Scheda Tecnica LED SMD 25-21/GHC-YSU/2A - Package 2.5x2.1mm - Tensione 3.5V - Verde Brillante - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 25-21/GHC-YSU/2A è un LED a montaggio superficiale (SMD) progettato per applicazioni elettroniche moderne che richiedono dimensioni compatte, alta affidabilità e prestazioni efficienti. Questo componente appartiene a una famiglia di LED caratterizzata dall'ingombro ridotto e dall'idoneità per processi di assemblaggio automatizzati.

1.1 Vantaggi Principali e Posizionamento

Il vantaggio principale di questo LED è la sua dimensione significativamente ridotta rispetto ai componenti tradizionali a telaio con reofori. Questa miniaturizzazione offre diversi benefici chiave per progettisti e produttori:

• Efficienza Spaziale:Consente progetti di circuiti stampati (PCB) più piccoli, portando a prodotti finali più compatti.
• Alta Densità di Impaccamento:Permette di posizionare un numero maggiore di componenti in una data area, ideale per assemblaggi elettronici densi.
• Riduzione dell'Impronta Logistica e di Stoccaggio:Le dimensioni ridotte del componente e l'imballaggio in nastro e bobina minimizzano i requisiti di spazio di stoccaggio.
• Costruzione Leggera:Rende il LED ideale per applicazioni portatili e miniaturizzate dove il peso è un fattore critico.
• Compatibilità Produttiva:Il dispositivo è fornito in nastro da 8mm su bobine da 7 pollici di diametro, rendendolo pienamente compatibile con le attrezzature standard di pick-and-place automatico utilizzate nella produzione di massa.

1.2 Mercato di Riferimento e Applicazioni

Questo LED è rivolto a un'ampia gamma di mercati dell'elettronica commerciale e industriale. Le sue specifiche lo rendono adatto sia per funzioni di indicazione che di retroilluminazione. Le principali aree di applicazione includono:

• Interni Automobilistici:Retroilluminazione per strumenti del cruscotto, interruttori e pannelli di controllo.
• Apparecchiature di Telecomunicazione:Indicatori di stato e retroilluminazione tastiera in dispositivi come telefoni e fax.
• Elettronica di Consumo:Retroilluminazione piatta per display a cristalli liquidi (LCD), illuminazione di interruttori e simboli.
• Indicazione Generica:Qualsiasi applicazione che richieda una luce indicatrice verde brillante e affidabile.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce una suddivisione dettagliata dei parametri elettrici, ottici e termici che definiscono i limiti operativi e le prestazioni del LED.

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 non è garantito e dovrebbe essere evitato in progetti affidabili.

• Tensione Inversa (V_R):5 V. Superare questa tensione in direzione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Corrente Diretta Continua (I_F):25 mA. La massima corrente continua che può essere applicata in modo continuativo.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):100 mA. Questo è consentito solo in condizioni pulsate con un ciclo di lavoro di 1/10 a 1 kHz. È utile per scenari di multiplexing o sovraccarico breve.
• Dissipazione di Potenza (P_d):95 mW. La massima potenza che il package può dissipare, calcolata come V_F* I_F.
• Temperatura di Funzionamento & Stoccaggio:-40°C a +85°C (funzionamento), -40°C a +90°C (stoccaggio). Questa ampia gamma garantisce affidabilità in ambienti ostili.
• Scarica Elettrostatica (ESD):Valutazione secondo il modello del corpo umano (HBM) di 150V. Questo è un livello di protezione ESD relativamente basilare; sono essenziali procedure di manipolazione appropriate.
• Temperatura di Saldatura:Resiste alla rifusione a 260°C per 10 secondi o alla saldatura manuale a 350°C per 3 secondi per terminale.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri, misurati a una temperatura di giunzione standard di 25°C e una corrente diretta di 20mA, definiscono l'emissione luminosa e il comportamento elettrico del LED.

• Intensità Luminosa (I_v):Varia da un minimo di 180 mcd a un massimo di 715 mcd, con un valore tipico implicito dal sistema di binning. L'emissione luminosa ha una tolleranza di ±11%.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):60 gradi (tipico). Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore di picco, definendo l'ampiezza del fascio.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):518 nm (tipico). La lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):Varia da 520 nm a 535 nm. Questa è la percezione monocromatica del colore del LED da parte dell'occhio umano ed è soggetta a una stretta tolleranza di ±1 nm. È il parametro principale per il binning del colore.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):35 nm (tipico). La larghezza dello spettro emesso alla metà della sua potenza massima.
• Tensione Diretta (V_F):3.5 V (tipico), con un massimo di 4.3 V a 20mA. Questo parametro è cruciale per progettare il circuito di limitazione della corrente.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo di 50 µA quando viene applicato un bias inverso di 5V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza di luminosità e colore nelle serie di produzione, i LED vengono suddivisi in bin. Ciò consente ai progettisti di selezionare i componenti che soddisfano requisiti applicativi specifici.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I LED sono categorizzati in tre bin in base alla loro intensità luminosa misurata a I_F= 20mA:

• Bin S:180 mcd (Min) a 285 mcd (Max)
• Bin T:285 mcd (Min) a 450 mcd (Max)
• Bin U:450 mcd (Min) a 715 mcd (Max)

Il codice del bin (es. S, T, U) è indicato sull'etichetta dell'imballaggio (campo CAT).

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

I LED sono anche suddivisi in bin in base alla loro lunghezza d'onda dominante per controllare la coerenza del colore. Sono raggruppati e binnati come segue:

• Gruppo Y:
  • Bin X:520 nm a 525 nm
  • Bin Y:525 nm a 530 nm
  • Bin Z:530 nm a 535 nm

Il codice di gruppo e bin per la lunghezza d'onda (es. YX, YY, YZ) è indicato sull'etichetta dell'imballaggio (campo HUE).

4. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

4.1 Dimensioni del Package

Il LED presenta un compatto package SMD di tipo "chip". Le dimensioni chiave (in millimetri) includono una dimensione del corpo di circa 2.5mm di lunghezza e 2.1mm di larghezza. I disegni meccanici dettagliati nella scheda tecnica specificano l'esatto layout dei pad, l'altezza del componente e le tolleranze (tipicamente ±0.1mm salvo diversa indicazione). Un corretto design dei pad è critico per l'affidabilità del giunto di saldatura e il corretto allineamento durante la rifusione.

4.2 Imballaggio e Manipolazione

I componenti sono forniti in un imballaggio per dispositivi sensibili all'umidità (MSD) per prevenire danni dall'umidità ambientale durante lo stoccaggio e il trasporto.

• Nastro Portacomponenti:I componenti sono caricati in nastro portacomponenti largo 8mm.
• Bobina:Il nastro è avvolto su una bobina standard da 7 pollici di diametro, con una quantità tipica caricata di 2000 pezzi per bobina.
• Sacca Barriera all'Umidità (MBB):La bobina è sigillata all'interno di una sacca impermeabile laminata in alluminio insieme a una carta indicatrice di umidità e un essiccante.

4.3 Informazioni sull'Etichetta

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

• CPN (Numero Prodotto Cliente)
• P/N (Numero Prodotto Produttore: 25-21/GHC-YSU/2A)
• QTY (Quantità di Imballo)
• CAT (Codice Bin Intensità Luminosa: S, T, o U)
• HUE (Codice Bin Cromaticità/Lunghezza d'Onda Dominante: es. YX)
• REF (Classe Tensione Diretta, se applicabile)
• LOT No (Numero di Lotto di Produzione per tracciabilità)

5. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

Il rispetto di queste linee guida è essenziale per ottenere giunti di saldatura affidabili senza danneggiare il LED.

5.1 Profilo di Rifusione (Reflow)

Il LED è compatibile con processi di rifusione a infrarossi e a fase di vapore. Viene fornito un profilo di rifusione consigliato senza piombo:

• Preriscaldamento:Rampa da ambiente a 150-200°C in 60-120 secondi.
• Fase di Soak/Preflow:Mantenere tra 150-200°C.
• Rifusione:Rampa rapida a una velocità massima di 3°C/sec fino alla temperatura di picco.
• Temperatura di Picco:Massimo di 260°C, mantenuta sopra 217°C per 60-150 secondi, e sopra 255°C per un massimo di 30 secondi. Il tempo a 260°C non deve superare i 10 secondi.
• Raffreddamento:Raffreddare a una velocità massima di 6°C/sec.

Nota Critica:La rifusione non deve essere eseguita più di due volte sullo stesso assemblaggio LED.

5.2 Istruzioni per la Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, è necessario prestare estrema attenzione:

• Utilizzare un saldatore con una temperatura della punta non superiore a 350°C.
• Applicare calore a ciascun terminale per un massimo di 3 secondi.
• Utilizzare un saldatore con potenza nominale di 25W o inferiore.
• Lasciare un intervallo di almeno 2 secondi tra la saldatura di ciascun terminale per prevenire l'accumulo di calore.
• Evitare di applicare stress meccanico sul LED durante o dopo la saldatura.

5.3 Rilavorazione e Riparazione

La riparazione dopo la saldatura è fortemente sconsigliata. Se assolutamente inevitabile, deve essere utilizzato un saldatore specializzato a doppia testa per riscaldare simultaneamente entrambi i terminali, consentendo la rimozione senza eccessivo stress torsionale sui giunti di saldatura. Il potenziale di danno è alto e le caratteristiche del LED dopo la rilavorazione non possono essere garantite.

6. Conservazione e Sensibilità all'Umidità

Essendo un dispositivo sensibile all'umidità, devono essere seguite rigide procedure di stoccaggio per prevenire il fenomeno del "popcorning" o la delaminazione interna durante la rifusione.

• Sacca Non Aperta:Conservare a ≤30°C e ≤90% di Umidità Relativa.
• Tempo di Vita a Punto (Floor Life):Una volta aperta la sacca impermeabile, i LED devono essere utilizzati entro168 ore (7 giorni).
• Risigillatura:Se non utilizzati entro il tempo di vita a punto, le parti non utilizzate devono essere risigillate in una sacca impermeabile con nuovo essiccante.
• Essiccazione (Baking):Se l'indicatore di umidità mostra un'eccessiva esposizione all'umidità o se il tempo di vita a punto è superato, i LED devono essere essiccati a 60 ±5°C per 24 ore prima dell'uso per rimuovere l'umidità.

7. Considerazioni per la Progettazione dell'Applicazione

7.1 La Limitazione di Corrente è Obbligatoria

La scheda tecnica avverte esplicitamente:"Il cliente deve applicare resistori per la protezione, altrimenti un leggero spostamento di tensione causerà una grande variazione di corrente (si verificherà il burnout)."I LED presentano una relazione V-I non lineare ed esponenziale. Un piccolo aumento della tensione diretta oltre il valore tipico può portare a un aumento molto grande, potenzialmente distruttivo, della corrente. Una resistenza limitatrice di corrente esterna o un circuito driver a corrente costante sono assolutamente essenziali per un funzionamento affidabile.

7.2 Gestione Termica

Sebbene il package abbia una potenza di dissipazione nominale di 95mW, una gestione termica efficace è la chiave per mantenere prestazioni e longevità. Operare a o vicino alla massima corrente diretta (25mA) genererà calore. I progettisti dovrebbero garantire un'adeguata area di rame sul PCB (pad di sfiato termico) per aiutare a dissipare il calore, specialmente in ambienti ad alta temperatura o quando più LED sono raggruppati.

7.3 Restrizioni di Applicazione

La scheda tecnica include una chiara dichiarazione di non responsabilità riguardo alle applicazioni ad alta affidabilità. Questo prodotto è destinato all'uso commerciale e industriale generale. È esplicitamente dichiarato che potrebbe non essere adatto per applicazioni che richiedono un'affidabilità ultra-elevata, come:

• Sistemi Militari/Aerospaziali
• Sistemi di Sicurezza Automobilistica (es. controlli airbag, luci freno)
• Apparecchiature Mediche di Supporto Vitale

Per tali applicazioni, devono essere reperiti componenti con qualifiche e specifiche diverse.

8. Conformità Ambientale e Normativa

Il prodotto è progettato per soddisfare diversi standard ambientali internazionali chiave:

• Conforme RoHS:Il prodotto è privo di sostanze pericolose limitate secondo la direttiva UE sulla restrizione delle sostanze pericolose.
• Senza Piombo:I terminali e il processo di saldatura sono privi di piombo.
• Conforme al REACH UE:Rispetta il regolamento sulla registrazione, valutazione, autorizzazione e restrizione delle sostanze chimiche.
• Senza Alogeni:Conforme ai requisiti senza alogeni, contenente meno di 900 ppm di Bromo (Br), meno di 900 ppm di Cloro (Cl) e una somma di Br+Cl inferiore a 1500 ppm.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Il 25-21/GHC-YSU/2A si differenzia all'interno del mercato dei LED SMD attraverso diversi attributi chiave:

• Dimensioni del Package:L'ingombro di 2.5x2.1mm è una dimensione comune ma efficiente, bilanciando l'emissione luminosa con lo spazio sulla scheda. È più piccolo dei tradizionali LED a foro passante da 3mm e 5mm, consentendo design moderni miniaturizzati.
• Tecnologia del Materiale:Utilizzando un chip InGaN (Indio Gallio Nitruro), produce un colore verde brillante. La tecnologia InGaN è nota per la sua efficienza e capacità di produrre luce a lunghezza d'onda più corta (blu, verde, bianco) rispetto a tecnologie più vecchie come l'AlGaAs (rosso).
• Prestazioni Ottiche:Con un'intensità luminosa fino a 715 mcd e un angolo di visione di 60 gradi, offre un buon equilibrio tra luminosità e ampiezza del fascio sia per ruoli di indicazione che di retroilluminazione.
• Robustezza:L'inclusione di una protezione ESD di base (150V HBM) e un'ampia gamma di temperature operative (-40°C a +85°C) fornisce un grado di robustezza adatto a molti ambienti non critici.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Che valore di resistenza devo usare per pilotare questo LED a 20mA da un'alimentazione di 5V?

R: Usando la Legge di Ohm (R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F) e il tipico V_Fdi 3.5V: R = (5V - 3.5V) / 0.020A = 75 Ohm. Una resistenza standard da 75Ω o 82Ω sarebbe appropriata. Calcolare sempre utilizzando il V_Fmassimo (4.3V) per garantire che la corrente non superi i limiti nelle condizioni peggiori.

D: Posso usare questo LED per applicazioni esterne?

R: L'intervallo di temperatura operativa da -40°C a +85°C suggerisce che possa resistere a un'ampia gamma di condizioni ambientali. Tuttavia, la scheda tecnica non specifica un grado di protezione IP (Ingress Protection) per il package stesso. Per uso esterno, il LED dovrebbe probabilmente essere protetto dall'esposizione diretta all'acqua e ai contaminanti dall'involucro del prodotto finale o da un rivestimento conformale sul PCB.

D: L'etichetta mostra CAT="T" e HUE="YY". Cosa significa?

R: Ciò significa che i LED su quella bobina provengono dal Bin di Intensità Luminosa T (285-450 mcd) e dal Bin di Lunghezza d'Onda Dominante YY (525-530 nm all'interno del Gruppo Y). Questa informazione è cruciale per garantire la coerenza di luminosità e colore nella vostra produzione.

D: Perché lo stoccaggio e il tempo di vita a punto sono così critici?

R: La resina plastica (incapsulante) del package SMD può assorbire umidità dall'aria. Durante il processo di rifusione ad alta temperatura, questa umidità intrappolata può vaporizzarsi rapidamente, creando pressione interna. Ciò può causare la rottura del package ("popcorning") o la delaminazione interna, portando a guasti immediati o a un'affidabilità a lungo termine ridotta.