Scheda Tecnica LED SMD 95-21SYGC/S530-E3/TR9 - 2.0x1.25x0.8mm - 2.0V - 40mW - Giallo Verde Brillante - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 95-21SYGC/S530-E3/TR9 è un LED a montaggio superficiale (SMD) progettato per applicazioni elettroniche moderne che richiedono dimensioni compatte, elevata affidabilità e prestazioni efficienti. Questo componente appartiene alla famiglia dei LED miniaturizzati che hanno rivoluzionato le soluzioni per indicatori e retroilluminazione.

1.1 Vantaggi Principali e Posizionamento del Prodotto

Il vantaggio primario di questo LED è la sua impronta significativamente ridotta rispetto ai componenti tradizionali con terminali. Questa miniaturizzazione consente diversi benefici chiave per progettisti e produttori. In primo luogo, permette progetti di circuiti stampati (PCB) più piccoli, aspetto critico nella tendenza attuale verso l'elettronica portatile e miniaturizzata. La maggiore densità di impacchettamento ottenibile con i componenti SMD significa che più LED o altri componenti possono essere posizionati in una data area, migliorando la funzionalità senza aumentare le dimensioni.

In secondo luogo, il peso ridotto del package SMD lo rende ideale per applicazioni in cui la massa è un fattore critico, come nei dispositivi portatili, indossabili e nell'equipaggiamento aerospaziale. L'utilizzo di imballaggio a nastro e bobina compatibile con l'automazione (nastro da 12mm su bobina da 7 pollici di diametro) garantisce un posizionamento rapido e preciso utilizzando macchine pick-and-place standard, riducendo tempi e costi di assemblaggio e migliorando la consistenza. Il prodotto è posizionato come sorgente indicatrice e di retroilluminazione generica per una vasta gamma di apparecchiature consumer, per ufficio e di comunicazione.

1.2 Conformità e Specifiche Ambientali

Questo LED è prodotto con priorità alla conformità ambientale e normativa. È un prodotto senza piombo (Pb-free), in linea con le restrizioni globali sulle sostanze pericolose. Il prodotto stesso rientra nella versione conforme della direttiva RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose). È inoltre conforme al regolamento UE REACH (Registrazione, Valutazione, Autorizzazione e Restrizione delle Sostanze Chimiche). Inoltre, è classificato come "Halogen Free", con limiti rigorosi su bromo (Br<900 ppm), cloro (Cl<900 ppm) e la loro somma totale (Br+Cl<1500 ppm). Queste specifiche lo rendono adatto per mercati con normative ambientali stringenti.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Una comprensione approfondita dei parametri elettrici e ottici è essenziale per un corretto design del circuito e per garantire l'affidabilità a lungo termine.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non sono destinati al funzionamento normale.

• Tensione Inversa (VR):5V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Corrente Diretta Continua (IF):25mA. La corrente continua che può essere applicata in modo continuativo.
• Corrente Diretta di Picco (IFP):60mA. Questa è la massima corrente impulsiva ammissibile, specificata con un ciclo di lavoro di 1/10 e una frequenza di 1kHz. È cruciale per applicazioni di multiplexing.
• Dissipazione di Potenza (Pd):60mW. La massima potenza che il package può dissipare, calcolata come Tensione Diretta (VF) * Corrente Diretta (IF).
• Temperatura di Funzionamento & Stoccaggio:Il dispositivo può funzionare da -40°C a +85°C ed essere stoccato da -40°C a +100°C.
• Scarica Elettrostatica (ESD):2000V (Modello del Corpo Umano). Devono essere seguite le corrette procedure di manipolazione ESD.
• Temperatura di Saldatura:Per la saldatura a rifusione, è specificata una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi. Per la saldatura manuale, la temperatura della punta del saldatore non deve superare i 350°C per 3 secondi per terminale.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche (Ta=25°C)

Questi sono i parametri di prestazione tipici in condizioni di test standard (corrente diretta 20mA, ambiente 25°C).

• Intensità Luminosa (Iv):400mcd (Min), 630mcd (Tip). Questa è una misura della luminosità percepita della sorgente luminosa. È specificata una tolleranza di ±11%.
• Angolo di Visione (2θ1/2):25 gradi (Tipico). Questo definisce l'ampiezza angolare alla quale l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore di picco. Un angolo di 25° indica un fascio relativamente focalizzato, adatto per luci indicatrici direzionali.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λp):575nm. La lunghezza d'onda alla quale l'emissione spettrale è più forte.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):573nm. Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano, che definisce il colore (giallo-verde brillante). È specificata una tolleranza di ±1nm.
• Larghezza di Banda della Radiazione Spettrale (Δλ):20nm. La larghezza spettrale a metà dell'intensità massima, che indica la purezza del colore.
• Tensione Diretta (VF):2.0V (Tip), 2.4V (Max) a 20mA. Questo è critico per progettare la resistenza limitatrice di corrente. La tolleranza è di ±0.1V.
• Corrente Inversa (IR):10μA (Max) a VR=5V.

2.3 Selezione del Dispositivo e Composizione Materiale

Il chip LED è realizzato in materiale semiconduttore AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio). Questo sistema di materiali è noto per produrre luce ad alta efficienza nelle regioni gialla, arancione e rossa dello spettro. Il colore emesso è giallo-verde brillante, e la resina che incapsula il chip è trasparente, il che massimizza l'emissione luminosa e preserva le caratteristiche cromatiche del chip.

3. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento a tipiche curve caratteristiche elettro-ottiche. Sebbene i grafici specifici non siano riprodotti in testo, le loro implicazioni generali sono analizzate di seguito in base al comportamento standard dei LED e ai parametri forniti.

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

3.2 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta (Curva L-I)

L'emissione luminosa (intensità luminosa) è generalmente proporzionale alla corrente diretta nel normale intervallo operativo (fino al valore nominale di 25mA). Tuttavia, l'efficienza può diminuire a correnti molto elevate a causa di effetti termici. Operare ai tipici 20mA garantisce prestazioni e longevità ottimali.

3.3 Dipendenza dalla Temperatura

Le prestazioni del LED sono sensibili alla temperatura. Tipicamente, la tensione diretta (VF) diminuisce con l'aumentare della temperatura di giunzione (un coefficiente di temperatura negativo). Al contrario, l'intensità luminosa e la lunghezza d'onda dominante possono variare. L'intervallo di temperatura operativa specificato da -40°C a +85°C indica che il dispositivo è progettato per funzionare in un ampio intervallo ambientale, ma i progettisti dovrebbero tenere conto di potenziali variazioni di luminosità e colore in condizioni estreme.

4. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

4.1 Dimensioni del Contorno del Package

Il LED si conforma a un'impronta standard del package SMD. Le dimensioni chiave (con una tolleranza generale di ±0.1mm salvo diversa indicazione) definiscono la sua dimensione e il layout delle piazzole di saldatura. Il package è progettato per un montaggio superficiale affidabile e una buona formazione del giunto di saldatura.

4.2 Identificazione della Polarità

La corretta polarità è essenziale per il funzionamento. La scheda tecnica include un diagramma che mostra i terminali catodo e anodo. Tipicamente, il catodo può essere contrassegnato da una tacca, una marcatura verde o una forma diversa della piazzola sul nastro. I progettisti devono consultare il diagramma del package per orientare correttamente il componente sull'impronta del PCB.

5. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Il rispetto di queste linee guida è critico per la resa dell'assemblaggio e l'affidabilità a lungo termine.

5.1 Requisito di Limitazione della Corrente

Questa è la regola di progettazione più critica:

Deve essere sempre utilizzata una resistenza limitatrice di corrente esterna in serie con il LED. Il LED è un dispositivo pilotato in corrente. Un leggero aumento della tensione di alimentazione al di sopra della tensione diretta del LED causerà un grande aumento incontrollato della corrente, portando a un rapido surriscaldamento e guasto (bruciatura). Il valore della resistenza è calcolato usando la Legge di Ohm: R = (V_alimentazione - VF_LED) / I_desiderata.5.2 Stoccaggio e Sensibilità all'Umidità

I LED sono imballati in un sacchetto barriera resistente all'umidità con essiccante per prevenire l'assorbimento di umidità atmosferica.

Prima dell'Apertura:

• Conservare a ≤30°C e ≤90% di Umidità Relativa (UR).Dopo l'Apertura:
• La "vita a banco" è di 72 ore in condizioni di ≤30°C e ≤60% UR. Se non utilizzati entro questo tempo, le parti non utilizzate devono essere risigillate in un imballaggio impermeabile all'umidità con essiccante fresco.Essiccamento:
• Se l'indicatore dell'essiccante mostra saturazione o se la vita a banco è superata, i componenti devono essere essiccati a 60±5°C per 24 ore prima dell'uso per eliminare l'umidità e prevenire l'effetto "popcorn" durante la saldatura a rifusione.5.3 Profilo di Saldatura a Rifusione (Senza Piombo)

È richiesto un profilo di temperatura specifico per le leghe di saldatura senza piombo:

Preriscaldamento:

• Rampa dall'ambiente a 150-200°C in 60-120 secondi (velocità di rampa max 3°C/sec).Stabilizzazione/Rifusione:
• Tempo sopra il liquidus (217°C): 60-150 secondi. La temperatura di picco non deve superare i 260°C e il tempo sopra i 255°C non deve superare i 30 secondi. Il componente dovrebbe essere alla temperatura di picco per un massimo di 10 secondi.Raffreddamento:
• Velocità massima di raffreddamento di 6°C/sec.Importante:
• La saldatura a rifusione non dovrebbe essere eseguita più di due volte sullo stesso circuito/componente.5.4 Saldatura Manuale e Rilavorazione

Se è necessaria la saldatura manuale, è richiesta estrema cura. Utilizzare un saldatore con temperatura della punta ≤350°C e una potenza nominale ≤25W. Il tempo di contatto per terminale deve essere ≤3 secondi. Lasciare un intervallo di raffreddamento di almeno 2 secondi tra la saldatura di ciascun terminale. Evitare di applicare stress meccanico al componente durante il riscaldamento. La rilavorazione è fortemente sconsigliata. Se assolutamente inevitabile, utilizzare un saldatore a doppia testa specializzato per riscaldare simultaneamente entrambi i terminali e sollevare il componente in modo uniforme per evitare di danneggiare le piazzole di saldatura o il LED stesso.

6. Imballaggio e Informazioni d'Ordine

6.1 Imballaggio Standard

I LED sono forniti su nastro portatore goffrato sigillato all'interno di un sacchetto impermeabile. La larghezza del nastro è di 12mm, avvolto su una bobina standard da 7 pollici (178mm) di diametro. Ogni bobina contiene 1000 pezzi. Sono fornite le dimensioni dettagliate per le tasche del nastro portatore e della bobina per garantire la compatibilità con le apparecchiature di assemblaggio automatizzate.

6.2 Spiegazione delle Etichette

Le etichette dell'imballaggio includono diversi codici per la tracciabilità e il binning:

P/N:

• Numero di Prodotto (95-21SYGC/S530-E3/TR9).LOT No:
• Numero di Lotto di Produzione per la tracciabilità.QTY:
• Quantità di Imballaggio (es. 1000).CAT:
• Classe di Intensità Luminosa (Binning per la luminosità).HUE:
• Classe di Lunghezza d'Onda Dominante (Binning per il colore).REF:
• Classe di Tensione Diretta (Binning per VF).7. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progettazione

7.1 Scenari Applicativi Tipici

In base alle sue specifiche, questo LED è ben adatto per:

Indicatori di Stato:

• Indicatori di accensione, standby, modalità o carica batteria nell'elettronica di consumo.Retroilluminazione:
• Per pannelli LCD in piccoli dispositivi, interruttori a membrana, tastiere e simboli strumentali.Apparecchiature per Ufficio:
• Indicatori e retroilluminazioni in stampanti, scanner, fotocopiatrici e router.Dispositivi Portatili/Alimentati a Batteria:
• Ideale grazie alla sua bassa tensione (2.0V) e al potenziale per un pilotaggio efficiente, prolungando la durata della batteria in telefoni, telecomandi e dispositivi medici.Apparecchiature Audio/Video:
• Indicatori di display e funzione su amplificatori, ricevitori e decoder.Interni Automobilistici:
• Retroilluminazione per interruttori e controlli del cruscotto (per illuminazione non critica, notando l'intervallo di temperatura operativa).Telecomunicazioni:
• Luci indicatrici su telefoni, fax e hardware di rete.7.2 Considerazioni di Progettazione

Pilotaggio in Corrente:

• Utilizzare sempre una sorgente di corrente costante o, più comunemente, una sorgente di tensione con una resistenza in serie. La PWM (Modulazione di Larghezza di Impulso) può essere utilizzata per la regolazione dell'intensità.Gestione Termica:
• Sebbene la potenza sia bassa (40mW a 20mA), assicurarsi che il PCB abbia un adeguato rilievo termico, specialmente se più LED sono raggruppati o se la temperatura ambiente è alta.Progettazione Ottica:
• L'angolo di visione di 25° fornisce un fascio diretto. Per un'illuminazione più ampia, potrebbe essere necessaria una lente diffusore o un riflettore nell'alloggiamento.Protezione ESD:
• Incorpora diodi di protezione ESD sulle linee di ingresso sensibili se il LED è accessibile all'utente.8. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto alle vecchie tecnologie LED a foro passante, questo LED SMD offre vantaggi superiori in termini di dimensioni, peso e assemblaggio. All'interno del segmento dei LED SMD giallo-verde, i suoi differenziatori chiave sono la specifica combinazione di un'intensità luminosa relativamente alta (630mcd) a una bassa corrente diretta (20mA), una tensione diretta standard di 2.0V compatibile con molte tensioni di livello logico e la sua conformità agli standard ambientali moderni (RoHS, REACH, Halogen-Free). La tecnologia del chip AlGaInP fornisce una buona efficienza e stabilità del colore per lo spettro giallo-verde.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

9.1 Quale valore di resistenza devo usare con un'alimentazione da 5V?

Utilizzando il VF tipico di 2.0V e la IF desiderata di 20mA: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ohm. Il valore standard più vicino è 150Ω. La potenza dissipata nella resistenza è (3V * 0.02A) = 0.06W, quindi una resistenza standard da 1/8W (0.125W) o 1/4W è sufficiente.

9.2 Posso pilotare questo LED direttamente da un pin di un microcontrollore a 3.3V?

Possibilmente, ma è necessaria cautela. Il VF tipico è 2.0V e un pin GPIO di un microcontrollore può spesso erogare 20mA. Tuttavia, devi verificare la corrente massima assoluta per pin e la corrente totale del port del microcontrollore. È generalmente più sicuro e affidabile utilizzare il pin GPIO per controllare un transistor (ad esempio, un piccolo NPN o un MOSFET) che poi pilota il LED con la corrente dal rail di alimentazione principale.

9.3 Perché la temperatura di stoccaggio è più alta della temperatura di funzionamento?

La temperatura di stoccaggio (fino a 100°C) si riferisce alla temperatura ambiente non operativa che il componente può sopportare senza degradazione quando non è presente alimentazione elettrica o calore indotto dalla corrente. La temperatura di funzionamento (fino a 85°C) include il calore aggiuntivo generato dalla dissipazione di potenza del LED stesso durante l'uso. La temperatura di giunzione durante il funzionamento sarà superiore a quella ambiente, quindi l'ambiente ammissibile è inferiore per mantenere la giunzione entro limiti sicuri.

10. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un pannello multi-LED per indicazione di stato per un data logger portatile.

Il dispositivo ha una batteria Li-ion da 3.7V e necessita di 5 LED giallo-verde per indicare registrazione, memoria piena, batteria scarica, connessione Bluetooth e blocco GPS. Utilizzando il LED 95-21SYGC, il progettista dovrebbe:

Calcolare la resistenza in serie per ogni LED: R = (3.7V - 2.0V) / 0.020A = 85 Ohm. Utilizzare una resistenza standard da 82Ω o 100Ω, adattando per la luminosità desiderata rispetto alla durata della batteria.

1. Posizionare i LED sul PCB con la corretta polarità secondo il diagramma dell'impronta.
2. Pilotare ogni LED tramite un pin GPIO del microcontrollore di sistema attraverso la resistenza calcolata.
3. Nel firmware, implementare la logica per accendere/spegnere i LED o farli lampeggiare secondo necessità.
4. Assicurarsi che il layout del PCB fornisca un certo spazio tra i LED per prevenire l'accoppiamento termico e includa un piano di massa per la stabilità.
5. Specificare che la ditta di assemblaggio segua il profilo di saldatura a rifusione fornito.
6. Questo approccio produce un sistema indicatore compatto, affidabile e a basso consumo adatto all'applicazione portatile.

11. Introduzione al Principio di Funzionamento

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a semiconduttore che emettono luce attraverso un processo chiamato elettroluminescenza. Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n del materiale semiconduttore (in questo caso, AlGaInP), gli elettroni dalla regione di tipo n e le lacune dalla regione di tipo p vengono iniettati nella regione di giunzione. Questi portatori di carica si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica lunghezza d'onda (colore) della luce emessa è determinata dall'energia del bandgap del materiale semiconduttore. L'AlGaInP ha un bandgap che corrisponde alla luce nelle parti gialla, arancione e rossa dello spettro visibile. La resina epossidica "trasparente" protegge il chip e funge da lente, modellando il fascio luminoso in uscita.

12. Tendenze Tecnologiche e Contesto

Il componente descritto rappresenta una tecnologia matura e ampiamente adottata all'interno del più ampio settore dei LED. Le principali tendenze in corso che influenzano tali componenti includono:

Ulteriore Miniaturizzazione:

• Sebbene il package 95-21 sia piccolo, stanno emergendo LED con package ancora più piccoli (CSP - Chip Scale Package) per design ultra-compatti.Aumento dell'Efficienza:
• Miglioramenti continui nella crescita epitassiale e nel design del chip portano a una maggiore efficienza luminosa (più luce emessa per watt elettrico), consentendo correnti di pilotaggio più basse e un consumo energetico ridotto.Affidabilità e Durata Migliorate:
• Miglioramenti nei materiali di incapsulamento e nella gestione termica stanno estendendo le durate operative, rendendo i LED adatti ad applicazioni più critiche.Integrazione:
• Le tendenze includono l'integrazione di più chip LED (RGB) in un unico package o la combinazione del LED con un IC driver per semplificare il design del sistema.Conformità Più Stringenti:
• Le normative ambientali come RoHS e REACH continuano a evolversi, spingendo i produttori verso set di materiali e processi ancora più puliti.Questa scheda tecnica riflette un componente affidabile e standardizzato che si colloca all'intersezione di queste tendenze, offrendo un equilibrio tra prestazioni, dimensioni, costo e conformità per una vasta gamma di prodotti elettronici.

This datasheet reflects a reliable, standardized component that sits at the intersection of these trends, offering a balance of performance, size, cost, and compliance for a vast array of electronic products.