Scheda Tecnica LED SMD 19-117 Blu - Dimensione 1.6x0.8x0.6mm - Tensione 2.6-3.0V - Potenza 40mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 19-117 è un LED blu a montaggio superficiale compatto, progettato per applicazioni elettroniche moderne che richiedono miniaturizzazione ed elevata affidabilità. Questo componente utilizza la tecnologia a chip InGaN per produrre un'emissione blu con una lunghezza d'onda di picco tipica di 468nm. I suoi principali vantaggi includono un ingombro significativamente ridotto rispetto ai LED a foro passante, consentendo una maggiore densità di componenti sui PCB, dimensioni ridotte delle apparecchiature e un peso inferiore per dispositivi portatili e miniaturizzati. Il prodotto è completamente privo di piombo, include protezione ESD ed è conforme alle direttive RoHS, rendendolo adatto a un'ampia gamma di elettronica di consumo e industriale.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo è specificato per funzionare entro limiti elettrici e termici rigorosi per garantire un'affidabilità a lungo termine. I valori massimi assoluti definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente. La tensione inversa (VR) è limitata a 5V, sottolineando la necessità di un corretto design del circuito per evitare polarizzazione inversa accidentale. La corrente diretta continua (IF) è nominale a 10mA, mentre una corrente diretta di picco (IFP) di 100mA è ammissibile in condizioni pulsate (duty cycle 1/10 a 1kHz), utile per il multiplexing o segnalazioni brevi ad alta luminosità. La massima dissipazione di potenza (Pd) è di 40mW, un parametro critico per la gestione termica, specialmente in schede ad alta densità. Il dispositivo può resistere a una scarica elettrostatica (ESD) di 2000V secondo il modello del corpo umano (HBM), offrendo una buona robustezza alla manipolazione. L'intervallo di temperatura operativa (Topr) va da -40°C a +85°C, e di conservazione (Tstg) da -40°C a +90°C, indicando l'idoneità per ambienti ostili. Sono specificati anche i profili di temperatura per la saldatura, con la saldatura a rifusione che raggiunge un picco di 260°C per un massimo di 10 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Le metriche di prestazione chiave sono definite in una condizione di test standard di 25°C di temperatura ambiente e una corrente diretta di 2mA. L'intensità luminosa (Iv) ha un intervallo tipico da 5,80 mcd a 11,5 mcd, suddiviso in specifici bin (J2, K1, K2). L'angolo di visione (2θ1/2) è ampio 120 gradi, fornendo un pattern di luce diffuso e ampio, ideale per retroilluminazione e indicatori di stato. Le caratteristiche spettrali includono una lunghezza d'onda di picco (λp) di 468nm e un intervallo di lunghezza d'onda dominante (λd) da 470nm a 475nm. La larghezza di banda spettrale (Δλ) è di circa 25nm. La tensione diretta (VF) varia da 2,60V a 3,00V a 2mA, con specifici bin di tensione (28, 29, 30, 31) definiti per un controllo più stretto in produzione. Sono indicate le tolleranze: ±11% per l'intensità luminosa, ±1nm per la lunghezza d'onda dominante e ±0,05V per la tensione diretta.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto utilizza un sistema di binning completo per garantire prestazioni coerenti nella produzione di volumi. Questo sistema categorizza i LED in base a tre parametri chiave:

• Intensità Luminosa (CAT):Bin J2 (5,80-7,20 mcd), K1 (7,20-9,00 mcd) e K2 (9,00-11,5 mcd). Ciò consente ai progettisti di selezionare il livello di luminosità appropriato per la loro applicazione.
• Lunghezza d'Onda Dominante (HUE):Un singolo bin 'Y' che copre da 470,0nm a 475,0nm, garantendo un'uscita di colore blu coerente.
• Tensione Diretta (REF):Bin 28 (2,60-2,70V), 29 (2,70-2,80V), 30 (2,80-2,90V) e 31 (2,90-3,00V). Questo è cruciale per progettare circuiti di pilotaggio a corrente stabile e prevedere con precisione il consumo energetico.

Queste informazioni di binning sono riportate sull'etichetta del prodotto, consentendo una precisa tracciabilità e selezione per il montaggio automatizzato e il controllo qualità.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene grafici specifici non siano dettagliati nel testo fornito, le tipiche curve caratteristiche elettro-ottiche per tali LED includerebbero:

• Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V):Mostra la relazione esponenziale, critica per determinare il punto di lavoro e il valore della resistenza in serie.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:Dimostra come l'output luminoso aumenti con la corrente, fino ai limiti nominali massimi.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Illustra la diminuzione dell'output luminoso all'aumentare della temperatura di giunzione, una considerazione chiave per il design termico.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra il picco a ~468nm e la larghezza di banda di 25nm.

Queste curve sono essenziali affinché gli ingegneri modellino il comportamento del LED in diverse condizioni operative e ottimizzino il design del circuito di pilotaggio per efficienza e longevità.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il 19-117 presenta un package a montaggio superficiale compatto. Le dimensioni del package sono tipicamente definite in un disegno con una tolleranza di ±0,1mm salvo diversa specifica. Le caratteristiche meccaniche chiave includono la lunghezza, larghezza e altezza complessive, nonché il design del pattern dei pad di saldatura. La polarità è indicata da una marcatura sul corpo del componente, come un indicatore del catodo (spesso un punto verde, una tacca o una marcatura simile). Il package è progettato per essere compatibile con il nastro portante standard da 8mm di larghezza su bobine da 7 pollici di diametro, facilitando i processi di montaggio automatizzato pick-and-place.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Conservazione e Manipolazione

I LED sono sensibili all'umidità. Prima dell'apertura, devono essere conservati a ≤30°C e ≤90% UR. Dopo l'apertura, la "vita a terra" è di 1 anno a ≤30°C e ≤60% UR. Le parti non utilizzate devono essere risigillate in imballaggio anti-umidità con essiccante. Se le condizioni o i tempi di conservazione specificati vengono superati, è necessario un trattamento di baking a 60±5°C per 24 ore per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire il fenomeno del "popcorning" durante la saldatura a rifusione.

6.2 Processo di Saldatura

Il dispositivo è compatibile con i processi di rifusione a infrarossi e a fase di vapore. Si raccomanda un profilo di rifusione specifico senza piombo: pre-riscaldamento a 150-200°C per 60-120 secondi, un tempo sopra il liquidus (217°C) di 60-150 secondi, una temperatura di picco massima di 260°C mantenuta per non più di 10 secondi, e velocità di riscaldamento/raffreddamento controllate (max 6°C/sec e 3°C/sec rispettivamente). La rifusione non dovrebbe essere eseguita più di due volte. Durante la saldatura manuale, la temperatura della punta del saldatore deve essere inferiore a 350°C, applicata per non più di 3 secondi per terminale, utilizzando un saldatore a bassa potenza (<25W). Deve essere evitato qualsiasi stress sul corpo del LED durante il riscaldamento ed è vietata la deformazione della scheda dopo la saldatura.

6.3 Protezione del Circuito

Una resistenza limitatrice di corrente è obbligatoria in serie con il LED. La tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo, il che significa che un leggero aumento della tensione (o una diminuzione della Vf dovuta all'aumento di temperatura) può causare un grande, potenzialmente distruttivo, aumento della corrente se non adeguatamente limitata da una resistenza esterna.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

L'imballaggio standard consiste in 3000 pezzi per bobina. Le dimensioni del nastro portante sono specificate per garantire la compatibilità con le apparecchiature automatizzate. Il prodotto è spedito in una busta di alluminio resistente all'umidità contenente essiccante e una scheda indicatrice di umidità. L'etichetta della bobina contiene informazioni critiche per l'identificazione e la tracciabilità, incluso il numero di prodotto (P/N), la quantità (QTY) e i codici bin specifici per intensità luminosa (CAT), lunghezza d'onda dominante (HUE) e tensione diretta (REF).

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

Il LED 19-117 è ben adatto a una varietà di applicazioni a basso consumo come indicatori e retroilluminazione. Le sue piccole dimensioni e l'ampio angolo di visione lo rendono ideale per:

• Retroilluminazione:Illuminazione per strumenti da cruscotto, interruttori a membrana, tastiere e display LCD nell'elettronica di consumo.
• Indicatori di Stato:Luci di stato per alimentazione, connettività o funzioni in apparecchiature di telecomunicazione (telefoni, fax), periferiche informatiche ed elettrodomestici.
• Segnalazione Generica:Qualsiasi applicazione che richieda un indicatore visivo blu compatto e affidabile.

Considerazioni di Progettazione:Utilizzare sempre una resistenza limitatrice di corrente in serie. Considerare gli effetti della temperatura sull'intensità luminosa e sulla tensione diretta. Assicurarsi che il layout del PCB fornisca un'adeguata dissipazione del calore, specialmente se si opera vicino ai valori massimi nominali. Attenersi rigorosamente al profilo di saldatura raccomandato e alle condizioni di conservazione per prevenire danni.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Rispetto ai vecchi LED a foro passante, il 19-117 offre vantaggi significativi in termini di dimensioni, peso e idoneità per il montaggio automatizzato. All'interno della categoria dei LED SMD blu, i suoi principali fattori di differenziazione sono la combinazione specifica di un angolo di visione di 120 gradi, una struttura di binning definita per colore e luminosità coerenti, protezione ESD integrata e un robusto livello di sensibilità all'umidità (MSL) con chiare linee guida di manipolazione. La specifica di 2000V per l'ESD fornisce una migliore robustezza alla manipolazione rispetto a molti LED base.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D: Che valore di resistenza devo usare con questo LED?

R: Il valore dipende dalla tua tensione di alimentazione (Vs) e dalla corrente diretta desiderata (If, max 10mA continua). Usa la Legge di Ohm: R = (Vs - Vf) / If. Usa la Vf massima del datasheet (3,00V) per un design conservativo che assicuri che la corrente non superi mai il limite.

D: Posso usare questo LED all'aperto?

R: L'intervallo di temperatura operativa (-40°C a +85°C) ne consente l'uso in molti ambienti esterni. Tuttavia, il package non è specificamente classificato per impermeabilità o resistenza ai raggi UV. Per l'esposizione diretta alle intemperie, è necessario un rivestimento conformale aggiuntivo o un involucro.

D: Perché la condizione di conservazione è così importante?

R: I package SMD possono assorbire umidità dall'aria. Durante l'alto calore della saldatura a rifusione, questa umidità può vaporizzarsi rapidamente, causando delaminazione interna o crepe ("popcorning"), che distruggono il LED. Le procedure di conservazione e baking prevengono ciò.

D: Cosa significa il codice bin sull'etichetta?

R: Ti dice il gruppo di prestazioni specifico per quella bobina di LED. Ad esempio, un codice K2-Y-30 indica il bin di Intensità Luminosa K2 (9,00-11,5 mcd), il bin di Lunghezza d'Onda Dominante Y (470-475nm) e il bin di Tensione Diretta 30 (2,80-2,90V). Ciò garantisce coerenza nella tua produzione.

11. Esempio Pratico di Applicazione

Scenario: Progettazione di un indicatore di stato a basso consumo per un dispositivo USB.

Il dispositivo funziona con un bus USB a 5V. L'obiettivo è indicare "alimentazione accesa" con un LED blu. Viene scelta una corrente diretta di 5mA per una luminosità adeguata e un basso consumo energetico.

Calcolo:Utilizzando la Vf massima di 3,00V per sicurezza: R = (5V - 3,00V) / 0,005A = 400 Ohm. Il valore standard più vicino è 390 Ohm. La corrente effettiva sarebbe: I = (5V - ~2,8V_tipica) / 390Ω ≈ 5,64mA, che è sicura e conforme alle specifiche. Il LED verrebbe posto in serie con questa resistenza da 390Ω tra l'alimentazione a 5V e la massa (osservando la polarità corretta). L'impronta sul PCB corrisponderebbe al pattern di pad raccomandato dal disegno del package.

12. Introduzione al Principio Tecnico

Questo LED si basa su un'eterostruttura a semiconduttore che utilizza Nitruro di Gallio e Indio (InGaN) come strato attivo. Quando viene applicata una tensione diretta attraverso la giunzione p-n, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva. La loro ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega InGaN determina l'energia del bandgap, che si correla direttamente con la lunghezza d'onda della luce emessa—in questo caso, blu (~468nm). La lente in resina epossidica incapsula il chip, fornendo protezione meccanica, modellando il fascio luminoso in uscita (angolo di 120 gradi) e spesso contenendo fosfori se si dovesse produrre un colore diverso (come il bianco).

13. Tendenze e Contesto del Settore

Il 19-117 rappresenta un prodotto maturo nel mercato dei LED SMD. Le attuali tendenze del settore si concentrano su diverse aree oltre agli indicatori di base: maggiore efficienza luminosa (più luce per watt), correnti di pilotaggio massime più elevate per output più luminosi in package più piccoli, miglioramento della resa cromatica e della coerenza, e integrazione dell'elettronica di controllo (come driver a corrente costante) all'interno del package LED stesso. C'è anche una forte spinta verso un'affidabilità ancora maggiore per applicazioni automobilistiche e industriali specializzate. Mentre questo componente è ottimizzato per uso generico, le nuove generazioni spingono i limiti in termini di densità di potenza, prestazioni termiche e funzionalità intelligenti. I principi di corretto design del circuito, gestione termica e manipolazione attenta delineati in questa scheda tecnica rimangono universalmente applicabili a tutte le tecnologie LED.