Scheda Tecnica LED SMD 19-213 Giallo Brillante - Dimensioni Package - Tensione Diretta 1.75-2.35V - Intensità Luminosa 45-112mcd - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 19-213/Y2C-AP1Q2B/3T è un LED a montaggio superficiale (SMD) progettato per applicazioni elettroniche moderne che richiedono soluzioni di indicazione o retroilluminazione compatte, affidabili ed efficienti. Questo componente utilizza la tecnologia a semiconduttore AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio) per produrre un'emissione luminosa gialla brillante. Il suo vantaggio principale risiede nelle dimensioni ridotte, che consentono una significativa riduzione dell'ingombro sul circuito stampato (PCB), una maggiore densità di componenti e contribuiscono infine allo sviluppo di apparecchiature finali più piccole e leggere. Il dispositivo è realizzato con una lente in resina trasparente, che ottimizza l'estrazione della luce e l'angolo di visione.

1.1 Caratteristiche Principali e Conformità

Il LED è confezionato su nastro da 8mm avvolto su bobina da 7 pollici di diametro, rendendolo pienamente compatibile con le attrezzature di assemblaggio automatico pick-and-place ad alta velocità. È progettato per essere utilizzato con i processi standard di saldatura a rifusione a infrarossi (IR) e a fase di vapore, garantendo un'integrazione perfetta nelle moderne linee di produzione. Il prodotto è classificato come tipo monocromatico. È fabbricato come componente senza piombo (Pb-free) ed è conforme alle normative dell'Unione Europea RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose) e REACH (Registrazione, Valutazione, Autorizzazione e Restrizione delle Sostanze Chimiche). Inoltre, soddisfa i requisiti alogeni-free, con contenuto di bromo (Br) e cloro (Cl) ciascuno inferiore a 900 ppm e il loro totale combinato inferiore a 1500 ppm.

1.2 Applicazioni Target

Questo LED è particolarmente adatto per una varietà di applicazioni in cui il risparmio di spazio e un'illuminazione affidabile sono critici. Casi d'uso tipici includono la retroilluminazione per cruscotti e interruttori di controllo automobilistici, indicatori di stato e retroilluminazione tastiere in dispositivi di telecomunicazione come telefoni e fax, unità di retroilluminazione piana per display a cristalli liquidi (LCD) e funzioni di indicazione generica nell'elettronica di consumo e industriale.

2. Approfondimento delle Specifiche Tecniche

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento a questi limiti o oltre non è garantito. Tutti i valori sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Tensione Inversa (VR):5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Corrente Diretta Continua (IF):25 mA.
• Corrente Diretta di Picco (IFP):60 mA, ammissibile solo in condizioni pulsate con un ciclo di lavoro di 1/10 e una frequenza di 1 kHz.
• Dissipazione di Potenza (Pd):60 mW. Questa è la massima perdita di potenza ammissibile sotto forma di calore.
• Scarica Elettrostatica (ESD) Modello Corpo Umano (HBM):2000 V. Questo valore indica la sensibilità del dispositivo all'elettricità statica; sono obbligatorie le corrette procedure di manipolazione ESD.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento (Topr):-40°C a +85°C.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione (Tstg):-40°C a +90°C.
• Temperatura di Saldatura (Tsol):Per la saldatura a rifusione, è specificata 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, con un tempo di contatto limitato a 3 secondi per terminale.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri definiscono le prestazioni del dispositivo in condizioni operative normali, tipicamente misurate a Ta=25°C e una corrente diretta (IF) di 20 mA, salvo diversa indicazione.

• Intensità Luminosa (Iv):Varia da un minimo di 45,0 mcd a un massimo di 112,0 mcd. Il valore tipico rientra in questo intervallo in base al codice bin specifico.
• Angolo di Visione (2θ1/2):120 gradi (tipico). Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa è la metà dell'intensità massima misurata a 0 gradi (sull'asse).
• Lunghezza d'Onda di Picco (λp):Circa 591 nm (tipico). Questa è la lunghezza d'onda alla quale l'emissione spettrale è più forte.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):Varia da 585,5 nm a 594,5 nm. Questa è l'unica lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano che corrisponde al colore della luce emessa.
• Larghezza di Banda della Radiazione Spettrale (Δλ):15 nm (tipico). Questo indica l'ampiezza dello spettro emesso a metà dell'intensità massima (Larghezza a Mezza Altezza - FWHM).
• Tensione Diretta (VF):Varia da 1,75 V a 2,35 V a IF=20mA. Questa è la caduta di tensione ai capi del LED quando è in conduzione.
• Corrente Inversa (IR):Massimo di 10 μA quando viene applicata una tensione inversa (VR) di 5V. La scheda tecnica nota esplicitamente che il dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa; questo parametro è solo a scopo di test.

Note Importanti:La scheda tecnica specifica le tolleranze di produzione: Intensità Luminosa ±11%, Lunghezza d'Onda Dominante ±1 nm e Tensione Diretta ±0,1 V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione di massa, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri prestazionali chiave. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano requisiti specifici dell'applicazione per luminosità e colore.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

Binnato a IF=20mA. Il codice bin (es. P1, Q2) definisce un intervallo specifico di intensità.

• P1:45,0 – 57,0 mcd
• P2:57,0 – 72,0 mcd
• Q1:72,0 – 90,0 mcd
• Q2:90,0 – 112,0 mcd

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Binnato a IF=20mA. Questo determina la precisa tonalità di giallo.

• D3:585,5 – 588,5 nm
• D4:588,5 – 591,5 nm
• D5:591,5 – 594,5 nm

3.3 Binning della Tensione Diretta

Binnato a IF=20mA. Questo è cruciale per il design del circuito, specialmente quando si pilotano più LED in serie.

• 0:1,75 – 1,95 V
• 1:1,95 – 2,15 V
• 2:2,15 – 2,35 V

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fornisce diversi grafici caratteristici che illustrano il comportamento del dispositivo in condizioni variabili. Questi sono essenziali per un robusto design del circuito.

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

Questa curva mostra la relazione esponenziale tra la corrente che scorre attraverso il LED e la tensione ai suoi capi. È fondamentale per selezionare l'appropriata resistenza limitatrice di corrente. La curva si sposta con la temperatura.

4.2 Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta

Questo grafico dimostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente diretta. Tipicamente è non lineare e operare vicino alla corrente massima può offrire rendimenti decrescenti in luminosità mentre aumenta il calore e riduce la durata.

4.3 Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

L'emissione luminosa del LED diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Questo grafico quantifica tale derating, mostrando la percentuale di intensità luminosa mantenuta da -40°C a +110°C. Una gestione termica efficace è la chiave per mantenere una luminosità costante.

4.4 Curva di Derating della Corrente Diretta

Per prevenire il surriscaldamento, la massima corrente diretta continua ammissibile deve essere ridotta all'aumentare della temperatura ambiente. Questo grafico fornisce le linee guida di derating sopra i 25°C fino alla massima temperatura operativa.

4.5 Diagramma di Radiazione e Distribuzione Spettrale

Il diagramma di radiazione rappresenta visivamente l'angolo di visione di 120 gradi. Il grafico della distribuzione spettrale mostra il picco di emissione stretto centrato attorno a 591 nm, caratteristico della tecnologia AlGaInP, che produce un colore giallo saturo.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED ha un ingombro SMD compatto. Le dimensioni critiche includono la dimensione del corpo, la spaziatura dei terminali (pad) e l'altezza complessiva. Tutte le tolleranze non specificate sono ±0,1 mm. La polarità è indicata da una marcatura sul package o da un design specifico del pad (tipicamente il catodo). I progettisti devono fare riferimento al disegno dimensionale esatto per il design del land pattern sul PCB.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Conservazione e Sensibilità all'Umidità

I LED sono confezionati in una busta barriera resistente all'umidità con essiccante. La busta non deve essere aperta finché i componenti non sono pronti per l'uso. Dopo l'apertura, i LED non utilizzati devono essere conservati a ≤30°C e ≤60% di Umidità Relativa (UR) e utilizzati entro 168 ore (7 giorni). Se il tempo di conservazione viene superato o l'essiccante indica saturazione, è necessario un trattamento di baking a 60 ±5°C per 24 ore prima della saldatura per prevenire danni da "popcorning" durante la rifusione.

6.2 Profilo di Saldatura a Rifusione

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

• Preriscaldamento:150–200°C per 60–120 secondi.
• Tempo Sopra Liquido (TAL):60–150 secondi sopra i 217°C.
• Temperatura di Picco:Massimo di 260°C, mantenuta per un massimo di 10 secondi.
• Velocità di Rampa in Salita:Massimo 6°C/secondo.
• Tempo Sopra i 255°C:Massimo 30 secondi.
• Velocità di Rampa in Discesa:Massimo 3°C/secondo.

La saldatura a rifusione non deve essere eseguita più di due volte. Il PCB non deve essere deformato o sottoposto a stress durante o dopo la saldatura.

6.3 Saldatura Manuale e Rilavorazione

Se la saldatura manuale è inevitabile, utilizzare un saldatore con temperatura della punta ≤350°C e potenza ≤25W. Il tempo di contatto per terminale deve essere ≤3 secondi. Consentire un intervallo di raffreddamento di almeno 2 secondi tra la saldatura di ciascun terminale. La rilavorazione è fortemente sconsigliata. Se assolutamente necessaria, deve essere utilizzato un saldatore a doppia testa specializzato per riscaldare simultaneamente entrambi i terminali ed evitare stress meccanici sulle giunzioni saldate. L'impatto sulle caratteristiche del LED deve essere verificato dopo la rilavorazione.

6.4 Protezione del Circuito

Una resistenza limitatrice di corrente èobbligatoriain serie con il LED. La tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo, il che significa che diminuisce quando il LED si riscalda. Senza una resistenza, un piccolo aumento della tensione di alimentazione o una diminuzione della VF può causare un grande, potenzialmente distruttivo, aumento della corrente diretta.

7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche della Bobina e del Nastro

I componenti sono forniti su nastro portatore goffrato su bobine da 7 pollici di diametro. La quantità standard caricata è di 3000 pezzi per bobina. Vengono fornite le dimensioni dettagliate per la bobina, le tasche del nastro portatore e il nastro di copertura per la compatibilità con gli alimentatori delle attrezzature automatiche.

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta di confezionamento include diversi codici:

• CPN:Numero Prodotto del Cliente.
• P/N:Numero Prodotto del Produttore (es. 19-213/Y2C-AP1Q2B/3T).
• QTY:Quantità di Confezionamento.
• CAT:Classe di Intensità Luminosa (Codice Bin).
• HUE:Coordinate Cromatiche & Classe di Lunghezza d'Onda Dominante (Codice Bin).
• REF:Classe di Tensione Diretta (Codice Bin).
• LOT No:Numero di Lotto di Produzione per la tracciabilità.

8. Considerazioni per il Design dell'Applicazione

8.1 Pilotaggio del LED

Pilotare sempre il LED con una corrente costante o tramite una resistenza limitatrice di corrente da una sorgente di tensione. Calcolare il valore della resistenza utilizzando la Legge di Ohm: R = (V_alimentazione - VF_LED) / I_desiderata. Utilizzare la VF massima dal bin o dalla scheda tecnica per garantire una corrente sufficiente in tutte le condizioni. Ad esempio, con un'alimentazione di 5V, una corrente desiderata di 20mA e una VF max di 2,35V: R = (5 - 2,35) / 0,02 = 132,5 Ω. Una resistenza standard da 130 Ω o 150 Ω sarebbe appropriata, verificando la potenza nominale (P = I²R).

8.2 Gestione Termica

Sebbene il package sia piccolo, la dissipazione di potenza (fino a 60mW) può comunque causare un aumento di temperatura. Assicurare un'adeguata area di rame sul PCB (pad di sfiato termico) per condurre il calore lontano dai terminali del LED, specialmente quando si opera ad alte temperature ambiente o vicino alla corrente massima. Ciò aiuta a mantenere l'intensità luminosa e l'affidabilità a lungo termine.

8.3 Design Ottico

L'angolo di visione di 120 gradi fornisce un pattern di emissione ampio e diffuso adatto per l'illuminazione di aree e indicatori visti da varie angolazioni. Per una luce più focalizzata, sarebbero necessarie ottiche secondarie (lenti). La resina trasparente offre una buona saturazione del colore.

9. Confronto Tecnico e Posizionamento

Rispetto ai LED tradizionali a foro passante, questo tipo SMD offre vantaggi significativi in termini di velocità di assemblaggio, risparmio di spazio sulla scheda e affidabilità meccanica eliminando i reofori. All'interno della categoria dei LED gialli SMD, la tecnologia AlGaInP utilizzata qui offre tipicamente un'efficienza più elevata e una migliore purezza del colore rispetto alle tecnologie più vecchie come il GaAsP per le lunghezze d'onda gialle. La specifica struttura di binning consente un controllo più stretto su colore e luminosità nelle serie di produzione rispetto alle alternative non binnate o binnate in modo ampio.

10. Domande Frequenti (FAQ)

10.1 Qual è la differenza tra lunghezza d'onda di picco e lunghezza d'onda dominante?

La lunghezza d'onda di picco (λp) è la lunghezza d'onda fisica alla quale il LED emette la massima potenza ottica. La lunghezza d'onda dominante (λd) è una metrica percettiva; è la lunghezza d'onda della luce monocromatica che apparirebbe avere lo stesso colore dell'emissione del LED per l'occhio umano. Per un LED a spettro stretto come questo, sono spesso vicine, ma λd è il parametro più rilevante per la specifica del colore.

10.2 Perché una resistenza limitatrice di corrente è assolutamente necessaria?

Un LED è un diodo con una curva I-V molto ripida nella regione diretta. La sua tensione diretta diminuisce anche con l'aumentare della temperatura. Senza una resistenza in serie, qualsiasi leggera variazione della tensione di alimentazione o della temperatura può portare a un aumento incontrollato della corrente, superando rapidamente il Valore Massimo Assoluto e causando un guasto catastrofico (bruciatura). La resistenza fornisce un feedback negativo, stabilizzando il punto di lavoro.

10.3 Posso utilizzare questo LED per un funzionamento continuo a 25mA?

Sì, 25mA è la corrente diretta continua nominale (IF) a 25°C. Tuttavia, se si prevede che la temperatura ambiente sia più alta, è necessario consultare la Curva di Derating della Corrente Diretta e ridurre di conseguenza la corrente operativa per rimanere entro i limiti di dissipazione di potenza e garantire l'affidabilità a lungo termine.

10.4 Come interpreto il numero di parte 19-213/Y2C-AP1Q2B/3T?

Sebbene la suddivisione esatta possa essere proprietaria, tipicamente codifica attributi chiave. "19-213" è probabilmente la serie di prodotto base. Il suffisso spesso include il codice colore (Y per Giallo), il bin di intensità (Q2), il bin di lunghezza d'onda (probabilmente implicito) e il bin di tensione (3T può riferirsi al bin '2' o al confezionamento). I codici di etichetta specifici (CAT, HUE, REF) sulla bobina forniscono le informazioni definitive sul bin per il vostro ordine.