Scheda Tecnica LED SMD 17-215/G6C-FN2P2B/3T - Giallo Verde Brillante - 2.0x1.25x0.8mm - 2.35V Max - 60mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 17-215/G6C-FN2P2B/3T è un LED a montaggio superficiale (SMD) progettato per assemblaggi elettronici ad alta densità. Questo componente utilizza un chip semiconduttore in AIGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio) per produrre una luce Giallo Verde Brillante. Il suo vantaggio principale risiede nelle dimensioni ridotte, che consentono riduzioni significative delle dimensioni del circuito stampato (PCB), aumentano la densità dei componenti e contribuiscono allo sviluppo di apparecchiature finali più piccole e leggere. Il dispositivo è fornito su nastro standard da 8 mm su bobine da 7 pollici di diametro, risultando pienamente compatibile con le attrezzature automatiche di pick-and-place, ottimizzando così i processi di produzione di massa.

Il LED è classificato come monocromatico ed è realizzato con materiali senza piombo (Pb-free). È conforme alle principali normative internazionali ambientali e di sicurezza, inclusa la direttiva europea sulla restrizione delle sostanze pericolose (RoHS), il regolamento REACH (Registrazione, Valutazione, Autorizzazione e Restrizione delle Sostanze Chimiche) e gli standard senza alogeni (con Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm e la loro somma <1500 ppm). Questa conformità ne garantisce l'idoneità per un'ampia gamma di mercati e applicazioni globali con requisiti materiali stringenti.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

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 valori non sono destinati al funzionamento normale. Per il LED 17-215, la corrente diretta continua massima (I_F) è nominalmente di 25 mA. In condizioni di impulso con un duty cycle di 1/10 a 1 kHz, la corrente diretta di picco (I_FP) può raggiungere 60 mA. La tensione inversa massima ammissibile (V_R) è di 5 V; è fondamentale notare che il dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa, e questa specifica si applica principalmente alla condizione di prova della corrente inversa (I_R). La dissipazione di potenza totale (P_d) non deve superare i 60 mW, calcolata come prodotto della tensione diretta per la corrente diretta. Il dispositivo può resistere a una scarica elettrostatica (ESD) di 2000 V secondo il modello del corpo umano (HBM). L'intervallo di temperatura di funzionamento (T_opr) è compreso tra -40°C e +85°C, mentre la temperatura di conservazione (T_stg) si estende leggermente fino a +90°C.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Le prestazioni elettro-ottiche sono specificate in una condizione di prova standard di temperatura ambiente (T_a) di 25°C e una corrente diretta di 20 mA. L'intensità luminosa (I_v) ha un intervallo tipico da 36,00 mcd a 72,00 mcd, con una tolleranza specificata di ±11%. La distribuzione spaziale della luce è caratterizzata da un ampio angolo di visione (2θ_1/2) di 130 gradi, fornendo un'illuminazione ampia. Le caratteristiche spettrali sono definite da una lunghezza d'onda di picco (λ_p) di 575 nm e un intervallo di lunghezza d'onda dominante (λ_d) da 570,00 nm a 574,50 nm (tolleranza ±1nm). La larghezza di banda spettrale (Δλ) è di circa 20 nm. La tensione diretta (V_F) tipicamente varia da 1,75 V a 2,35 V a 20 mA, con una tolleranza di ±0,1 V. La corrente inversa (I_R) è garantita essere minore o uguale a 10 μA quando viene applicata una tensione inversa di 5 V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione di massa, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri prestazionali chiave. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano requisiti applicativi specifici per luminosità, colore e comportamento elettrico.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa è suddivisa in tre bin principali misurati a I_F= 20 mA:

• Bin N2:36,00 mcd (Min) a 45,00 mcd (Max)
• Bin P1:45,00 mcd (Min) a 57,00 mcd (Max)
• Bin P2:57,00 mcd (Min) a 72,00 mcd (Max)

La tolleranza per l'intensità luminosa all'interno di un bin è ±11%.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

La lunghezza d'onda dominante, che si correla strettamente con il colore percepito, è divisa in tre bin:

• Bin CC2:570,00 nm (Min) a 571,50 nm (Max)
• Bin CC3:571,50 nm (Min) a 573,00 nm (Max)
• Bin CC4:573,00 nm (Max) a 574,50 nm (Max)

La tolleranza per la lunghezza d'onda dominante è ±1 nm.

3.3 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è suddivisa in tre bin per aiutare nella progettazione del circuito, in particolare per il calcolo della resistenza limitatrice e la progettazione dell'alimentazione:

• Bin 0:1,75 V (Min) a 1,95 V (Max)
• Bin 1:1,95 V (Min) a 2,15 V (Max)
• Bin 2:2,15 V (Min) a 2,35 V (Max)

La tolleranza per la tensione diretta è ±0,1 V.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene il PDF indichi la presenza di curve tipiche delle caratteristiche elettro-ottiche a pagina 5, i grafici specifici non sono forniti nel contenuto testuale. Tipicamente, tali schede tecniche includono curve che illustrano la relazione tra corrente diretta e intensità luminosa, tensione diretta rispetto alla corrente diretta e l'intensità luminosa relativa in funzione della temperatura ambiente. Queste curve sono essenziali affinché i progettisti comprendano il comportamento del dispositivo in condizioni non standard. Ad esempio, l'intensità luminosa tipicamente diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. Anche la tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo, il che significa che diminuisce leggermente con l'aumentare della temperatura. I progettisti dovrebbero consultare i dati grafici per deradare opportunamente le prestazioni per il loro specifico ambiente operativo e per garantire una guida di corrente stabile nell'intervallo di temperatura previsto.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED SMD 17-215 presenta un package compatto. Le dimensioni chiave (in millimetri) sono le seguenti, con una tolleranza generale di ±0,1 mm salvo diversa specifica: la lunghezza totale del package è di 2,0 mm, la larghezza è di 1,25 mm e l'altezza è di 0,8 mm. Il dispositivo include due terminali anodo/catodo per la connessione elettrica. Disegni dimensionali dettagliati, inclusi spaziatura dei pad, dimensione dei terminali e geometria della lente, sono forniti nella scheda tecnica per guidare la progettazione del land pattern del PCB per una saldatura ottimale e stabilità meccanica.

5.2 Identificazione della Polarità

La polarità corretta è cruciale per il funzionamento del LED. Il disegno del package nella scheda tecnica indica chiaramente i terminali anodo e catodo. Tipicamente, un terminale può essere contrassegnato o avere una forma diversa (ad esempio, una tacca o un angolo smussato) per facilitare l'identificazione visiva durante l'assemblaggio o l'ispezione manuale. I progettisti devono garantire che l'impronta sul PCB rispecchi questa polarità per prevenire un posizionamento errato.

6. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio

6.1 Profilo di Rifusione (Reflow)

Il LED è compatibile con i processi di rifusione a infrarossi e a fase di vapore. Per la saldatura senza piombo, deve essere seguito un profilo di temperatura specifico:

• Preriscaldamento:Rampa da ambiente a 150-200°C in 60-120 secondi.
• Stabilizzazione/Rifusione:Mantenere sopra i 217°C (temperatura di liquidus) per 60-150 secondi. La temperatura di picco non deve superare i 260°C e il tempo sopra i 255°C deve essere limitato a un massimo di 30 secondi.
• Raffreddamento:La velocità massima di raffreddamento non deve superare i 6°C al secondo.

Si raccomanda vivamente che la rifusione venga eseguita non più di due volte per prevenire danni da stress termico al package del LED e ai fili di connessione interni.

6.2 Saldatura Manuale

Se la saldatura manuale è inevitabile, è necessario prestare estrema attenzione. La temperatura della punta del saldatore dovrebbe essere inferiore a 350°C e il tempo di contatto con ciascun terminale non deve superare i 3 secondi. La potenza del saldatore dovrebbe essere di 25W o inferiore. Dovrebbe essere lasciato un intervallo minimo di 2 secondi tra la saldatura di ciascun terminale. Per le riparazioni, si suggerisce l'uso di un saldatore a doppia punta per minimizzare lo stress termico, ma in generale si sconsiglia la riparazione dopo la saldatura iniziale.

6.3 Conservazione e Sensibilità all'Umidità

I LED sono imballati in sacchetti barriera resistenti all'umidità con essiccante. Il sacchetto non deve essere aperto finché i componenti non sono pronti per l'uso. Dopo l'apertura:

• I LED non utilizzati devono essere conservati a 30°C o meno e con un'umidità relativa (UR) del 60% o inferiore.
• La "vita a terra" dopo l'apertura del sacchetto è di 168 ore (7 giorni).
• Se non utilizzati entro questo periodo, i LED rimanenti devono essere re-imballati con essiccante.
• Se l'indicatore dell'essiccante ha cambiato colore o il tempo di esposizione è stato superato, è necessario un trattamento di essiccamento a 60°C ±5°C per 24 ore prima dell'uso.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

Il prodotto è fornito su nastro portacomponenti standard stile "ammo pack" con una larghezza di 8 mm, avvolto su una bobina da 7 pollici (178 mm) di diametro. Ogni bobina contiene 3000 pezzi. Sono fornite dimensioni dettagliate per la bobina, le tasche del nastro portante e il nastro di copertura per garantire la compatibilità con gli alimentatori automatici.

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta di imballaggio contiene diversi codici chiave per la tracciabilità e la specifica:

• CPN:Numero di Prodotto del Cliente (assegnato dall'acquirente).
• P/N:Numero di Prodotto del Produttore (17-215/G6C-FN2P2B/3T).
• QTY:Quantità di Imballaggio (es. 3000).
• CAT:Classe di Intensità Luminosa (es. N2, P1, P2).
• HUE:Coordinate Cromatiche & Classe di Lunghezza d'Onda Dominante (es. CC2, CC3, CC4).
• REF:Classe di Tensione Diretta (es. 0, 1, 2).
• LOT No:Numero di Lotto di Produzione per la tracciabilità.

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Il colore Giallo Verde Brillante e le dimensioni compatte rendono questo LED adatto a varie funzioni di indicazione e retroilluminazione:

• Interni Automobilistici:Retroilluminazione per strumenti del cruscotto, interruttori e pannelli di controllo.
• Telecomunicazioni:Indicatori di stato e retroilluminazione della tastiera in telefoni, fax e altri dispositivi di comunicazione.
• Elettronica di Consumo:Retroilluminazione piatta per piccoli display LCD, illuminazione di interruttori e indicatori simbolici.
• Indicazione Generale:Stato di alimentazione, selezione della modalità e indicatori di allerta in una vasta gamma di apparecchiature elettroniche.

8.2 Considerazioni Critiche di Progettazione

Limitazione di Corrente Obbligatoria:I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Deve essere sempre utilizzata una resistenza limitatrice di corrente esterna in serie con il LED. Il valore è calcolato in base alla tensione di alimentazione (V_supply), alla tensione diretta del LED (V_Fdal suo bin) e alla corrente diretta desiderata (I_F, tipicamente 20 mA o meno). La formula è: R = (V_supply- V_F) / I_F. Senza questa resistenza, anche un piccolo aumento della tensione di alimentazione può causare un grande e distruttivo aumento della corrente.

Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, garantire un'adeguata area di rame sul PCB attorno ai pad del LED può aiutare a dissipare il calore, specialmente in ambienti ad alta temperatura o quando pilotato alla corrente continua massima. Ciò aiuta a mantenere l'output luminoso e la longevità.

Restrizioni Applicative:Questo LED di grado commerciale standard non è specificamente progettato o qualificato per applicazioni ad alta affidabilità in cui un guasto potrebbe portare a rischi per la sicurezza. Ciò include, ma non è limitato a, sistemi militari/aerospaziali, sistemi critici per la sicurezza automobilistica (es. luci freno, indicatori airbag) e apparecchiature mediche di supporto vitale. Per tali applicazioni, dovrebbero essere reperiti componenti con le opportune qualifiche e dati di affidabilità.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

I principali fattori di differenziazione del LED 17-215 sono la combinazione di un materiale di chip AIGaInP specifico che produce un colore Giallo Verde Brillante, il suo ingombro molto compatto 2012 (2.0x1.25mm) e la sua conformità agli standard ambientali moderni (senza piombo, senza alogeni, RoHS, REACH). Rispetto ai LED a foro passante o SMD più grandi, consente una significativa miniaturizzazione. Rispetto ad altri LED giallo-verdi, la tecnologia AIGaInP offre tipicamente una maggiore efficienza luminosa e una migliore stabilità del colore rispetto ad alcune alternative di materiali semiconduttori utilizzati per colori simili. L'ampio angolo di visione di 130 gradi è anche una caratteristica chiave per applicazioni che richiedono un'illuminazione ampia e uniforme piuttosto che un fascio focalizzato.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D1: Qual è la differenza tra lunghezza d'onda di picco (λp) e lunghezza d'onda dominante (λd)?

R1: La lunghezza d'onda di picco è la lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale è massima. La lunghezza d'onda dominante è la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che corrisponde al colore percepito del LED. Per i LED con uno spettro relativamente stretto, sono spesso vicine, ma λd è più rilevante per la specifica del colore nelle applicazioni.

D2: Posso pilotare questo LED senza una resistenza limitatrice se uso una sorgente di tensione costante impostata sulla tensione diretta del LED?

R2: No, non è raccomandato e probabilmente danneggerebbe il LED. La tensione diretta ha una tolleranza e un coefficiente di temperatura negativo. Una leggera variazione della tensione di alimentazione o un aumento della temperatura del LED può causare un aumento significativo e incontrollato della corrente, portando a surriscaldamento e guasto. Utilizzare sempre una resistenza in serie o un driver a corrente costante dedicato.

D3: Perché c'è una rigorosa "vita a terra" dopo l'apertura del sacchetto barriera all'umidità?

R3: I componenti SMD possono assorbire umidità dall'atmosfera. Durante il processo di rifusione ad alta temperatura, questa umidità intrappolata può vaporizzarsi rapidamente, creando una pressione interna che può causare la rottura del package ("popcorning") o delaminazione, portando al guasto. La vita a terra e le procedure di essiccamento gestiscono questo livello di sensibilità all'umidità (MSL).

D4: Come interpreto i codici di bin (CAT, HUE, REF) quando ordino?

R4: Puoi specificare i codici di bin esatti che richiedi in base alle esigenze della tua applicazione per luminosità (CAT), colore (HUE) e tensione diretta (REF). Ordinare bin più stretti garantisce una maggiore coerenza nell'aspetto e nelle prestazioni elettriche del tuo prodotto finale. Se non specificato, riceverai componenti dai bin di produzione standard.

11. Esempi Pratici di Progettazione e Utilizzo

Esempio 1: Retroilluminazione di Interruttori del Cruscotto

In un cruscotto automobilistico, più LED 17-215 possono essere posizionati dietro cappucci di interruttori traslucidi. Un pin GPIO di un microcontrollore, tramite un transistor, può fornire alimentazione dal sistema a 12V del veicolo. Una resistenza in serie è calcolata per ogni LED. Ad esempio, utilizzando un'alimentazione di 12V, una V_Fdi 2,1V (Bin 1) e un I_Fobiettivo di 20mA: R = (12V - 2,1V) / 0,02A = 495 Ohm. Una resistenza standard da 510 Ohm sarebbe adatta, risultando in I_F≈ 19,4 mA. L'ampio angolo di visione garantisce che l'interruttore sia illuminato uniformemente.

Esempio 2: Indicatore di Stato su un Dispositivo di Rete

Per un indicatore "Link Attivo" su un router, un singolo LED può essere pilotato direttamente da un segnale logico a 3,3V. Utilizzando V_F= 1,9V (Bin 0) e I_F= 15 mA per ridurre la potenza e aumentare la durata: R = (3,3V - 1,9V) / 0,015A ≈ 93,3 Ohm. Verrebbe utilizzata una resistenza da 100 Ohm. Il colore Giallo Verde Brillante è altamente visibile e comunemente associato all'attività di rete.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a semiconduttore che emettono luce attraverso un processo chiamato elettroluminescenza. Il LED 17-215 utilizza un semiconduttore composto AIGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio). Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n, gli elettroni dalla regione di tipo n e le lacune dalla regione di tipo p vengono iniettati nella regione attiva. Quando questi portatori di carica (elettroni e lacune) si ricombinano, rilasciano energia. Nei materiali AIGaInP, questa energia viene rilasciata principalmente come fotoni (particelle di luce) con una lunghezza d'onda corrispondente all'energia del bandgap del materiale semiconduttore. La composizione specifica degli atomi di Al, Ga, In e P è progettata per produrre un bandgap che risulta in luce giallo-verde con una lunghezza d'onda di picco attorno a 575 nm. La lente in resina epossidica incapsula il chip, lo protegge e modella l'output luminoso per ottenere l'angolo di visione desiderato di 130 gradi.

13. Tendenze e Sviluppi Tecnologici

La tendenza generale nella tecnologia dei LED SMD continua verso diverse aree chiave:Aumento dell'Efficienza:I miglioramenti continui nella scienza dei materiali e nel design dei chip mirano a produrre più lumen per watt (lm/W), riducendo il consumo energetico per una data emissione luminosa.Miniaturizzazione:I package continuano a ridursi (es. da 2012 a 1608, 1005 dimensioni metriche) per supportare elettronica di consumo sempre più piccola.Migliore Resa Cromatica e Coerenza:I progressi nella tecnologia dei fosfori (per LED bianchi) e nei processi di crescita epitassiale (per LED colorati come AIGaInP) portano a bin di colore più stretti e prestazioni più stabili nel tempo e con la temperatura.Affidabilità Maggiore:Materiali di incapsulamento e processi produttivi migliorati stanno estendendo la durata dei LED e migliorando la resistenza allo stress termico e ambientale.Soluzioni Integrate:C'è un mercato in crescita per LED con resistenze limitatrici integrate, diodi di protezione o persino circuiti integrati driver, semplificando la progettazione del circuito. Il 17-215 rappresenta un package e una tecnologia maturi e ampiamente adottati che beneficiano di questi continui perfezionamenti a livello di settore nella resa produttiva e nelle prestazioni.