Scheda Tecnica LED SMD 12-22/R6GHC-A30/2C - Bicolore Rosso/Verde - 2.0V/3.3V - 60mW/95mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LED SMD 12-22 è un diodo emettitore di luce compatto a montaggio superficiale, progettato per applicazioni PCB ad alta densità. È di tipo multicolore, disponibile in rosso brillante (utilizzando la tecnologia del chip AlGaInP) e verde brillante (utilizzando la tecnologia del chip InGaN). Il vantaggio principale di questo componente è l'ingombro significativamente ridotto rispetto ai LED tradizionali con piedini, consentendo la miniaturizzazione dei prodotti finali, una maggiore densità di impacchettamento sui circuiti stampati e requisiti di stoccaggio ridotti. La sua costruzione leggera lo rende particolarmente adatto per dispositivi elettronici portatili e miniaturizzati.

1.1 Caratteristiche Fondamentali e Conformità

• Imballato su nastro da 8mm su bobine da 7 pollici di diametro per l'assemblaggio automatizzato pick-and-place.
• Completamente compatibile con i processi standard di saldatura a rifusione a infrarossi e a fase di vapore.
• Costruito con materiali privi di piombo, garantendo la conformità alle normative ambientali.
• Il prodotto è conforme alla direttiva UE RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).
• Conforme alle normative UE REACH (Registrazione, Valutazione, Autorizzazione e Restrizione delle Sostanze Chimiche).
• Costruzione priva di alogeni: Bromo (Br) < 900 ppm, Cloro (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:

• Retroilluminazione:Ideale per indicatori del cruscotto, retroilluminazione di interruttori e illuminazione di simboli.
• Apparecchiature di Telecomunicazione:Funge da indicatore di stato e retroilluminazione per tastiere in dispositivi come telefoni e fax.
• Tecnologia dei Display:Utilizzato per la retroilluminazione piatta nei pannelli LCD.
• Indicazione Generica:Adatto per un'ampia gamma di elettronica di consumo e industriale che richiede luci di stato compatte e affidabili.

2. Approfondimento Specifiche Tecniche

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento in queste condizioni non è garantito.

Analisi Chiave:La variante GH (Verde) ha una tolleranza di corrente di picco più alta ma una tensione di tenuta ESD significativamente inferiore (150V vs. 2000V per il Rosso). Ciò indica che il chip InGaN è più sensibile alle scariche elettrostatiche e richiede precauzioni di manipolazione più rigorose. Entrambe le varianti supportano un'ampia gamma di temperature industriali.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Misurati a una temperatura ambiente (T_a) di 25°C, questi parametri definiscono le prestazioni tipiche.

Analisi Chiave:Il LED verde (GH) offre tipicamente un'intensità luminosa più alta ma a una tensione diretta più elevata (~3.3V vs. ~2.0V per il rosso). Ciò ha implicazioni dirette per la progettazione dell'alimentazione. L'ampio angolo di visione di 120 gradi fornisce un pattern di emissione ampio, adatto per l'illuminazione d'area. Gli intervalli di tensione diretta devono essere considerati nella progettazione dei circuiti limitatori di corrente per garantire una luminosità uniforme tra i lotti di produzione.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella luminosità, i LED vengono suddivisi in bin in base alla loro intensità luminosa misurata a 20mA.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

R6 (Rosso AlGaInP):

• Bin Q:72.0 mcd (Min) a 112.0 mcd (Max)
• Bin R:112.0 mcd (Min) a 180.0 mcd (Max)

GH (Verde InGaN):

• Bin R:112.0 mcd (Min) a 180.0 mcd (Max)
• Bin S:180.0 mcd (Min) a 285.0 mcd (Max)

Nota:La scheda tecnica specifica una tolleranza di ±11% per l'intensità luminosa. Questo binning consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano specifici requisiti di luminosità per la loro applicazione, garantendo coerenza visiva in array multi-LED o coppie di indicatori abbinati.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fornisce le curve caratteristiche tipiche per la variante R6 (Rosso), illustrando la relazione tra i parametri chiave.

4.1 Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

L'output del LED diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. Questa è una considerazione critica per applicazioni che operano in ambienti ad alta temperatura o dove l'autoriscaldamento del LED è significativo. I progettisti devono deratare l'output luminoso atteso in base alla temperatura di giunzione.

4.2 Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta

Questa curva mostra che l'output luminoso non è linearmente proporzionale alla corrente, specialmente a correnti più elevate. Operare al di sopra della corrente diretta continua raccomandata (20mA) può produrre rendimenti decrescenti in luminosità, aumentando drasticamente la dissipazione di potenza e riducendo la durata di vita.

4.3 Tensione Diretta vs. Corrente Diretta

La curva IV dimostra la caratteristica relazione esponenziale del diodo. Una piccola variazione della tensione diretta può causare una grande variazione della corrente. Ciò sottolinea l'assoluta necessità di utilizzare una resistenza limitatrice di corrente o un driver a corrente costante in serie con il LED per prevenire la fuga termica e la distruzione.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED SMD 12-22 ha un corpo rettangolare compatto. Le dimensioni critiche includono la lunghezza, larghezza e altezza complessive, nonché le raccomandazioni per il pattern dei pad di saldatura. Il catodo è tipicamente indicato da una marcatura verde o da una tacca sul package. Il rispetto del layout dei pad specificato è essenziale per una saldatura affidabile e un corretto allineamento durante la rifusione.

6. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Il componente è classificato per la saldatura a rifusione senza piombo. Il profilo di temperatura raccomandato è cruciale:

• Preriscaldamento:150–200°C per 60–120 secondi.
• Tempo Sopra Liquido (217°C):60–150 secondi.
• Temperatura di Picco:Massimo 260°C, mantenuta per non più di 10 secondi.
• Velocità di Riscaldamento:Massimo 6°C/secondo.
• Velocità di Raffreddamento:Massimo 3°C/secondo.

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

6.2 Precauzioni per la Saldatura Manuale

Se la saldatura manuale è inevitabile:

• Utilizzare un saldatore con temperatura della punta inferiore a 350°C.
• Limitare il tempo di contatto a 3 secondi per terminale.
• Utilizzare un saldatore con potenza nominale di 25W o inferiore.
• Consentire un intervallo di raffreddamento di almeno 2 secondi tra la saldatura di ciascun terminale.
• Evitare di applicare stress meccanico al corpo del LED durante il riscaldamento.

6.3 Conservazione e Sensibilità all'Umidità

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

• Prima dell'Apertura:Conservare a ≤30°C e ≤90% di Umidità Relativa (UR).
• Dopo l'Apertura (Vita Utile a Punto):168 ore (7 giorni) a ≤30°C e ≤60% UR.
• Essiccazione:Se la vita utile a punto viene superata o l'essiccante indica umidità, essiccare a 60 ±5°C per 24 ore prima dell'uso.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I LED sono forniti su nastro portante goffrato avvolto su bobine da 7 pollici di diametro.

• Larghezza del Nastro Portante:8 mm.
• Passo delle Tasche:Specificato nel disegno dimensionale.
• Quantità per Bobina:2000 pezzi.

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

Le etichette delle bobine contengono codici per la tracciabilità e la specifica:

• P/N:Numero di Prodotto (es., 12-22/R6GHC-A30/2C).
• QTY:Quantità di Imballaggio.
• CAT:Classe di Intensità Luminosa (Codice Bin: Q, R, S).
• HUE:Coordinate di Cromaticità & Classe di Lunghezza d'Onda Dominante.
• REF:Classe di Tensione Diretta.
• LOT No:Numero di Lotto di Produzione per tracciabilità.

8. Considerazioni di Progettazione Applicativa

8.1 Imperativo di Progettazione del Circuito

La Limitazione di Corrente è Obbligatoria.Un LED è un dispositivo pilotato a corrente. Collegarlo direttamente a una sorgente di tensione gli farà assorbire una corrente eccessiva, portando a un guasto immediato. Una resistenza in serie deve essere calcolata in base alla tensione di alimentazione (V_s), la tensione diretta del LED (V_f), e la corrente diretta desiderata (I_f): R = (V_s- V_f) / I_f. Utilizzare sempre il V_fmassimo dalla scheda tecnica per un progetto conservativo.

8.2 Gestione Termica

Sebbene piccolo, la dissipazione di potenza (fino a 95mW per la variante verde) deve essere considerata, specialmente in involucri sigillati o array ad alta densità. Assicurarsi che il PCB abbia un'adeguata area di rame o via termiche per dissipare il calore e prevenire che la temperatura di giunzione del LED superi il limite massimo operativo, il che degraderebbe l'output luminoso e la durata di vita.

8.3 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Particolarmente per la variante GH (verde) con una bassa classificazione ESD HBM di 150V, implementare misure di protezione ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio. Ciò include l'uso di postazioni di lavoro messe a terra, braccialetti e ionizzatori negli ambienti di produzione.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Il package 12-22 offre un equilibrio tra dimensioni e prestazioni. Rispetto a LED SMD più grandi (es., 3528, 5050), fornisce un output luminoso totale inferiore ma consente un'ultra-miniaturizzazione. Rispetto a chip LED più piccoli (es., 0402, 0603), è più facile da maneggiare e saldare manualmente se necessario, e spesso ha angoli di visione e intensità migliori grazie alla sua lente modellata. La capacità multicolore (rosso/verde) in un unico ingombro di package offre flessibilità di progettazione per indicatori bicolori.

10. Domande Frequenti (FAQ)

10.1 Posso pilotare questo LED senza una resistenza?

No.Ciò distruggerà quasi certamente il LED. La caratteristica IV esponenziale significa che un leggero sovratensione causa un enorme sovracorrente.

10.2 Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco e Lunghezza d'Onda Dominante?

Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):La singola lunghezza d'onda alla quale lo spettro di emissione ha la massima intensità.
Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):La lunghezza d'onda della luce monocromatica che corrisponde al colore percepito del LED. Viene calcolata in base alla risposta cromatica dell'occhio umano (grafico CIE). La lunghezza d'onda dominante è più rilevante per la specifica del colore.

10.3 Perché la classificazione ESD è diversa per il Rosso e il Verde?

I diversi materiali semiconduttori (AlGaInP vs. InGaN) e le strutture dei chip hanno differenze intrinseche nella loro sensibilità alle scariche elettrostatiche. I LED basati su InGaN (blu, verde, bianco) sono generalmente più sensibili all'ESD rispetto ai LED basati su AlGaInP (rosso, ambra).

10.4 Posso usarlo per l'illuminazione interna automobilistica?

Sebbene possa essere tecnicamente adatto per alcune applicazioni interne (come la retroilluminazione degli interruttori), la scheda tecnica include una nota "Restrizioni Applicative" che sconsiglia l'uso in sistemi di sicurezza/autoveicoli ad alta affidabilità senza ulteriore qualifica. Per l'illuminazione interna non critica, potrebbe essere accettabile, ma l'ampia gamma di temperature operative (-40°C a +85°C) è un fattore positivo.

11. Caso Pratico di Progettazione

11.1 Progettare un Indicatore di Stato Bicolore

Scenario:Creare una luce di stato PCB compatta che mostri rosso per "Guasto" e verde per "Normale".
Soluzione:Utilizzare un LED 12-22/R6 (rosso) e un LED 12-22/GH (verde) posizionati fianco a fianco.
Circuito:Progettare due circuiti di pilotaggio indipendenti. Per un'alimentazione a 5V:
Per Rosso (V_fmax = 2.4V, I_f= 20mA): R_rosso= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω. Utilizzare una resistenza standard da 130Ω o 150Ω.
Per Verde (V_fmax = 3.7V, I_f= 20mA): R_verde= (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 Ω. Utilizzare una resistenza standard da 68Ω.
Layout:Seguire il layout dei pad raccomandato dal disegno del package. Assicurarsi che le marcature del catodo siano orientate correttamente. Fornire un piccolo rilievo termico sui pad del PCB se si prevede la saldatura manuale.

12. Principio di Funzionamento

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a semiconduttore che emettono luce attraverso l'elettroluminescenza. Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n, gli elettroni dalla regione di tipo n si ricombinano con le lacune dalla regione di tipo p all'interno dello strato attivo (il materiale del chip: AlGaInP per il rosso, InGaN per il verde). Questa ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica lunghezza d'onda (colore) della luce emessa è determinata dall'energia del bandgap del materiale semiconduttore utilizzato nello strato attivo. Il package in resina epossidica modellata funge da lente per modellare l'output luminoso e proteggere il delicato chip semiconduttore.

13. Tendenze Tecnologiche

Lo sviluppo di LED SMD come il 12-22 segue le tendenze più ampie del settore verso la miniaturizzazione, l'aumento dell'efficienza (lumen per watt) e l'affidabilità più elevata. I progressi nelle tecniche di crescita epitassiale per i materiali AlGaInP e InGaN continuano a migliorare l'efficienza quantica interna e la purezza del colore. La tecnologia del packaging si concentra su una migliore gestione termica per gestire densità di potenza crescenti e su progetti ottici migliorati per pattern di fascio controllati. La spinta verso la conformità senza alogeni e RoHS/REACH riflette la risposta del settore alle normative ambientali globali. L'integrazione di più chip di colore all'interno di un unico package (es., RGB) è un'estensione logica del concetto multicolore presentato in questa scheda tecnica.