Scheda Tecnica LED SMD 17-215/S2C-CP2R1B/3T - Arancione Brillante - 2.0x1.25x0.8mm - 2.35V Max - 60mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 17-215/S2C-CP2R1B/3T è un LED a montaggio superficiale (SMD) progettato per applicazioni ad alta densità e miniaturizzate. Utilizza la tecnologia a semiconduttore AIGaInP per produrre una luce arancione brillante. Questo componente è caratterizzato da un ingombro compatto, una costruzione leggera e la compatibilità con i moderni processi di assemblaggio automatizzato.

1.1 Vantaggi Principali

I vantaggi principali di questo LED derivano dal suo package SMD. Le sue dimensioni significativamente ridotte rispetto ai LED tradizionali con frame a reofori consentono la progettazione di schede a circuito stampato (PCB) più compatte. Ciò porta a una maggiore densità di componenti, riduce i requisiti di spazio di stoccaggio sia per i componenti che per i prodotti finiti e, in definitiva, consente la creazione di apparecchiature finali più piccole. La natura leggera del package lo rende particolarmente adatto per dispositivi elettronici portatili e miniaturizzati dove il peso è un fattore critico.

1.2 Mercato di Riferimento e Applicazioni

Questo LED è destinato ad applicazioni di illuminazione generale e di indicazione nell'elettronica di consumo e industriale. Aree applicative specifiche includono retroilluminazione per cruscotti, interruttori e simboli; funzioni di indicazione e retroilluminazione in dispositivi di telecomunicazione come telefoni e fax; e come sorgente di retroilluminazione piatta per display a cristalli liquidi (LCD). Il suo design per uso generale lo rende adatto a un'ampia gamma di altre attività di indicazione e illuminazione di basso livello.

2. Approfondimento delle Specifiche Tecniche

Questa sezione fornisce un'analisi dettagliata e oggettiva dei parametri tecnici chiave del dispositivo, come definiti nelle sue specifiche massime assolute e nelle caratteristiche elettro-ottiche.

2.1 Specifiche Massime Assolute

Le specifiche massime assolute definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Queste non sono condizioni operative consigliate.

• Tensione Inversa (V_R):5V. Superare questa tensione in polarizzazione 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):60 mA. Questo è consentito solo in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10 a 1 kHz) per gestire sovratensioni transitorie.
• Dissipazione di Potenza (P_d):60 mW. La massima potenza che il package può dissipare, calcolata come tensione diretta moltiplicata per la corrente diretta, considerando i limiti termici.
• Scarica Elettrostatica (ESD):Valutazione secondo il modello del corpo umano (HBM) di 2000V. Ciò indica un livello moderato di robustezza ESD; procedure di manipolazione adeguate sono comunque essenziali.
• Intervalli di Temperatura:Funzionamento da -40°C a +85°C e stoccaggio da -40°C a +90°C, rendendolo adatto per ambienti industriali.
• Temperatura di Saldatura:Resiste alla saldatura a rifusione a 260°C per 10 secondi o alla saldatura manuale a 350°C per 3 secondi, compatibile con processi senza piombo (Pb-free).

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Misurate in condizioni di test standard di 25°C e una corrente diretta (I_F) di 20 mA, questi parametri definiscono le prestazioni del dispositivo.

• Intensità Luminosa (I_v):Varia da un minimo di 57,00 mcd a un massimo di 140,00 mcd. Il valore tipico non è specificato, indicando che le prestazioni sono gestite attraverso un sistema di binning (vedi Sezione 3).
• Angolo di Visione (2θ_1/2):Un tipico ampio angolo di visione di 130 gradi, che fornisce un pattern di emissione ampio adatto per retroilluminazione e applicazioni di indicazione.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):Tipicamente 611 nm, posizionando l'emissione nella regione arancione dello spettro visibile.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):Varia da 603,50 nm a 609,50 nm. Questa è la lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano ed è strettamente controllata.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):Tipicamente 17 nm, indicando un'emissione spettrale relativamente stretta centrata attorno alla lunghezza d'onda di picco.
• Tensione Diretta (V_F):Varia da 1,75V a 2,35V a 20 mA. Anche questo parametro è soggetto a binning.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo di 10 μA quando viene applicata una polarizzazione inversa di 5V. La scheda tecnica nota esplicitamente che il dispositivo non è progettato per il funzionamento inverso; questo test è solo per la verifica della qualità.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire prestazioni consistenti nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin di prestazioni. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano criteri specifici per la loro applicazione.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa è categorizzata in quattro bin (P2, Q1, Q2, R1), con valori minimi e massimi definiti. Ad esempio, il bin R1 contiene LED con intensità compresa tra 112,00 mcd e 140,00 mcd. I progettisti possono specificare un codice bin per garantire un livello minimo di luminosità per la loro applicazione.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

La lunghezza d'onda dominante, che si correla con il colore percepito, è suddivisa in due intervalli: D9 (603,50 - 606,50 nm) e D10 (606,50 - 609,50 nm). Questo controllo rigoroso garantisce la coerenza del colore tra più LED in un array o display.

3.3 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è suddivisa in tre codici: 0 (1,75 - 1,95V), 1 (1,95 - 2,15V) e 2 (2,15 - 2,35V). La conoscenza del bin V_Fpuò essere importante per la progettazione dell'alimentazione, specialmente quando si pilotano più LED in serie, per garantire una distribuzione uniforme della corrente e della luminosità.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene il PDF faccia riferimento a tipiche curve delle caratteristiche elettro-ottiche, i grafici specifici per parametri come intensità luminosa relativa vs. corrente diretta, tensione diretta vs. temperatura di giunzione e distribuzione spettrale non sono forniti nel contenuto estratto. In una scheda tecnica completa, queste curve sono fondamentali per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni non standard (ad esempio, diverse correnti di pilotaggio o temperature ambientali). I progettisti utilizzerebbero la curva IV per determinare il valore necessario della resistenza limitatrice di corrente e le curve di derating termico per capire come l'output luminoso diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il dispositivo presenta un package SMD standard. Le dimensioni chiave (con una tolleranza tipica di ±0,1 mm salvo diversa indicazione) sono approssimativamente 2,0 mm di lunghezza, 1,25 mm di larghezza e 0,8 mm di altezza. La scheda tecnica include un disegno dimensionato dettagliato che mostra il layout dei pad, il contorno del componente e la marcatura di polarità (tipicamente indicata da un segno del catodo sul package).

5.2 Identificazione della Polarità e Montaggio

La polarità corretta è essenziale per il funzionamento. Il package include un marcatore visivo per identificare il catodo. Viene fornito il pattern di land PCB raccomandato (progetto dei pad) per garantire una corretta formazione del giunto di saldatura e stabilità meccanica durante la rifusione. Il rispetto di questo pattern è cruciale per un assemblaggio automatizzato affidabile.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

La manipolazione e la saldatura corrette sono fondamentali per l'affidabilità.

6.1 Stoccaggio e Sensibilità all'Umidità

I componenti sono confezionati in una busta resistente all'umidità con essiccante. La busta non deve essere aperta finché le parti non sono pronte per l'uso. Dopo l'apertura, i LED non utilizzati devono essere conservati a ≤30°C e ≤60% di umidità relativa e utilizzati entro 168 ore (7 giorni). Se questo intervallo viene superato o l'indicatore dell'essiccante mostra saturazione, è necessario un trattamento di "baking" a 60 ±5°C per 24 ore prima della saldatura per prevenire danni da "popcorning" durante la rifusione.

6.2 Profilo di Saldatura a Rifusione

È specificato un profilo di rifusione senza piombo (Pb-free):

• Preriscaldamento:150-200°C per 60-120 secondi.
• Tempo Sopra il 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 fino a 255°C.
• Velocità di Raffreddamento:Massimo 3°C/secondo.

6.3 Saldatura Manuale e Rilavorazione

Se è necessaria la saldatura manuale, la temperatura della punta del saldatore deve essere inferiore a 350°C, applicata per non più di 3 secondi per terminale. Si consiglia un saldatore a bassa potenza (<25W). Dovrebbe essere osservato un intervallo di raffreddamento di almeno 2 secondi tra la saldatura di ciascun terminale. La rilavorazione è fortemente sconsigliata. Se assolutamente inevitabile, deve essere utilizzato un saldatore speciale a doppia testa per riscaldare simultaneamente entrambi i terminali, e l'impatto sulle caratteristiche del LED deve essere verificato preventivamente.

7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

7.1 Confezionamento in Nastro e Bobina

I LED sono forniti in nastro portacomponenti goffrato da 8 mm di larghezza avvolto su bobine da 7 pollici di diametro. Ogni bobina contiene 3000 pezzi. Vengono fornite le dimensioni dettagliate per le tasche del nastro portacomponenti e per la bobina per garantire la compatibilità con le attrezzature automatiche pick-and-place.

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

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

• P/N:Il numero di prodotto del produttore (17-215/S2C-CP2R1B/3T).
• CAT:Il codice bin dell'intensità luminosa (es. P2, Q1, R1).
• HUE:Il codice bin della lunghezza d'onda dominante (es. D9, D10).
• REF:Il codice bin della tensione diretta (es. 0, 1, 2).
• LOT No:Numero di lotto di produzione per il tracciamento della qualità.

8. Considerazioni per la Progettazione Applicativa

8.1 La Limitazione di Corrente è Obbligatoria

I LED sono dispositivi pilotati in corrente.È assolutamente necessaria una resistenza limitatrice di corrente esterna.La tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo e una tolleranza di produzione. Un leggero aumento della tensione di alimentazione senza una resistenza in serie causerà un grande, potenzialmente distruttivo, aumento della corrente diretta. Il valore della resistenza (R) è calcolato utilizzando la Legge di Ohm: R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F, dove I_Fè la corrente di pilotaggio desiderata (≤25 mA DC).

8.2 Gestione Termica

Sebbene il package sia piccolo, la dissipazione di potenza (fino a 60 mW) genera calore. Per una longevità ottimale e un output luminoso stabile, assicurarsi che il PCB fornisca un adeguato rilievo termico. Evitare di posizionare il LED in spazi chiusi senza ventilazione. La temperatura operativa massima è di 85°C ambiente; la temperatura di giunzione effettiva sarà più alta.

8.3 Restrizioni Applicative

Questo prodotto è progettato per applicazioni commerciali e industriali generali. Non è specificamente qualificato per applicazioni ad alta affidabilità dove un guasto potrebbe portare a lesioni gravi o perdite, come sistemi di sicurezza automobilistici (airbag, frenatura), sistemi militari/aerospaziali o apparecchiature mediche di supporto vitale. Per tali applicazioni, devono essere reperiti componenti con le opportune qualifiche e dati di affidabilità.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

I fattori chiave di differenziazione di questo LED sono la combinazione di un package SMD molto compatto (che consente la miniaturizzazione), un ampio angolo di visione di 130 gradi (ottimo per l'illuminazione d'area) e l'uso della tecnologia AIGaInP che tipicamente offre una maggiore efficienza e una migliore saturazione del colore nello spettro rosso-arancione-ambra rispetto a tecnologie più vecchie come il GaAsP. La sua conformità agli standard RoHS, REACH e senza alogeni lo rende adatto per i mercati globali con normative ambientali severe.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D: Di quale resistenza ho bisogno per un'alimentazione a 5V per pilotare questo LED a 20mA?

R: Utilizzando il V_Fmassimo di 2,35V per un progetto conservativo: R = (5V - 2,35V) / 0,020A = 132,5Ω. Una resistenza standard da 130Ω o 150Ω sarebbe adatta. Confermare sempre la corrente effettiva con misurazioni.

D: Posso pilotare questo LED in impulsi a correnti più elevate per flash più luminosi?

R: Sì, ma solo entro i limiti delle Specifiche Massime Assolute. Puoi inviare impulsi fino a 60 mA, ma il ciclo di lavoro deve essere del 10% o inferiore (es. 1ms acceso, 9ms spento) a una frequenza di 1 kHz. La corrente media non deve superare i 25 mA.

D: Come posso garantire un colore coerente tra più LED nel mio prodotto?

R: Specifica un bin di lunghezza d'onda dominante stretto (solo D9 o solo D10, non mischiati) quando ordini. Per la massima coerenza, ordina dallo stesso lotto di produzione (LOT No.).

D: La busta è stata aperta da una settimana. Posso ancora usare i LED?

R: Innanzitutto, controlla l'indicatore dell'essiccante. Se ha cambiato colore, o se sono passate 168 ore dall'apertura, devi sottoporre i LED a un trattamento di "baking" a 60°C per 24 ore prima di tentare di saldarli per prevenire danni indotti dall'umidità.

11. Studio di Caso di Progettazione e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un pannello indicatore di stato per un router di rete.Il pannello richiede 10 LED arancioni per mostrare l'attività del collegamento e lo stato dell'alimentazione. Lo spazio sul PCB è limitato.

Scelte di Progettazione:Il LED 17-215 è selezionato per il suo ingombro ridotto di 2,0x1,25 mm, consentendo a tutti i 10 LED di adattarsi in una fila stretta. L'ampio angolo di visione di 130 gradi garantisce che gli indicatori siano visibili da varie angolazioni. Il progettista specifica il bin R1 per l'intensità luminosa per garantire la visibilità in una stanza ben illuminata e il bin D10 per una tonalità arancione coerente. Una resistenza da 150Ω è posta in serie con ciascun LED, collegata al rail di sistema a 3,3V, risultando in una corrente di pilotaggio di circa 18-20 mA a seconda del bin V_Fdel singolo LED. Il layout del PCB segue il pattern di pad raccomandato e l'assemblatore utilizza il profilo di rifusione senza piombo specificato.

12. Introduzione al Principio Tecnologico

Questo LED si basa su materiale semiconduttore Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AIGaInP) cresciuto su un substrato. 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 rapporto specifico di alluminio, indio e gallio nel reticolo cristallino determina l'energia del bandgap, che definisce direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa – in questo caso, arancione (~611 nm). La lente in resina "water clear" è utilizzata per massimizzare l'estrazione della luce dal chip semiconduttore senza alterare il colore, a differenza delle resine diffuse o colorate.

13. Tendenze e Sviluppi del Settore

La tendenza nei LED SMD per applicazioni di indicazione e retroilluminazione continua verso una maggiore efficienza (più output luminoso per mA di corrente), dimensioni del package più piccole per aumentare la densità e un miglioramento della coerenza e stabilità del colore nel tempo e con la temperatura. C'è anche una forte spinta per un'adozione più ampia di materiali ecologici, come evidenziato dalla conformità di questo prodotto agli standard senza alogeni e senza piombo. Inoltre, l'integrazione di funzionalità, come resistenze limitatrici di corrente integrate o driver IC all'interno del package LED, è una tendenza in crescita per semplificare la progettazione del circuito e risparmiare spazio sulla scheda, sebbene questo dispositivo specifico rimanga un componente discreto.