Scheda Tecnica LED SMD 17-215/BHC-BP2Q2M/3T - Blu InGaN - 2.0x1.25x0.8mm - 3.35V Tip - 20mA - 75mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 17-215/BHC-BP2Q2M/3T è un diodo a emissione luminosa (LED) a montaggio superficiale (SMD) che utilizza un chip semiconduttore InGaN (Nitruro di Indio e Gallio) per produrre luce blu. Questo componente è progettato per i moderni processi di produzione elettronica automatizzata, offrendo un ingombro ridotto che consente una maggiore densità sul circuito stampato e la miniaturizzazione dell'apparecchiatura finale rispetto ai tradizionali LED a telaio.

1.1 Vantaggi Principali e Posizionamento

I vantaggi principali di questo LED derivano dal suo package SMD. Le sue dimensioni significativamente ridotte consentono di ridurre l'area del circuito stampato (PCB), i requisiti di spazio di stoccaggio e contribuiscono infine allo sviluppo di dispositivi elettronici più piccoli e leggeri. La natura leggera del package lo rende particolarmente adatto per applicazioni miniaturizzate e portatili. Il prodotto è posizionato come soluzione generale per indicatori e retroilluminazione, conforme agli standard ambientali e produttivi contemporanei.

1.2 Conformità e Specifiche Ambientali

Questo componente aderisce a diversi standard chiave del settore. È prodotto come prodotto senza piombo (Pb-free). I materiali utilizzati sono conformi al regolamento UE REACH. Inoltre, soddisfa i requisiti senza alogeni, con contenuto di Bromo (Br) e Cloro (Cl) ciascuno inferiore a 900 ppm e il loro totale combinato inferiore a 1500 ppm. Il prodotto è inoltre progettato per rimanere entro le specifiche della direttiva RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

Le sezioni seguenti forniscono un'analisi dettagliata e oggettiva delle caratteristiche elettriche, ottiche e termiche del dispositivo come definite nella scheda tecnica. Tutti i parametri sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C salvo diversa indicazione.

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 e dovrebbe essere evitato nella progettazione del circuito.

• Tensione Inversa (VR):5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Corrente Diretta Continua (IF):20 mA. Questa è la massima corrente DC raccomandata per un funzionamento affidabile.
• Corrente Diretta di Picco (IFP):100 mA. Questo è consentito solo in condizioni pulsate (duty cycle 1/10 a 1 kHz) e non deve essere utilizzato per progetti in DC.
• Dissipazione di Potenza (Pd):75 mW. Questa è la massima potenza che il package può dissipare, calcolata come Tensione Diretta (VF) * Corrente Diretta (IF).
• Scarica Elettrostatica (ESD) Modello Corpo Umano (HBM):150 V. Ciò indica una sensibilità moderata all'ESD; sono necessarie procedure di manipolazione appropriate.
• Temperatura di Funzionamento (Topr):-40°C a +85°C. Il dispositivo è funzionale entro questo intervallo di temperatura ambiente.
• Temperatura di Conservazione (Tstg):-40°C a +90°C.
• Temperatura di Saldatura:Il dispositivo può resistere alla saldatura a rifusione con una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi, o alla saldatura manuale a 350°C per un massimo di 3 secondi per terminale.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici in condizioni operative normali (IF=20mA).

• Intensità Luminosa (Iv):Varia da 57,00 mcd a 112,00 mcd. Il valore specifico è determinato dal processo di binning (vedi Sezione 3).
• Angolo di Visione (2θ1/2):130 gradi (tipico). Questo definisce l'ampiezza angolare alla quale l'intensità luminosa è la metà dell'intensità di picco misurata a 0 gradi (sull'asse).
• Lunghezza d'Onda di Picco (λp):468 nm (tipico). Questa è la lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):Varia da 467,50 nm a 473,50 nm. Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano per corrispondere al colore dell'output del LED ed è anch'essa soggetta a binning.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):25 nm (tipico). Questa è la larghezza a metà altezza (FWHM) dello spettro di emissione.
• Tensione Diretta (VF):Varia da 2,75 V a 3,95 V a 20mA, con un valore tipico intorno a 3,35V. Questo parametro è binnato (vedi Sezione 3).
• Corrente Inversa (IR):Massimo 50 μA quando viene applicata una tensione inversa di 5V. La scheda tecnica nota esplicitamente che il dispositivo non è progettato per il funzionamento inverso; questo parametro è solo per scopi di test.

Note Importanti sulle Tolleranze:La scheda tecnica specifica le tolleranze di produzione: Intensità Luminosa (±11%), Lunghezza d'Onda Dominante (±1nm) e Tensione Diretta (±0,1V). Queste devono essere considerate nei progetti che richiedono un controllo stretto dei parametri.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per gestire le variazioni naturali nella produzione dei semiconduttori, i LED vengono suddivisi in bin di prestazione. Ciò garantisce coerenza all'interno di un lotto di produzione. Il 17-215 utilizza tre criteri di binning indipendenti.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I LED sono categorizzati in tre bin in base alla loro emissione luminosa a 20mA:
P2: 57,00 - 72,00 mcd
Q1: 72,00 - 90,00 mcd
Q2: 90,00 - 112,00 mcd

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Il colore (tonalità del blu) è controllato suddividendolo in due bin di lunghezza d'onda:
A10: 467,50 - 470,50 nm
A11: 470,50 - 473,50 nm

3.3 Binning della Tensione Diretta

Per aiutare nella progettazione della regolazione di corrente, i LED sono binnati in base alla loro caduta di tensione diretta a 20mA:
5: 2,75 - 3,05 V
6: 3,05 - 3,35 V
7: 3,35 - 3,65 V
8: 3,65 - 3,95 V

Il codice prodotto specifico 17-215/BHC-BP2Q2M/3T indica la combinazione di binning per una data unità (es., B per Blu, P2/Q2 per intensità, M per lunghezza d'onda, ecc., come per la spiegazione dell'etichetta).

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene la scheda tecnica faccia riferimento a tipiche curve delle caratteristiche elettro-ottiche a pagina 5, i grafici specifici non sono forniti nel contenuto testuale. Tipicamente, tali curve includerebbero:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta (Curva I-I):Mostra come l'output luminoso aumenta con la corrente, tipicamente in modo non lineare, saturando infine.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta (Curva V-I):Dimostra la relazione esponenziale del diodo, cruciale per progettare circuiti limitatori di corrente.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Illustra la diminuzione dell'output luminoso all'aumentare della temperatura di giunzione, una considerazione chiave per la gestione termica.
• Distribuzione di Potenza Spettrale:Un grafico che mostra l'intensità della luce emessa a ciascuna lunghezza d'onda, centrata intorno al picco di 468nm con una larghezza di banda di ~25nm.

I progettisti dovrebbero consultare la scheda tecnica grafica per queste curve per modellare le prestazioni in condizioni non standard (correnti, temperature diverse).

5. Informazioni Meccaniche e sull'Involucro

5.1 Dimensioni dell'Involucro

Il LED ha un package SMD rettangolare compatto. Le dimensioni chiave (in mm, tolleranza ±0,1mm salvo specificato) sono:
- Lunghezza Totale: 2,0 mm
- Larghezza Totale: 1,25 mm
- Altezza Totale: 0,8 mm
- Le dimensioni e la spaziatura dei terminali sono definite per la compatibilità con l'impronta standard 0603 (imperiale) o simile. Il catodo è tipicamente identificato da un marcatore sul package.

5.2 Identificazione della Polarità

La polarità corretta è essenziale. Il package include un indicatore visivo (come una tacca, un punto o un angolo smussato) per denotare il terminale catodico. Il progetto dell'impronta sul PCB deve corrispondere a questo orientamento.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Il rispetto di queste linee guida è fondamentale per l'affidabilità e per prevenire danni durante l'assemblaggio.

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione (Senza Piombo)

Il profilo di temperatura raccomandato è cruciale:
- Preriscaldamento:150-200°C per 60-120 secondi.
- Tempo Sopra il Liquido (217°C):60-150 secondi.
- Temperatura di Picco:260°C massimo.
- Tempo Entro 5°C dal Picco:10 secondi massimo.
- Velocità di Riscaldamento:Massimo 3°C/secondo.
- Velocità di Raffreddamento:Massimo 6°C/secondo.
Limite:La saldatura a rifusione non dovrebbe essere eseguita più di due volte.

6.2 Saldatura Manuale

Se la saldatura manuale è inevitabile:
- Temperatura della punta del saldatore:<350°C.
- Tempo di contatto per terminale: ≤ 3 secondi.
- Potenza del saldatore: ≤ 25W.
- Lasciare un intervallo minimo di 2 secondi tra la saldatura di ciascun terminale.
La saldatura manuale comporta un rischio maggiore di danni termici.

6.3 Conservazione e Sensibilità all'Umidità

I LED sono imballati in una busta barriera resistente all'umidità con essiccante.
1. Non aprire la busta fino al momento dell'uso.
2. Dopo l'apertura, i LED non utilizzati devono essere conservati a ≤ 30°C e ≤ 60% di Umidità Relativa.
3. La "vita a terra" dopo l'apertura è di 168 ore (7 giorni).
4. Se superata, o se l'indicatore dell'essiccante ha cambiato colore, è necessaria una cottura: 60 ±5°C per 24 ore prima dell'uso.

6.4 Precauzioni per l'Uso

• Limitazione di Corrente:Una resistenza limitatrice di corrente esterna èobbligatoria. La caratteristica esponenziale V-I del LED significa che una piccola variazione di tensione causa una grande variazione di corrente, portando a un guasto immediato senza resistenza.
• Evitare Sollecitazioni:Evitare sollecitazioni meccaniche sul package durante la saldatura e non deformare il PCB dopo l'assemblaggio.
• Riparazione:Non raccomandata. Se assolutamente necessario, utilizzare un saldatore a doppia punta per riscaldare contemporaneamente entrambi i terminali e sollevare il componente per evitare danni ai pad. Verificare la funzionalità del dispositivo dopo la riparazione.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I componenti sono forniti su nastro portatore goffrato standard del settore su bobine da 7 pollici di diametro.
- Larghezza del Nastro:8 mm.
- Tasche per Bobina:3000 pezzi.
- Le dimensioni dettagliate della bobina, del nastro portatore e del nastro coprente sono fornite nei disegni della scheda tecnica.

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta della bobina contiene informazioni critiche per la tracciabilità e la verifica:
- CPN:Numero di Parte del Cliente.
- P/N:Numero di Parte del Produttore (es., 17-215/BHC-BP2Q2M/3T).
- QTY:Quantità di imballaggio.
- CAT:Classe di Intensità Luminosa (es., P2, Q1, Q2).
- HUE:Classe di Cromaticità/Lunghezza d'Onda Dominante (es., A10, A11).
- REF:Classe di Tensione Diretta (es., 5, 6, 7, 8).
- LOT No:Numero di lotto di produzione per la tracciabilità.

8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progetto

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Retroilluminazione:Per cruscotti di pannelli strumenti, interruttori a membrana e tastiere.
• Apparecchiature di Telecomunicazione:Indicatori di stato e retroilluminazione per telefoni, fax e apparecchiature di rete.
• Display LCD:Retroilluminazione laterale o diretta per piccoli LCD monocromatici o a colori.
• Indicazione Generale:Stato di alimentazione, indicatori di modalità e altri segnali visivi nell'elettronica di consumo e industriale.

8.2 Considerazioni sul Progetto del Circuito

1. Pilotaggio della Corrente:Utilizzare sempre una resistenza in serie. Calcolare il valore della resistenza R = (Valimentazione - VF) / IF. Utilizzare la VF massima del bin (es., 3,95V) per il calcolo della corrente nel caso peggiore per garantire che IF non superi mai 20mA.
2. Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, assicurare un'adeguata area di rame sul PCB o ventilazione se si opera ad alte temperature ambiente (>70°C) per mantenere l'output luminoso e la longevità.
3. Protezione ESD:Implementare protezione ESD sulle linee di ingresso se il LED è accessibile all'utente e seguire procedure di manipolazione sicure dall'ESD durante l'assemblaggio.

8.3 Restrizioni Applicative

La scheda tecnica contiene un'importante dichiarazione di non responsabilità. Questo prodotto è destinato ad applicazioni commerciali e industriali generali. Non èspecificamente progettato o qualificato per applicazioni ad alta affidabilità in cui un guasto potrebbe portare a conseguenze gravi. Ciò include, ma non si limita a:- Sistemi militari, aerospaziali o di aviazione.
- Sistemi di sicurezza o sicurezza automobilistici (es., luci freno, indicatori airbag).
- Apparecchiature mediche critiche o di supporto vitale.
Per tali applicazioni, è necessario reperire componenti con le opportune qualifiche e dati di affidabilità.
9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Sebbene un confronto diretto richieda dati specifici dei concorrenti, i principali fattori di differenziazione di questa piattaforma LED possono essere dedotti:

vs. LED SMD più grandi (es., 3528, 5050):

• Il vantaggio principale del 17-215 è la sua impronta minima (circa dimensione 0603), che consente la massima densità di indicatori o punti di retroilluminazione.vs. LED a Foro Passante:
• Offre un enorme risparmio di spazio, compatibilità con il pick-and-place automatizzato e una migliore affidabilità eliminando la saldatura manuale e lo stress da piegatura dei terminali.vs. LED non Binnati:
• Il binning a tre vie (Intensità, Lunghezza d'Onda, Tensione) fornisce ai progettisti prestazioni prevedibili e coerenti, essenziale per applicazioni che richiedono un aspetto uniforme o un abbinamento preciso della corrente in array paralleli.Conformità:
• La conformità a RoHS, REACH e senza alogeni è un'aspettativa standard ma rimane un requisito chiave di mercato.10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D1: Posso pilotare questo LED a 30mA per una maggiore luminosità?

R:
No. Il Valore Massimo Assoluto per la corrente diretta continua (IF) è 20mA. Superare questo valore compromette l'affidabilità e può causare un guasto immediato o prematuro. Il valore di picco di 100mA è solo per impulsi molto brevi.D2: L'intervallo della tensione diretta è ampio (2,75-3,95V). Come progetto il mio circuito?

R:
Devi progettare per il caso peggiore (VF più alta) per garantire che la resistenza limitatrice di corrente fornisca un controllo adeguato della corrente per tutte le unità. Utilizzando la VF massima (3,95V) nel calcolo della resistenza garantisci che nessun LED superi il limite di 20mA, anche se la sua VF effettiva è inferiore.D3: Cosa succede se saldo questo LED più di due volte?

R:
La scheda tecnica afferma esplicitamente che la rifusione non dovrebbe essere eseguita più di due volte. Cicli termici aggiuntivi possono sollecitare i bond interni dei fili, degradare la lente in epossidico o delaminare il package, portando a un'affidabilità ridotta o a un guasto catastrofico.D4: Il LED è classificato per funzionare da -40°C a +85°C. Funzionerà a 90°C?

R:
La temperatura di funzionamento è un valore nominale, non una specifica di prestazione. Sebbene potrebbe non guastarsi immediatamente a 90°C, la sua intensità luminosa sarà significativamente ridotta, la sua durata sarà drasticamente accorciata e il funzionamento non è garantito. Progetta il sistema per mantenere l'ambiente del LED entro l'intervallo nominale.11. Caso Pratico di Progetto e Utilizzo

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

Selezione del Binning:
1. Per garantire uniformità visiva, specificare bin stretti sia per l'Intensità Luminosa (es., tutti Q2: 90-112 mcd) che per la Lunghezza d'Onda Dominante (es., tutti A10: 467,5-470,5 nm). Questa potrebbe essere una richiesta di ordine speciale.Progetto del Circuito:
2. Utilizzando un'alimentazione di 5V e la VF del caso peggiore di 3,95V (dal bin 8). Resistenza richiesta R = (5V - 3,95V) / 0,020A = 52,5 Ohm. Utilizzare il valore standard più vicino (es., 56 Ohm). Ricalcolare la corrente effettiva per una VF tipica di 3,35V: I = (5V - 3,35V) / 56 = 29,5mA. Questo supera la classificazione di 20mA! Pertanto, devi utilizzare la VF minima (2,75V) per calcolare la corrente massima possibile: I_max = (5V - 2,75V) / 56 = 40,2mA. Questo è pericoloso. La soluzione è utilizzare una resistenza più grande. Mirando a 15mA per margine: R = (5V - 2,75V) / 0,015A ≈ 150 Ohm. Ciò garantisce che la corrente rimanga tra 10mA (per VF=3,95V) e 15mA (per VF=2,75V), sicuramente al di sotto del limite di 20mA per tutti i bin.Layout:
3. Posizionare i LED con orientamento coerente. Fornire piccole aree di rame con riduzione termica se necessario, ma assicurare buoni filetti di saldatura.Assemblaggio:
4. Seguire precisamente il profilo di rifusione. Conservare le bobine aperte in un armadio asciutto se non utilizzate entro 7 giorni.12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo LED funziona sul principio dell'elettroluminescenza in una giunzione p-n semiconduttore. La regione attiva è composta da InGaN. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia di accensione del diodo, gli elettroni dalla regione di tipo n e le lacune dalla regione di tipo p vengono iniettati nella regione attiva. Quando questi portatori di carica si ricombinano, rilasciano energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega InGaN determina l'energia del bandgap, che direttamente detta la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa—in questo caso, blu (~468 nm). Il package in resina epossidica serve a proteggere il chip semiconduttore, modellare il fascio di luce in uscita (angolo di visione di 130 gradi) e fornire la struttura meccanica per la saldatura.

13. Tendenze e Contesto Tecnologico

Il LED 17-215 rappresenta uno stadio maturo nella tecnologia dei LED SMD. Le tendenze chiave in questo settore includono:

Aumento dell'Efficienza:
- Lo sviluppo continuo delle tecniche di crescita epitassiale mira a produrre più lumen per watt (efficacia), riducendo il consumo energetico per un dato output luminoso.Miniaturizzazione:
- La spinta verso package più piccoli (es., dimensioni imperiali 0402, 0201) continua a consentire array di illuminazione a maggiore densità e l'integrazione in dispositivi sempre più piccoli.Migliore Coerenza del Colore:
- I progressi negli algoritmi di binning e nel controllo della produzione a livello di wafer portano a distribuzioni di parametri più strette, riducendo la necessità di selezioni costose di binning stretto.Affidabilità Migliorata:
- La ricerca su materiali di package più robusti, metodi di attacco del die e fosfori (per LED bianchi) si concentra sull'estensione della durata operativa, specialmente in condizioni di alta temperatura e alta umidità.Integrazione Intelligente:
- Una tendenza più ampia coinvolge l'integrazione di circuiti di controllo (es., driver a corrente costante, indirizzabilità) direttamente con il chip LED a livello di package, sebbene ciò sia più comune nei LED di potenza che nei piccoli indicatori.Questo componente si inserisce nel panorama come una soluzione affidabile, conveniente e standardizzata per le esigenze di base di indicatori e retroilluminazione, sfruttando processi produttivi consolidati.

This component fits into the landscape as a reliable, cost-effective, and standardized solution for basic indicator and backlighting needs, leveraging well-established manufacturing processes.