Scheda Tecnica LED SMD 19-223 - Package 2.0x1.25x0.8mm - Tensione 2.0V - Potenza 60mW - Giallo Brillante / Verde Giallo - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 19-223 è un LED a montaggio superficiale compatto, progettato per applicazioni PCB ad alta densità. È disponibile in due colori distinti: Giallo Brillante (Y2) e Verde Giallo (G6), entrambi basati sulla tecnologia a chip AlGaInP. Questo componente si caratterizza per l'ingombro ridotto, la costruzione leggera e la compatibilità con i processi di assemblaggio automatizzati, rendendolo una scelta ideale per dispositivi elettronici miniaturizzati e con vincoli di spazio.

1.1 Vantaggi Principali

Il vantaggio principale del LED 19-223 è la significativa riduzione dimensionale rispetto ai LED tradizionali con piedini. Ciò consente progetti di circuiti stampati più piccoli, una maggiore densità di componenti, requisiti di stoccaggio ridotti e contribuisce infine alla miniaturizzazione dell'apparecchiatura finale. La sua natura leggera ne migliora ulteriormente l'idoneità per applicazioni portatili e compatte.

1.2 Mercato di Riferimento e Applicazioni

Questo LED è destinato ad applicazioni che richiedono funzioni affidabili di indicazione o retroilluminazione a basso consumo. Le aree applicative tipiche includono: retroilluminazione di cruscotti e interruttori negli interni automobilistici, indicatori di stato e retroilluminazione tastiere nei dispositivi di telecomunicazione come telefoni e fax, retroilluminazione piana per pannelli LCD e simboli, e uso generico come indicatore in vari dispositivi elettronici consumer e industriali.

2. Approfondimento delle Specifiche Tecniche

Questa sezione fornisce un'analisi dettagliata e oggettiva dei parametri tecnici chiave specificati nella scheda tecnica.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo è classificato per una tensione inversa massima (V_R) di 5V. La corrente diretta continua (I_F) per entrambi i codici colore è di 25 mA. È ammessa una corrente diretta di picco (I_FP) di 60 mA in condizioni di impulso con un duty cycle di 1/10 a 1 kHz. La dissipazione di potenza massima (P_d) è di 60 mW. Il dispositivo può resistere a una scarica elettrostatica (ESD) di 2000V (Modello Corpo Umano). L'intervallo di temperatura di funzionamento è da -40°C a +85°C, con un intervallo di temperatura di conservazione da -40°C a +90°C.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Tutte le misurazioni sono specificate a una temperatura ambiente (T_a) di 25°C e una corrente diretta (I_F) di 20 mA.

• Intensità Luminosa (I_v):Per il tipo Y2 (Giallo Brillante), l'intensità luminosa tipica varia da 36,0 mcd a 72,0 mcd. Per il G6 (Verde Giallo), l'intervallo è da 28,5 mcd a 57,0 mcd.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):L'angolo di visione tipico per entrambi i tipi è di 130 gradi.
• Lunghezza d'Onda:Il tipo Y2 ha una lunghezza d'onda di picco tipica (λ_p) di 591 nm e un intervallo di lunghezza d'onda dominante (λ_d) da 585,5 nm a 594,5 nm. Il tipo G6 ha una lunghezza d'onda di picco tipica di 575 nm e un intervallo di lunghezza d'onda dominante da 567,5 nm a 575,5 nm.
• Tensione Diretta (V_F):La tensione diretta sia per Y2 che per G6 è tipicamente di 2,0V, con un intervallo da 1,7V a 2,4V.
• Corrente Inversa (I_R):La corrente inversa massima a V_R=5V è di 10 µA per entrambi i codici.

2.3 Tolleranze e Note

La scheda tecnica specifica le tolleranze chiave: la tolleranza dell'Intensità Luminosa è ±11%, la tolleranza della Lunghezza d'Onda Dominante è ±1 nm e la tolleranza della Tensione Diretta è ±0,10V. Queste tolleranze sono fondamentali per la coerenza progettuale e devono essere considerate nella progettazione del circuito e nella pianificazione del sistema ottico.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

I LED vengono suddivisi in bin in base all'intensità luminosa e alla lunghezza d'onda dominante per garantire la coerenza di colore e luminosità all'interno di un lotto di produzione.

3.1 Binning per Y2 (Giallo Brillante)

Bin di Intensità Luminosa:N2 (36,0-45,0 mcd), P1 (45,0-57,0 mcd), P2 (57,0-72,0 mcd).

Bin di Lunghezza d'Onda Dominante:D3 (585,5-588,5 nm), D4 (588,5-591,5 nm), D5 (591,5-594,5 nm).

3.2 Binning per G6 (Verde Giallo)

Bin di Intensità Luminosa:N1 (28,5-36,0 mcd), N2 (36,0-45,0 mcd), P1 (45,0-57,0 mcd).

Bin di Lunghezza d'Onda Dominante:C15 (567,5-569,5 nm), C16 (569,5-571,5 nm), C17 (571,5-573,5 nm), C18 (573,5-575,5 nm).

Questo sistema di binning consente ai progettisti di selezionare LED con caratteristiche prestazionali specifiche per applicazioni in cui è richiesta l'uniformità del colore o livelli di luminosità precisi.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include le tipiche curve caratteristiche che forniscono informazioni sul comportamento del dispositivo in condizioni variabili.

4.1 Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta

Questa curva mostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente diretta. È tipicamente non lineare e un funzionamento significativamente al di sopra dei 20mA consigliati può portare a una ridotta efficienza e a un invecchiamento accelerato.

4.2 Curva di Derating della Corrente Diretta

Questo grafico illustra la massima corrente diretta ammissibile in funzione della temperatura ambiente. All'aumentare della temperatura, la corrente massima consentita diminuisce per prevenire danni termici. Questa è una considerazione critica per progetti che operano in ambienti ad alta temperatura.

3. Tensione Diretta vs. Corrente Diretta

Questa curva IV mostra la relazione tra tensione e corrente. La tensione diretta ha un coefficiente di temperatura positivo, il che significa che diminuisce leggermente all'aumentare della temperatura.

4.4 Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente

Questa curva dimostra la dipendenza dell'emissione luminosa dalla temperatura. L'intensità luminosa tipicamente diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente, fattore che deve essere considerato nei progetti in cui è necessaria una luminosità costante in un ampio intervallo di temperature.

4.5 Distribuzione Spettrale

I grafici della distribuzione spettrale per Y2 e G6 mostrano l'intensità relativa in funzione della lunghezza d'onda. Lo spettro Y2 è centrato attorno a 591 nm (giallo), mentre il G6 è centrato attorno a 575 nm (verde giallo). La larghezza di banda spettrale (Δλ) è di circa 15 nm per Y2 e 20 nm per G6.

4.6 Diagramma di Radiazione

Il diagramma di radiazione mostra la distribuzione angolare dell'intensità luminosa, confermando l'angolo di visione di 130 gradi. Il pattern è tipicamente Lambertiano o quasi-Lambertiano per questo tipo di LED.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED 19-223 ha un package SMD compatto. Le dimensioni chiave (in mm) includono una lunghezza del corpo di 2,0, una larghezza di 1,25 e un'altezza di 0,8. La spaziatura dei terminali è di 1,6 mm. Tutte le tolleranze sono ±0,1 mm salvo diversa specifica. Viene fornito un layout consigliato per le piazzole di saldatura come riferimento per la progettazione PCB, ma si consiglia ai progettisti di modificarlo in base al proprio specifico processo di assemblaggio e ai requisiti termici.

5.2 Identificazione della Polarità

Il catodo è tipicamente indicato da una marcatura sul package o da un angolo smussato. Consultare il disegno dimensionale del package per l'esatta caratteristica di identificazione della polarità.

6. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio

6.1 Parametri per la Saldatura a Riflusso

Il dispositivo è compatibile con i processi di riflusso a infrarossi e a fase di vapore. Per la saldatura senza piombo, il profilo di temperatura consigliato include una fase di pre-riscaldamento tra 150°C e 200°C per 60-120 secondi, un tempo sopra il liquidus (217°C) di 60-150 secondi e una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi. La velocità di riscaldamento massima dovrebbe essere di 3°C/sec e la velocità di raffreddamento massima di 6°C/sec. La saldatura a riflusso non dovrebbe essere eseguita più di due volte.

6.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, la temperatura della punta del saldatore deve essere inferiore a 350°C e il tempo di contatto per terminale non deve superare i 3 secondi. Si consiglia un saldatore a bassa potenza (≤25W). Lasciare un intervallo minimo di 2 secondi tra la saldatura di ciascun terminale per prevenire stress termico.

6.3 Conservazione e Sensibilità all'Umidità

I LED sono confezionati in una busta resistente all'umidità con essiccante. Prima dell'apertura, dovrebbero essere conservati a ≤30°C e ≤90% UR. Dopo l'apertura, la \"vita a scaffale\" è di 1 anno in condizioni di ≤30°C e ≤60% UR. I componenti non utilizzati dovrebbero essere richiusi in una confezione a tenuta d'umidità. Se l'indicatore dell'essiccante ha cambiato colore o il tempo di conservazione è stato superato, è necessario un trattamento di essiccamento a 60±5°C per 24 ore prima dell'uso per prevenire il fenomeno del \"popcorning\" durante il riflusso.

7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I componenti sono forniti su nastro portacomponenti da 8 mm di larghezza avvolto su una bobina da 7 pollici di diametro. Ogni bobina contiene 2000 pezzi. Nella scheda tecnica sono fornite le dimensioni dettagliate per le tasche del nastro portacomponenti e per la bobina.

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta della bobina contiene diversi codici: CPN (Numero Parte del Cliente), P/N (Numero Prodotto), QTY (Quantità di Confezionamento), CAT (Classe/Intensità Luminosa), HUE (Coordinate Cromatiche & Classe/Lunghezza d'Onda Dominante), REF (Classe Tensione Diretta) e LOT No (Numero di Lotto per la tracciabilità).

8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni Progettuali

8.1 Limitazione della Corrente

Critico:Deve essere sempre utilizzato un resistore di limitazione della corrente esterno in serie con il LED. La tensione diretta ha un intervallo ristretto e un leggero aumento della tensione di alimentazione può causare un grande, potenzialmente distruttivo, aumento della corrente diretta a causa della caratteristica esponenziale I-V del diodo.

8.2 Gestione Termica

Sebbene a bassa potenza, un corretto layout del PCB può favorire la dissipazione del calore. Assicurare un'adeguata area di rame collegata alle piazzole del LED, specialmente per applicazioni con alte temperature ambiente o funzionamento continuo. Rispettare la curva di derating della corrente diretta.

8.3 Progettazione Ottica

L'ampio angolo di visione di 130 gradi lo rende adatto per applicazioni che richiedono un'illuminazione ampia. Per una luce più direzionale, potrebbero essere necessarie ottiche secondarie (lenti). Considerare i codici di binning se è necessaria l'uniformità di colore o intensità tra più LED.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Il 19-223 si differenzia grazie alla combinazione della tecnologia AlGaInP (che offre alta luminosità e colori saturi nello spettro del giallo), un ingombro molto compatto di 2,0x1,25mm e la conformità agli standard ambientali moderni (RoHS, REACH, Senza Alogeni). Rispetto ai LED a foro passante più grandi, consente un notevole risparmio di spazio e la compatibilità con l'automazione. I suoi specifici bin di lunghezza d'onda per il giallo e il verde giallo offrono opzioni di colore più precise rispetto ai LED con bin più ampi.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Che valore di resistenza devo usare per un'alimentazione a 5V?

R: Utilizzando la Legge di Ohm (R = (V_alimentazione - V_F) / I_F) e i valori tipici (V_F=2,0V, I_F=20mA), R = (5 - 2) / 0,02 = 150 Ω. Utilizzare un resistore standard da 150 Ω. Calcolare sempre per il V_F minimo per garantire che la corrente non superi i valori massimi.

D: Posso pilotare questo LED con un segnale PWM per la regolazione della luminosità?

R: Sì, il PWM è un metodo efficace per la regolazione della luminosità. Assicurarsi che la corrente di picco nell'impulso non superi il valore massimo assoluto di 60 mA (per impulsi che rispettano la specifica del duty cycle). La frequenza dovrebbe essere sufficientemente alta per evitare lo sfarfallio visibile (tipicamente >100 Hz).

D: In che modo la temperatura influisce sulla luminosità?

R: L'intensità luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Fare riferimento alla curva \"Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente\". Per una luminosità costante, gestire le condizioni termiche e considerare l'uso di un driver a corrente costante invece di una sorgente a tensione costante con un resistore.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Caso: Retroilluminazione di Interruttori per Cruscotto.Un progettista sta creando un pannello di controllo per cruscotto con più interruttori illuminati. Sceglie il 19-223/Y2 per il suo colore giallo brillante e le dimensioni ridotte, che gli consentono di essere posizionato dietro ogni tappo dell'interruttore. Progetta un PCB con una linea comune a 12V. Per ogni LED, calcola un resistore in serie: R = (12V - 2,0V) / 0,02A = 500 Ω. Seleziona un resistore standard da 510 Ω. Specifica i bin CAT (luminosità) e HUE (lunghezza d'onda) al proprio fornitore per garantire uniformità di colore e luminosità tra tutti gli interruttori del pannello. Durante l'assemblaggio, segue il profilo di riflusso consigliato per garantire giunzioni saldate affidabili senza danneggiare i LED.

12. Introduzione al Principio Tecnologico

Il LED 19-223 è basato sul materiale semiconduttore AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio). Questo sistema di materiali è particolarmente efficiente nella produzione di luce nelle regioni rossa, arancione, gialla e verde gialla dello spettro visibile. Quando una tensione diretta viene applicata alla giunzione p-n, gli elettroni e le lacune si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La specifica composizione degli strati di AlGaInP determina l'energia del bandgap e quindi la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa. La lente in resina \"Water Clear\" minimizza l'assorbimento della luce e consente un'elevata efficienza di estrazione della luce.

13. Tendenze del Settore

La tendenza per i LED indicatori e per retroilluminazione di piccole aree continua verso un'ulteriore miniaturizzazione, un'aumentata efficienza (lumen per watt) e un'affidabilità più elevata. C'è anche una forte spinta per un'adozione più ampia di materiali ecologici, inclusi composti privi di alogeni e una maggiore riciclabilità. L'integrazione del circuito di pilotaggio o delle funzioni di protezione all'interno del package LED stesso è un altro settore di sviluppo, sebbene per indicatori semplici come il 19-223, l'approccio a componenti discreti rimanga conveniente e flessibile. La domanda di coerenza cromatica precisa (binning stretto) è in aumento nelle applicazioni in cui l'identità del marchio o l'esperienza utente dipendono da un'illuminazione uniforme.