Scheda Tecnica LED SMD 19-213/R6C-AM2P1VY/3T - Rosso Brillante - 5mA - 2.2V - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 19-213 è un LED a montaggio superficiale (SMD) progettato per applicazioni generiche di segnalazione e retroilluminazione. Utilizza un chip in AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio) per produrre una luce rossa brillante. Questo componente è caratterizzato dalle sue dimensioni compatte, che facilitano una maggiore densità di impacchettamento sui circuiti stampati (PCB) e consentono la progettazione di apparecchiature finali più piccole. Il dispositivo è fornito su bobine da 8mm, risultando pienamente compatibile con i processi di assemblaggio automatizzati pick-and-place.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I vantaggi principali di questo LED includono l'ingombro miniaturizzato, la costruzione leggera e la conformità agli standard moderni di produzione e ambientali. È privo di piombo, conforme RoHS, conforme REACH e classificato come alogeno-free. Queste caratteristiche lo rendono adatto a un'ampia gamma di elettronica di consumo, apparecchiature di telecomunicazione (es. telefoni, fax), retroilluminazione per cruscotti e interruttori automobilistici e retroilluminazione generale per LCD e simboli.

2. Approfondimento sui Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e oggettiva dei principali parametri elettrici, ottici e termici specificati nella scheda tecnica.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non è consigliato operare al di fuori di questi limiti.

• Tensione Inversa (V_R):5V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Corrente Diretta (I_F):25mA DC. La corrente continua DC non deve superare questo valore.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):60mA. Questo è consentito solo in condizioni pulsate (duty cycle 1/10, 1kHz) per gestire sovratensioni transitorie.
• Dissipazione di Potenza (P_d):60mW. Questa è la massima potenza che il package può dissipare a una temperatura ambiente (T_a) di 25°C.
• Scarica Elettrostatica (ESD):2000V (Modello Corpo Umano). Procedure di manipolazione ESD adeguate sono essenziali durante l'assemblaggio.
• Temperatura di Funzionamento & Conservazione:-40°C a +85°C (funzionamento), -40°C a +90°C (conservazione).
• Temperatura di Saldatura:Picco del profilo di rifusione a 260°C per max 10 secondi; saldatura manuale a 350°C per max 3 secondi per terminale.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati in condizioni di test standard di I_F= 5mA e T_a= 25°C. Definiscono le prestazioni tipiche del dispositivo.

• Intensità Luminosa (I_v):Varia da 22.5 mcd (min) a 57.0 mcd (max), con una tolleranza tipica di ±11%. Il valore effettivo è determinato dal codice di bin (M2, N1, N2, P1).
• Angolo di Visione (2θ_1/2):Un ampio angolo tipico di 120 gradi, che fornisce un pattern di emissione ampio adatto all'illuminazione di area.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):Tipicamente 632 nm, posizionando l'emissione nella regione rossa dello spettro visibile.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):Specificata tra 617.5 nm e 633.5 nm, con una tolleranza di ±1 nm. Questa è la coordinata di colore primaria, binnata come E4 a E7.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):Tipicamente 20 nm, che indica la purezza spettrale della luce rossa.
• Tensione Diretta (V_F):Varia da 1.70V a 2.20V a 5mA, con una tolleranza di ±0.05V. È binnata dal codice 19 al 23. Una resistenza limitatrice di corrente è obbligatoria in serie per prevenire la fuga termica da piccole fluttuazioni di tensione.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 10 µA a V_R=5V. Il dispositivo non è progettato per operare in polarizzazione inversa.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto è suddiviso in bin in base a parametri di prestazione chiave per garantire coerenza all'interno di un lotto di produzione. I progettisti possono specificare i bin per soddisfare requisiti applicativi stringenti.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

Bin: M2 (22.5-28.5 mcd), N1 (28.5-36.0 mcd), N2 (36.0-45.0 mcd), P1 (45.0-57.0 mcd). Selezionare un bin più alto (es. P1) garantisce una luminosità minima maggiore.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Bin: E4 (617.5-621.5 nm), E5 (621.5-625.5 nm), E6 (625.5-629.5 nm), E7 (629.5-633.5 nm). Ciò consente coerenza di colore nelle applicazioni in cui più LED sono utilizzati affiancati.

3.3 Binning della Tensione Diretta

Bin: 19 (1.70-1.80V), 20 (1.80-1.90V), 21 (1.90-2.00V), 22 (2.00-2.10V), 23 (2.10-2.20V). Abbinare i bin V_Fpuò aiutare a ottenere una condivisione uniforme della corrente in configurazioni parallele.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene grafici specifici non siano dettagliati nel testo fornito, le curve tipiche per un tale LED includerebbero:

• Curva I-V (Corrente-Tensione):Mostra la relazione esponenziale tra tensione diretta e corrente. La tensione di ginocchio è intorno a 1.7-2.2V.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:L'intensità aumenta con la corrente ma può saturarsi a correnti più elevate a causa degli effetti termici.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:L'intensità tipicamente diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente, un fattore critico per la gestione termica.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico che mostra la potenza radiante relativa rispetto alla lunghezza d'onda, centrata intorno a 632 nm con una larghezza di banda di ~20 nm.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED è fornito in un package SMD standard. Il disegno dimensionale specifica lunghezza, larghezza, altezza, dimensioni dei pad e loro posizioni con una tolleranza tipica di ±0.1mm. Il layout corretto dei pad è cruciale per una saldatura affidabile e stabilità meccanica.

5.2 Identificazione della Polarità

Il catodo è tipicamente contrassegnato sul corpo del dispositivo o indicato nel diagramma dell'impronta. L'orientamento corretto è essenziale per il funzionamento del circuito.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Profilo di Rifusione

È raccomandato un profilo di rifusione senza piombo: Preriscaldamento a 150-200°C per 60-120s, tempo sopra 217°C (liquidus) per 60-150s, temperatura di picco a 260°C max per 10 secondi max. La velocità di riscaldamento massima dovrebbe essere 6°C/s e quella di raffreddamento 3°C/s. La rifusione non dovrebbe essere eseguita più di due volte.

6.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, utilizzare un saldatore con temperatura della punta inferiore a 350°C, applicando calore a ciascun terminale per non più di 3 secondi. Utilizzare un saldatore a bassa potenza (<25W) e consentire un intervallo di raffreddamento di almeno 2 secondi tra i terminali per prevenire danni termici.

6.3 Conservazione e Sensibilità all'Umidità

I componenti sono imballati in buste resistenti all'umidità con essiccante. Non aprire la busta fino al momento dell'uso. Dopo l'apertura, i LED non utilizzati devono essere conservati a ≤ 30°C e ≤ 60% UR e utilizzati entro 168 ore (7 giorni). Se superato, è necessario un trattamento di baking a 60 ± 5°C per 24 ore prima della rifusione.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche di Imballaggio

I LED sono forniti su nastro portante su bobine da 7 pollici di diametro. Ogni bobina contiene 3000 pezzi. Le dimensioni della bobina, del nastro e del nastro di copertura sono fornite nella scheda tecnica.

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta dell'imballaggio include informazioni critiche: Numero di Prodotto (P/N), quantità (QTY) e i codici di bin specifici per Intensità Luminosa (CAT), Lunghezza d'Onda Dominante (HUE) e Tensione Diretta (REF), insieme al Numero di Lotto.

8. Suggerimenti Applicativi

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Indicatori di Stato:Indicatori di alimentazione, connettività o modalità in elettronica di consumo e dispositivi di telecomunicazione.
• Retroilluminazione:Per interruttori a membrana, tastiere, icone del cruscotto automobilistico e pannelli LCD con requisiti di luminosità da bassi a moderati.
• Illuminazione Decorativa Generale:Dove sono richieste piccole dimensioni e un colore rosso specifico.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Limitazione di Corrente:UTILIZZARE SEMPRE una resistenza in serie. Calcolarne il valore in base alla tensione di alimentazione (V_alim), alla tensione diretta del LED (V_Fdal suo bin) e alla corrente diretta desiderata (I_F, da non superare 25mA). R = (V_alim- V_F) / I_F.
• Gestione Termica:Sebbene a bassa potenza, assicurare un'adeguata area di rame sul PCB o un rilievo termico se si opera ad alte temperature ambiente o vicino alla corrente massima per mantenere l'output luminoso e la longevità.
• Protezione ESD:Implementare protezione ESD sulle linee di ingresso se il LED è in una posizione accessibile all'utente.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Rispetto ai vecchi package LED a foro passante, questo LED SMD offre un significativo risparmio di spazio, una migliore idoneità per l'assemblaggio automatizzato e potenzialmente prestazioni termiche migliori grazie al fissaggio diretto al PCB. All'interno della categoria dei LED rossi SMD, i suoi differenziatori chiave sono la specifica tecnologia del chip AlGaInP (che offre alta efficienza e colore rosso brillante), l'ampio angolo di visione di 120 gradi e la completa conformità ambientale (RoHS, Alogeno-Free).

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Perché è obbligatoria una resistenza in serie?

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. La loro caratteristica V-I è esponenziale. Un piccolo aumento della tensione oltre il punto di ginocchio provoca un grande, potenzialmente distruttivo, aumento della corrente. Una resistenza in serie rende la corrente largamente dipendente dal valore della resistenza e dalla tensione di alimentazione, fornendo una semplice ed efficace approssimazione a corrente costante.

10.2 Posso pilotare questo LED con un'alimentazione da 3.3V o 5V?

Sì, entrambe sono comuni. Per un'alimentazione da 3.3V e un I_Fobiettivo di 5mA, con una V_Ftipica di 2.0V, la resistenza in serie sarebbe R = (3.3V - 2.0V) / 0.005A = 260 Ohm. Per un'alimentazione da 5V, R = (5V - 2.0V) / 0.005A = 600 Ohm. Utilizzare sempre la V_Fmassima dal bin per un progetto conservativo.

10.3 Cosa significano le informazioni di "binning" per il mio progetto?

Il binning garantisce coerenza. Se il tuo progetto richiede una luminosità uniforme tra più LED (es. in un array di retroilluminazione), dovresti specificare un bin di intensità luminosa stretto (es. solo P1). Allo stesso modo, per un colore coerente, specifica un bin di lunghezza d'onda dominante stretto (es. solo E6). Ciò può influenzare costo e disponibilità.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Caso: Progettazione di un pannello indicatore multi-LED.Un progettista necessita di 10 indicatori rossi su un pannello alimentato da una linea a 5V. Per garantire luminosità e colore uniformi, specifica i bin P1 per l'intensità ed E6 per la lunghezza d'onda. Utilizzando la V_Fmassima dal bin 23 (2.20V) per un progetto conservativo, e scegliendo I_F= 10mA per una buona visibilità, il valore della resistenza in serie è calcolato: R = (5V - 2.20V) / 0.01A = 280 Ohm. Il valore standard più vicino di 270 Ohm è selezionato, risultando in un leggero aumento di corrente a ~10.4mA, che è ancora entro il limite di 25mA. I LED sono posizionati sul PCB con l'impronta consigliata, e l'assemblaggio segue il profilo di rifusione specificato.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo LED si basa su una giunzione p-n semiconduttrice realizzata in materiali AlGaInP. Quando viene applicata una tensione diretta che supera il potenziale interno della giunzione, elettroni e lacune vengono iniettati attraverso la giunzione. La loro ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce), un processo chiamato elettroluminescenza. La composizione specifica della lega AlGaInP determina l'energia del bandgap, che corrisponde direttamente alla lunghezza d'onda (colore) della luce emessa, in questo caso rosso brillante (~632 nm). La lente in resina trasparente aiuta nell'estrazione e distribuzione della luce.

13. Tendenze Tecnologiche

La tendenza generale nei LED SMD di tipo indicatore è verso dimensioni del package ancora più piccole (es. 0402, 0201 metric) per dispositivi ultra-compatti, maggiore efficienza che porta a un'intensità luminosa maggiore a correnti più basse e gamme di colori ampliate. C'è anche una continua spinta verso un'affidabilità migliorata in condizioni severe (temperature più alte, umidità) e una conformità più rigorosa alle normative ambientali globali. I materiali semiconduttori sottostanti, come AlGaInP e InGaN (per blu/verde), sono costantemente perfezionati per prestazioni e costo-efficacia migliori.