di luminosità e colore.

3.1 Binning R6 (Rosso Brillante)

• Bin di Intensità Luminosa:
  • P1: 45.0 - 57.0 mcd
  • P2: 57.0 - 72.0 mcd
  • Q1: 72.0 - 90.0 mcd
  • Q2: 90.0 - 112.0 mcd
• Bin di Lunghezza d'Onda Dominante:
  • E4: 617.50 - 621.50 nm
  • E5: 621.50 - 625.50 nm
  • E6: 625.50 - 629.50 nm
  • E7: 629.50 - 633.50 nm

3.2 Binning G6 (Verde Giallo Brillante)

• Bin di Intensità Luminosa:
  • P1: 45.0 - 57.0 mcd
  • P2: 57.0 - 72.0 mcd
• Bin di Lunghezza d'Onda Dominante:
  • C15: 567.50 - 569.50 nm
  • C16: 569.50 - 571.50 nm
  • C17: 571.50 - 573.50 nm
  • C18: 573.50 - 575.50 nm

Un codice prodotto completo include sia i codici bin di Intensità (CAT) che di Lunghezza d'Onda (HUE), consentendo una selezione precisa.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

4.1 Caratteristiche del Chip R6

Le curve fornite per il chip R6 (Rosso) illustrano le relazioni chiave:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:L'output luminoso diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente, un comportamento tipico dei LED dovuto alla ridotta efficienza quantistica interna e all'aumento della ricombinazione non radiativa a temperature più elevate.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta (Curva I-V):Mostra la relazione esponenziale. La tensione di ginocchio della curva è intorno a 1.7-2.0V. La resistenza dinamica può essere dedotta dalla pendenza sopra la tensione di ginocchio.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:L'output è approssimativamente lineare con la corrente nell'intervallo di funzionamento normale (fino a ~20-30mA), dopodiché l'efficienza può diminuire a causa del riscaldamento e di altri effetti.
• Distribuzione Spettrale:Il grafico mostra un picco dominante intorno a 632 nm (rosso) con una tipica larghezza a metà altezza (FWHM) di circa 20 nm.

4.2 Caratteristiche del Chip G6

Vengono fornite curve simili per il chip G6 (Verde Giallo), che descrivono:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta.
• Distribuzione Spettrale:Picco previsto intorno a 575 nm.

Queste curve sono essenziali per la progettazione della gestione termica e per prevedere le prestazioni in condizioni operative non standard.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED SMD 19-22 ha un'impronta molto compatta. Le dimensioni chiave (tolleranza ±0.1mm salvo diversa indicazione) includono:

• Lunghezza Package: 2.0 mm
• Larghezza Package: 1.25 mm
• Altezza Package: 0.8 mm
• Le dimensioni e la spaziatura dei terminali sono definite per una saldatura affidabile.

Il disegno dimensionato dettagliato è cruciale per la progettazione del land pattern PCB (footprint). Un footprint progettato correttamente garantisce la corretta formazione del giunto di saldatura, l'allineamento e la stabilità meccanica.

5.2 Identificazione della Polarità

Il package include un indicatore di polarità, tipicamente una tacca o un catodo contrassegnato. L'orientamento corretto durante il posizionamento è vitale per la funzionalità del circuito.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Profilo di Rifusione (Senza Piombo)

Un processo critico per un assemblaggio affidabile. Il profilo raccomandato include:

• Preriscaldamento:150-200°C per 60-120 secondi. Riscaldamento graduale per minimizzare lo shock termico.
• Tempo Sopra Liquido (TAL):60-150 secondi sopra 217°C.
• Temperatura di Picco:Massimo 260°C, mantenuta per un massimo di 10 secondi.
• Velocità di Riscaldamento:Massimo 6°C/secondo fino a 255°C.
• Velocità di Raffreddamento:Massimo 3°C/secondo.
• Limite di Rifusione:L'assemblaggio non dovrebbe subire la saldatura a rifusione più di due volte per prevenire stress termico eccessivo sul package LED e sui bond dei fili.

6.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale:

• Temperatura punta saldatore: < 350°C.
• Tempo di contatto per terminale: ≤ 3 secondi.
• Potenza saldatore: ≤ 25W.
• Evitare di applicare stress meccanico al componente durante o dopo la saldatura.

6.3 Conservazione e Sensibilità all'Umidità

I LED sono imballati in una busta barriera resistente all'umidità con essiccante per prevenire l'assorbimento di umidità, che può causare "popcorning" (crepe del package) durante la rifusione.

• Prima dell'Uso:Non aprire la busta anti-umidità fino al momento dell'assemblaggio.
• Dopo l'Apertura:Utilizzare entro 168 ore (7 giorni) se conservati a ≤ 30°C e ≤ 60% UR.
• Riasciugatura:Se il tempo di esposizione viene superato o l'essiccante è saturo, asciugare a 60 ±5°C per 24 ore prima dell'uso.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I componenti sono forniti su nastro portante goffrato standard del settore per l'assemblaggio automatico.

• Larghezza Nastro Portante:8 mm.
• Diametro Bobina:7 pollici.
• Passo Tasca:Definito nel disegno del nastro portante.
• Quantità per Bobina:2000 pezzi.

Vengono fornite le dimensioni dettagliate della bobina e del nastro per la compatibilità con le attrezzature alimentatrici.

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta della bobina contiene diversi codici essenziali per la tracciabilità e la verifica:

• P/N:Numero di Prodotto (es., 19-22/R6G6C-A01/2T).
• QTY:Quantità di Imballaggio.
• CAT:Classe di Intensità Luminosa (Codice Bin).
• HUE:Coordinate Cromatiche & Classe di Lunghezza d'Onda Dominante (Codice Bin).
• REF:Classe di Tensione Diretta.
• LOT No:Numero di Lotto di Produzione per la tracciabilità.

8. Suggerimenti Applicativi

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Retroilluminazione:Ideali per indicatori di cruscotto, retroilluminazione di interruttori e retroilluminazione piatta per simboli LCD grazie alle loro piccole dimensioni e buona luminosità.
• Indicatori di Stato:Perfetti per apparecchiature di telecomunicazione (telefoni, fax), elettronica di consumo e pannelli di controllo industriali come indicatori di stato o funzione multicolore.
• Indicazione Generica:Qualsiasi applicazione che richieda indicatori visivi compatti, affidabili e luminosi.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Limitazione di Corrente: Una resistenza di limitazione della corrente esterna è assolutamente obbligatoria.La caratteristica I-V esponenziale del LED significa che un piccolo aumento di tensione provoca un grande aumento di corrente, portando a un guasto istantaneo. Il valore della resistenza è calcolato come R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F.
• Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, mantenere la temperatura di giunzione entro i limiti è fondamentale per la longevità e la stabilità dell'output luminoso. Assicurare un'adeguata area di rame sul PCB o via termiche se si opera ad alte temperature ambientali o correnti.
• Protezione ESD:Implementare protezione ESD sulle linee di ingresso se il LED è esposto a interfacce utente e seguire sempre procedure di manipolazione sicura ESD durante l'assemblaggio.
• Layout PCB:Seguire il land pattern raccomandato dal disegno dimensionale. Assicurare barriere di maschera saldante tra i pad per prevenire ponticelli.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

La serie 19-22 offre vantaggi distinti in contesti specifici:

• vs. LED SMD più grandi (es., 3528, 5050):Il vantaggio principale è l'impronta significativamente più piccola (2.0x1.25mm), che consente design ultra-miniaturizzati dove lo spazio sulla scheda è prezioso. Il compromesso è generalmente un output luminoso totale per package inferiore.
• vs. LED 19-22 Monocolore:Questa specifica variante A01/2T integra due chip di colore diverso (Rosso e Verde Giallo) in un unico package. Ciò risparmia spazio e costi di posizionamento rispetto all'uso di due LED monocolore separati, semplificando i design che richiedono un'indicazione a due colori.
• vs. LED Through-Hole:Offre tutti i vantaggi standard SMD: idoneità per l'assemblaggio automatico, nessuna piegatura/taglio dei reofori, profilo più basso e prestazioni migliori in ambienti ad alta vibrazione.
• Conformità:La sua gamma completa di conformità (senza piombo, RoHS, REACH, senza alogeni) lo rende adatto ai mercati globali più esigenti e ai design ambientalmente consapevoli.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D1: Posso pilotare questo LED direttamente da un'alimentazione logica a 3.3V o 5V senza una resistenza?

R:No, mai.Devi usare una resistenza di limitazione della corrente in serie. Senza di essa, la tensione diretta è solo ~2.0V, quindi la tensione in eccesso da un'alimentazione a 3.3V o 5V causerà una corrente eccessiva, distruggendo il LED all'istante.

D2: Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco e Lunghezza d'Onda Dominante?

R: La Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p) è la lunghezza d'onda alla quale lo spettro di emissione ha la massima intensità. La Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d) è la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che corrisponde al colore percepito del LED. λ_dè più rilevante per la specifica del colore. La scheda tecnica fornisce entrambe.

D3: Come seleziono i codici bin corretti per la mia applicazione?

R: Se il tuo design richiede una luminosità uniforme su più unità, specifica un bin di intensità luminosa più stretto (es., solo P2). Se la coerenza del colore è critica (es., per l'abbinamento dei colori), specifica un bin di lunghezza d'onda dominante ristretto (es., E5 per il rosso). Consulta le tabelle di binning nelle sezioni 3.1 e 3.2.

D4: La temperatura di esercizio è fino a 85°C. Posso usarlo in un'applicazione esterna?

R: La classificazione di 85°C si riferisce alla temperatura dell'aria ambiente attorno al dispositivo. In un involucro esterno esposto alla luce solare diretta, le temperature interne possono facilmente superare questo valore. Devi progettare il sistema per garantire che la temperatura ambiente locale del LED rimanga entro -40°C a +85°C, considerando il riscaldamento solare, il calore interno di altri componenti e la mancanza di ventilazione.

D5: Perché c'è una rigorosa vita utile di 7 giorni dopo l'apertura della busta barriera all'umidità?

R: Il package in plastica del LED può assorbire umidità dall'aria. Durante il processo di saldatura a rifusione ad alta temperatura, questa umidità intrappolata si trasforma rapidamente in vapore, creando pressione che può delaminare il package o creparre l'epossidico, un guasto noto come "popcorning". Il limite di 7 giorni presuppone condizioni di conservazione adeguate (30°C/60% UR).

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un Indicatore di Stato a Due Colori per un Dispositivo Medico Portatile.

Requisiti:Il dispositivo necessita di un unico indicatore minuscolo per mostrare "Standby" (Verde) e "Guasto" (Rosso). Lo spazio sulla scheda è estremamente limitato. Il dispositivo deve essere RoHS e senza alogeni per la conformità al mercato medico globale.

Selezione del Componente:Il 19-22/R6G6C-A01/2T è un candidato ideale. La sua impronta di 2.0x1.25mm risparmia spazio cruciale. I chip integrati Rosso (R6) e Verde Giallo (G6) eliminano la necessità di due LED separati e dei relativi cicli di posizionamento. La sua piena conformità ambientale soddisfa le esigenze normative.

Progettazione del Circuito:Vengono progettati due circuiti di pilotaggio indipendenti, ciascuno costituito da un pin GPIO di un microcontrollore, una resistenza di limitazione della corrente e l'anodo corrispondente del package LED. Il catodo comune è collegato a massa. Il valore della resistenza è calcolato per una corrente target di 15mA (ben al di sotto del massimo di 25mA) per la longevità: R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A ≈ 87Ω (usare 82Ω o 100Ω valore standard).

Layout PCB:Viene utilizzato il land pattern raccomandato dalla scheda tecnica. Vengono utilizzate piccole connessioni di sgravio termico sui pad per facilitare la saldatura mantenendo una buona connessione termica con una piccola zona di massa per la dissipazione del calore.

Assemblaggio & Risultato:I componenti sono forniti su nastro da 8mm per il posizionamento automatico. Il profilo di rifusione progettato viene seguito precisamente. Il prodotto finale ha un indicatore a due colori pulito e dall'aspetto professionale che soddisfa tutti i requisiti di dimensioni, affidabilità e conformità.

12. Introduzione alla Tecnologia

Il LED 19-22 utilizza materiale semiconduttore AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio) per entrambi i chip R6 (Rosso) e G6 (Verde Giallo). L'AlGaInP è un semiconduttore composto III-V a bandgap diretto ben adatto a produrre emissione di luce ad alta efficienza nello spettro dei colori dall'ambra al rosso (circa 560-650 nm). Regolando attentamente i rapporti di Alluminio, Gallio e Indio nel reticolo cristallino, l'energia del bandgap—e quindi la lunghezza d'onda del fotone emesso—può essere sintonizzata con precisione.

Il principio di funzionamento di base è l'elettroluminescenza. Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n, gli elettroni dalla regione di tipo n e le lacune dalla regione di tipo p vengono iniettati nella regione attiva. Lì, si ricombinano in modo radiativo, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La lunghezza d'onda (colore) di questi fotoni è determinata dall'energia del bandgap del materiale semiconduttore nella regione attiva. Il chip è incapsulato in una resina epossidica trasparente che protegge il die semiconduttore, funge da lente per modellare l'output luminoso (raggiungendo l'angolo di visione di 130°) e fornisce stabilità meccanica.

13. Tendenze Tecnologiche

Il mercato per i LED SMD miniaturizzati come il 19-22 continua a evolversi guidato da diverse tendenze chiave:

• Maggiore Miniaturizzazione:La domanda di elettronica di consumo, dispositivi indossabili e medicali sempre più piccoli spinge verso LED con impronte più piccole e profili più bassi del 19-22, come LED in package a scala di chip (CSP) o tipi di package ancora più piccoli.
• Maggiore Efficienza & Luminanza:I miglioramenti continui nella crescita epitassiale, nel design del chip e nell'efficienza di estrazione del package portano a un'intensità luminosa più elevata dalle stesse dimensioni di chip o più piccole, consentendo ai progettisti di utilizzare meno corrente per la stessa luminosità, migliorando la durata della batteria e le prestazioni termiche.
• Opzioni di Colore Avanzate & Integrazione Multi-Chip:La tendenza esemplificata da questo prodotto—integrare più colori—si sta espandendo per includere RGB (Rosso-Verde-Blu) o RGBW (Rosso-Verde-Blu-Bianco) in package minuscoli, consentendo la programmabilità a colori completi in una singola sorgente puntiforme.
• Affidabilità Migliorata & Idoneità ad Ambienti Ostili:Gli sviluppi nei materiali di incapsulamento (es., siliconi invece di epossidici per una migliore resistenza al calore e ai raggi UV) e nelle strutture del package stanno migliorando la durata e le prestazioni dei LED nelle applicazioni automobilistiche, industriali ed esterne.
• Integrazione Intelligente:Una tendenza più ampia coinvolge l'integrazione di circuiti di controllo (come driver a corrente costante o logica semplice) direttamente con il die LED o all'interno del package, muovendosi verso componenti "LED intelligenti" che semplificano la progettazione del sistema.

La serie 19-22 rappresenta una soluzione matura e affidabile in questo panorama, particolarmente adatta per applicazioni indicatrici economiche e con spazio limitato che richiedono prestazioni robuste e ampia conformità.