Scheda Tecnica LED SMD 17-21/G6C-FN1P2B/3T - Dimensione 1.6x0.8x0.6mm - Tensione 1.75-2.35V - Colore Giallo Verde Brillante - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il modello 17-21/G6C-FN1P2B/3T è un LED a montaggio superficiale (SMD) progettato per assemblaggi elettronici ad alta densità. Si caratterizza per l'ingombro ridotto, risultando ideale per applicazioni dove lo spazio sulla scheda è prezioso. Il dispositivo è realizzato utilizzando materiale semiconduttore AlGaInP, che produce un'emissione luminosa di colore giallo-verde brillante. Questo LED è confezionato su nastro da 8mm e fornito su bobina da 7 pollici di diametro, garantendo compatibilità con le attrezzature standard di pick-and-place e saldatura a rifusione utilizzate nella produzione di grandi volumi.

I vantaggi principali di questo componente includono le dimensioni ridotte, che consentono di ridurre le dimensioni delle apparecchiature e aumentare la densità di impacchettamento sui circuiti stampati (PCB). La sua costruzione leggera ne supporta ulteriormente l'uso in dispositivi elettronici miniaturizzati e portatili. Il prodotto è conforme ai principali standard ambientali e di sicurezza, inclusi RoHS, REACH e requisiti senza alogeni, rendendolo adatto ai mercati globali.

2. Approfondimento Specifiche Tecniche

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo è progettato per funzionare in modo affidabile entro limiti specificati. Il superamento di questi valori può causare danni permanenti. La tensione inversa massima (VR) è di 5V. La corrente diretta continua (IF) non deve superare i 25mA, mentre una corrente diretta di picco (IFP) di 60mA è ammissibile in condizioni impulsive (ciclo di lavoro 1/10 a 1kHz). La dissipazione di potenza massima (Pd) è di 60mW. Il componente può resistere a una scarica elettrostatica (ESD) di 2000V secondo il modello del corpo umano (HBM). La sua gamma di temperatura operativa va da -40°C a +85°C, con una gamma di temperatura di conservazione da -40°C a +90°C.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Misurate a una temperatura di giunzione standard di 25°C e una corrente diretta di 20mA, le prestazioni del LED sono caratterizzate da diversi parametri chiave. L'intensità luminosa (Iv) ha un intervallo tipico definito dal suo sistema di classificazione. L'angolo di visione (2θ1/2) è tipicamente di 140 gradi, fornendo un ampio campo di illuminazione. La lunghezza d'onda di picco (λp) è centrata attorno ai 575nm, mentre la lunghezza d'onda dominante (λd) varia da 570.0nm a 574.5nm. La larghezza di banda spettrale (Δλ) è tipicamente di 20nm. La tensione diretta (VF) varia da 1.75V a 2.35V, e la corrente inversa (IR) è al massimo di 10μA con una polarizzazione inversa di 5V. È fondamentale notare che il dispositivo non è progettato per funzionare in condizioni di tensione inversa; il rating VR si applica solo al test IR.

3. Spiegazione del Sistema di Classificazione (Binning)

Per garantire coerenza nella progettazione dell'applicazione, i LED vengono suddivisi in classi (bin) in base a tre parametri chiave: intensità luminosa, lunghezza d'onda dominante e tensione diretta. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfino criteri di prestazione specifici per i loro progetti.

3.1 Classificazione dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa è suddivisa in quattro classi (N1, N2, P1, P2) misurate a IF=20mA. L'intervallo spazia da un minimo di 28.5 mcd (min N1) a un massimo di 72.0 mcd (max P2). Si applica una tolleranza di ±11% all'interno di ciascuna classe.

3.2 Classificazione della Lunghezza d'Onda Dominante

La lunghezza d'onda dominante, che definisce il colore percepito, è suddivisa in tre classi (CC2, CC3, CC4). L'intervallo va da 570.0nm a 574.5nm, con una tolleranza stretta di ±1nm per mantenere la coerenza del colore.

3.3 Classificazione della Tensione Diretta

La tensione diretta è raggruppata in tre classi (0, 1, 2), che vanno da 1.75V a 2.35V a IF=20mA. La tolleranza per la tensione diretta è di ±0.1V. Selezionare LED dalla stessa classe di tensione può aiutare a garantire una luminosità uniforme quando più LED sono pilotati in parallelo.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento alle tipiche curve delle caratteristiche elettro-ottiche. Sebbene grafici specifici non siano riprodotti nel testo, queste curve illustrano tipicamente la relazione tra corrente diretta e intensità luminosa, tensione diretta rispetto alla temperatura e la distribuzione spettrale della potenza. Analizzare queste curve è essenziale per comprendere il comportamento del LED in diverse condizioni operative, come variazioni della corrente di pilotaggio o della temperatura ambiente, che influenzano l'emissione luminosa e l'efficienza.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED ha un package SMD compatto con dimensioni di circa 1.6mm di lunghezza, 0.8mm di larghezza e 0.6mm di altezza (tolleranza ±0.1mm salvo diversa specifica). Un disegno dimensionato dettagliato è fornito nella scheda tecnica, inclusi i consigli per il layout delle piazzole (pad) per il design del PCB, per garantire una corretta saldatura e gestione termica.

5.2 Identificazione della Polarità

Il catodo è chiaramente contrassegnato sul package. L'orientamento corretto della polarità durante l'assemblaggio è cruciale per il funzionamento del dispositivo. Il footprint sul PCB deve allinearsi a questa marcatura per prevenire l'installazione inversa.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Una manipolazione e una saldatura corrette sono fondamentali per mantenere le prestazioni e l'affidabilità del LED.

6.1 Conservazione e Sensibilità all'Umidità

I componenti sono confezionati in una busta resistente all'umidità con essiccante. La busta non deve essere aperta fino a quando i LED non sono pronti 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 periodo viene superato o l'essiccante indica assorbimento di umidità, è necessario un trattamento di essiccazione (baking) a 60±5°C per 24 ore prima dell'uso.

6.2 Profilo di Saldatura a Rifusione (Reflow)

Il LED è compatibile con processi di rifusione a infrarossi e a fase di vapore. Per la saldatura senza piombo, deve essere seguito un profilo di temperatura specifico: preriscaldamento tra 150-200°C per 60-120 secondi, tempo sopra i 217°C (liquidus) per 60-150 secondi, con una temperatura di picco non superiore a 260°C per un massimo di 10 secondi. La velocità massima di riscaldamento (ramp-up) deve essere di 6°C/sec e la velocità massima di raffreddamento (ramp-down) di 3°C/sec. La saldatura a rifusione non deve essere eseguita più di due volte.

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. Il saldatore dovrebbe avere una potenza inferiore a 25W. Dovrebbe essere osservato un intervallo di raffreddamento di almeno 2 secondi tra la saldatura di ciascun terminale. Non è consigliata la riparazione dopo la saldatura iniziale. Se inevitabile, deve essere utilizzato un saldatore a doppia punta specializzato per riscaldare simultaneamente entrambi i terminali ed evitare stress meccanici sul chip LED.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

I LED sono forniti in imballaggio resistente all'umidità. Sono caricati in nastro portacomponenti con dimensioni specificate per la manipolazione automatizzata. Ogni bobina contiene 3000 pezzi. L'etichetta dell'imballaggio include informazioni critiche per la tracciabilità e la selezione: Numero di Prodotto (P/N), quantità (QTY) e i codici specifici delle classi per intensità luminosa (CAT), lunghezza d'onda dominante (HUE) e tensione diretta (REF).

8. Raccomandazioni Applicative

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è particolarmente adatto per applicazioni di retroilluminazione in cruscotti e interruttori automobilistici, indicatori e retroilluminazione in dispositivi di telecomunicazione come telefoni e fax, retroilluminazione piana per LCD e indicazione di stato generica.

8.2 Considerazioni di Progettazione

Limitazione della Corrente:È obbligatorio un resistore esterno di limitazione della corrente. La caratteristica esponenziale I-V del LED significa che un piccolo aumento della tensione può causare un grande, potenzialmente distruttivo, aumento della corrente. Il valore del resistore deve essere calcolato in base alla tensione di alimentazione e alla classe di tensione diretta del LED.
Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, garantire un'adeguata area di rame sul PCB per le piazzole aiuta a dissipare il calore, specialmente in ambienti ad alta temperatura o quando pilotato a correnti più elevate.
Stress della Scheda:Evitare di piegare o deformare il PCB durante o dopo la saldatura, poiché ciò può indurre crepe da stress nel package del LED.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto ai LED di tipo lead-frame più grandi, questa variante SMD offre un significativo risparmio di spazio, una maggiore densità di posizionamento e compatibilità con linee di assemblaggio completamente automatizzate, riducendo i costi di produzione. L'uso della tecnologia AlGaInP fornisce alta efficienza e un colore giallo-verde saturo. La sua conformità a normative ambientali stringenti (RoHS, REACH, Senza Alogeni) la rende una scelta "future-proof" per progetti elettronici moderni destinati ai mercati globali.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D: Posso pilotare questo LED senza una resistenza in serie?
R: No. La scheda tecnica avverte esplicitamente che deve essere utilizzata una resistenza di protezione. Far funzionare il LED direttamente da una sorgente di tensione porterà a un flusso di corrente incontrollato e a un rapido guasto.
D: Cosa succede se supero i 7 giorni di "floor life" dopo aver aperto la busta anti-umidità?
R: I LED potrebbero aver assorbito umidità dall'atmosfera. Saldarli senza un'adeguata essiccazione può causare "popcorning" o delaminazione interna a causa della rapida espansione del vapore durante la rifusione, portando al guasto. Seguire la procedura di essiccazione prescritta.
D: Come interpreto i codici delle classi (bin) sull'etichetta?
R: I codici CAT, HUE e REF corrispondono rispettivamente alle classi di intensità luminosa, lunghezza d'onda dominante e tensione diretta dettagliate nelle sezioni 3.1, 3.2 e 3.3. Selezionare classi consistenti è la chiave per prestazioni uniformi in un array.

11. Esempi Pratici di Progettazione e Utilizzo

Esempio 1: Retroilluminazione Interruttore Cruscotto:Un progettista necessita di 10 indicatori giallo-verde uniformi. Dovrebbe specificare LED della stessa classe di intensità luminosa (es. tutti P1) e della stessa classe di lunghezza d'onda dominante (es. tutti CC3) per garantire luminosità e colore coerenti. Una singola resistenza di limitazione della corrente può essere calcolata utilizzando la massima tensione diretta dalla classe 2 (2.35V) per garantire un funzionamento sicuro per tutte le unità, anche se alcune hanno una Vf più bassa.
Esempio 2: Pannello Indicatori ad Alta Densità:Per un pannello con 50 LED, l'uso del package SMD consente un layout molto compatto. Il progettista deve assicurarsi che il design delle piazzole sul PCB corrisponda alle raccomandazioni della scheda tecnica per facilitare una buona formazione del giunto di saldatura durante la rifusione. Il design delle aperture dello stencil dovrebbe essere ottimizzato per prevenire ponticelli di saldatura tra le piazzole ravvicinate.

12. Principio di Funzionamento

Questo LED è un diodo semiconduttore basato su materiale Fosfuro di Alluminio Gallio Indio (AlGaInP). Quando viene applicata una tensione diretta che supera la sua energia di bandgap, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del semiconduttore, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La specifica composizione degli strati AlGaInP determina la lunghezza d'onda della luce emessa, che in questo caso è nello spettro del giallo-verde (~575nm). La lente in resina epossidica è trasparente per massimizzare l'estrazione della luce e modellare il pattern di emissione in un angolo di visione di 140 gradi.

13. Tendenze Tecnologiche

La tendenza per i LED indicatori e di retroilluminazione continua verso la miniaturizzazione, l'aumento dell'efficienza (lumen per watt) e un'affidabilità più elevata. I package SMD come il 17-21 stanno diventando standard grazie ai loro vantaggi produttivi. C'è anche una crescente enfasi su una classificazione precisa e tolleranze più strette per soddisfare le esigenze di applicazioni che richiedono un'elevata uniformità di colore e luminosità, come display a colori completi e gruppi di illuminazione automobilistici. Inoltre, la spinta verso l'elettronica sostenibile dal punto di vista ambientale garantisce che i materiali senza alogeni e conformi RoHS rimangano un requisito di base per tutti i nuovi componenti.