Scheda Tecnica LED SMD 17-21/G6C-AP1Q1B/3T - Dimensione 1.6x0.8x0.6mm - Tensione 1.75-2.35V - Giallo Verde Brillante - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il modello 17-21/G6C-AP1Q1B/3T è un LED a montaggio superficiale (SMD) progettato per applicazioni ad alta densità e miniaturizzate. Utilizza un chip in AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio) per produrre una luce Giallo Verde Brillante. Questo LED è confezionato in un ingombro compatto di 1.6mm x 0.8mm x 0.6mm, consentendo un notevole risparmio di spazio sui circuiti stampati (PCB) rispetto ai componenti tradizionali a foro passante. Le sue dimensioni ridotte e il peso contenuto lo rendono ideale per l'elettronica moderna, dove la miniaturizzazione è un vincolo progettuale chiave.

Il dispositivo è conforme alle principali normative ambientali e di sicurezza, inclusa la RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose), il regolamento REACH dell'UE, ed è classificato come privo di alogeni (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Viene fornito su nastro da 8mm montato su bobine da 7 pollici di diametro, risultando pienamente compatibile con le attrezzature automatiche di pick-and-place. Il LED è adatto sia per i processi di saldatura a rifusione a infrarossi che a fase di vapore.

2. Approfondimento delle Specifiche Tecniche

2.1 Valori Massimi Assoluti

I Valori Massimi Assoluti definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Questi valori sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. La tensione inversa massima (VR) è di 5V. La corrente diretta continua (IF) non deve superare i 25mA. Per il funzionamento in impulso, è ammessa una corrente diretta di picco (IFP) di 60mA con un duty cycle di 1/10 a 1kHz. La dissipazione di potenza massima (Pd) è di 60mW. Il dispositivo può sopportare una scarica elettrostatica (ESD) di 2000V secondo il modello del corpo umano (HBM). L'intervallo di temperatura di funzionamento (Topr) va da -40°C a +85°C, mentre l'intervallo di temperatura di conservazione (Tstg) è leggermente più ampio, da -40°C a +90°C. Il profilo di temperatura di saldatura (Tsol) è critico: per la saldatura a rifusione, la temperatura di picco non deve superare i 260°C per un massimo di 10 secondi; per la saldatura manuale, la temperatura della punta del saldatore deve essere di 350°C o inferiore per un massimo di 3 secondi per terminale.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Le Caratteristiche Elettro-Ottiche sono misurate a Ta=25°C e una corrente di funzionamento (IF) di 20mA, che è la condizione di test standard. L'intensità luminosa (Iv) ha un range tipico da 45.0 mcd a 90.0 mcd, con valori specifici determinati dal codice di binning (vedi Sezione 3). L'angolo di visione (2θ1/2) è tipicamente di 140 gradi, fornendo un fascio ampio. La lunghezza d'onda di picco (λp) è centrata attorno ai 575 nm. La lunghezza d'onda dominante (λd), che definisce il colore percepito, varia da 569.5 nm a 577.5 nm. La larghezza di banda spettrale (Δλ) è di circa 20 nm. La tensione diretta (VF) varia da 1.75V a 2.35V, anch'essa soggetta a binning. La corrente inversa (IR) è al massimo di 10 μA quando viene applicata una tensione inversa (VR) di 5V. È cruciale notare che il dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa; la specifica VR è solo per scopi di test IR.

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. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfino requisiti applicativi specifici.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa è suddivisa in tre codici principali a IF=20mA: P1 (45.0-57.0 mcd), P2 (57.0-72.0 mcd) e Q1 (72.0-90.0 mcd). Il suffisso \"Q1\" nel numero di parte 17-21/G6C-AP1Q1B/3T indica che appartiene al bin di massima luminosità Q1.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

La lunghezza d'onda dominante, che determina la precisa tonalità di giallo-verde, è suddivisa in quattro codici: C16 (569.5-571.5 nm), C17 (571.5-573.5 nm), C18 (573.5-575.5 nm) e C19 (575.5-577.5 nm). Il suffisso \"C\" nel numero di parte corrisponde a questa coordinata cromatica e al rango di lunghezza d'onda.

3.3 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è suddivisa in bin per facilitare la progettazione del circuito, in particolare per il calcolo della resistenza di limitazione di corrente. I bin sono: 0 (1.75-1.95 V), 1 (1.95-2.15 V) e 2 (2.15-2.35 V). Il suffisso \"B\" nel numero di parte indica il rango della tensione diretta.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene curve grafiche specifiche non siano dettagliate nel testo fornito, le tipiche curve di prestazione per tali LED includerebbero la relazione tra corrente diretta (IF) e tensione diretta (VF), mostrando la natura esponenziale del diodo. La relazione tra intensità luminosa e corrente diretta è generalmente lineare entro l'intervallo di funzionamento. La dipendenza della luminosità dalla temperatura mostra tipicamente una diminuzione dell'emissione all'aumentare della temperatura di giunzione. La curva di distribuzione spettrale mostrerebbe un singolo picco centrato attorno ai 575 nm con la larghezza di banda specificata di 20 nm, confermando l'emissione monocromatica giallo-verde.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED è alloggiato in un package SMD standard 17-21. Le dimensioni chiave sono: lunghezza 1.6 mm, larghezza 0.8 mm e altezza 0.6 mm. Il package presenta un segno del catodo per la corretta identificazione della polarità durante l'assemblaggio. Tutte le tolleranze non specificate sono ±0.1 mm. Le dimensioni compatte sono un vantaggio primario, che consente layout PCB ad alta densità.

5.2 Identificazione della Polarità

La polarità corretta è essenziale per il funzionamento. Il package include un segno distintivo del catodo. Installare il LED in polarizzazione inversa può portare a un guasto immediato a causa del basso valore massimo di tensione inversa (5V).

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Il LED è compatibile con la saldatura a rifusione senza piombo (Pb-free). Il profilo di temperatura raccomandato è critico: il pre-riscaldamento dovrebbe avvenire tra 150°C e 200°C per 60-120 secondi. Il tempo al di sopra della temperatura di liquidus della saldatura (217°C) dovrebbe essere di 60-150 secondi. La temperatura di picco non deve superare i 260°C e il tempo a o sopra i 255°C dovrebbe essere limitato a un massimo di 30 secondi. La velocità di riscaldamento massima dovrebbe essere di 6°C/sec e la velocità di raffreddamento massima di 3°C/sec. La saldatura a rifusione non dovrebbe essere eseguita più di due volte sullo stesso dispositivo.

6.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, 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 dovrebbe 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 permettere la dissipazione del calore e prevenire danni termici.

6.3 Conservazione e Sensibilità all'Umidità

I LED sono confezionati 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 dovrebbero essere conservati a 30°C o meno e con un'umidità relativa (RH) del 60% o inferiore. La \"vita a terra\" dopo l'apertura è di 168 ore (7 giorni). Se questo tempo viene superato o se l'indicatore dell'essiccante ha cambiato colore, i LED devono essere sottoposti a un processo di baking a 60 ±5°C per 24 ore prima dell'uso per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire il fenomeno del \"popcorning\" durante la rifusione.

7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

Il dispositivo è fornito in confezionamento resistente all'umidità. È caricato in un nastro portante largo 8mm, che viene poi avvolto su una bobina da 7 pollici di diametro. Ogni bobina contiene 3000 pezzi. Le etichette di confezionamento includono informazioni critiche: Numero Prodotto Cliente (CPN), Numero di Parte (P/N), Quantità di Confezionamento (QTY), Rango di Intensità Luminosa (CAT), Rango di Cromaticità/Lunghezza d'Onda (HUE), Rango di Tensione Diretta (REF) e Numero di Lotto (LOT No).

8. Raccomandazioni Applicative

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Il colore Giallo Verde Brillante e le dimensioni compatte rendono questo LED adatto a varie applicazioni di indicazione e retroilluminazione. Usi comuni includono: retroilluminazione per cruscotti di pannelli strumenti e interruttori a membrana, indicatori di stato e retroilluminazione tastiera in dispositivi di telecomunicazione (telefoni, fax), retroilluminazione piatta per piccoli LCD e simboli, e applicazioni di indicazione generica nell'elettronica di consumo e industriale.

8.2 Considerazioni Progettuali

Limitazione di Corrente:Una resistenza di limitazione di corrente esterna è obbligatoria. Il LED è un dispositivo pilotato in corrente, e anche un piccolo aumento della tensione diretta può causare un grande, potenzialmente distruttivo, aumento della corrente. Il valore della resistenza deve essere calcolato in base alla tensione di alimentazione, al bin della tensione diretta del LED (Vf) e alla corrente di funzionamento desiderata (es. 20mA).

Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, garantire un'adeguata area di rame sul PCB attorno ai pad termici (se presenti) o alle tracce collegate all'anodo e al catodo può aiutare a dissipare il calore e mantenere le prestazioni e la longevità del LED, specialmente in ambienti ad alta temperatura.

Protezione ESD:Sebbene il LED abbia una classificazione ESD HBM di 2000V, durante l'assemblaggio e la manipolazione dovrebbero essere osservate le normali precauzioni di gestione ESD.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Il vantaggio principale di questo LED 17-21 è il suo ingombro estremamente ridotto (1.6x0.8mm), significativamente più piccolo dei tradizionali LED a foro passante da 3mm o 5mm, consentendo la miniaturizzazione. L'uso della tecnologia AlGaInP fornisce alta efficienza e un colore giallo-verde saturo rispetto alle tecnologie più datate. L'ampio angolo di visione di 140 gradi offre una buona visibilità fuori asse. La sua conformità agli standard ambientali moderni (RoHS, Senza Alogeni) lo rende adatto ai mercati globali con normative severe.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D: Qual è lo scopo dei codici di binning (P1, C17, B, ecc.)?

R: Il binning garantisce la coerenza. I progettisti possono specificare un codice bin per garantire che i LED nella loro produzione abbiano luminosità (P1/Q1), colore (C16-C19) e tensione diretta (0-2) quasi identiche, portando a un aspetto e prestazioni uniformi nel prodotto finale.

D: Posso pilotare questo LED senza una resistenza di limitazione di corrente?

R: No. Pilotare un LED direttamente da una sorgente di tensione è una causa comune di guasto immediato. La tensione diretta ha una tolleranza, e un leggero sovra-tensione causa una sovra-corrente, bruciando il LED. È sempre richiesta una resistenza in serie.

D: La scheda tecnica mostra una corrente massima di 25mA ma una condizione di test di 20mA. Quale dovrei usare?

R: Per un funzionamento affidabile a lungo termine, è pratica standard deratare i componenti. Operare a 20mA fornisce un margine di sicurezza al di sotto del massimo assoluto di 25mA, migliorando la durata e l'affidabilità. 20mA è la corrente di funzionamento raccomandata.

D: Perché il processo di conservazione e baking è così importante?

R: I package SMD possono assorbire umidità dall'aria. Durante l'alto calore della saldatura a rifusione, questa umidità può trasformarsi rapidamente in vapore, causando delaminazione interna o crepe (\"popcorning\"). Il processo di baking rimuove in sicurezza questa umidità.

11. Esempi Pratici di Progettazione e Utilizzo

Esempio 1: Indicatore Cruscotto:In un cruscotto automobilistico, più LED 17-21 possono essere posizionati dietro icone traslucide (es. spia motore, riserva carburante). Utilizzando LED dello stesso bin di intensità luminosa (Q1) e lunghezza d'onda dominante (es. C18) si garantisce che tutte le icone si illuminino con la stessa luminosità e colore identico, fornendo un aspetto professionale e uniforme. Un circuito semplice con alimentazione a 12V, una resistenza di limitazione calcolata per ~18mA (per tenere conto delle variazioni di tensione del veicolo) e un transistor di pilotaggio controllato dall'ECU del veicolo sarebbe tipico.

Esempio 2: Retroilluminazione Dispositivo Portatile:Per la retroilluminazione di una tastiera su un dispositivo portatile, il profilo basso (0.6mm di altezza) del LED 17-21 è cruciale. Può essere posizionato direttamente sotto una tastiera in gomma sottile o una guida luminosa. L'alimentazione sarebbe fornita da una batteria a bassa tensione (es. 3.3V). Il bin della tensione diretta (es. Bin 1: 1.95-2.15V) deve essere utilizzato per calcolare accuratamente il valore della resistenza in serie per mantenere una luminosità costante durante la scarica della batteria.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo LED è un dispositivo fotonico a semiconduttore. Il nucleo è un chip realizzato con strati di AlGaInP cresciuti su un substrato. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia del diodo (circa 1.8-2.0V), elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva del chip. Quando questi portatori di carica si ricombinano, rilasciano energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica composizione della lega AlGaInP determina l'energia del bandgap, che definisce direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa – in questo caso, Giallo Verde Brillante a circa 575 nm. La lente in resina epossidica che circonda il chip è \"trasparente come l'acqua\" per massimizzare l'estrazione della luce e modellare il fascio nell'angolo di visione di 140 gradi.

13. Tendenze Tecnologiche e Contesto

Il package 17-21 rappresenta un passo nella tendenza in corso della miniaturizzazione dei componenti elettronici. Man mano che i prodotti finali come smartphone, dispositivi indossabili e dispositivi IoT si riducono, aumenta la domanda di LED più piccoli e a profilo più basso. Il passaggio all'AlGaInP rispetto a tecnologie più datate come il GaAsP offre una maggiore efficienza, il che significa un'emissione luminosa più brillante a parità di corrente, o la stessa luminosità con un consumo energetico inferiore – un fattore critico per i dispositivi alimentati a batteria. Inoltre, la transizione a livello di settore verso la saldatura senza piombo e materiali privi di alogeni, come si vede in questo componente, è guidata dalle normative ambientali globali e dalla domanda dei consumatori per un'elettronica più \"verde\". Le tendenze future potrebbero spingere verso package ancora più piccoli, maggiore efficienza e soluzioni integrate che combinano il circuito di pilotaggio del LED all'interno del package stesso.