Scheda Tecnica LED SMD 19-223/R6BHC-A05/2T - Multicolore - Rosso & Blu - 2.0V/3.3V - 60mW/75mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 19-223 è un LED a montaggio superficiale compatto, progettato per assemblaggi elettronici ad alta densità. È di tipo multicolore, disponibile nei colori rosso brillante (utilizzando il chip R6 in AlGaInP) e blu (utilizzando il chip BH in InGaN), entrambi racchiusi in un package in resina trasparente. Il suo fattore di forma ridotto consente riduzioni significative delle dimensioni del circuito stampato, aumenta la densità di impaccamento e permette la progettazione di apparecchiature finali più piccole e leggere, rendendolo ideale per applicazioni miniaturizzate.

1.1 Caratteristiche Principali e Conformità

Le caratteristiche principali includono l'imballaggio su nastro da 8 mm all'interno di bobine da 7 pollici di diametro per compatibilità con le attrezzature di posizionamento automatico. Il componente è adatto sia per i processi di saldatura a rifusione a infrarossi che in fase di vapore. È un prodotto senza piombo (Pb-free) ed è conforme alle principali normative ambientali, tra cui RoHS, REACH UE e standard alogeni-free (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Applicazioni Target

Questo LED è versatile e trova impiego in vari ruoli di illuminazione e indicazione. Le applicazioni principali includono retroilluminazione per cruscotti, interruttori e simboli; indicatori e retroilluminazione in dispositivi di telecomunicazione come telefoni e fax; retroilluminazione piatta per LCD; e applicazioni di illuminazione generica.

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Tensione Inversa (VR):5V per entrambi i tipi di chip. Superare questo valore può causare la rottura della giunzione.
• Corrente Diretta (IF):R6 (Rosso): 25 mA (Continua), BH (Blu): 20 mA (Continua).
• Corrente Diretta di Picco (IFP):Con un ciclo di lavoro di 1/10 e 1kHz. R6: 50 mA, BH: 40 mA. Questo valore è per il funzionamento in impulso, non per corrente continua continua.
• Dissipazione di Potenza (Pd):R6: 60 mW, BH: 75 mW. Questa è la potenza massima che il package può dissipare, calcolata come IF * VF.
• Scarica Elettrostatica (ESD) Modello Corpo Umano (HBM):R6: 2000V, BH: 150V. Il chip blu (BH) è significativamente più sensibile all'ESD e richiede precauzioni di manipolazione più rigorose.
• Intervallo di Temperatura:Funzionamento (Topr): -40°C a +85°C. Stoccaggio (Tstg): -40°C a +90°C.
• Temperatura di Saldatura:Rifusione: 260°C di picco per un massimo di 10 secondi. Saldatura manuale: 350°C per un massimo di 3 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi sono parametri di prestazione tipici misurati a Ta=25°C e IF=20mA, salvo diversa indicazione. Definiscono l'emissione luminosa e il comportamento elettrico.

• Intensità Luminosa (Iv):R6: 72.0 - 180.0 mcd. BH: 36.0 - 72.0 mcd. Questa è una misura della luminosità percepita. L'ampio intervallo indica la necessità del binning.
• Angolo di Visione (2θ1/2):130 gradi (tipico). Questo definisce l'ampiezza angolare in cui l'intensità è almeno la metà del valore di picco.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λp):R6: 632 nm (tipico), BH: 468 nm (tipico). La lunghezza d'onda alla quale l'emissione spettrale è più forte.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):R6: 617.5 - 633.5 nm, BH: 464.5 - 476.5 nm. Questa correlata al colore percepito della luce.
• Larghezza di Banda della Radiazione Spettrale (Δλ):R6: 20 nm (tipico), BH: 15 nm (tipico). La larghezza spettrale a metà dell'intensità massima.
• Tensione Diretta (VF):R6: 1.7V (Min), 2.0V (Tip), 2.4V (Max). BH: 2.7V (Min), 3.3V (Tip), 3.7V (Max). La caduta di tensione ai capi del LED quando funziona alla corrente specificata.
• Corrente Inversa (IR):Misurata a VR=5V. R6: 10 μA (Max), BH: 50 μA (Max).

Tolleranze:Intensità Luminosa: ±11%, Lunghezza d'Onda Dominante: ±1nm, Tensione Diretta: ±0.1V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza del colore e della luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base ai parametri misurati.

3.1 Binning Chip R6 (Rosso)

Bin di Intensità Luminosa (IF=20mA):

• Bin Q: 72.0 - 112.0 mcd
• Bin R: 112.0 - 180.0 mcd

Bin di Lunghezza d'Onda Dominante (IF=20mA):

• Bin E4: 617.5 - 621.5 nm
• Bin E5: 621.5 - 625.5 nm
• Bin E6: 625.5 - 629.5 nm
• Bin E7: 629.5 - 633.5 nm

3.2 Binning Chip BH (Blu)

Bin di Intensità Luminosa (IF=20mA):

• Bin N2: 36.0 - 45.0 mcd
• Bin P1: 45.0 - 57.0 mcd
• Bin P2: 57.0 - 72.0 mcd

Bin di Lunghezza d'Onda Dominante (IF=20mA):

• Bin A9: 464.5 - 467.5 nm
• Bin A10: 467.5 - 470.5 nm
• Bin A11: 470.5 - 473.5 nm
• Bin A12: 473.5 - 476.5 nm

4. Analisi delle Curve di Prestazione

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

4.1 Caratteristiche R6 (Rosso)

Le curve mostrano tipicamente:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:Mostra come l'emissione luminosa aumenta con la corrente, solitamente con una relazione non lineare che si satura a correnti più elevate.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra l'effetto di quenching termico, dove l'emissione luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:Illustra la curva caratteristica I-V del diodo.
• Tensione Diretta vs. Temperatura Ambiente:Mostra il coefficiente di temperatura negativo della tensione diretta.
• Lunghezza d'Onda di Picco vs. Temperatura Ambiente:Indica come il colore emesso (lunghezza d'onda) si sposta con la temperatura.

4.2 Caratteristiche BH (Blu)

Le curve includono tipicamente:

• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra il picco di emissione intorno a 468 nm.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:La curva I-V per il chip blu.
• Curva di Derating della Corrente Diretta:Specifica la massima corrente diretta continua consentita in funzione della temperatura ambiente per rimanere entro i limiti di dissipazione di potenza.
• Diagramma di Radiazione:Un grafico polare che mostra la distribuzione spaziale dell'intensità luminosa (pattern dell'angolo di visione).
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Curva di prestazione termica.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:Curva di efficienza.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni di Contorno del Package

Il LED è un dispositivo a montaggio superficiale. La scheda tecnica fornisce un disegno dimensionale dettagliato (viste dall'alto, laterale e inferiore) con le misure critiche. Le dimensioni chiave includono tipicamente la lunghezza, larghezza e altezza complessive, nonché la posizione e le dimensioni dei pad di saldatura. Tutte le tolleranze sono ±0.1 mm salvo diversa specifica. L'unità di misura è il millimetro (mm).

5.2 Identificazione della Polarità

Il catodo è tipicamente contrassegnato sul dispositivo, spesso con una tacca, un punto verde o un pad di colore diverso sul fondo del package. La polarità corretta deve essere osservata durante l'assemblaggio per prevenire danni.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Si raccomanda un profilo di temperatura per rifusione senza piombo:

• Preriscaldamento:150~200°C per 60~120 secondi.
• Tempo Sopra il Liquido (217°C):60~150 secondi.
• Temperatura di Picco:260°C massimo.
• Tempo al Picco:10 secondi massimo.
• Velocità di Riscaldamento:6°C/secondo massimo.
• Tempo Sopra 255°C:30 secondi massimo.
• Velocità di Raffreddamento:3°C/secondo massimo.

La saldatura a rifusione non dovrebbe essere eseguita più di due volte.

6.2 Precauzioni per Stoccaggio e Manipolazione

Sensibilità all'Umidità:I componenti sono imballati in una busta resistente all'umidità con essiccante.

1. Non aprire la busta anti-umidità fino al momento dell'uso.
2. Dopo l'apertura, i LED non utilizzati devono essere conservati a ≤30°C e ≤60% UR.
3. La "vita a terra" dopo l'apertura della busta è di 168 ore (7 giorni).
4. Se si supera la vita a terra o se l'essiccante indica umidità, è necessario un baking a 60 ±5°C per 24 ore prima dell'uso.

Protezione ESD:Soprattutto per il chip BH (Blu) con una bassa classificazione HBM di 150V, sono obbligatori adeguati controlli ESD (postazioni di lavoro messe a terra, braccialetti).

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I LED sono forniti su nastro portacomponenti goffrato:

• Larghezza del Nastro Portacomponenti:8 mm.
• Diametro della Bobina:7 pollici.
• Quantità per Bobina:2000 pezzi.

Vengono forniti disegni dettagliati per le dimensioni della bobina, le dimensioni delle tasche del nastro portacomponenti e il posizionamento del nastro di copertura, con tolleranze di ±0.1 mm salvo diversa indicazione.

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta dell'imballaggio include diversi codici:

• CPN:Numero di Prodotto del Cliente.
• P/N:Numero di Prodotto (es. 19-223/R6BHC-A05/2T).
• QTY:Quantità di Imballaggio.
• CAT:Classe di Intensità Luminosa (codice bin).
• HUE:Coordinate di Cromaticità & Classe di Lunghezza d'Onda Dominante (codice bin).
• REF:Classe di Tensione Diretta.
• LOT No:Numero di Lotto di Produzione per la tracciabilità.

8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progetto

8.1 Limitazione della Corrente

Critico:Una resistenza limitatrice di corrente esterna o un driver a corrente costantedeveessere utilizzato in serie con il LED. La tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo e una piccola variazione può causare un grande, potenzialmente distruttivo, aumento della corrente diretta. Il valore della resistenza può essere calcolato utilizzando la Legge di Ohm: R = (Valimentazione - VF) / IF.

8.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, un corretto layout del PCB può aiutare a gestire il calore. Assicurare un'adeguata area di rame attorno ai pad di saldatura per fungere da dissipatore di calore, specialmente se si opera vicino ai valori massimi o in alte temperature ambiente. Fare riferimento alla curva di derating per il chip BH.

8.3 Progettazione Ottica

L'angolo di visione di 130 gradi fornisce un fascio ampio. Per applicazioni che richiedono luce focalizzata, potrebbero essere necessarie ottiche secondarie (lenti). La resina trasparente è adatta per applicazioni in cui il colore del LED stesso è l'indicatore. Per un'emissione diffusa o filtrata per colore, dovrebbero essere considerati diffusori o lenti esterni.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Il vantaggio principale di questo componente risiede nella combinazione di un ingombro SMD ridotto con la disponibilità di due distinte tecnologie semiconduttrici ad alte prestazioni (AlGaInP per il rosso e InGaN per il blu) in un unico stile di package. Ciò semplifica l'approvvigionamento e l'assemblaggio per progetti che richiedono più colori. Rispetto ai LED a foro passante più grandi, offre significativi risparmi di spazio e compatibilità con linee di assemblaggio SMT completamente automatizzate e ad alta velocità, riducendo i costi di produzione.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Posso pilotare questo LED senza una resistenza?

No.Questo è esplicitamente sconsigliato nelle "Precauzioni per l'Uso". La caratteristica esponenziale I-V del LED significa che si comporta come un cortocircuito se collegato direttamente a una sorgente di tensione superiore alla sua tensione diretta, portando a un sovraccarico di corrente immediato e al guasto.

10.2 Perché la classificazione ESD per il LED blu è così inferiore rispetto a quella del rosso?

I materiali e la struttura dei LED blu basati su InGaN sono intrinsecamente più sensibili alle scariche elettrostatiche rispetto ai LED rossi basati su AlGaInP. Questa è una caratteristica fondamentale della tecnologia dei semiconduttori. Ciò rende necessarie procedure di manipolazione ESD più rigorose per la variante blu.

10.3 Cosa significano i codici di bin (es. R, E5, P2, A10) per il mio progetto?

Se la tua applicazione richiede una stretta coerenza di colore o luminosità (es. in un array multi-LED o display), devi specificare i codici di bin richiesti al momento dell'ordine. Mescolare bin diversi può portare a variazioni visibili nella tonalità del colore e nell'intensità nel tuo prodotto. Per applicazioni di indicatori meno critiche, un intervallo di bin più ampio può essere accettabile.

10.4 Come interpreto la lunghezza d'onda "di Picco" vs "Dominante"?

Lunghezza d'Onda di Picco (λp)è la lunghezza d'onda fisica dove la potenza spettrale in uscita è massima.Lunghezza d'Onda Dominante (λd)è la lunghezza d'onda della luce monocromatica che apparirebbe dello stesso colore all'occhio umano. λd è più rilevante per la specifica del colore nelle applicazioni visive.

11. Caso Pratico di Progetto e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un pannello indicatore multi-stato.Un pannello di controllo richiede indicatori separati rossi e blu per gli stati "Standby", "Attivo" e "Guasto". L'utilizzo della serie 19-223 consente al progettista di utilizzare lo stesso footprint per entrambi i colori, semplificando il layout del PCB. Il progettista seleziona chip R6 (binati a E5 per una tonalità rossa uniforme) per "Guasto" e chip BH (binati a A10 per un blu uniforme) per "Attivo". Un valore comune della resistenza limitatrice di corrente è calcolato per un'alimentazione a 5V: ~150Ω per il Rosso (IF=20mA, VF=2.0V) e ~85Ω per il Blu (IF=20mA, VF=3.3V). L'ampio angolo di visione di 130° garantisce la visibilità da varie angolazioni. Il package SMD consente al pannello di essere molto sottile.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

L'emissione di luce nei LED si basa sull'elettroluminescenza in una giunzione p-n di un semiconduttore. Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva dove si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). Il colore (lunghezza d'onda) della luce emessa è determinato dall'energia del bandgap del materiale semiconduttore. Ilchip R6utilizza una strutturaAlGaInP(Fosfuro di Alluminio Gallio Indio), che è efficiente per produrre luce dal rosso all'ambra. IlBHchip BHutilizza una strutturaInGaN

(Nitruro di Indio Gallio), che viene utilizzata per produrre luce blu, verde e bianca (con fosforo). I diversi sistemi di materiali spiegano le loro diverse caratteristiche elettriche (tensione diretta, sensibilità ESD) e prestazioni ottiche.

13. Tendenze di Sviluppo