Scheda Tecnica LED SMD 17-21/Y2C Giallo Brillante - Dimensione 1.6x0.8x0.6mm - Tensione 2.0V - Potenza 60mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per un LED a montaggio superficiale (SMD) identificato come 17-21/Y2C-AN1P2/3T. Si tratta di un LED monocromatico giallo brillante, progettato per applicazioni elettroniche moderne che richiedono soluzioni di indicazione o retroilluminazione compatte, efficienti e affidabili. Il prodotto è privo di piombo e conforme ai principali standard ambientali e di sicurezza, tra cui RoHS, REACH UE e requisiti senza alogeni (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

Il package SMD 17-21 offre vantaggi significativi rispetto ai componenti tradizionali a telaio. La sua impronta miniaturizzata (1.6mm x 0.8mm) consente una maggiore densità di impacchettamento sui circuiti stampati (PCB), portando a riduzioni delle dimensioni della scheda e, in definitiva, dell'apparecchiatura finale. La natura leggera del package SMD lo rende ideale per applicazioni portatili e miniaturizzate. I mercati target principali includono l'elettronica di consumo, le apparecchiature di telecomunicazione (per indicatori e retroilluminazione tastiere), la retroilluminazione di cruscotti e interruttori automobilistici e applicazioni di indicazione generiche dove spazio e peso sono vincoli critici.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'analisi oggettiva e dettagliata delle principali caratteristiche elettriche, ottiche e termiche del LED.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non è raccomandato 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 Continua (I_F):25 mA. La massima corrente continua per un funzionamento affidabile.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):60 mA. Questo valore è ammissibile solo in condizioni pulsate (duty cycle 1/10 @ 1kHz).
• Dissipazione di Potenza (P_d):60 mW. La massima potenza che il package può dissipare a Ta=25°C.
• Scarica Elettrostatica (ESD) Modello Corpo Umano (HBM):2000V. Indica un livello moderato di robustezza ESD; sono comunque essenziali procedure di manipolazione appropriate.
• Temperatura di Esercizio (T_opr):-40°C a +85°C. L'intervallo di temperatura ambiente per il normale funzionamento.
• Temperatura di Conservazione (T_stg):-40°C a +90°C.
• Temperatura di Saldatura (T_sol):Reflow: 260°C massimo per 10 secondi. Saldatura manuale: 350°C massimo per 3 secondi per terminale.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Misurato a una corrente diretta (I_F) di 20 mA e una temperatura ambiente (T_a) di 25°C, salvo diversa indicazione.

• Intensità Luminosa (I_v):28.5 mcd (Min), 72.0 mcd (Max). Il valore tipico non è specificato, indicando un ampio intervallo di binning (vedi Sezione 3). Si applica una tolleranza di ±11%.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):140 gradi (Tipico). Questo ampio angolo di visione rende il LED adatto per applicazioni in cui la visibilità da angoli fuori asse è importante.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):591 nm (Tipico). La lunghezza d'onda alla quale l'emissione spettrale è più forte.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):585.5 nm (Min), 594.5 nm (Max). Definisce il colore percepito della luce. Si applica una tolleranza di ±1nm.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):15 nm (Tipico). La larghezza dello spettro emesso a metà dell'intensità massima (FWHM).
• Tensione Diretta (V_F):1.7V (Min), 2.0V (Tip), 2.4V (Max) a I_F=20mA. Questo parametro è cruciale per il calcolo della resistenza limitatrice di corrente nel design del circuito.
• Corrente Inversa (I_R):10 μA (Max) a V_R=5V. Il dispositivo non è progettato per operare in polarizzazione inversa; questo parametro è solo per scopi di test di dispersione.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per gestire le variazioni di produzione, i LED vengono suddivisi in bin di prestazione. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano requisiti specifici di luminosità e coerenza cromatica per la loro applicazione.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I bin sono definiti dai valori minimo e massimo di intensità luminosa a I_F=20mA.

• N1:28.5 mcd a 36.0 mcd
• N2:36.0 mcd a 45.0 mcd
• P1:45.0 mcd a 57.0 mcd
• P2:57.0 mcd a 72.0 mcd

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

I bin sono definiti dai valori minimo e massimo di lunghezza d'onda dominante a I_F=20mA.

• D3:585.5 nm a 588.5 nm
• D4:588.5 nm a 591.5 nm
• D5:591.5 nm a 594.5 nm

La combinazione di un codice di bin di intensità (es., P1) e un codice di bin di lunghezza d'onda (es., D4) specifica completamente le prestazioni ottiche chiave del LED.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

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

• Curva I-V (Corrente-Tensione):Mostra la relazione esponenziale tra tensione diretta e corrente. La curva avrà una tensione di ginocchio intorno al tipico V_Fdi 2.0V.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:Tipicamente mostra un aumento quasi lineare dell'intensità con la corrente fino al valore massimo nominale, oltre il quale l'efficienza può diminuire.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra la riduzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione. Per i LED AlGaInP, l'output generalmente diminuisce con l'aumento della temperatura.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico che mostra l'intensità relativa attraverso le lunghezze d'onda, con un picco a ~591 nm e una FWHM di ~15 nm, confermando il colore giallo brillante.
• Tensione Diretta vs. Temperatura Ambiente:Tipicamente mostra un coefficiente di temperatura negativo, dove V_Fdiminuisce leggermente all'aumentare della temperatura.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED è fornito in un package SMD standard 17-21. Le dimensioni chiave (in mm, tolleranza ±0.1mm salvo indicazione) sono: Lunghezza=1.6, Larghezza=0.8, Altezza=0.6. Il package include un segno del catodo per l'identificazione della polarità durante il montaggio. Il layout esatto dei pad (land pattern) è fornito per garantire una corretta formazione del giunto di saldatura e stabilità meccanica sul PCB.

5.2 Identificazione della Polarità

La polarità corretta è essenziale per il funzionamento. Il package presenta un segno distintivo del catodo. La scheda tecnica fornisce un diagramma chiaro che mostra la posizione di questo segno rispetto al chip interno e ai pad esterni. I progettisti devono allinearlo con l'impronta corrispondente sul layout del PCB.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

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

6.1 Profilo di Rifusione (Reflow)

È specificato un profilo di rifusione senza piombo (Pb-free):

• Preriscaldamento:150°C a 200°C per 60-120 secondi.
• Tempo Sopra Liquido (217°C):60-150 secondi.
• Temperatura di Picco:260°C massimo, mantenuta per non più di 10 secondi.
• Velocità di Riscaldamento:Massimo 6°C/secondo fino a 255°C.
• Velocità di Raffreddamento:Massimo 3°C/secondo.

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 < 350°C.
• Applicare calore a ciascun terminale per < 3 secondi.
• Utilizzare un saldatore con potenza nominale < 25W.
• Lasciare un intervallo minimo di 2 secondi tra la saldatura di ciascun terminale.
• Prestare estrema cautela poiché la saldatura manuale comporta un rischio maggiore di danni termici.

6.3 Conservazione e Sensibilità all'Umidità

Il prodotto è imballato in una busta resistente 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% di Umidità Relativa.
• La "vita a terra" dopo l'apertura è di 168 ore (7 giorni).
• Se la vita a terra viene superata o l'essiccante indica assorbimento di umidità, è richiesta una cottura a 60 ± 5°C per 24 ore prima della rifusione.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I LED sono forniti su nastro portacomponenti da 8mm su bobine da 7 pollici di diametro. Ogni bobina contiene 3000 pezzi. Sono fornite le dimensioni dettagliate per le tasche del nastro portacomponenti e per la bobina per garantire la compatibilità con le attrezzature automatiche pick-and-place.

7.2 Informazioni sull'Etichetta

L'etichetta della bobina contiene informazioni critiche per la tracciabilità e la corretta applicazione:

• CPN:Numero di Prodotto del Cliente.
• P/N:Numero di Prodotto del Produttore (17-21/Y2C-AN1P2/3T).
• QTY:Quantità di Imballaggio.
• CAT:Classe di Intensità Luminosa (es., N1, P2).
• HUE:Classe di Cromaticità/Lunghezza d'Onda Dominante (es., D4, D5).
• REF:Classe di Tensione Diretta.
• LOT No:Numero di Lotto di Produzione per la tracciabilità.

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Retroilluminazione:Ideale per strumenti da cruscotto, interruttori a membrana e illuminazione di simboli grazie al suo ampio angolo di visione e colore uniforme.
• Telecomunicazioni:Indicatori di stato e retroilluminazione tastiere in telefoni, fax e apparecchiature di rete.
• Elettronica di Consumo:Indicazione generale di stato, luci di accensione e retroilluminazione per piccoli display LCD in vari dispositivi portatili.
• Indicazione Generica:Qualsiasi applicazione che richieda un segnale visivo compatto, affidabile e giallo brillante.

8.2 Considerazioni Critiche di Progettazione

• Limitazione di Corrente:Una resistenza esterna in serie èOBBLIGATORIAper limitare la corrente diretta. Il V_Fdel LED ha un intervallo (1.7V-2.4V), quindi la resistenza deve essere calcolata per il caso peggiore (V_Fminimo) per prevenire sovracorrente e bruciature. La formula è R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F.
• Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, garantire un buon percorso termico dai pad del LED al PCB è importante per mantenere l'intensità luminosa e la longevità, specialmente in ambienti ad alta temperatura.
• Protezione ESD:Implementare precauzioni ESD standard durante la manipolazione e il montaggio. Sebbene classificato per 2000V HBM, potrebbe essere necessaria una protezione aggiuntiva del circuito in ambienti sensibili.
• Design Ottico:Considerare l'angolo di visione di 140 gradi quando si progettano guide luminose, lenti o diffusori per ottenere il pattern di illuminazione desiderato.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto alle vecchie tecnologie LED a foro passante, questo LED SMD offre:

• Riduzione Dimensionale:Impronta e profilo drasticamente più piccoli, consentendo la miniaturizzazione.
• Compatibilità con l'Automazione:Progettato per pick-and-place ad alta velocità e rifusione automatizzata, riducendo i costi di assemblaggio.
• Affidabilità Migliorata:La costruzione SMD offre spesso una migliore resistenza alle vibrazioni e ai cicli termici.
• Angolo di Visione più Ampio:L'angolo di visione di 140 gradi è tipicamente superiore a quello di molti LED tradizionali con fasci più stretti.

All'interno della categoria LED SMD, l'uso di un materiale chip AIGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio) per l'emissione gialla offre generalmente un'efficienza più elevata e una migliore stabilità termica rispetto a tecnologie più vecchie come il GaAsP.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D1: Come calcolo il valore della resistenza limitatrice di corrente?

R: Utilizza la formula R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Per un'alimentazione di 5V, utilizzando il valoreminimo V_Fdella scheda tecnica (1.7V) e un I_Ftarget di 20mA: R = (5 - 1.7) / 0.02 = 165 Ω. Scegli il valore standard più vicino (es., 160 Ω o 180 Ω) e verifica la potenza nominale.

D2: Posso pilotare questo LED senza una resistenza se la mia tensione di alimentazione corrisponde al tipico V_F(2.0V)?

R:No.Il V_Fha un intervallo (1.7V-2.4V). Un'alimentazione di 2.0V potrebbe sovraccaricare i LED con un V_Feffettivo più basso. Inoltre, V_Fdiminuisce con la temperatura, creando un rischio di fuga termica. Utilizzare sempre una resistenza in serie.

D3: Cosa significa la specifica del colore "giallo brillante"?

R: Si riferisce alla tonalità specifica di giallo prodotta dal chip AIGaInP, caratterizzata da una lunghezza d'onda dominante nell'intervallo 585-595 nm. È un colore giallo saturo e vivido.

D4: Perché c'è un limite di 7 giorni dopo l'apertura della busta anti-umidità?

R: I package SMD possono assorbire umidità dall'aria. Durante la rifusione, questa umidità intrappolata può espandersi rapidamente ("effetto popcorn"), causando delaminazione interna o crepe. La vita a terra di 7 giorni e le istruzioni di cottura gestiscono questo rischio.

11. Caso di Studio: Progettazione e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un pannello indicatore di stato per un dispositivo medico portatile.

Requisiti:LED di stato multipli (Alimentazione, Batteria Bassa, Errore), spazio su scheda molto limitato, deve resistere a pulizie occasionali, luminosità e colore uniformi su tutte le unità.

Implementazione con LED 17-21/Y2C:

1. Selezione dei Componenti:Specificare LED da un singolo bin di intensità (es., P1) e bin di lunghezza d'onda (es., D4) per garantire coerenza visiva.
2. Layout PCB:Utilizzare la piccola impronta 1.6x0.8mm per posizionare 3-4 LED in fila in un'area molto piccola. Seguire il land pattern consigliato per una saldatura affidabile.
3. Progettazione del Circuito:Utilizzare un'alimentazione comune a 3.3V. Calcolare la resistenza per ciascun LED: R = (3.3 - 1.7) / 0.02 = 80 Ω (usare 82 Ω). Verificare la potenza della resistenza: P = I²R = (0.02)²*82 = 0.033W, quindi una resistenza in package 0603 o 0402 è sufficiente.
4. Processo di Assemblaggio:Mantenere le bobine sigillate fino a quando la linea di produzione è pronta. Seguire esattamente il profilo di rifusione. Eseguire un'ispezione visiva post-saldatura.
5. Risultato:Un pannello indicatore compatto e affidabile con segnali giallo brillante uniformi che soddisfa i requisiti di spazio, affidabilità ed estetica.

12. Principio di Funzionamento

Questo LED è un dispositivo fotonico a semiconduttore. Il suo nucleo è un chip realizzato con materiali AIGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio). Quando viene applicata una tensione diretta che supera il potenziale di giunzione del diodo (V_F), elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva del semiconduttore. Questi portatori di carica si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica degli strati AIGaInP determina l'energia del bandgap, che corrisponde direttamente alla lunghezza d'onda (colore) della luce emessa - in questo caso, giallo brillante (~591 nm). L'incapsulante in resina epossidica protegge il chip, funge da lente per modellare l'emissione luminosa (raggiungendo l'angolo di visione di 140 gradi) e può contenere fosfori o coloranti, sebbene per un giallo brillante trasparente sia tipicamente non modificato.

13. Tendenze e Contesto del Settore

Il LED SMD 17-21 rappresenta uno standard di package maturo e ampiamente adottato nell'industria elettronica. Le tendenze attuali che influenzano questo segmento di prodotto includono:

• Miniaturizzazione Aumentata:Sebbene il 17-21 (1608 metrico) rimanga popolare, c'è una continua spinta verso package ancora più piccoli come il 15-21 (1508) e il 10-20 (1005) per dispositivi ultra-compatti.
• Efficienza Superiore:Miglioramenti continui nella crescita epitassiale e nel design dei chip mirano a fornire un'intensità luminosa (mcd) più elevata alle stesse correnti di pilotaggio o inferiori, migliorando l'efficienza energetica complessiva del sistema.
• Coerenza Cromatica Migliorata:Specifiche di binning più strette e controlli di produzione avanzati stanno riducendo la variazione all'interno e tra i lotti di produzione, il che è fondamentale per applicazioni che richiedono un aspetto uniforme.
• Ampliamento della Conformità Ambientale:Oltre a RoHS e REACH, c'è una crescente attenzione alle dichiarazioni complete dei materiali e alla riduzione dell'uso di altre sostanze preoccupanti lungo tutta la catena di approvvigionamento.
• Integrazione:Si osserva una tendenza verso l'integrazione di più chip LED (RGB, o multipli monocromatici) in un unico package, o la combinazione del LED con circuiti integrati driver, per soluzioni di illuminazione e segnalazione più avanzate, sebbene LED discreti semplici come questo rimangano fondamentali per le funzioni di indicazione di base.

Questo LED, con il suo package standard, la tecnologia AIGaInP collaudata e la conformità completa, è ben posizionato all'interno di queste tendenze come componente affidabile e generico.