Scheda Tecnica LED SMD 19-213/R6C-AQ1R2B/3T - Dimensione 2.0x1.25x0.8mm - Tensione 1.75-2.35V - Rosso Brillante - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 19-213 è un LED a montaggio superficiale (SMD) progettato per assemblaggi elettronici ad alta densità. Utilizzando la tecnologia del chip AlGaInP, emette una luce rossa brillante. Il suo fattore di forma compatto consente riduzioni significative delle dimensioni del circuito stampato (PCB) e dell'apparecchiatura complessiva, rendendolo ideale per applicazioni con vincoli di spazio. Il componente è privo di piombo, conforme alla direttiva RoHS e aderisce agli standard UE REACH e senza alogeni, garantendo sicurezza ambientale e accettazione normativa.

1.1 Vantaggi Principali

I vantaggi principali di questo LED derivano dal suo package SMD in miniatura. Offre un'ottima compatibilità con le linee di assemblaggio automatizzate pick-and-place, che semplificano la produzione di grandi volumi. Il package è qualificato per i processi standard di rifusione a infrarossi e a fase di vapore. La sua costruzione leggera minimizza lo stress meccanico sui PCB ed è perfettamente adatta per dispositivi elettronici portatili e in miniatura.

1.2 Mercato di Riferimento e Applicazioni

Questo LED è rivolto ai settori dell'elettronica di consumo, dei controlli industriali e delle telecomunicazioni. Le applicazioni tipiche includono l'illuminazione di sfondo per pannelli strumenti, interruttori e tastiere. È comunemente utilizzato come indicatore di stato in telefoni, fax e vari elettrodomestici. Inoltre, funge da sorgente luminosa di retroilluminazione piatta per display a cristalli liquidi (LCD) e per l'illuminazione indicatrice di uso generale.

2. Analisi dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e oggettiva dei principali parametri elettrici, ottici e termici specificati nella scheda tecnica.

2.1 Valori Massimi Assoluti

I valori massimi assoluti definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Queste non sono condizioni per il funzionamento normale.

• Tensione Inversa (VR):5V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Corrente Diretta Continua (IF):25mA. La massima corrente continua per un funzionamento affidabile a lungo termine.
• Corrente Diretta di Picco (IFP):60mA con un ciclo di lavoro di 1/10 e 1kHz. Questa specifica è per il funzionamento in impulsi, non per l'uso continuo.
• Dissipazione di Potenza (Pd):60mW. La massima potenza che il package può dissipare a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. È necessario un derating a temperature più elevate.
• Scarica Elettrostatica (ESD):2000V (Modello del Corpo Umano). Durante l'assemblaggio sono obbligatorie le corrette procedure di manipolazione ESD.
• Temperatura di Funzionamento e Conservazione:-40°C a +85°C (funzionamento), -40°C a +90°C (conservazione).
• Temperatura di Saldatura:Resiste alla rifusione con una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi, o alla saldatura manuale a 350°C per 3 secondi per terminale.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati a una corrente diretta (IF) di 20mA e una temperatura ambiente di 25°C, rappresentando le condizioni operative tipiche.

• Intensità Luminosa (Iv):Varia da un minimo di 72,0 mcd a un massimo di 180,0 mcd. Il valore tipico non è specificato, indicando che le prestazioni sono gestite attraverso un sistema di binning.
• Angolo di Visione (2θ1/2):Circa 120 gradi. Questo ampio angolo di visione garantisce una buona visibilità da varie prospettive.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λp):Tipicamente 632 nm, posizionando l'emissione nella porzione di spettro del rosso brillante.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):Specificata tra 617,5 nm e 633,5 nm, con una tolleranza stretta di ±1nm secondo la nota. Questo definisce il colore percepito.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):Tipicamente 20 nm, indicando la purezza spettrale della luce rossa emessa.
• Tensione Diretta (VF):Varia da 1,75V a 2,35V a 20mA, con una tolleranza di ±0,1V. Questo parametro è fondamentale per il calcolo della resistenza di limitazione della corrente.
• Corrente Inversa (IR):Massimo di 10 µA a VR=5V. La scheda tecnica dichiara esplicitamente che il dispositivo non è progettato per il funzionamento inverso.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri chiave.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I LED sono categorizzati in quattro bin (Q1, Q2, R1, R2) in base alla loro intensità luminosa misurata a 20mA. Ciò consente ai progettisti di selezionare un grado di luminosità adatto alla loro applicazione, dalla luminosità standard (Q1: 72-90 mcd) a quella elevata (R2: 140-180 mcd).

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

La lunghezza d'onda dominante, che definisce la tonalità precisa del rosso, è suddivisa in quattro codici (E4, E5, E6, E7). Questo binning, con un intervallo da 617,5 nm a 633,5 nm, consente un abbinamento cromatico preciso tra più LED in un array o display.

3.3 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è suddivisa in tre bin (0, 1, 2), coprendo l'intervallo da 1,75V a 2,35V. La conoscenza del bin VF può aiutare a ottimizzare il progetto del circuito di limitazione della corrente per efficienza e gestione termica.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene il PDF menzioni le tipiche curve delle caratteristiche elettro-ottiche, i grafici specifici per IV (Corrente-Tensione), dipendenza della temperatura dall'intensità luminosa e distribuzione spettrale non sono forniti nel testo estratto. In un'analisi completa, queste curve sarebbero essenziali. La curva IV mostrerebbe la relazione esponenziale tra tensione e corrente. La curva caratteristica della temperatura mostrerebbe tipicamente una diminuzione dell'intensità luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione. Il grafico della distribuzione spettrale visualizzerebbe la larghezza di banda di 20nm attorno al picco di 632nm, confermando la purezza del colore.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED ha un ingombro molto compatto. Le dimensioni del package sono 2,0mm di lunghezza, 1,25mm di larghezza e 0,8mm di altezza (equivalente alla tipica dimensione SMD 0805). Il catodo è tipicamente identificato da una marcatura o da un angolo smussato sul package. Il disegno dimensionale fornisce misure precise per il progetto del land pattern, con tolleranze standard di ±0,1mm salvo diversa indicazione.

5.2 Identificazione della Polarità e Progetto dei Piazzole di Saldatura

La polarità corretta è cruciale per il funzionamento. Il diagramma del package nella scheda tecnica indica i terminali dell'anodo e del catodo. Il layout consigliato per i piazzole di saldatura garantisce una corretta formazione del giunto durante la rifusione e fornisce un'adeguata resistenza meccanica. I progettisti devono attenersi a queste linee guida per prevenire l'effetto "tombstoning" o una cattiva connessione elettrica.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Profilo di Rifusione

Il componente è compatibile con la rifusione senza piombo. Il profilo di temperatura consigliato include: una fase di pre-riscaldamento 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 rifusione non dovrebbe essere eseguita più di due volte.

6.2 Precauzioni per la Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, è indispensabile la massima cura. La temperatura della punta del saldatore dovrebbe essere inferiore a 350°C e il tempo di contatto per terminale non dovrebbe superare i 3 secondi. Si consiglia un saldatore a bassa potenza (sotto i 25W). Dovrebbe essere osservato un intervallo di raffreddamento di almeno 2 secondi tra la saldatura di ciascun terminale per prevenire shock termici.

6.3 Conservazione e Sensibilità all'Umidità

I LED sono imballati in una busta barriera resistente all'umidità con essiccante. La busta non deve essere aperta finché i componenti non sono pronti per l'uso. Dopo l'apertura, i LED non utilizzati dovrebbero essere conservati a ≤ 30°C e ≤ 60% di Umidità Relativa. La "vita utile a terra" dopo l'apertura della busta è di 168 ore (7 giorni). Se questo tempo viene superato o l'essiccante indica l'ingresso di umidità, è necessario un trattamento di essiccamento a 60 ± 5°C per 24 ore prima dell'uso.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche di Imballaggio

I LED sono forniti su nastro portatore goffrato da 8mm di larghezza, avvolto su bobine da 7 pollici di diametro. Ogni bobina contiene 3000 pezzi. Le dimensioni della bobina e del nastro sono fornite per la configurazione dell'alimentatore automatico.

7.2 Spiegazione dell'Etichetta e Numero di Modello

L'etichetta della bobina contiene informazioni critiche per la tracciabilità e la corretta applicazione: Numero Prodotto Cliente (CPN), Numero di Parte (P/N), Quantità di Imballo (QTY) e i codici di bin specifici per il Grado di Intensità Luminosa (CAT), il Grado di Lunghezza d'Onda Dominante (HUE) e il Grado di Tensione Diretta (REF). Il numero di parte completo 19-213/R6C-AQ1R2B/3T codifica il prodotto base e le sue specifiche selezioni di bin.

8. Considerazioni per la Progettazione dell'Applicazione

8.1 Limitazione della Corrente e Protezione

Una regola fondamentale di progetto è l'uso obbligatorio di una resistenza in serie per limitare la corrente. La tensione diretta ha un intervallo (1,75-2,35V) e la caratteristica V-I è esponenziale. Un piccolo aumento della tensione di alimentazione può causare un grande, potenzialmente distruttivo, aumento della corrente diretta. Il valore della resistenza deve essere calcolato in base alla massima tensione di alimentazione e alla minima tensione diretta del bin per garantire che la corrente non superi mai il valore massimo assoluto di 25mA in tutte le condizioni.

8.2 Gestione Termica

Sebbene sia un dispositivo piccolo, la dissipazione di potenza (fino a 60mW) deve essere considerata, specialmente in ambienti ad alta temperatura o spazi chiusi. Il layout del PCB dovrebbe fornire un'adeguata area di rame attorno ai piazzole di saldatura per fungere da dissipatore di calore, aiutando a condurre il calore lontano dalla giunzione del LED e mantenendo prestazioni e longevità.

8.3 Restrizioni di Applicazione

La scheda tecnica include una nota critica riguardante le restrizioni di applicazione. Questo prodotto, come specificato, potrebbe non essere adatto per applicazioni ad alta affidabilità con tolleranza zero guasti, come sistemi militari/aerospaziali, sistemi automobilistici critici per la sicurezza (es. airbag, frenatura) o apparecchiature mediche di supporto vitale. Per tali usi, sono richiesti prodotti con qualifiche e test diversi.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Rispetto ai tradizionali LED a foro passante, questo tipo SMD offre una drastica riduzione di dimensioni e peso, abilitando l'elettronica miniaturizzata moderna. All'interno della categoria dei LED rossi SMD, i suoi principali fattori di differenziazione sono il suo specifico colore rosso brillante (chip AlGaInP), l'ampio angolo di visione di 120 gradi e la struttura di binning chiaramente definita per la coerenza di luminosità e colore. Le linee guida complete per la manipolazione e la saldatura forniscono inoltre ai progettisti istruzioni di implementazione chiare, riducendo il rischio nel processo di assemblaggio.

10. Domande Frequenti (FAQ)

10.1 Come si calcola la resistenza in serie?

Usa la Legge di Ohm: R = (V_alimentazione - VF_LED) / I_desiderata. Usa il VF minimo dalla scheda tecnica o dal tuo bin specifico (es. 1,75V dal Bin 0) e la tua corrente operativa desiderata (es. 20mA). Per un'alimentazione a 5V: R = (5V - 1,75V) / 0,020A = 162,5Ω. Scegli il valore standard immediatamente superiore (es. 180Ω) e calcola la corrente effettiva per assicurarti che sia inferiore a 25mA.

10.2 Posso usarlo per l'illuminazione interna automobilistica?

Per l'illuminazione interna non critica come la retroilluminazione del cruscotto o l'illuminazione degli interruttori, potrebbe essere adatto. Tuttavia, per l'illuminazione esterna o segnali critici per la sicurezza, la nota sulle restrizioni di applicazione consiglia di consultare il produttore per un prodotto qualificato per uso automobilistico.

10.3 Perché le condizioni di conservazione dopo l'apertura della busta sono così importanti?

I package SMD possono assorbire umidità dall'atmosfera. Durante il processo di rifusione ad alta temperatura, questa umidità intrappolata può espandersi rapidamente, causando delaminazione interna o l'effetto "popcorn", che incrina il package e distrugge il dispositivo. La vita utile a terra di 7 giorni e le istruzioni di essiccamento sono fondamentali per prevenire questa modalità di guasto.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Caso: Progettazione di un Pannello Indicatore di Stato:Un progettista sta creando un pannello di controllo con più indicatori di stato rossi. Per garantire un aspetto uniforme, specifica LED dello stesso bin di lunghezza d'onda dominante (es. tutti E6: 625,5-629,5nm). Per garantire una luminosità sufficiente sotto luce ambientale elevata, seleziona il bin di intensità luminosa R1 (112-140 mcd). Progetta il PCB con un'alimentazione a 5V, calcola la resistenza di limitazione della corrente utilizzando il VF massimo per il suo bin per garantire che la luminosità minima sia raggiunta, e fornisce ampie aree di rame per la dissipazione termica. Istruisce la produzione a seguire esattamente il profilo di rifusione e a essiccare i componenti se la busta barriera all'umidità viene aperta più di 7 giorni prima dell'assemblaggio.

12. Principio di Funzionamento

Questo LED si basa su un chip semiconduttore di Fosfuro di Alluminio Gallio Indio (AlGaInP). Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia della giunzione, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva dove si ricombinano. Questo processo di ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica degli strati AlGaInP determina l'energia del bandgap, che corrisponde direttamente alla lunghezza d'onda della luce emessa - in questo caso, rosso brillante a circa 632 nm. La lente in resina epossidica è trasparente per massimizzare l'estrazione della luce e modellare l'angolo di visione di 120 gradi.

13. Tendenze Tecnologiche

La tendenza nei LED indicatori continua verso una maggiore efficienza (più luce emessa per unità di potenza elettrica), dimensioni del package più piccole per aumentare la densità e una migliore coerenza cromatica attraverso binning più stretti. C'è anche una crescente enfasi sull'affidabilità e la qualificazione per ambienti ostili, inclusa una maggiore tolleranza alla temperatura e resistenza ai cicli termici. Inoltre, l'integrazione con driver intelligenti per la regolazione dell'intensità e il controllo del colore sta diventando più comune in applicazioni avanzate oltre i semplici indicatori.