Indice
- 1. Panoramica del Prodotto
- 1.1 Caratteristiche Principali e Conformità
- 2. Approfondimento delle Specifiche Tecniche
- 2.1 Valori Massimi Assoluti
- 2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche
- 3. Spiegazione del Sistema di Binning
- 3.1 Binning dell'Intensità Luminosa
- 3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante
- 3.3 Binning della Tensione Diretta
- 4. Analisi delle Curve di Prestazione
- 5. Informazioni Meccaniche e sul Package
- 5.1 Dimensioni del Package
- 6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio
- 6.1 Stoccaggio e Sensibilità all'Umidità
- 6.2 Profilo di Saldatura a Rifusione
- 6.3 Saldatura Manuale e Riparazione
- 7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine
- 8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progetto
- 8.1 Scenari Applicativi Tipici
- 8.2 Considerazioni di Progetto Critiche
- 9. Restrizioni Applicative e Dichiarazione di Non Responsabilità
- Terminologia delle specifiche LED
- Prestazioni fotoelettriche
- Parametri elettrici
- Gestione termica e affidabilità
- Imballaggio e materiali
- Controllo qualità e binning
- Test e certificazione
1. Panoramica del Prodotto
Il LED SMD 27-21 è un dispositivo a montaggio superficiale progettato per assemblaggi elettronici ad alta densità. Questo componente utilizza la tecnologia del chip AlGaInP per produrre un colore emesso rosso brillante con un incapsulamento in resina trasparente. Il suo vantaggio principale risiede nell'ingombro significativamente ridotto rispetto ai LED tradizionali a telaio con piedini, consentendo progetti di circuiti stampati (PCB) più compatti, una maggiore densità di componenti e, in definitiva, apparecchiature finali più piccole. La costruzione leggera lo rende inoltre adatto per applicazioni miniaturizzate e portatili dove peso e spazio sono vincoli critici.
1.1 Caratteristiche Principali e Conformità
Il dispositivo è fornito su nastro da 8mm avvolto su bobine da 7 pollici di diametro, rendendolo pienamente compatibile con le attrezzature standard di assemblaggio automatico pick-and-place. È progettato per essere utilizzato sia con processi di saldatura a rifusione a infrarossi che a fase di vapore, comuni nella produzione elettronica di alto volume. Il prodotto è di tipo monocromatico, specificamente rosso brillante. È fabbricato come componente privo di piombo (Pb-free), garantendo la conformità a normative ambientali come la direttiva RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose) dell'UE. Il prodotto è anche conforme ai regolamenti REACH dell'UE e soddisfa gli standard alogeni-free, con contenuto di Bromo (Br) e Cloro (Cl) ciascuno inferiore a 900 ppm e il loro totale combinato inferiore a 1500 ppm.
2. Approfondimento delle Specifiche Tecniche
Questa sezione fornisce un'analisi dettagliata dei limiti e delle caratteristiche elettriche, ottiche e ambientali del LED SMD 27-21. Tutti i parametri sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C salvo diversa indicazione.
2.1 Valori Massimi Assoluti
I valori massimi assoluti definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Questi non sono condizioni operative. La massima tensione inversa (VR) applicabile è di 5V. La corrente diretta continua (IF) non deve superare i 25 mA. Per il funzionamento in impulsi, è consentita una corrente diretta di picco (IFP) di 60 mA con un ciclo di lavoro di 1/10 a 1 kHz. La massima dissipazione di potenza (Pd) è di 60 mW. Il dispositivo può resistere a una scarica elettrostatica (ESD) di 2000V secondo il modello del corpo umano (HBM). L'intervallo di temperatura operativa (Topr) va da -40°C a +85°C, e l'intervallo di temperatura di stoccaggio (Tstg) va da -40°C a +90°C. Per la saldatura, la massima temperatura di rifusione è di 260°C per 10 secondi, mentre la saldatura manuale dovrebbe essere limitata a 350°C per 3 secondi per terminale.
2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche
Qui sono elencati i parametri di prestazione tipici in condizioni operative normali. Con una corrente diretta (IF) di 20 mA, l'intensità luminosa (Iv) varia da un minimo di 45,0 mcd a un massimo di 112,0 mcd. L'angolo di visione (2θ1/2), definito come l'angolo totale a metà intensità, è tipicamente di 130 gradi, indicando un pattern di visione ampio. La lunghezza d'onda di picco (λp) è tipicamente di 632 nm, e la lunghezza d'onda dominante (λd) varia da 617,5 nm a 633,5 nm, definendo il colore percepito. La larghezza di banda spettrale (Δλ) è tipicamente di 20 nm. La tensione diretta (VF) a 20 mA varia da 1,75V a 2,35V. La corrente inversa (IR) è al massimo di 10 μA quando viene applicata una tensione inversa di 5V.
3. Spiegazione del Sistema di Binning
Per garantire la coerenza nella produzione e nell'applicazione, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri di prestazione chiave. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfino specifici requisiti di tolleranza per la loro applicazione.
3.1 Binning dell'Intensità Luminosa
L'intensità luminosa è categorizzata in quattro codici di bin (P1, P2, Q1, Q2) misurati a IF=20mA. P1 copre da 45,0 a 57,0 mcd, P2 da 57,0 a 72,0 mcd, Q1 da 72,0 a 90,0 mcd e Q2 da 90,0 a 112,0 mcd. La tolleranza per l'intensità luminosa è ±11%.
3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante
La lunghezza d'onda dominante, correlata al colore, è suddivisa in quattro codici (E4, E5, E6, E7). E4 varia da 617,5 a 621,5 nm, E5 da 621,5 a 625,5 nm, E6 da 625,5 a 629,5 nm e E7 da 629,5 a 633,5 nm. La tolleranza è ±1 nm.
3.3 Binning della Tensione Diretta
La tensione diretta è suddivisa in tre codici (0, 1, 2). Il Bin 0 copre da 1,75V a 1,95V, il Bin 1 da 1,95V a 2,15V e il Bin 2 da 2,15V a 2,35V, tutti misurati a IF=20mA. La tolleranza è ±0,1V.
4. Analisi delle Curve di Prestazione
Sebbene dati grafici specifici siano referenziati nella scheda tecnica, le tipiche curve di prestazione per un tale LED illustrerebbero la relazione tra corrente diretta e intensità luminosa, tensione diretta rispetto alla temperatura e la distribuzione della potenza spettrale. Queste curve sono essenziali per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni non standard, come diverse correnti di pilotaggio o temperature ambientali. I progettisti le utilizzano per prevedere l'output di luminosità, il consumo energetico e lo spostamento del colore nell'intervallo operativo.
5. Informazioni Meccaniche e sul Package
5.1 Dimensioni del Package
Il LED SMD 27-21 ha un package a montaggio superficiale compatto. Il disegno dimensionale fornisce misure critiche inclusa la lunghezza, larghezza e altezza complessive, nonché il posizionamento e la dimensione delle piazzole di saldatura. Il catodo è tipicamente identificato da una marcatura o da un angolo smussato sul package. Tutte le dimensioni hanno una tolleranza standard di ±0,1 mm salvo diversa specifica sul disegno. L'aderenza precisa a queste dimensioni è cruciale per il successo del progetto dell'impronta sul PCB e dell'assemblaggio automatico.
6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio
Una manipolazione e una saldatura corrette sono fondamentali per mantenere l'affidabilità e le prestazioni del dispositivo.
6.1 Stoccaggio e Sensibilità all'Umidità
I LED sono confezionati in sacchetti resistenti all'umidità con essiccante. La busta non aperta dovrebbe essere conservata a 30°C o meno e al 90% di umidità relativa (RH) o meno. Una volta aperta, i componenti hanno una vita utile di 1 anno in condizioni di 30°C/60% RH o meno. Le parti non utilizzate dovrebbero essere risigillate in una confezione impermeabile. Se l'indicatore dell'essiccante mostra assorbimento di umidità o il tempo di stoccaggio viene superato, è necessario un trattamento di baking a 60 ±5°C per 24 ore prima della saldatura a rifusione.
6.2 Profilo di Saldatura a Rifusione
Per la saldatura senza piombo, deve essere seguito un profilo di temperatura specifico: preriscaldamento tra 150-200°C per 60-120 secondi, un tempo sopra il liquidus (217°C) di 60-150 secondi, una temperatura di picco non superiore a 260°C mantenuta per un massimo di 10 secondi, e velocità di riscaldamento e raffreddamento controllate (max 6°C/sec e 3°C/sec, rispettivamente). La saldatura a rifusione non dovrebbe essere eseguita più di due volte sullo stesso componente.
6.3 Saldatura Manuale e Riparazione
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. Il saldatore dovrebbe avere una capacità inferiore a 25W, e dovrebbe essere lasciato un intervallo minimo di 2 secondi tra la saldatura di ciascun terminale. La riparazione dopo la saldatura iniziale è fortemente sconsigliata. Se assolutamente inevitabile, deve essere utilizzato un saldatore a doppia testa per riscaldare simultaneamente entrambi i terminali ed evitare stress meccanici. Il potenziale danno deve essere valutato preventivamente.
7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine
Il prodotto è fornito su nastro portacomponenti su bobine. Ogni bobina contiene 3000 pezzi. Il confezionamento include una busta di alluminio impermeabile con essiccante e un'etichetta. L'etichetta contiene informazioni chiave: Numero Prodotto Cliente (CPN), Numero Prodotto (P/N), Quantità di Confezionamento (QTY), Classe di Intensità Luminosa (CAT), Coordinate di Cromaticità & Classe di Lunghezza d'Onda Dominante (HUE), Classe di Tensione Diretta (REF) e Numero di Lotto (LOT No). Sono forniti disegni dettagliati per le dimensioni della bobina e del nastro portacomponenti, con tolleranze standard di ±0,1 mm.
8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progetto
8.1 Scenari Applicativi Tipici
Il LED SMD 27-21 è ben adatto per applicazioni di retroilluminazione nei cruscotti e negli interruttori automobilistici. Nelle telecomunicazioni, può servire come indicatore o retroilluminazione in telefoni e fax. È anche applicabile per la retroilluminazione piatta dietro LCD, interruttori e simboli, nonché per uso generale come indicatore.
8.2 Considerazioni di Progetto Critiche
Limitazione della Corrente:Un resistore esterno limitatore di corrente è obbligatorio. I LED sono dispositivi pilotati in corrente, e una piccola variazione nella tensione diretta può causare una grande variazione nella corrente, potenzialmente portando a un guasto immediato. Il valore del resistore deve essere calcolato in base alla tensione di alimentazione, alla tensione diretta del LED (utilizzando il valore massimo della scheda tecnica per sicurezza) e alla corrente operativa desiderata (non superiore a 25 mA continua).
Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, garantire un'adeguata area di rame sul PCB o via termiche può aiutare a mantenere temperature di giunzione più basse, specialmente in ambienti ad alta temperatura, promuovendo una maggiore durata e un output luminoso stabile.
Protezione ESD:Sebbene il dispositivo abbia una classificazione HBM di 2000V, implementare una protezione ESD di base sulle linee sensibili del circuito è considerata una buona pratica di progettazione, in particolare durante la manipolazione e l'assemblaggio.
9. Restrizioni Applicative e Dichiarazione di Non Responsabilità
Questo prodotto è destinato ad applicazioni elettroniche generali. Non è progettato o qualificato per applicazioni ad alta affidabilità in cui un guasto potrebbe portare a lesioni personali, danni significativi alla proprietà o danni ambientali. Ciò include, ma non è limitato a, sistemi militari e aerospaziali, sistemi di sicurezza automobilistici (es. airbag, frenatura) e apparecchiature mediche di supporto vitale. Per tali applicazioni, sono richiesti componenti con specifiche, qualifiche e garanzie di affidabilità diverse. Le garanzie di prestazione delineate in questa scheda tecnica si applicano solo quando il dispositivo è operato entro i valori massimi assoluti specificati e le condizioni operative raccomandate. Il produttore si riserva il diritto di modificare i materiali del prodotto. Il periodo di garanzia per il prodotto è di dodici (12) mesi dalla data di spedizione. Grafici e valori tipici sono solo a scopo di riferimento e non rappresentano limiti di prestazione minimi o massimi garantiti.
Terminologia delle specifiche LED
Spiegazione completa dei termini tecnici LED
Prestazioni fotoelettriche
| Termine | Unità/Rappresentazione | Spiegazione semplice | Perché importante |
|---|---|---|---|
| Efficienza luminosa | lm/W (lumen per watt) | Uscita luce per watt di elettricità, più alto significa più efficiente energeticamente. | Determina direttamente il grado di efficienza energetica e il costo dell'elettricità. |
| Flusso luminoso | lm (lumen) | Luce totale emessa dalla sorgente, comunemente chiamata "luminosità". | Determina se la luce è abbastanza brillante. |
| Angolo di visione | ° (gradi), es. 120° | Angolo in cui l'intensità luminosa scende alla metà, determina la larghezza del fascio. | Influisce sulla gamma di illuminazione e uniformità. |
| CCT (Temperatura colore) | K (Kelvin), es. 2700K/6500K | Calore/freschezza della luce, valori più bassi giallastri/caldi, più alti biancastri/freddi. | Determina l'atmosfera di illuminazione e scenari adatti. |
| CRI / Ra | Senza unità, 0–100 | Capacità di riprodurre accuratamente i colori degli oggetti, Ra≥80 è buono. | Influisce sull'autenticità del colore, utilizzato in luoghi ad alta richiesta come centri commerciali, musei. |
| SDCM | Passi ellisse MacAdam, es. "5 passi" | Metrica di consistenza del colore, passi più piccoli significano colore più consistente. | Garantisce colore uniforme attraverso lo stesso lotto di LED. |
| Lunghezza d'onda dominante | nm (nanometri), es. 620nm (rosso) | Lunghezza d'onda corrispondente al colore dei LED colorati. | Determina la tonalità di LED monocromatici rossi, gialli, verdi. |
| Distribuzione spettrale | Curva lunghezza d'onda vs intensità | Mostra la distribuzione dell'intensità attraverso le lunghezze d'onda. | Influisce sulla resa cromatica e qualità del colore. |
Parametri elettrici
| Termine | Simbolo | Spiegazione semplice | Considerazioni di progettazione |
|---|---|---|---|
| Tensione diretta | Vf | Tensione minima per accendere il LED, come "soglia di avvio". | La tensione del driver deve essere ≥Vf, le tensioni si sommano per LED in serie. |
| Corrente diretta | If | Valore di corrente per il normale funzionamento del LED. | Solitamente azionamento a corrente costante, la corrente determina luminosità e durata. |
| Corrente di impulso massima | Ifp | Corrente di picco tollerabile per brevi periodi, utilizzata per dimmerazione o lampeggio. | La larghezza dell'impulso e il ciclo di lavoro devono essere rigorosamente controllati per evitare danni. |
| Tensione inversa | Vr | Tensione inversa massima che il LED può sopportare, oltre può causare rottura. | Il circuito deve prevenire connessione inversa o picchi di tensione. |
| Resistenza termica | Rth (°C/W) | Resistenza al trasferimento di calore dal chip alla saldatura, più bassa è meglio. | Alta resistenza termica richiede dissipazione termica più forte. |
| Immunità ESD | V (HBM), es. 1000V | Capacità di resistere a scariche elettrostatiche, più alto significa meno vulnerabile. | Sono necessarie misure antistatiche in produzione, specialmente per LED sensibili. |
Gestione termica e affidabilità
| Termine | Metrica chiave | Spiegazione semplice | Impatto |
|---|---|---|---|
| Temperatura di giunzione | Tj (°C) | Temperatura operativa effettiva all'interno del chip LED. | Ogni riduzione di 10°C può raddoppiare la durata; troppo alta causa decadimento della luce, spostamento del colore. |
| Deprezzamento del lumen | L70 / L80 (ore) | Tempo affinché la luminosità scenda al 70% o 80% dell'iniziale. | Definisce direttamente la "durata di servizio" del LED. |
| Manutenzione del lumen | % (es. 70%) | Percentuale di luminosità trattenuta dopo il tempo. | Indica la ritenzione della luminosità su uso a lungo termine. |
| Spostamento del colore | Δu′v′ o ellisse MacAdam | Grado di cambiamento del colore durante l'uso. | Influisce sulla consistenza del colore nelle scene di illuminazione. |
| Invecchiamento termico | Degradazione del materiale | Deterioramento dovuto ad alta temperatura a lungo termine. | Può causare calo di luminosità, cambio colore o guasto a circuito aperto. |
Imballaggio e materiali
| Termine | Tipi comuni | Spiegazione semplice | Caratteristiche e applicazioni |
|---|---|---|---|
| Tipo di imballaggio | EMC, PPA, Ceramica | Materiale di alloggiamento che protegge il chip, fornisce interfaccia ottica/termica. | EMC: buona resistenza al calore, basso costo; Ceramica: migliore dissipazione termica, vita più lunga. |
| Struttura del chip | Frontale, Flip Chip | Disposizione degli elettrodi del chip. | Flip chip: migliore dissipazione termica, maggiore efficienza, per alta potenza. |
| Rivestimento al fosforo | YAG, Silicato, Nitruro | Copre il chip blu, converte una parte in giallo/rosso, mescola a bianco. | Diversi fosfori influenzano efficienza, CCT e CRI. |
| Lente/Ottica | Piana, Microlente, TIR | Struttura ottica sulla superficie che controlla la distribuzione della luce. | Determina l'angolo di visione e la curva di distribuzione della luce. |
Controllo qualità e binning
| Termine | Contenuto di binning | Spiegazione semplice | Scopo |
|---|---|---|---|
| Bin del flusso luminoso | Codice es. 2G, 2H | Raggruppato per luminosità, ogni gruppo ha valori lumen min/max. | Garantisce luminosità uniforme nello stesso lotto. |
| Bin di tensione | Codice es. 6W, 6X | Raggruppato per intervallo di tensione diretta. | Facilita l'abbinamento del driver, migliora l'efficienza del sistema. |
| Bin del colore | Ellisse MacAdam 5 passi | Raggruppato per coordinate colore, garantendo un intervallo ristretto. | Garantisce consistenza del colore, evita colore non uniforme all'interno del dispositivo. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K ecc. | Raggruppato per CCT, ognuno ha corrispondente intervallo di coordinate. | Soddisfa diversi requisiti CCT della scena. |
Test e certificazione
| Termine | Standard/Test | Spiegazione semplice | Significato |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Test di manutenzione del lumen | Illuminazione a lungo termine a temperatura costante, registrando il decadimento della luminosità. | Utilizzato per stimare la vita LED (con TM-21). |
| TM-21 | Standard di stima della vita | Stima la vita in condizioni reali basandosi sui dati LM-80. | Fornisce una previsione scientifica della vita. |
| IESNA | Società di ingegneria dell'illuminazione | Copre metodi di test ottici, elettrici, termici. | Base di test riconosciuta dal settore. |
| RoHS / REACH | Certificazione ambientale | Garantisce nessuna sostanza nociva (piombo, mercurio). | Requisito di accesso al mercato a livello internazionale. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificazione di efficienza energetica | Certificazione di efficienza energetica e prestazioni per l'illuminazione. | Utilizzato negli appalti pubblici, programmi di sussidi, migliora la competitività. |