Scheda Tecnica LED SMD 19-213 Rosso Scuro Trasparente - 2.0x1.25x0.8mm - 2.0V - 0.06W - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 19-213 è un LED a montaggio superficiale compatto, progettato per applicazioni elettroniche moderne che richiedono un posizionamento ad alta densità di componenti. Utilizza la tecnologia a semiconduttore AlGaInP per produrre un'emissione di colore rosso scuro. Il vantaggio principale di questo componente è la sua impronta miniaturizzata, che consente progetti PCB più piccoli, riduce i requisiti di stoccaggio e contribuisce infine alla miniaturizzazione dell'apparecchiatura finale. La sua costruzione leggera lo rende inoltre ideale per applicazioni portatili e con vincoli di spazio.

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. È progettato per affidabilità e conformità ambientale: è privo di piombo (Pb-free), conforme RoHS, conforme alle normative UE REACH e soddisfa gli standard alogeni-free (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.1 Vantaggi Principali

• Miniaturizzazione:Significativamente più piccolo dei tradizionali LED a telaio con reofori, consente una maggiore densità di impaccamento.
• Compatibile con l'Automazione:Fornito in confezione nastro e bobina per l'assemblaggio automatico ad alta velocità.
• Compatibilità di Processo:Adatto sia per i processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR) che a fase di vapore.
• Conformità Ambientale:Rispetta i principali standard ambientali e di sicurezza globali (Pb-free, RoHS, REACH, Alogeni-Free).
• Prestazioni Affidabili:Caratteristiche elettro-ottiche stabili nelle condizioni operative specificate.

1.2 Applicazioni Target

Questo LED è versatile e trova impiego in vari ruoli di illuminazione e indicazione, tra cui:

• Retroilluminazione:Per quadranti strumenti, interruttori e simboli.
• Apparecchiature di Telecomunicazione:Indicatori di stato e retroilluminazione tastiera in telefoni e fax.
• Display LCD:Unità di retroilluminazione piatta.
• Indicazione Generica:Qualsiasi applicazione che richieda un indicatore compatto, luminoso e di colore rosso scuro.

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. Non è consigliato operare a o oltre questi limiti.

Interpretazione:Il basso valore di tensione inversa (5V) indica che questo dispositivo non è progettato per operare in polarizzazione inversa e richiede protezione nei circuiti dove è possibile una tensione inversa. Il valore di corrente diretta di 25mA è il limite continuo in DC. Il valore di picco di 60mA consente brevi impulsi, utili in applicazioni di display multiplexate. Il valore ESD di 2000V HBM è standard per i LED, indicando la necessità di precauzioni standard di manipolazione ESD durante l'assemblaggio.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati a una temperatura di giunzione (Tj) di 25°C sotto una corrente diretta (IF) di 20mA, salvo diversa specificazione. Definiscono le prestazioni tipiche del dispositivo.

Interpretazione:L'intensità luminosa ha un ampio intervallo di binning (45-112 mcd), gestito dal sistema di binning. L'angolo di visione di 120 gradi è molto ampio, fornendo un pattern di luce diffuso e largo, adatto per retroilluminazione e indicazione generale. L'intervallo di lunghezza d'onda dominante di 625.5-637.5 nm colloca saldamente l'emissione nella porzione rosso scuro dello spettro. La tipica larghezza di banda spettrale di 20nm indica un'emissione di colore relativamente pura. La tensione diretta è relativamente bassa, tipica per i LED AlGaInP, il che aiuta a minimizzare il consumo energetico.

2.3 Considerazioni Termiche

Sebbene non dettagliato esplicitamente in un parametro separato di resistenza termica, la gestione termica è critica. La dissipazione di potenza massima assoluta è di 60mW. Superare questo valore, specialmente ad alte temperature ambientali, ridurrà l'output luminoso e la durata di vita. La curva di derating (mostrata nel PDF) illustra come la massima corrente diretta ammissibile diminuisca all'aumentare della temperatura ambiente oltre i 25°C. Per applicazioni che operano ad alte correnti o in ambienti a temperatura elevata, si raccomanda un layout PCB adeguato con sufficienti vie di fuga termica.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire coerenza nella produzione di massa, i LED vengono selezionati (binnati) in base a parametri chiave di prestazione. Il 19-213 utilizza un sistema di binning tridimensionale per Intensità Luminosa (Iv), Lunghezza d'Onda Dominante (λd) e Tensione Diretta (VF).

3.1 Binning Intensità Luminosa

Il codice prodotto \"R7C-AP1Q2L/3T\" suggerisce una specifica combinazione di bin. Analizzandolo: \"Q2\" corrisponde probabilmente al bin di intensità luminosa (90-112 mcd).

3.2 Binning Lunghezza d'Onda Dominante

Nel codice prodotto, \"R7C\" potrebbe indicare il bin di lunghezza d'onda. \"R\" spesso denota il rosso, e \"7C\" potrebbe specificare una particolare coordinata cromatica o un sub-bin di lunghezza d'onda all'interno dell'intervallo E6-E8.

3.3 Binning Tensione Diretta

Il \"AP1\" nel codice prodotto potrebbe essere correlato al bin di tensione diretta. Questo binning è cruciale per i progettisti per garantire una luminosità uniforme quando più LED sono pilotati in serie, poiché un LED con bin Vf più alto avrebbe una caduta di tensione maggiore, potenzialmente riducendo corrente e luminosità se non considerato nel circuito limitatore di corrente.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fornisce diverse curve caratteristiche tipiche, essenziali per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni non standard.

4.1 Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta

Questa curva mostra che l'intensità luminosa aumenta in modo super-lineare con la corrente diretta a correnti più basse, per poi tendere alla saturazione a correnti più elevate (tipicamente sopra i 20mA raccomandati). Pilotare il LED oltre la sua corrente nominale porta a rendimenti decrescenti nell'output luminoso, aumentando significativamente il calore e accelerando il degrado.

4.2 Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

Questa è una curva critica per il design termico. Dimostra che l'output luminoso diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente (e quindi di giunzione). Per i LED AlGaInP, l'output può calare di circa il 20-30% nell'intervallo di temperatura operativa da -40°C a +85°C. I progetti destinati ad ambienti ad alta temperatura devono tenere conto di questo derating per mantenere una luminosità sufficiente.

4.3 Tensione Diretta vs. Corrente Diretta

La curva IV mostra la relazione esponenziale tipica di un diodo. La tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo (diminuisce all'aumentare della temperatura). Questo è importante per gli schemi di pilotaggio a tensione costante, poiché un LED più caldo assorbirà più corrente, potenzialmente portando a fuga termica se non limitato correttamente in corrente.

4.4 Distribuzione Spettrale e Pattern di Radiazione

Il grafico dello spettro conferma la lunghezza d'onda di picco e la FWHM di ~20nm. Il grafico del pattern di radiazione (diagramma polare) conferma visivamente l'angolo di visione di 120 gradi, mostrando un profilo di emissione liscio e ampio, ideale per un'illuminazione uniforme.

5. Informazioni Meccaniche e di Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED ha un package SMD molto compatto. Le dimensioni chiave (in mm) sono approssimativamente: Lunghezza (L) = 2.0, Larghezza (W) = 1.25, Altezza (H) = 0.8. Il catodo è tipicamente identificato da una marcatura o da un angolo smussato sul package. Le dimensioni esatte e il layout dei pad devono essere presi dal disegno dimensionale dettagliato nel PDF per il design dell'impronta PCB. Le tolleranze sono tipicamente ±0.1mm.

5.2 Identificazione della Polarità

La polarità corretta è essenziale. Il disegno del package nella scheda tecnica indica i pad dell'anodo e del catodo. Un collegamento errato impedirà l'accensione del LED e l'applicazione della massima tensione inversa di 5V potrebbe danneggiare il dispositivo.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Il LED è compatibile con processi di rifusione senza piombo (Pb-free). Il profilo di temperatura raccomandato è cruciale per l'affidabilità:

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

Regola Critica:La saldatura a rifusione non deve essere eseguita più di due volte sullo stesso dispositivo per evitare danni da stress termico alla resina epossidica e ai legami interni.

6.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria una riparazione manuale, è necessario prestare estrema attenzione:

• Temperatura punta saldatore: < 350°C.
• Tempo di contatto per terminale: < 3 secondi.
• Potenza saldatore: < 25W.
• Lasciare un intervallo minimo di 2 secondi tra la saldatura di ciascun terminale per permettere la dissipazione del calore.

La scheda tecnica avverte esplicitamente che i danni spesso si verificano durante la saldatura manuale.

6.3 Stoccaggio e Sensibilità all'Umidità

I LED sono confezionati in una busta barriera resistente all'umidità con essiccante per prevenire l'assorbimento di umidità, che può causare \"popcorning\" (crepe nel package) durante la rifusione.

1. Non aprirela busta fino al momento dell'uso.
2. Dopo l'apertura, i LED non utilizzati devono essere conservati a ≤ 30°C e ≤ 60% di Umidità Relativa.
3. La \"Vita a Banco\" dopo l'apertura della busta è di 168 ore (7 giorni).
4. Se la vita a banco viene superata o l'indicatore dell'essiccante mostra saturazione, è richiesto untrattamento di essiccazione: 60 ±5°C per 24 ore prima dell'uso.

7. Confezionamento e Informazioni d'Ordine

7.1 Specifiche Bobina e Nastro

Il confezionamento standard è di 3000 pezzi per bobina. La larghezza del nastro portante è di 8mm, avvolta su una bobina standard da 7 pollici (178mm) di diametro. Nel PDF sono fornite le dimensioni dettagliate per la bobina, le tasche del nastro portante e il nastro di copertura per la compatibilità con gli alimentatori delle attrezzature automatiche.

7.2 Spiegazione Etichetta

L'etichetta della bobina contiene informazioni chiave per la tracciabilità e la verifica:

• CPN:Numero di Parte del Cliente (se assegnato).
• P/N:Numero di Parte del Produttore (es., 19-213/R7C-AP1Q2L/3T).
• QTY:Quantità di pezzi sulla bobina.
• CAT:Classe di Intensità Luminosa (es., Q2).
• HUE:Classe di Cromaticità/Lunghezza d'Onda Dominante (es., relativa a R7C).
• REF:Classe di Tensione Diretta (es., relativa a AP1).
• LOT No:Numero di lotto di produzione per il tracciamento della qualità.

8. Considerazioni per il Design dell'Applicazione

8.1 La Limitazione di Corrente è Obbligatoria

La prima \"Precauzione per l'Uso\" nella scheda tecnica è enfatica:DEVE essere utilizzato un resistore limitatore di corrente esterno (o un driver a corrente costante).I LED mostrano un aumento brusco della corrente con un piccolo aumento della tensione oltre la loro tensione diretta (Vf). L'operazione diretta da una sorgente di tensione senza controllo di corrente risulterà in corrente eccessiva, surriscaldamento immediato e guasto catastrofico.

8.2 Layout del Circuito Stampato

Evitare stress meccanici sul LED durante e dopo la saldatura. Non piegare o deformare il PCB in prossimità del LED dopo l'assemblaggio, poiché ciò può crepare le giunzioni saldate o il package del LED stesso. Assicurarsi che l'impronta PCB corrisponda al land pattern raccomandato per ottenere un filetto di saldatura affidabile.

8.3 Gestione Termica negli Array

Quando si progettano array di questi LED per retroilluminazione, considerare la dissipazione di potenza totale. Distanziare adeguatamente i LED e fornire via termiche (se su scheda multistrato) può aiutare a dissipare il calore e prevenire punti caldi localizzati che riducono luminosità e longevità.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

I principali fattori di differenziazione del LED 19-213 nella sua classe sono la combinazione di dimensioni del package molto compatte, un ampio angolo di visione di 120 gradi con resina trasparente (che offre un'alta intensità sull'asse), e la piena conformità agli standard ambientali moderni. Rispetto ai vecchi LED con resina diffusa, la lente trasparente fornisce un'intensità luminosa maggiore a parità di dimensione del chip, sebbene con un fascio più diretto che viene efficacemente ampliato dall'angolo di 120 gradi. La sua tecnologia AlGaInP offre un'efficienza maggiore e una migliore saturazione del colore nello spettro rosso/arancio rispetto a tecnologie più vecchie come il GaAsP.

10. Domande Frequenti (FAQ)

10.1 Posso pilotare questo LED senza un resistore se la mia alimentazione è esattamente 2.0V?

No.Questo è pericoloso. La tensione diretta (Vf) ha una tolleranza e un coefficiente di temperatura negativo. Un'alimentazione di 2.0V potrebbe essere inferiore a Vf a 25°C, ma man mano che il LED si riscalda, Vf scende. Ciò potrebbe causare un aumento incontrollato della corrente. Utilizzare sempre un resistore in serie o un driver a corrente costante impostato per 20mA o meno.

10.2 Perché la procedura di stoccaggio ed essiccazione è così importante?

I package plastici SMD possono assorbire umidità dall'aria. Durante il processo di saldatura a rifusione ad alta temperatura, questa umidità intrappolata si trasforma rapidamente in vapore, creando una pressione interna che può delaminare il package o crepare l'epossidica, portando a guasti immediati o latenti. Il processo di essiccazione rimuove in sicurezza questa umidità assorbita.

10.3 Come interpreto il codice prodotto 19-213/R7C-AP1Q2L/3T?

Questo è un numero di parte completo che specifica esattamente i bin di prestazione:

• 19-213:Famiglia prodotto base e package.
• R7C:Probabilmente specifica il bin di cromaticità/lunghezza d'onda del rosso scuro.
• AP1:Probabilmente specifica il bin di tensione diretta.
• Q2:Specifica il bin di intensità luminosa (90-112 mcd).
• L/3T:Potrebbe indicare altri attributi come tipo di confezionamento o marcatura speciale.

Consultare la documentazione completa dei codici bin del produttore per definizioni precise.

11. Esempio di Design e Caso d'Uso

11.1 Retroilluminazione Interruttore Cruscotto

Scenario:Progettare la retroilluminazione per un interruttore del cruscotto automobilistico che richiede una luce rossa uniforme dietro un simbolo.Implementazione:Utilizzare 2-3 pezzi del LED 19-213 posizionati dietro una guida luminosa o un diffusore. Il loro ampio angolo di visione di 120 gradi aiuta a creare un'illuminazione uniforme senza punti caldi. Pilotarli in serie con un singolo resistore limitatore di corrente dall'alimentazione a 12V del veicolo (utilizzando un regolatore di tensione adeguato se necessario). Calcolare il valore del resistore come R = (V_alimentazione - (N * Vf_LED)) / I_desiderata. Per 3 LED in serie con un Vf tipico di 2.0V ciascuno, pilotati a 15mA da una linea regolata a 5V: R = (5V - 6V) / 0.015A = -66.7 Ohm. Questo calcolo mostra un problema: la Vf totale (6V) supera l'alimentazione (5V). Pertanto, si dovrebbero usare meno LED in serie (es., 2 LED: R = (5V - 4V)/0.015A ≈ 67 Ohm) o collegarli in parallelo (ciascuno con il proprio resistore) da una sorgente a tensione più alta. Questo esempio evidenzia l'importanza di considerare la tensione diretta nel design del circuito.

12. Principio di Funzionamento

Il LED 19-213 è basato sul materiale semiconduttore AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio). Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione P-N, gli elettroni dal materiale di tipo N e le lacune dal materiale di tipo P vengono iniettati nella regione attiva. Quando questi portatori di carica si ricombinano, rilasciano energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica composizione della lega AlGaInP determina l'energia del bandgap, che a sua volta determina la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa — in questo caso, rosso scuro (~639 nm di picco). La resina epossidica trasparente incapsula il chip semiconduttore, fornisce stabilità meccanica e funge da lente per modellare l'output luminoso nell'angolo di visione specificato di 120 gradi.

13. Trend Tecnologici

Lo sviluppo di LED come il 19-213 segue diverse tendenze chiave del settore:Miniaturizzazione:Riduzione continua delle dimensioni del package per consentire elettronica più densa.Maggiore Efficienza:Miglioramenti continui nell'efficienza quantica interna e nell'estrazione della luce dal package per fornire più luce (mcd) per unità di input elettrico (mA).Conformità Ambientale:Il passaggio alla saldatura senza piombo e ai materiali alogeni-free è ora un requisito di base guidato da normative globali come RoHS e REACH.Automazione e Standardizzazione:Il confezionamento su nastro e bobina e l'aderenza a impronte SMD standard (come questa dimensione approssimativa di 2.0x1.25mm) sono essenziali per una produzione ad alto volume ed economica. Le iterazioni future potrebbero concentrarsi su una luminosità ancora maggiore a parità di impronta, prestazioni termiche migliorate o gamme di colore e indici di resa cromatica ampliati per applicazioni di display.