Scheda Tecnica LED SMD 19-213 Giallo Brillante - Package 2.0x1.25x0.8mm - Tensione 1.7-2.3V - Potenza 60mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 19-213/Y2C-CP1Q2L/3T è un LED a montaggio superficiale (SMD) progettato per assemblaggi elettronici ad alta densità. È un tipo monocromatico che emette una luce gialla brillante, utilizzando materiale semiconduttore AlGaInP incapsulato in una resina trasparente. Il vantaggio principale di questo componente è la sua dimensione compatta, che consente riduzioni significative dell'ingombro su PCB, dello spazio di stoccaggio e delle dimensioni complessive dell'apparecchiatura rispetto ai tradizionali LED con piedini. La sua costruzione leggera lo rende inoltre ideale per applicazioni miniaturizzate e portatili.

1.1 Caratteristiche Principali e Conformità

• Imballato su nastro da 8mm su bobina da 7 pollici di diametro per il posizionamento automatizzato.
• Compatibile con i processi di saldatura a rifusione a infrarossi e a fase di vapore.
• Costruito con materiali privi di piombo.
• Conforme agli standard RoHS, REACH UE e senza alogeni (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Applicazioni Target

Retroilluminazione di cruscotti e interruttori nei controlli automobilistici e industriali.

• Indicatori di stato e retroilluminazione tastiere nei dispositivi di telecomunicazione come telefoni e fax.
• Retroilluminazione piatta per pannelli LCD, interruttori e simboli.
• Applicazioni indicatrici generiche.
• 2. Approfondimento Specifiche Tecniche

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. L'operazione deve essere mantenuta entro questi confini.

Tensione Inversa (VR):

• 5 V - Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.Corrente Diretta Continua (IF):
• 25 mA - La massima corrente continua per un funzionamento affidabile.Corrente Diretta di Picco (IFP):
• 60 mA (Duty 1/10 @1KHz) - Per operazione in impulsi, sono ammessi picchi di breve durata.Dissipazione di Potenza (Pd):
• 60 mW - La massima potenza che il package può dissipare, calcolata come VF * IF.Scarica Elettrostatica (ESD) HBM:
• 2000 V - Valutazione modello corpo umano, che indica la sensibilità all'elettricità statica.Temperatura di Esercizio (Topr):
• -40°C a +85°C - L'intervallo di temperatura ambiente per il normale funzionamento.Temperatura di Conservazione (Tstg):
• -40°C a +90°C.Temperatura di Saldatura (Tsol):
• Rifusione: 260°C per max 10 sec; Manuale: 350°C per max 3 sec per terminale.2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Misurate a Ta=25°C e IF=20mA, questi sono i parametri di prestazione tipici.

Intensità Luminosa (Iv):

• 45.0 - 112.0 mcd (millicandela). L'output effettivo è classificato (vedi Sezione 3).Angolo di Visione (2θ1/2):
• 120° (tipico). Questo ampio angolo fornisce una buona visibilità fuori asse.Lunghezza d'Onda di Picco (λp):
• 591 nm (tipico). La lunghezza d'onda alla quale l'emissione spettrale è più forte.Lunghezza d'Onda Dominante (λd):
• 585.5 - 591.5 nm. Definisce il colore percepito (giallo brillante) ed è anch'esso classificato.Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):
• 15 nm (tipico). La larghezza dello spettro emesso a metà dell'intensità di picco.Tensione Diretta (VF):
• 1.70 - 2.30 V. La caduta di tensione ai capi del LED a 20mA, che è classificata.Corrente Inversa (IR):
• 10 μA max a VR=5V. Il dispositivo non è progettato per funzionamento inverso; questo parametro è solo per test di dispersione.Note Importanti:

Le tolleranze sono specificate come ±11% per l'intensità luminosa, ±1nm per la lunghezza d'onda dominante e ±0.05V per la tensione diretta. Il valore della tensione inversa si applica solo alla condizione di test IR.3. Spiegazione del Sistema di Classificazione (Binning)

Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in classi (bin). Il numero di parte 19-213/Y2C-CP1Q2L/3T incorpora questi codici di classificazione.

3.1 Classificazione dell'Intensità Luminosa

Classificata a IF=20mA. Il codice nel numero di parte (es. Q2) indica l'intervallo di output.

P1:

• 45.0 - 57.0 mcdP2:
• 57.0 - 72.0 mcdQ1:
• 72.0 - 90.0 mcdQ2:
• 90.0 - 112.0 mcd3.2 Classificazione della Lunghezza d'Onda Dominante

Classificata a IF=20mA. Definisce il punto colore.

D3:

• 585.5 - 588.5 nmD4:
• 588.5 - 591.5 nm3.3 Classificazione della Tensione Diretta

Classificata a IF=20mA. Importante per il calcolo della resistenza di limitazione e la progettazione dell'alimentazione.

19:

• 1.7 - 1.8 V20:
• 1.8 - 1.9 V21:
• 1.9 - 2.0 V22:
• 2.0 - 2.1 V23:
• 2.1 - 2.2 V24:
• 2.2 - 2.3 V4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fornisce diverse curve caratteristiche essenziali per la progettazione.

4.1 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)

Questa curva non lineare mostra la relazione tra corrente e tensione. Un piccolo aumento della tensione oltre la soglia porta a un grande aumento della corrente, evidenziando la necessità di una resistenza di limitazione o di un driver a corrente costante.

4.2 Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta

L'output luminoso aumenta con la corrente ma potrebbe non essere perfettamente lineare, specialmente a correnti più elevate. Operare vicino al valore massimo può offrire rendimenti decrescenti e aumentare lo stress termico.

4.3 Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

L'efficienza del LED diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Questa curva mostra tipicamente l'output che diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente da -40°C a +85°C. Una corretta gestione termica sul PCB è cruciale per mantenere una luminosità costante.

4.4 Curva di Derating della Corrente Diretta

Questo grafico specifica la massima corrente diretta ammissibile in funzione della temperatura ambiente. All'aumentare della temperatura, la corrente massima sicura diminuisce per evitare di superare il limite di dissipazione e causare fuga termica.

4.5 Diagramma di Radiazione

Un diagramma polare che mostra la distribuzione angolare dell'intensità luminosa, confermando l'angolo di visione di 120° con un tipico pattern Lambertiano o a emissione laterale.

4.6 Distribuzione Spettrale

Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda (circa 550-700 nm), che mostra un picco attorno a 591 nm (giallo) con una larghezza di banda tipica di 15 nm, caratteristica del materiale AlGaInP.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED ha un package SMD compatto. Le dimensioni chiave (tolleranza ±0.1mm se non specificato) sono:

Lunghezza: 2.0 mm

• Larghezza: 1.25 mm
• Altezza: 0.8 mm
• Le dimensioni e la spaziatura dei pad sono fornite per il progetto del land pattern sul PCB.
• 5.2 Identificazione della Polarità

Il catodo è tipicamente contrassegnato, spesso da una tacca, un punto verde o una dimensione del pad diversa sul lato inferiore del package. L'orientamento corretto è critico per il funzionamento del circuito.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione (Senza Piombo)

Un processo critico per un assemblaggio affidabile.

Preriscaldamento:

• 150-200°C per 60-120 secondi.Tempo Sopra Liquido (217°C):
• 60-150 secondi.Temperatura di Picco:
• 260°C massimo, mantenuta per massimo 10 secondi.Velocità di Riscaldamento:
• 6°C/sec massimo.Tempo Sopra 255°C:
• 30 secondi massimo.Velocità di Raffreddamento:
• 3°C/sec massimo.Importante:

La saldatura a rifusione non dovrebbe essere eseguita più di due volte. Evitare stress meccanici sul LED durante il riscaldamento e non deformare il PCB dopo la saldatura.6.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria una riparazione 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 > 2 secondi tra la saldatura di ciascun terminale per prevenire il surriscaldamento.
• Prestare estrema attenzione poiché i danni sono più probabili durante la saldatura manuale.
• 6.3 Conservazione e Sensibilità all'Umidità

I componenti sono imballati in una busta resistente all'umidità.

Non aprire la busta anti-umidità 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 banco" dopo l'apertura è di 168 ore (7 giorni).
• Se la vita a banco viene superata o l'indicatore del disidratante ha cambiato colore, è richiesto un "bake-out": 60 ±5°C per 24 ore prima della rifusione.
• 7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

Larghezza Nastro Portante: 8 mm.

• Diametro Bobina: 7 pollici.
• Quantità per Bobina: 3000 pezzi.
• Le dimensioni dettagliate della bobina, del nastro portante e delle tasche sono fornite con tolleranza ±0.1mm.
• 7.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta dell'imballaggio include:

CPN: Numero Prodotto Cliente

• P/N: Numero Prodotto (es. 19-213/Y2C-CP1Q2L/3T)
• QTY: Quantità Imballata
• CAT: Classe Intensità Luminosa (es. Q2)
• HUE: Classe Cromaticità/Lunghezza d'Onda Dominante (es. C, relativa a D3/D4)
• REF: Classe Tensione Diretta (es. 1Q2L, relativa al bin di tensione)
• LOT No: Numero di Lotto per Tracciabilità
• 8. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione

8.1 La Limitazione di Corrente è Obbligatoria

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. DEVE essere utilizzata in serie una resistenza di limitazione esterna o un driver a corrente costante. La ripida curva I-V significa che una piccola variazione di tensione causa una grande variazione di corrente, che può distruggere istantaneamente il LED ("bruciarlo"). Il valore della resistenza è calcolato usando la Legge di Ohm: R = (Valimentazione - VF) / IF, dove VF è la tensione diretta della classe appropriata.

8.2 Gestione Termica

Nonostante la potenza sia bassa (60mW max), le prestazioni e la durata del LED dipendono dalla temperatura. Assicurarsi che il PCB fornisca un adeguato smaltimento termico, specialmente se si utilizzano più LED o se la temperatura ambiente è elevata. Fare riferimento alla curva di derating.

8.3 Precauzioni ESD

Con un rating ESD HBM di 2000V, questo dispositivo ha una sensibilità moderata. Manipolare con procedure ESD-safe (braccialetti, postazioni di lavoro messe a terra, schiuma conduttiva) durante l'assemblaggio e la riparazione.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Il LED 19-213, basato sulla tecnologia AlGaInP, offre vantaggi distintivi per l'emissione gialla:

vs. LED Gialli Tradizionali (es. GaAsP):

• L'AlGaInP fornisce una maggiore efficienza luminosa e una migliore saturazione del colore (giallo più brillante e puro), risultando in un output più luminoso a parità di corrente.vs. LED Bianchi/Gialli a Conversione Fosforica:
• Essendo un emettitore semiconduttore diretto, non presenta degradazione del fosforo nel tempo, offrendo una potenziale migliore stabilità del colore a lungo termine. Ha anche uno spettro più stretto, desiderabile per applicazioni specifiche con filtri colore.vs. LED con Puntali più Grandi:
• Il package SMD consente l'assemblaggio automatizzato, una maggiore densità sulla scheda e una ridotta induttanza parassita, il che è vantaggioso per applicazioni di commutazione ad alta velocità.10. Domande Frequenti (FAQ)

10.1 Come seleziono la resistenza di limitazione di corrente corretta?

Utilizzare la massima tensione diretta (VF) dalla classe di tensione specificata nel codice d'ordine (es. bin 24: 2.3V max) per un progetto conservativo. Per un'alimentazione a 5V e un target di 20mA: R = (5V - 2.3V) / 0.020A = 135 Ohm. Utilizzare il valore standard successivo (es. 150 Ohm) e calcolare la corrente risultante: I = (5V - 2.1V_tip) / 150 = ~19.3mA, che è sicuro.

10.2 Posso pilotare questo LED senza una resistenza utilizzando un alimentatore a tensione costante?

Questo distruggerà quasi certamente il LED. La tensione diretta ha una tolleranza e varia con la temperatura. Una sorgente a tensione costante impostata sul VF tipico (es. 2.0V) potrebbe fornire una corrente eccessiva se il VF effettivo del LED è inferiore.

No.10.3 Perché il processo di conservazione e "baking" è così importante?

I package SMD possono assorbire umidità dall'aria. Durante il processo di saldatura a rifusione ad alta temperatura, questa umidità intrappolata può vaporizzarsi rapidamente, causando delaminazione interna o "popcorning" che incrina il package. La busta resistente all'umidità e le procedure di baking prevengono questa modalità di guasto.

10.4 Cosa indica "Y2C" nel numero di parte?

Questo è un codice specifico del produttore che racchiude le informazioni di classificazione per l'intensità luminosa (CAT), la lunghezza d'onda dominante (HUE) e la tensione diretta (REF), consentendo una selezione precisa delle caratteristiche di prestazione.

11. Studio di Caso di Progettazione e Utilizzo

11.1 Pannello Indicatore di Stato a Bassa Potenza

Scenario:

Progettazione di un pannello di controllo compatto con 20 indicatori di stato gialli.Scelte di Progettazione:

Circuito di Pilotaggio:

1. È disponibile un'unica linea a 5V. Per semplicità e costo, si sceglie di utilizzare una resistenza in serie per ogni LED. Per il bin Q2 (90-112 mcd) e il bin di tensione 21 (1.9-2.0V), viene selezionata una resistenza da 150 ohm per LED, fornendo una corrente di ~20mA e un'indicazione luminosa e uniforme.Layout PCB:
2. L'impronta di 2.0x1.25mm consente una spaziatura ridotta. Una piccola connessione di smaltimento termico a un piano di massa aiuta a dissipare i modesti 40mW per LED (2V * 20mA).Processo:
3. I componenti sono ordinati su nastro da 8mm per il pick-and-place automatizzato. L'intera bobina viene utilizzata entro un turno dopo l'apertura per evitare problemi di sensibilità all'umidità.Risultato:
4. Un array indicatore affidabile e ad alta densità con colore e luminosità uniformi, reso possibile dalle piccole dimensioni e dalla classificazione coerente del LED 19-213.12. Principio di Funzionamento

Il LED 19-213 è un dispositivo fotonico a semiconduttore. È fabbricato utilizzando strati epitassiali di Fosfuro di Alluminio Gallio Indio (AlGaInP) cresciuti su un substrato. Quando viene applicata una tensione diretta che supera l'energia della banda proibita del materiale (circa 1.7-2.3V), elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva dove si ricombinano. Questo processo di ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega AlGaInP determina l'energia della banda proibita, che corrisponde direttamente alla lunghezza d'onda della luce emessa—in questo caso, giallo brillante (~591 nm). L'incapsulamento in resina trasparente protegge il die semiconduttore e funge da lente, modellando il diagramma di radiazione di 120 gradi.

13. Tendenze Tecnologiche

I LED a montaggio superficiale come il 19-213 rappresentano lo standard per l'assemblaggio elettronico moderno grazie alla loro compatibilità con la produzione automatizzata. Le tendenze in questo settore includono:

Aumento dell'Efficienza:

• I continui miglioramenti nella scienza dei materiali mirano a produrre una maggiore efficacia luminosa (più output luminoso per watt elettrico) da AlGaInP e altri semiconduttori composti.Miniaturizzazione:
• Riduzione continua delle dimensioni del package (es. da 2.0mm a 1.6mm o meno) per consentire densità ancora più elevate sui PCB.Affidabilità Migliorata:
• Miglioramenti nei materiali di incapsulamento e nelle tecnologie di attacco del die per resistere a temperature di saldatura più elevate e condizioni ambientali più severe.Classificazione più Stretta:
• La selezione e i test avanzati consentono classi di prestazione più ristrette, dando ai progettisti un controllo più preciso sull'uniformità di colore e luminosità nei loro prodotti.Integrazione:
• Una tendenza verso LED con resistenze di limitazione integrate o driver IC all'interno dello stesso package, semplificando la progettazione del circuito.A trend towards LEDs with built-in current-limiting resistors or IC drivers within the same package, simplifying circuit design.