SMD LED 12-21/GHC-YR2S2/2C Specifiche Tecniche - Verde Brillante - 3.5V - 20mA - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 12-21/GHC-YR2S2/2C è un LED a montaggio superficiale (SMD) progettato per applicazioni elettroniche moderne e compatte. Questo componente rappresenta un significativo passo avanti rispetto ai LED tradizionali a telaio con reofori, offrendo sostanziali vantaggi in termini di utilizzo dello spazio sulla scheda, efficienza di assemblaggio e miniaturizzazione complessiva del sistema. Il suo vantaggio principale risiede nell'impronta estremamente ridotta, che contribuisce direttamente a una maggiore densità di componenti sui circuiti stampati (PCB), a minori requisiti di stoccaggio e, in definitiva, alla creazione di apparecchiature finali più piccole e leggere. La natura leggera del package lo rende particolarmente adatto per applicazioni in cui peso e spazio sono vincoli critici.

Questo LED è classificato come monocromatico, emettendo una luce verde brillante. È costruito utilizzando un chip in InGaN (Nitruro di Indio e Gallio), incapsulato in una resina trasparente. Questa combinazione è responsabile delle sue specifiche caratteristiche ottiche. Il prodotto è pienamente conforme agli standard ambientali e di sicurezza contemporanei, essendo privo di piombo (Pb-free), conforme al regolamento UE REACH e classificato come privo di alogeni, con limiti rigorosi sul contenuto di Bromo (Br) e Cloro (Cl).

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

L'operazione del dispositivo oltre questi limiti può causare danni permanenti. I valori sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Tensione Inversa (V_R):5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può danneggiare la giunzione del semiconduttore.
• Corrente Diretta Continua (I_F):25 mA. Questa è la massima corrente continua che può essere applicata in modo continuativo.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):100 mA. Questo è consentito solo in condizioni di impulso con un ciclo di lavoro di 1/10 a 1 kHz.
• Dissipazione di Potenza (P_d):95 mW. Questa è la massima potenza che il package può dissipare senza superare i suoi limiti termici.
• Scarica Elettrostatica (ESD) Modello Corpo Umano (HBM):150 V. Questo indica la sensibilità del dispositivo all'elettricità statica; sono obbligatorie le corrette procedure di manipolazione ESD.
• Temperatura di Funzionamento (T_opr):-40°C a +85°C. Il dispositivo è garantito per funzionare entro questo intervallo di temperatura ambiente.
• Temperatura di Stoccaggio (T_stg):-40°C a +90°C.
• Temperatura di Saldatura (T_sol):Il dispositivo può resistere alla saldatura a rifusione con una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi. Per la saldatura manuale, la temperatura della punta del saldatore non deve superare i 350°C e il tempo di contatto deve essere limitato a 3 secondi per terminale.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri definiscono l'emissione luminosa e il comportamento elettrico in condizioni operative normali, tipicamente a I_F= 20 mA e Ta = 25°C.

• Intensità Luminosa (I_v):Varia da un minimo di 140 mcd a un massimo di 285 mcd, con una tolleranza tipica di ±11%. Questo misura la luminosità percepita della sorgente luminosa.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):120 gradi (tipico). Questo ampio angolo di visione rende il LED adatto per applicazioni che richiedono un'ampia visibilità.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):518 nm (tipico). Questa è la lunghezza d'onda alla quale l'emissione ottica è più forte.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):Varia da 520 nm a 535 nm, con una tolleranza di ±1 nm. Questa lunghezza d'onda si correla più strettamente con il colore percepito (verde).
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):35 nm (tipico). Questo indica la diffusione delle lunghezze d'onda emesse attorno al picco.
• Tensione Diretta (V_F):Tipicamente 3.5 V, con un massimo di 4.3 V a 20 mA, e una tolleranza di ±0.1 V. Questa è la caduta di tensione ai capi del LED durante il funzionamento.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 50 μA a V_R= 5 V. Questa è la piccola corrente di dispersione quando il dispositivo è polarizzato inversamente.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella luminosità e nel colore, i LED vengono suddivisi in bin in base alle prestazioni misurate.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I LED sono categorizzati in tre bin (R2, S1, S2) in base alla loro intensità luminosa misurata a I_F= 20 mA.

• Bin R2:140 mcd (Min) a 180 mcd (Max)
• Bin S1:180 mcd (Min) a 225 mcd (Max)
• Bin S2:225 mcd (Min) a 285 mcd (Max)

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

I LED sono anche suddivisi in bin in base alla loro lunghezza d'onda dominante per controllare la tonalità del verde.

• Bin X:520 nm (Min) a 525 nm (Max)
• Bin Y:525 nm (Min) a 530 nm (Max)
• Bin Z:530 nm (Min) a 535 nm (Max)

I codici bin specifici (es. YR2S2 nel numero di parte) indicano la combinazione dei bin di lunghezza d'onda e intensità per una data unità, consentendo ai progettisti di selezionare LED con caratteristiche strettamente corrispondenti per un aspetto uniforme in array multi-LED.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Il datasheet fa riferimento a tipiche curve delle caratteristiche elettro-ottiche. Sebbene i grafici specifici non siano riprodotti in testo, essi includono tipicamente le seguenti relazioni, critiche per la progettazione:

• Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V):Questa curva non lineare mostra come la tensione aumenti con la corrente. Operare alla corrente consigliata di 20mA garantisce prestazioni stabili entro la V_F range.
• specificata. Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:Mostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, fino al valore massimo nominale. Sottolinea l'importanza della regolazione della corrente, non della tensione, per controllare la luminosità.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Tipicamente mostra una diminuzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura. Questo è cruciale per applicazioni che operano in ambienti ad alta temperatura.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, centrato attorno al picco di 518 nm con la larghezza di banda di 35 nm, conferma l'emissione di colore verde puro.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

L'SMD LED 12-21 ha un package rettangolare compatto. Le dimensioni chiave (in mm, con una tolleranza generale di ±0.1mm salvo diversa indicazione) includono la lunghezza, larghezza e altezza complessive. Il package presenta due terminali anodo/catodo sul fondo per il montaggio superficiale. Il design include marcature di polarità chiare (tipicamente una tacca o un punto verde sul lato catodo) per garantire il corretto orientamento durante l'assemblaggio. Il disegno dimensionale esatto fornisce informazioni critiche per la progettazione del layout delle piazzole sul PCB per garantire una corretta saldatura e stabilità meccanica.

5.2 Imballaggio per Spedizione e Stoccaggio

I LED sono forniti in imballaggio resistente all'umidità per prevenire danni dall'umidità ambientale, aspetto critico per la conformità al livello di sensibilità all'umidità (MSL). Sono caricati in nastro portacomponenti da 8 mm di larghezza, che viene poi avvolto su una bobina da 7 pollici di diametro. Ogni bobina contiene 2000 pezzi. L'imballaggio include un essiccante ed è sigillato all'interno di una busta di alluminio a prova di umidità. L'etichetta sulla busta contiene informazioni essenziali per la tracciabilità e l'identificazione, incluso il Numero di Prodotto (P/N), la quantità (QTY) e i codici bin specifici per l'Intensità Luminosa (CAT), la Lunghezza d'Onda Dominante/Tonalità (HUE) e la Tensione Diretta (REF).

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Precauzioni Critiche

• Limitazione della Corrente:Una resistenza di limitazione della corrente esterna èassolutamente obbligatoria. La tensione diretta del LED ha un coefficiente di temperatura negativo e lievi variazioni possono causare grandi e dannosi aumenti di corrente se pilotato direttamente da una sorgente di tensione.
• Stoccaggio e Manipolazione:La busta non deve essere aperta fino al momento dell'uso. Prima dell'apertura, conservare a ≤30°C e ≤90% UR. Dopo l'apertura, la "vita a banco" è di 168 ore a ≤30°C e ≤60% UR. I componenti non utilizzati devono essere risigillati con essiccante. Il superamento dei tempi di stoccaggio richiede una cottura a 60±5°C per 24 ore.
• Saldatura a Rifusione:È specificato un profilo di temperatura senza piombo. I parametri chiave includono un preriscaldamento tra 150-200°C per 60-120s, tempo sopra il liquidus (217°C) per 60-150s e una temperatura di picco non superiore a 260°C per un massimo di 10 secondi. La rifusione non deve essere eseguita più di due volte.
• Saldatura Manuale:Se necessario, utilizzare un saldatore con temperatura della punta ≤350°C, potenza ≤25W e limitare il tempo di contatto a 3 secondi per terminale. Consentire un intervallo di raffreddamento di almeno 2 secondi tra un terminale e l'altro. Evitare stress sul package durante il riscaldamento.
• Riparazione:La riparazione dopo la saldatura è fortemente sconsigliata. Se inevitabile, deve essere utilizzato un saldatore a doppia testa specializzato per riscaldare simultaneamente entrambi i terminali, prevenendo stress meccanici. L'impatto sulle caratteristiche del LED deve essere verificato preventivamente.

7. Suggerimenti per l'Applicazione

7.1 Scenari Applicativi Tipici

• Retroilluminazione:Ideale per la retroilluminazione di indicatori su cruscotti automobilistici, pannelli di controllo, interruttori e pulsanti grazie alle sue dimensioni ridotte e all'emissione luminosa brillante.
• Apparecchiature di Telecomunicazione:Utilizzato come indicatori di stato e retroilluminazione per tastiere in telefoni, fax e hardware di rete.
• Retroilluminazione di Pannelli LCD:Adatto per esigenze di retroilluminazione piatta dietro piccoli display LCD, simboli o scritte.
• Uso Generale come Indicatore:Un componente versatile per indicatori di accensione, luci di stato e illuminazione decorativa in una vasta gamma di elettronica di consumo e industriale.

7.2 Considerazioni di Progettazione

• Circuito di Pilotaggio:Utilizzare sempre un driver a corrente costante o una sorgente di tensione con una resistenza in serie. Calcolare il valore della resistenza usando R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F, dove V_Fdovrebbe essere considerata al valore massimo (4.3V) per un progetto robusto. Gestione Termica:
• Sebbene a bassa potenza, assicurarsi che il layout del PCB fornisca un adeguato smaltimento termico, specialmente se più LED sono raggruppati o operano in alte temperature ambientali, poiché il calore riduce l'emissione luminosa e la durata di vita.Progettazione Ottica:
• L'angolo di visione di 120 gradi fornisce un'ampia visibilità. Per fasci luminosi focalizzati, potrebbero essere necessarie lenti esterne o guide di luce.Protezione ESD:
• Implementare protezione ESD sulle linee di ingresso se il LED si trova in una posizione accessibile all'utente, poiché la classificazione HBM di 150V indica una sensibilità moderata.8. Confronto e Differenziazione Tecnica

Rispetto ai vecchi package LED a foro passante (es. LED da 3mm o 5mm), il formato SMD 12-21 offre vantaggi decisivi:

Dimensioni e Densità:

• Notevolmente più piccolo, consentendo moderni design miniaturizzati impossibili con componenti a foro passante.Costo e Velocità di Assemblaggio:
• Completamente compatibile con attrezzature automatizzate ad alta velocità di pick-and-place e saldatura a rifusione, riducendo tempi e costi di assemblaggio rispetto all'inserimento e saldatura manuali.Coerenza delle Prestazioni:
• Il processo di produzione e binning SMD tipicamente produce parametri ottici ed elettrici più consistenti da lotto a lotto.Affidabilità:
• La costruzione solida e l'attacco a montaggio superficiale possono offrire una migliore resistenza a vibrazioni e urti meccanici.All'interno della categoria degli SMD LED, la specifica combinazione di colore verde brillante (tramite InGaN), ampio angolo di visione e il dettagliato sistema di binning sia per intensità che per lunghezza d'onda rende questo componente adatto per applicazioni che richiedono coerenza di colore e uniformità di luminosità tra più unità.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Perché è necessaria una resistenza in serie se la tensione diretta è specificata?

R: La tensione diretta è una caratteristica del diodo, non un punto di funzionamento stabile. Varia leggermente da unità a unità (tolleranza) e diminuisce con l'aumentare della temperatura. Collegarla direttamente a una sorgente di tensione anche leggermente superiore alla sua V

può causare un aumento incontrollabile della corrente (fuga termica), portando a un guasto immediato. La resistenza fornisce un limite di corrente lineare e stabile. D: Cosa significano i codici bin (YR2S2) e perché sono importanti?_FR: I codici specificano l'esatto sottogruppo di prestazioni del LED. 'Y' indica il bin della lunghezza d'onda dominante (525-530nm), 'R2' e 'S2' sono bin di intensità luminosa. Per applicazioni che utilizzano più LED (es. un array o retroilluminazione), ordinare componenti con lo stesso codice bin garantisce un colore e una luminosità visivamente uniformi, aspetto critico per la qualità del prodotto.

D: Posso pilotare questo LED con un'alimentazione da 5V?

R: Sì, ma è necessario utilizzare una resistenza di limitazione della corrente. Ad esempio, puntando a I

=20mA con un caso peggiore di V

di 4.3V: R = (5V - 4.3V) / 0.020A = 35 ohm. Sarebbe scelto il valore standard più vicino (33 o 39 ohm), e dovrebbe essere calcolata la potenza nominale della resistenza (P = I_FR). D: Quanto sono critiche le istruzioni di stoccaggio e cottura?_FR: Molto critiche. I package SMD possono assorbire umidità dall'aria. Durante la saldatura a rifusione, questa umidità intrappolata può vaporizzarsi rapidamente, causando delaminazione interna o "popcorning" che incrina il package e distrugge il LED. Seguire le procedure di stoccaggio e cottura previene questa modalità di guasto.²10. Clausola di Esclusione di Responsabilità per l'Applicazione

Questo prodotto è progettato per applicazioni generiche di indicazione e retroilluminazione nell'elettronica commerciale e industriale. Esplicitamente, non è qualificato né raccomandato per l'uso in sistemi ad alta affidabilità o critici per la sicurezza senza preventiva consultazione e qualifica. Tali sistemi includono, ma non sono limitati a:

Apparecchiature militari, aerospaziali o di aviazione.

Sistemi di sicurezza automobilistici (es. luci freno, indicatori airbag).

Apparecchiature mediche di supporto vitale o diagnostiche.

• Per queste applicazioni, sono richiesti prodotti diversi con intervalli di temperatura estesi, screening di affidabilità superiore e standard di qualifica differenti. Le prestazioni sono garantite solo come componente individuale nelle condizioni specificate in questo documento. L'uso del prodotto al di fuori di queste specifiche annulla qualsiasi garanzia di prestazione o affidabilità.
• Automotive safety systems (e.g., brake lights, airbag indicators).
• Medical life-support or diagnostic equipment.

For these applications, different products with extended temperature ranges, higher reliability screening, and different qualification standards are required. The performance is guaranteed only as an individual component under the conditions specified in this document. Using the product outside these specifications voids any guarantee of performance or reliability.