Scheda Tecnica LED SMD 19-219/R6C-AM1N2VY/3T - Dimensione 1.6x0.8x0.65mm - Tensione 1.7-2.2V - Rosso Brillante - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 19-219 è un LED a montaggio superficiale (SMD) progettato per applicazioni ad alta densità e miniaturizzate. Utilizza la tecnologia del chip AlGaInP per produrre un'emissione di luce rossa brillante. Il suo vantaggio principale risiede nelle dimensioni compatte, che consentono riduzioni significative dell'ingombro su PCB, dello spazio di stoccaggio e delle dimensioni complessive dell'apparecchiatura rispetto ai LED tradizionali a telaio. Il componente è leggero e conforme agli standard moderni di produzione e ambientali, inclusi i requisiti RoHS, REACH e senza alogeni.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

• Package Ultra-Compatto:Il fattore di forma ridotto (1.6mm x 0.8mm) consente una maggiore densità di impaccamento e la miniaturizzazione dei prodotti finali.
• Compatibilità con la Produzione:Fornito su nastro da 8mm su bobine da 7 pollici, è pienamente compatibile con le attrezzature di assemblaggio automatico pick-and-place.
• Saldatura Robusta:Compatibile con i processi di rifusione a infrarossi e a fase di vapore, adatto per la produzione di grandi volumi.
• Conformità Ambientale:Il prodotto è senza piombo, conforme RoHS, conforme REACH e soddisfa le specifiche senza alogeni (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm).
• Tipo Monocromatico:Emette un singolo colore rosso brillante.

1.2 Applicazioni Target

Questo LED è ideale per applicazioni che richiedono spie di segnalazione piccole e affidabili o retroilluminazione in spazi ristretti.

• Retroilluminazione per cruscotti di strumentazione e interruttori.
• Indicatori di stato e retroilluminazione tastiera nei dispositivi di telecomunicazione (telefoni, fax).
• Retroilluminazione piatta per pannelli LCD, interruttori e simboli.
• Applicazioni generiche come indicatori nell'elettronica di consumo e industriale.

2. Specifiche Tecniche e Interpretazione Oggettiva

Questa sezione fornisce una suddivisione dettagliata dei valori massimi assoluti e delle caratteristiche elettro-ottiche standard. Tutti i dati sono misurati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C salvo diversa indicazione.

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.

• Tensione Inversa (V_R):5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Corrente Diretta Continua (I_F):25 mA. La corrente continua che può essere applicata in modo continuativo.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):60 mA (a ciclo di lavoro 1/10, 1kHz). Solo per funzionamento impulsato.
• Dissipazione di Potenza (P_d):60 mW. La massima perdita di potenza ammissibile sotto forma di calore.
• Scarica Elettrostatica (ESD) Modello Corpo Umano (HBM):2000 V. Indica un livello moderato di sensibilità ESD; sono necessarie le normali precauzioni di manipolazione ESD.
• Temperatura di Esercizio (T_opr):-40°C a +85°C. L'intervallo di temperatura ambiente per un funzionamento affidabile.
• Temperatura di Conservazione (T_stg):-40°C a +90°C.
• Temperatura di Saldatura:Rifusione: 260°C max per 10 secondi. Saldatura manuale: 350°C max per 3 secondi per terminale.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Parametri di prestazione tipici misurati a I_F= 5mA.

• Intensità Luminosa (I_v):18 - 45 mcd (millicandela). Una misura della luminosità percepita. L'ampio intervallo è gestito tramite il binning (vedi Sezione 3).
• Angolo di Visione (2θ_1/2):130 gradi (tipico). Questo ampio angolo di visione lo rende adatto per applicazioni in cui il LED potrebbe non essere visto frontalmente.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):632 nm (tipico). La lunghezza d'onda alla quale l'emissione spettrale è più forte.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):617.5 - 633.5 nm. La percezione monocromatica del colore emesso, anch'essa soggetta a binning.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):20 nm (tipico). La larghezza dello spettro emesso alla metà della sua intensità massima.
• Tensione Diretta (V_F):1.7 - 2.2 V. La caduta di tensione ai capi del LED quando conduce 5mA. Questo parametro è binnato per garantire coerenza di progetto.
• Corrente Inversa (I_R):10 μA max a V_R=5V. Una misura della corrente di dispersione nello stato di spegnimento.

Nota sulle Tolleranze:L'intensità luminosa ha una tolleranza di ±11%, la lunghezza d'onda dominante di ±1nm e la tensione diretta di ±0.05V rispetto ai valori binnati.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin. Il 19-219 utilizza tre parametri di binning indipendenti.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I LED vengono suddivisi in quattro bin (M1, M2, N1, N2) in base alla loro intensità luminosa misurata a 5mA.

• M1:18.0 - 22.5 mcd
• M2:22.5 - 28.5 mcd
• N1:28.5 - 36.0 mcd
• N2:36.0 - 45.0 mcd

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

I LED vengono suddivisi in quattro bin (E3, E4, E5, E6) per controllare la precisa tonalità di rosso.

• E3:617.5 - 621.5 nm
• E4:621.5 - 625.5 nm
• E5:625.5 - 629.5 nm
• E6:629.5 - 633.5 nm

3.3 Binning della Tensione Diretta

I LED vengono suddivisi in cinque bin (19, 20, 21, 22, 23) per raggruppare dispositivi con caratteristiche elettriche simili, facilitando l'accoppiamento di corrente nei progetti multi-LED.

• 19:1.7 - 1.8 V
• 20:1.8 - 1.9 V
• 21:1.9 - 2.0 V
• 22:2.0 - 2.1 V
• 23:2.1 - 2.2 V

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fornisce diversi grafici chiave che illustrano il comportamento del LED in condizioni variabili.

4.1 Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

Questa curva mostra che l'intensità luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. L'emissione è relativamente stabile da -40°C a circa 25°C ma mostra un declino più pronunciato a temperature più elevate, tipico del comportamento dei LED a causa dell'aumento della ricombinazione non radiativa.

4.2 Curva di Derating della Corrente Diretta

Questo grafico definisce la massima corrente diretta ammissibile in funzione della temperatura ambiente. Per prevenire il surriscaldamento e garantire l'affidabilità a lungo termine, la corrente diretta deve essere ridotta quando si opera ad alte temperature ambientali (sopra ~25°C).

4.3 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)

Questa caratteristica fondamentale mostra la relazione esponenziale tra corrente e tensione. La curva è essenziale per progettare il circuito di limitazione di corrente (solitamente una resistenza in serie). Il "ginocchio" della curva, dove inizia la conduzione, è intorno a 1.6V - 1.7V.

4.4 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta

Questo grafico dimostra che l'emissione luminosa aumenta con la corrente diretta, ma la relazione non è perfettamente lineare, specialmente a correnti più elevate. Aiuta i progettisti a scegliere un punto di lavoro che bilanci luminosità, efficienza e stress sul dispositivo.

4.5 Distribuzione Spettrale

Il grafico dell'emissione spettrale mostra un singolo picco centrato intorno a 632 nm (tipico), confermando l'emissione monocromatica rossa brillante con una tipica larghezza a metà altezza (FWHM) di 20 nm.

4.6 Diagramma di Radiazione

Il diagramma polare illustra l'angolo di visione di 130 gradi, mostrando la distribuzione angolare dell'intensità luminosa, che è quasi lambertiana (distribuzione coseno).

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED ha un ingombro molto compatto con le seguenti dimensioni chiave (in mm, tolleranze ±0.1mm salvo diversa indicazione):

• Lunghezza: 1.60
• Larghezza: 0.80
• Altezza: 0.65 ±0.1
• Dimensioni del pad di saldatura (catodo): 0.70 x 0.20 ±0.05

5.2 Identificazione della Polarità e Progetto dei Pad

Il catodo (terminale negativo) è chiaramente marcato sulla parte superiore del package. Viene fornito il layout consigliato dei pad di saldatura per garantire un giunto saldato affidabile e un corretto allineamento durante la rifusione. La scheda tecnica nota che le dimensioni dei pad sono indicative e possono essere modificate in base a specifici requisiti di progettazione del PCB.

6. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio

Una manipolazione corretta è fondamentale per l'affidabilità dei componenti SMD.

6.1 Profilo di Rifusione (Senza Piombo)

È raccomandato un profilo di temperatura specifico:

• Preriscaldamento:150-200°C per 60-120 secondi.
• Tempo Sopra Liquido (TAL):60-150 secondi sopra 217°C.
• Temperatura di Picco:Massimo 260°C, mantenuta per un massimo di 10 secondi.
• Velocità di Riscaldamento/Raffreddamento:Massimo 6°C/sec riscaldamento, 3°C/sec raffreddamento.

Nota Critica:La rifusione non deve essere eseguita più di due volte sullo stesso LED.

6.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, è necessario prestare estrema attenzione:

• Utilizzare un saldatore con temperatura della punta inferiore a 350°C.
• Limitare il tempo di saldatura a 3 secondi per terminale.
• Utilizzare un saldatore con capacità di 25W o inferiore.
• Lasciare un intervallo 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 resistente all'umidità con essiccante.

• Prima dell'Apertura:Conservare a ≤30°C e ≤90% di Umidità Relativa (UR).
• Dopo l'Apertura (Vita a Banco):1 anno a ≤30°C e ≤60% UR. I LED non utilizzati devono essere richiusi in un imballaggio a tenuta d'umidità.
• Essiccazione:Se l'indicatore dell'essiccante cambia colore o viene superato il tempo di conservazione, essiccare i LED a 60 ±5°C per 24 ore prima dell'uso in un processo di rifusione.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I componenti sono forniti su nastro portante goffrato largo 8mm avvolto su una bobina standard da 7 pollici (178mm) di diametro. Ogni bobina contiene 3000 pezzi.

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta della bobina contiene diversi codici chiave che identificano le specifiche caratteristiche binnate dei LED su quella bobina:

• CAT:Classe di Intensità Luminosa (es. M1, N2).
• HUE:Classe di Cromaticità/Lunghezza d'Onda Dominante (es. E4, E5).
• REF:Classe di Tensione Diretta (es. 20, 21).
• Altre informazioni includono il Numero di Parte del Cliente (CPN), il Numero di Parte del Produttore (P/N), la Quantità (QTY) e il Numero di Lotto (LOT No).

8. Considerazioni per la Progettazione Applicativa

8.1 La Limitazione di Corrente è Obbligatoria

La scheda tecnica avverte esplicitamente chedeveessere utilizzata una resistenza di limitazione di corrente esterna. I LED presentano una caratteristica I-V esponenziale ripida; un piccolo aumento di tensione può causare un grande, potenzialmente distruttivo, aumento di corrente. Il valore della resistenza (R) può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F, dove V_Fè la tensione diretta dal bin o dalle caratteristiche tipiche, e I_Fè la corrente di esercizio desiderata (≤25mA CC).

8.2 Gestione Termica

Sebbene sia un dispositivo a bassa potenza, le considerazioni termiche sono comunque importanti per la longevità. Rispettare la curva di derating della corrente diretta a temperature ambiente elevate. Assicurarsi che il progetto dei pad sul PCB fornisca un adeguato rilievo termico se necessario, sebbene il pad consigliato sia principalmente per la connessione elettrica e meccanica.

8.3 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Con una classificazione ESD di 2000V (HBM), durante la manipolazione e l'assemblaggio dovrebbero essere seguite le normali precauzioni ESD per prevenire danni latenti.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

I principali fattori di differenziazione del LED 19-219 sono la combinazione di un ingombro molto piccolo (1.6mm x 0.8mm) con un angolo di visione relativamente ampio di 130 gradi e il suo completo sistema di binning a tre parametri (Intensità, Lunghezza d'Onda, Tensione). Ciò consente ai progettisti di ottenere prestazioni ottiche coerenti in applicazioni con spazio limitato dove l'uniformità visiva è critica, come in array di retroilluminazione multi-LED o pannelli indicatori. Rispetto a LED SMD più grandi o LED a foro passante, offre una densità superiore. Rispetto ad altri LED miniaturizzati, il suo binning dettagliato fornisce un maggiore controllo sull'aspetto del prodotto finale.

10. Domande Frequenti (FAQ)

10.1 Quale valore di resistenza devo usare con un'alimentazione a 5V?

Utilizzando il tipico V_Fmassimo di 2.2V e un I_Ftarget di 20mA per un margine di sicurezza: R = (5V - 2.2V) / 0.020A = 140 Ohm. Il valore standard più vicino di 150 Ohm risulterebbe in I_F≈ 18.7mA, che è sicuro e fornisce una buona luminosità. Verificare sempre con il V_Feffettivo del proprio bin specifico.

10.2 Posso pilotare questo LED senza una resistenza utilizzando una sorgente di corrente costante?

Sì, un driver a corrente costante impostato sulla corrente desiderata (es. 20mA) è un'ottima alternativa a una resistenza in serie e fornisce prestazioni più stabili con le variazioni di temperatura e tensione.

10.3 Perché l'intervallo di intensità luminosa è così ampio (18-45 mcd)?

Questa è la variazione naturale del processo di produzione. Il sistema di binning (M1, M2, N1, N2) suddivide i LED in gruppi molto più ristretti. Per una luminosità uniforme in un'applicazione, specificare e utilizzare LED dello stesso bin di intensità luminosa.

10.4 Come interpreto il numero di parte 19-219/R6C-AM1N2VY/3T?

Il numero di parte è un codice specifico del produttore. Le informazioni critiche per la selezione sono contenute nei codici di bin separati sull'etichetta della bobina (CAT, HUE, REF), che definiscono l'effettiva intensità luminosa, lunghezza d'onda dominante e tensione diretta dei dispositivi.

11. Studio di Caso di Progettazione e Utilizzo

Scenario: Progettare un pannello indicatore compatto con 20 LED rossi uniformemente luminosi.

1. Specifica:Selezionare il bin di intensità luminosa N1 (28.5-36.0 mcd) per una luminosità adeguata. Scegliere il bin di lunghezza d'onda E4 (621.5-625.5 nm) per una tonalità di rosso uniforme. Il bin della tensione diretta è meno critico per l'uniformità se si utilizzano singole resistenze in serie, ma selezionare lo stesso bin (es. 20) può semplificare il calcolo del valore della resistenza.
2. Schema Elettrico:Ogni LED è collegato in parallelo dalla linea di alimentazione comune (es. 3.3V), ciascuno con la propria resistenza di limitazione di corrente. Il valore della resistenza è calcolato in base al V_Fnominale del bin di tensione selezionato.
3. Layout PCB:Utilizzare il layout dei pad di saldatura consigliato o modificato. Assicurarsi che la marcatura del catodo sulla serigrafia del PCB corrisponda alla polarità del LED. Raggruppare i LED strettamente per l'effetto pannello.
4. Assemblaggio:Seguire precisamente il profilo di rifusione. Non superare due cicli di rifusione. Conservare correttamente le bobine aperte se non utilizzate immediatamente.
5. Risultato:Un pannello indicatore ad alta densità con colore e luminosità uniformi, reso possibile dalle piccole dimensioni e dal preciso binning del LED 19-219.

12. Introduzione al Principio Tecnologico

Il LED 19-219 è basato sul materiale semiconduttore AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio). Quando una tensione diretta viene applicata alla giunzione p-n, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva dove si ricombinano. Nei LED AlGaInP, questa ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce) nella parte rossa-ambra dello spettro visibile. La composizione specifica degli strati AlGaInP determina la lunghezza d'onda di picco, che in questo caso è sintonizzata per l'emissione rossa brillante intorno a 632 nm. L'incapsulante in resina epossidica è trasparente per massimizzare l'estrazione della luce e serve anche a proteggere il chip semiconduttore.

13. Tendenze e Sviluppi del Settore

Il mercato per i LED SMD miniaturizzati come il 19-219 continua a essere trainato dalla tendenza verso dispositivi elettronici sempre più piccoli e sottili. Gli sviluppi chiave nel più ampio settore dei LED che influenzano tali componenti includono:

• Efficienza Aumentata:I continui miglioramenti nei materiali e nei processi portano a una maggiore efficienza luminosa (più luce per watt elettrico), consentendo correnti di esercizio più basse e un ridotto consumo energetico nei prodotti finali.
• Coerenza di Colore Migliorata:Il binning avanzato e i test a livello di wafer consentono un controllo più stretto sulla cromaticità e sull'intensità, fondamentale per applicazioni come la retroilluminazione dei display dove l'uniformità è fondamentale.
• Affidabilità e Durata Migliorate:I perfezionamenti nei materiali di incapsulamento e nel design del chip continuano a estendere la durata operativa e la robustezza contro lo stress termico e ambientale.
• Integrazione:Sebbene i LED discreti rimangano essenziali, esiste una tendenza parallela verso moduli LED integrati e guide di luce per soluzioni di illuminazione più complesse, anche se i componenti discreti offrono la massima flessibilità di progettazione per layout personalizzati.

Il 19-219 rappresenta un componente maturo e ben caratterizzato che beneficia di questi continui progressi del settore nella scienza dei materiali e nella precisione di produzione.