Scheda Tecnica LED SMD 19-223/S2BHC-A01/2T - Package 2.0x1.25x0.8mm - Tensione 2.0V/3.0V - Multi-Colore - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 19-223/S2BHC-A01/2T è un LED SMD (Surface Mount Device) compatto e multicolore, progettato per assemblaggi elettronici ad alta densità. Il suo vantaggio principale risiede nell'ingombro significativamente ridotto rispetto ai LED tradizionali a telaio con reofori, consentendo progetti di circuiti stampati (PCB) più piccoli, una maggiore densità di componenti e, in definitiva, apparecchiature finali più compatte. La costruzione leggera lo rende inoltre adatto per applicazioni miniaturizzate e portatili dove peso e spazio sono vincoli critici.

Il prodotto è offerto in una configurazione multicolore, che supporta specificamente emissioni di arancione brillante (tramite un chip AlGaInP) e blu (tramite un chip InGaN). È confezionato su nastro da 8 mm avvolto su bobine da 7 pollici di diametro, garantendo compatibilità con le attrezzature standard di assemblaggio automatico pick-and-place. Il dispositivo è pienamente conforme alle direttive RoHS, REACH UE e privo di alogeni (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm), rendendolo adatto ai mercati globali con normative ambientali stringenti.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

I limiti operativi del dispositivo sono definiti separatamente per le sue due varianti di chip, S2 (AlGaInP, Arancione) e BH (InGaN, Blu), ad una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Corrente Diretta (IF): Il chip S2 ha una corrente diretta massima continua di 25 mA, mentre il chip BH è classificato per 20 mA. Superare questi valori rischia di causare danni permanenti.
• Corrente Diretta di Picco (IFP): Per funzionamento in impulsi con ciclo di lavoro 1/10 e frequenza 1 kHz, il chip S2 può gestire picchi di 50 mA e il chip BH picchi di 40 mA.
• Dissipazione di Potenza (Pd): La massima dissipazione di potenza consentita è di 60 mW per il chip S2 e 75 mW per il chip BH. Questo parametro è cruciale per la gestione termica.
• Scarica Elettrostatica (ESD): Il chip S2 offre una robusta protezione ESD fino a 2000V (Modello Corpo Umano), mentre il chip BH è classificato per 150V. Procedure di manipolazione ESD adeguate sono essenziali, specialmente per la variante BH.
• Intervalli di Temperatura: L'intervallo di temperatura operativa è -40°C a +85°C, e l'intervallo di temperatura di stoccaggio è -40°C a +90°C.
• Temperatura di Saldatura: Il LED può resistere alla saldatura a rifusione a 260°C per 10 secondi o alla saldatura manuale a 350°C per 3 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Le metriche di prestazione chiave sono misurate a Ta=25°C e una corrente diretta (IF) di 20 mA, salvo diversa specificazione.

• Intensità Luminosa (Iv): Per il chip S2 (Arancione), l'intensità varia da un minimo di 72,0 mcd a un massimo di 140,0 mcd. Il chip BH (Blu) ha un intervallo da 36,0 mcd a 72,0 mcd. Si applica una tolleranza di ±11%.
• Angolo di Visione (2θ1/2): Entrambi i chip presentano un ampio angolo di visione di 120 gradi, tipico.
• Lunghezza d'Onda: Il chip S2 ha una lunghezza d'onda di picco tipica (λp) di 611 nm e una lunghezza d'onda dominante (λd) di 605 nm. Il chip BH ha una lunghezza d'onda di picco tipica di 468 nm e una lunghezza d'onda dominante di 470 nm.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ): La larghezza spettrale è di circa 17 nm per il chip S2 e 25 nm per il chip BH.
• Tensione Diretta (VF): Il chip S2 opera ad una tensione diretta tipica di 2,0V, entro un intervallo da 1,7V a 2,4V. Il chip BH ha una VF tipica da 3,0V a 3,5V. Si applica una tolleranza di ±0,1V.
• Corrente Inversa (IR): Ad una tensione inversa (VR) di 5V, la corrente inversa massima è 10 µA per S2 e 50 µA per BH.Nota Importante:Il dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa; questa condizione di test è solo per caratterizzazione.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

I LED sono selezionati (binnati) in base a parametri chiave per garantire coerenza all'interno di un lotto di produzione.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

Chip S2 (Arancione):

• Bin Q1: 72,0 - 90,0 mcd
• Bin Q2: 90,0 - 112,0 mcd
• Bin R1: 112,0 - 140,0 mcd

Chip BH (Blu):

• Bin N2: 36,0 - 45,0 mcd
• Bin P1: 45,0 - 57,0 mcd
• Bin P2: 57,0 - 72,0 mcd

3.2 Binning della Tensione Diretta (solo chip BH)

Anche la tensione diretta per il chip BH (Blu) è binnata:

• Bin 1: 3,00 - 3,15 V
• Bin 2: 3,15 - 3,30 V
• Bin 3: 3,30 - 3,50 V

Ciò consente ai progettisti di selezionare LED con una corrispondenza VF più stretta per applicazioni che richiedono una distribuzione uniforme della corrente in stringhe parallele.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include le tipiche curve delle caratteristiche elettro-ottiche per entrambi i chip S2 e BH. Sebbene i dati grafici specifici non siano forniti nel testo, queste curve illustrano tipicamente la relazione tra corrente diretta (IF) e tensione diretta (VF), l'effetto della temperatura ambiente sull'intensità luminosa e la distribuzione spettrale di potenza relativa. Analizzare queste curve è essenziale per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni non standard (ad es., diverse correnti di pilotaggio o temperature) e per un accurato progetto del circuito e modellazione termica.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il LED presenta un package SMD compatto. Le dimensioni del package sono fornite in un disegno dettagliato con la nota che le tolleranze sono ±0,1 mm salvo diversa specificazione. L'unità di misura è il millimetro (mm). Queste informazioni sono critiche per il progetto dell'impronta sul PCB, garantendo un corretto posizionamento ed evitando interferenze meccaniche con altri componenti.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Stoccaggio e Manipolazione

I LED sono confezionati in sacchetti resistenti all'umidità con essiccante.

1. Non aprire il sacchetto anti-umidità 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 utile a banco" dopo l'apertura è di 168 ore (7 giorni). I LED non utilizzati devono essere richiusi in una confezione anti-umidità.
4. Se l'essiccante indica assorbimento di umidità o se la vita utile a banco è superata, è necessario un trattamento di baking a 60 ± 5°C per 24 ore prima dell'uso.

6.2 Processo di Saldatura

Saldatura a Rifusione:Si raccomanda un profilo di temperatura per rifusione senza piombo. La saldatura a rifusione non dovrebbe essere eseguita più di due volte. Evitare di applicare stress meccanico al LED durante il riscaldamento e non deformare il PCB dopo la saldatura.Saldatura Manuale:Se necessario, utilizzare un saldatore con temperatura della punta < 350°C e potenza nominale < 25W. Il tempo di contatto per terminale non deve superare i 3 secondi. Lasciare un intervallo minimo di 2 secondi tra la saldatura di ciascun terminale. La saldatura manuale comporta un rischio maggiore di danneggiamento.Riparazione:Si sconsiglia la riparazione dopo la saldatura. Se inevitabile, deve essere utilizzato un saldatore a doppia testa per riscaldare simultaneamente entrambi i terminali, prevenendo stress termico. L'impatto sulle caratteristiche del LED deve essere valutato preventivamente.

7. Confezionamento e Informazioni d'Ordine

Il prodotto è fornito su nastro portacomponenti su bobine da 7 pollici, con una quantità standard caricata di 2000 pezzi per bobina. Sono fornite le dimensioni dettagliate per la bobina e il nastro portacomponenti (tolleranze ±0,1mm). L'etichetta di confezionamento include campi per il Numero Prodotto Cliente (CPN), Numero Prodotto (P/N), Quantità Confezionata (QTY), Classe Intensità Luminosa (CAT), Classe Cromaticità/Lunghezza d'Onda Dominante (HUE), Classe Tensione Diretta (REF) e Numero di Lotto (LOT No.).

8. Suggerimenti Applicativi

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Retroilluminazione:Ideale per indicatori di cruscotto, illuminazione di interruttori e retroilluminazione piatta per LCD e simboli.
• Apparecchiature di Telecomunicazione:Adatto come indicatori di stato e retroilluminazione tastiera in telefoni e fax.
• Uso Generale come Indicatore:Può essere utilizzato in un'ampia varietà di elettronica di consumo e industriale dove è necessario un indicatore compatto e affidabile.

8.2 Considerazioni di Progetto

Limitazione di Corrente:Una resistenza di limitazione della corrente esterna èobbligatoria. La tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo, il che significa che un leggero aumento della tensione può causare un grande, potenzialmente distruttivo, aumento della corrente se non adeguatamente controllata.Gestione Termica:Rispettare i valori massimi di dissipazione di potenza. Assicurare un'adeguata area di rame sul PCB o altri metodi di dissipazione del calore se si opera vicino ai valori massimi o ad alte temperature ambientali.Protezione ESD:Implementare appropriate misure di protezione ESD sul PCB, specialmente per la variante BH (Blu) con la sua classificazione HBM inferiore di 150V.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

La differenziazione chiave di questa famiglia di LED risiede nell'offerta a doppio chip (AlGaInP per l'arancione e InGaN per il blu) all'interno della stessa impronta di package compatto. Ciò fornisce flessibilità di progettazione. Rispetto ai LED through-hole più grandi, i suoi vantaggi principali sono la drastica riduzione dello spazio su scheda e del peso, la compatibilità con l'assemblaggio completamente automatizzato e la conformità agli standard ambientali moderni. L'ampio angolo di visione di 120 gradi è adatto per applicazioni che richiedono un'ampia visibilità.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Perché una resistenza di limitazione della corrente è assolutamente necessaria?R: La tensione diretta del LED diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Senza una resistenza in serie per regolare la corrente, ciò può portare alla fuga termica (thermal runaway) - un piccolo aumento di tensione causa più corrente, che riscalda il LED, abbassando ulteriormente la sua Vf, attirando ancora più corrente, causando infine il guasto.

D: Cosa significa la vita utile a banco di 168 ore?R: Dopo l'apertura del sacchetto anti-umidità, i componenti sono esposti all'umidità ambientale. L'umidità assorbita può vaporizzarsi durante il processo di saldatura a rifusione ad alta temperatura, causando delaminazione interna o crepe ("popcorning"). Il limite di 168 ore è il massimo tempo di esposizione sicuro prima che questo rischio diventi inaccettabile senza un nuovo trattamento di baking.

D: Posso pilotare il LED con una sorgente di tensione invece che di corrente?R: È fortemente sconsigliato. Pilotare con una tensione costante, anche con una resistenza in serie, è meno stabile di un adeguato driver a corrente costante perché non compensa le variazioni di Vf dovute a temperatura o binning. Progettare sempre per il controllo della corrente.

11. Caso Pratico di Progetto e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un pannello multi-indicatore.Un progettista necessita di LED di stato arancione e blu compatti su una scheda di controllo ad alta densità. Seleziona il 19-223/S2BHC-A01/2T per le sue piccole dimensioni e l'opzione a due colori da un singolo numero di parte, semplificando l'approvvigionamento. Progetta valori di resistenza di limitazione della corrente separati per i LED arancione (VF~2,0V) e blu (VF~3,2V) per ottenere una luminosità simile da un'alimentazione comune a 5V. Specifica l'impronta sul PCB esattamente secondo il disegno del package. Durante l'assemblaggio, si assicura che la bobina di nastro venga utilizzata entro la vita utile a banco dopo l'apertura e segue il profilo di rifusione raccomandato per prevenire danni termici.

12. Introduzione al Principio Tecnico

L'emissione di luce nei LED si basa sull'elettroluminescenza nei materiali semiconduttori. Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n, 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. Il sistema di materialiAlGaInP(Fosfuro di Alluminio Gallio Indio) è efficiente per produrre luce nello spettro dall'ambra all'arancio-rosso. Il sistema di materialiInGaN(Nitruro di Indio Gallio) è utilizzato per produrre luce blu, verde e bianca (con fosforo). Il package SMD incapsula il die semiconduttore in una resina epossidica trasparente o diffusa, che funge anche da lente per modellare l'uscita luminosa.

13. Tendenze Tecnologiche

La tendenza nei LED indicatori e per retroilluminazione continua verso una maggiore efficienza (più luce emessa per unità di potenza elettrica), dimensioni del package più piccole per aumentare la densità e un'affidabilità migliorata. C'è anche una forte spinta per un'adozione più ampia di materiali (senza alogeni, senza piombo) e processi ecocompatibili. L'integrazione, come l'incorporazione di resistenze di limitazione della corrente o IC di controllo all'interno del package LED, è un altro sviluppo in corso per semplificare il progetto del circuito dell'utente finale e migliorare la coerenza delle prestazioni.

Avviso di Restrizione Applicativa:Questo prodotto è destinato ad applicazioni di uso generale. Potrebbe non essere adatto per applicazioni ad alta affidabilità senza preventiva consultazione e qualifica. Tali applicazioni includono, ma non sono limitate a, sistemi militari/aerospaziali, sistemi di sicurezza automobilistici (es. airbag, frenatura) e apparecchiature mediche critiche per la vita. Per questi usi, devono essere reperiti prodotti progettati e qualificati per i requisiti specifici di ambiente ostile e affidabilità.