Scheda Tecnica LED SMD 0603 Blu - Dimensioni 1.6x0.8x0.6mm - Tensione 2.8-3.8V - Potenza 76mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per un diodo a emissione luminosa (LED) a montaggio superficiale (SMD) nel formato di contenitore 0603. Il dispositivo presenta una lente trasparente e utilizza una struttura semiconduttrice InGaN (Nitruro di Indio e Gallio) per emettere luce blu. È progettato per processi di assemblaggio automatizzati ed è compatibile con varie tecniche di saldatura a rifusione, rendendolo adatto per la produzione elettronica ad alto volume.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

Il LED è caratterizzato da diverse caratteristiche chiave che ne migliorano l'usabilità e l'affidabilità nelle moderne applicazioni elettroniche. È conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose), classificandolo come prodotto ecologico. I componenti sono forniti su nastro da 8mm standard del settore, avvolti su bobine da 7 pollici di diametro, facilitando la compatibilità con le attrezzature automatiche pick-and-place. Questo standard di imballaggio garantisce una manipolazione efficiente e riduce il rischio di danni durante il processo di assemblaggio. Il dispositivo è inoltre progettato per resistere ai profili termici dei processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR) e a fase di vapore, comuni nelle linee di assemblaggio senza piombo (Pb-free). Il suo contenitore è conforme agli standard EIA (Electronic Industries Alliance) e le sue caratteristiche elettriche sono compatibili con i livelli di pilotaggio standard dei circuiti integrati (IC).

1.2 Applicazioni Target e Mercato

Questo LED SMD blu è destinato all'uso in un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche ordinarie. Applicazioni tipiche includono indicatori di stato, retroilluminazione per piccoli display, illuminazione di pannelli e illuminazione decorativa nell'elettronica di consumo, apparecchiature per l'automazione d'ufficio, dispositivi di comunicazione ed elettrodomestici. Le sue dimensioni ridotte e l'affidabilità lo rendono un componente versatile per i progettisti che cercano soluzioni di illuminazione compatte ed efficienti. È importante notare che questo LED non è specificamente classificato per applicazioni che richiedono un'affidabilità eccezionale dove un guasto potrebbe mettere a rischio la vita o la salute, come nell'aviazione, nei sistemi di supporto vitale medico o nei controlli di trasporto critici per la sicurezza. Per tali applicazioni, è necessaria la consultazione con il produttore per prodotti specializzati.

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

Una comprensione approfondita dei parametri elettrici e ottici è cruciale per un design del circuito di successo e un funzionamento affidabile.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non è consigliabile far funzionare il LED in condizioni che superano questi valori. I valori massimi assoluti sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Dissipazione di Potenza (Pd):76 mW. Questa è la quantità massima di potenza che il contenitore del LED può dissipare sotto forma di calore.
• Corrente Diretta di Picco (I_F(picco)):100 mA. Questa corrente può essere applicata solo in condizioni pulsate con un ciclo di lavoro di 1/10 e una larghezza di impulso di 0,1 ms. Superare questo valore in funzionamento in corrente continua (DC) causerà danni.
• Corrente Diretta in Continua (I_F):20 mA. Questa è la corrente diretta continua consigliata per il funzionamento normale.
• Derating:La corrente diretta continua massima consentita diminuisce linearmente al di sopra dei 50°C di temperatura ambiente, con un tasso di 0,25 mA per °C. Questo è fondamentale per la gestione termica.
• Tensione Inversa (V_R):5 V. Applicare una tensione inversa superiore a questa può danneggiare la giunzione del LED. La scheda tecnica nota esplicitamente che il funzionamento in tensione inversa non può essere continuo.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento:-20°C a +80°C. Il dispositivo è garantito per funzionare entro questo intervallo di temperatura ambiente.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-30°C a +100°C.
• Condizioni di Saldatura:Il LED può resistere alla saldatura a onda a 260°C per 5 secondi, alla rifusione IR a 260°C per 5 secondi e alla rifusione a fase di vapore a 215°C per 3 minuti.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati a Ta=25°C e I_F=20mA, salvo diversa indicazione.

• Intensità Luminosa (I_V):28,0 a 180,0 mcd (millicandela). L'ampio intervallo indica che il dispositivo è disponibile in diversi bin di luminosità (vedi Sezione 3). La misurazione viene effettuata con un filtro che approssima la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):130 gradi. Questo è l'angolo totale in cui l'intensità luminosa è la metà dell'intensità misurata sull'asse centrale (0°). Un ampio angolo di visione è tipico per i LED con lente trasparente, non diffusa.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):468 nm. Questa è la lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale è al massimo.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):465,0 a 475,0 nm. Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano che definisce il colore della luce, derivata dal diagramma di cromaticità CIE.
• Larghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ):25 nm. Questo indica la larghezza di banda spettrale; un valore più piccolo indicherebbe una sorgente luminosa più monocromatica.
• Tensione Diretta (V_F):2,80 a 3,80 V. La caduta di tensione ai capi del LED quando è pilotato a 20mA. Anche questo parametro è suddiviso in bin (vedi Sezione 3).
• Corrente Inversa (I_R):10 μA (max). La corrente di dispersione quando viene applicata una tensione inversa di 5V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione di massa, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri chiave. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano requisiti specifici di uniformità di colore e luminosità nella loro applicazione.

3.1 Binning della Tensione Diretta

I LED sono categorizzati in base alla loro tensione diretta (V_F) a 20mA. I codici bin (da D7 a D11) rappresentano intervalli di tensione con una tolleranza di ±0,1V all'interno di ciascun bin. Ad esempio, il bin D8 include LED con V_Ftra 3,00V e 3,20V. Selezionare LED dallo stesso bin di tensione può aiutare a ottenere una condivisione di corrente più uniforme quando più LED sono collegati in parallelo.

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa

Questo è un bin critico per la coerenza della luminosità. I bin (N, P, Q, R) definiscono valori minimi e massimi di intensità luminosa, ciascuno con una tolleranza di ±15%. Il bin N copre 28,0-45,0 mcd, mentre il bin R copre l'intervallo di luminosità più alto di 112,0-180,0 mcd. Utilizzare LED dallo stesso bin di intensità è essenziale per applicazioni in cui l'uniformità della luminosità percepita è importante.

3.3 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Questo binning garantisce la coerenza del colore. I due bin, AC (465,0-470,0 nm) e AD (470,0-475,0 nm), hanno una tolleranza stretta di ±1 nm. Il bin AC rappresenta un blu leggermente più corto e puro, mentre il bin AD è un blu leggermente più lungo e tendente al verde. La selezione coerente della lunghezza d'onda è fondamentale per applicazioni di indicatori critiche per il colore o quando si mescolano colori.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene la scheda tecnica faccia riferimento a curve caratteristiche tipiche, i dati forniti consentono l'analisi delle tendenze di prestazione.

4.1 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)

Sulla base dell'intervallo V_Fspecificato di 2,8-3,8V a 20mA, il LED presenta una caratteristica curva I-V esponenziale tipica di un diodo. La tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo, il che significa che diminuisce leggermente all'aumentare della temperatura di giunzione per una data corrente.

4.2 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta

L'intensità luminosa è approssimativamente proporzionale alla corrente diretta nell'intervallo di funzionamento normale (fino a 20mA). Tuttavia, l'efficienza può diminuire a correnti molto elevate a causa dell'aumento della temperatura di giunzione e di altri effetti non lineari. La specifica di derating sopra i 50°C è direttamente correlata alla gestione di questo effetto termico per mantenere l'output luminoso e la longevità.

4.3 Distribuzione Spettrale

Con una lunghezza d'onda di picco di 468 nm e un intervallo di lunghezza d'onda dominante di 465-475 nm, il LED emette nella regione blu dello spettro visibile. La larghezza a mezza altezza spettrale di 25 nm indica una banda di emissione relativamente stretta, caratteristica dei LED blu basati su InGaN.

5. Informazioni Meccaniche e sul Contenitore

5.1 Dimensioni del Contenitore

Il LED utilizza l'impronta standard del settore per il contenitore 0603, che nominalmente misura 1,6 mm di lunghezza, 0,8 mm di larghezza e 0,6 mm di altezza. Tutte le tolleranze dimensionali sono ±0,10 mm salvo diversa specificazione. Il contenitore ha una lente epossidica trasparente.

5.2 Identificazione della Polarità e Design dei Pad

Il catodo è tipicamente contrassegnato, spesso da una tinta verde sul lato corrispondente del contenitore o da una tacca nella tasca del nastro. La scheda tecnica include le dimensioni suggerite per i pad di saldatura per garantire un giunto di saldatura affidabile e un corretto allineamento durante la rifusione. Seguire queste raccomandazioni per il land pattern è essenziale per una buona resa di saldatura e stabilità meccanica.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profili di Saldatura a Rifusione

La scheda tecnica fornisce due profili di rifusione a infrarossi (IR) suggeriti: uno per il processo normale (stagno-piombo) e uno per il processo senza piombo utilizzando pasta saldante SnAgCu. Il profilo senza piombo ha tipicamente una temperatura di picco più alta (fino a 260°C) ma un tempo sopra il liquidus simile. Il rispetto di questi profili è fondamentale per prevenire danni termici alla resina epossidica del LED o al die semiconduttore.

6.2 Pulizia e Conservazione

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, devono essere utilizzati solo solventi specificati come alcol etilico o alcol isopropilico a temperatura normale per meno di un minuto. Prodotti chimici non specificati potrebbero danneggiare il contenitore. Per la conservazione, i LED rimossi dalla loro busta barriera all'umidità originale devono essere sottoposti a rifusione entro una settimana. Per una conservazione più lunga al di fuori dell'imballaggio originale, devono essere conservati in un ambiente asciutto (ad esempio, con essiccante) e potrebbe essere necessario un processo di baking (ad esempio, 60°C per 24 ore) prima dell'assemblaggio per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire l'effetto \"popcorn\" durante la rifusione.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

I LED sono forniti su nastro portante goffrato da 8 mm di larghezza avvolto su bobine da 7 pollici (178 mm) di diametro. Ogni bobina contiene 3000 pezzi. Le specifiche del nastro e della bobina sono conformi a ANSI/EIA 481-1-A-1994. Le tasche vuote nel nastro sono sigillate con un nastro di copertura. Il numero massimo di componenti mancanti consecutivi (skips) consentito è due. Per quantità inferiori a una bobina intera, è specificata una quantità minima di imballaggio di 500 pezzi per i lotti rimanenti.

8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progettazione

8.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Il metodo più affidabile per pilotare più LED è utilizzare una resistenza limitatrice di corrente in serie per ciascun LED (Modello di Circuito A nella scheda tecnica). Ciò garantisce una luminosità uniforme nonostante le variazioni nella tensione diretta (V_F) dei singoli LED. Non è consigliabile collegare più LED direttamente in parallelo senza resistenze individuali (Modello di Circuito B), poiché piccole differenze in V_Fpossono causare uno squilibrio significativo della corrente, portando a luminosità non uniforme e potenziale sovracorrente nel LED con la V_F.

più bassa.

8.2 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Il LED è sensibile alle scariche elettrostatiche. Per prevenire danni da ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio, sono obbligatorie le seguenti precauzioni: il personale deve indossare braccialetti a terra o guanti antistatici; tutte le postazioni di lavoro, le attrezzature e gli scaffali di stoccaggio devono essere correttamente messi a terra; e si raccomanda l'uso di ionizzatori per neutralizzare le cariche statiche nell'ambiente di lavoro.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Rispetto alle tecnologie LED più vecchie, questo LED blu basato su InGaN offre alta efficienza e luminosità in un contenitore miniaturizzato 0603. La sua compatibilità con i processi di rifusione senza piombo e ad alta temperatura lo allinea con le normative ambientali moderne e le tendenze di produzione. La disponibilità di bin elettrici e ottici stretti consente applicazioni ad alta precisione dove la coerenza è fondamentale. L'ampio angolo di visione di 130 gradi lo rende adatto per applicazioni che richiedono un'illuminazione ampia piuttosto che un fascio focalizzato.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare questo LED direttamente con 3,3V?

R: Possibilmente, ma non in modo affidabile. La tensione diretta varia da 2,8V a 3,8V. A 3,3V, un LED del bin D11 (3,6-3,8V) potrebbe non accendersi affatto, mentre uno del bin D7 (2,8-3,0V) sarebbe gravemente sovrapilotato. Utilizzare sempre una resistenza in serie per impostare la corrente precisamente a 20mA (o meno), indipendentemente dalla tensione di alimentazione.

D: Perché c'è un intervallo così ampio nell'intensità luminosa (da 28 a 180 mcd)?

R: Questa è la dispersione totale della produzione. Per un ordine specifico, si seleziona un bin (N, P, Q, R) per ottenere un intervallo molto più stretto. Questo processo di binning garantisce di ricevere LED con luminosità coerente per il proprio progetto.

D: Come posso ottenere un colore uniforme nel mio prodotto?

R: Ordinare LED dallo stesso bin di Lunghezza d'Onda Dominante (AC o AD). Mescolare bin può risultare in tonalità di blu visibilmente diverse.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

1. Scenario: Progettazione di un pannello indicatore di stato con 10 LED blu.Requisito di Luminosità:

2. Decidere la luminosità richiesta. Per un ambiente con luce ambientale elevata, selezionare il bin Q o R (71-180 mcd). Per un ambiente poco illuminato, il bin N o P può essere sufficiente.Coerenza del Colore:

3. Specificare un singolo bin di Lunghezza d'Onda Dominante (es. AC) per garantire che tutti gli indicatori siano della stessa tonalità di blu.Progettazione del Circuito:_{Utilizzare un'alimentazione a 5V. Calcolare la resistenza in serie per ciascun LED: R = (V}alimentazione_F- V_F) / I_F. Utilizzando il caso peggiore di V_Fdal bin di tensione selezionato (es. massimo di D9 di 3,4V), R = (5V - 3,4V) / 0,020A = 80 Ohm. Utilizzare il valore standard più vicino (82 Ohm). Ciò garantisce che nessun LED superi i 20mA anche se la sua V

4. è all'estremità inferiore del bin.Layout:

5. Seguire il layout dei pad suggerito dalla scheda tecnica per una saldatura affidabile.Assemblaggio:

Seguire il profilo di rifusione senza piombo consigliato, se applicabile. Conservare le bobine aperte in un armadio asciutto se non utilizzate immediatamente.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo LED si basa su un'eterostruttura semiconduttrice realizzata in Nitruro di Indio e Gallio (InGaN). Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva dove si ricombinano. Questo processo di ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega InGaN determina l'energia del bandgap, che corrisponde direttamente alla lunghezza d'onda (colore) della luce emessa. Per l'emissione blu, è richiesto un materiale con un bandgap relativamente ampio (~2,7 eV). La lente epossidica trasparente serve a proteggere il die semiconduttore e a modellare l'output luminoso, risultando nell'ampio angolo di visione.

13. Tendenze e Sviluppi Tecnologici