Scheda Tecnica LED SMD 19-223/R6G6C-A01/2T - Multi-Colore - 20mA - Rosso Brillante & Giallo Verde - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 19-223 è un LED SMD (Surface Mount Device) multicolore e compatto, progettato per applicazioni PCB ad alta densità. Il suo vantaggio principale risiede nell'ingombro significativamente ridotto rispetto ai LED tradizionali a telaio, consentendo la miniaturizzazione dei prodotti finali, una maggiore densità di componenti sulle schede e minori requisiti di stoccaggio. Il dispositivo è leggero, rendendolo adatto per applicazioni elettroniche portatili e miniaturizzate. È disponibile in due tipi di colore distinti: R6 (Rosso Brillante) e G6 (Giallo Verde Brillante), entrambi basati sulla tecnologia a chip AlGaInP incapsulata in resina trasparente.

1.1 Caratteristiche Principali e Conformità

Il LED è fornito su nastro da 8 mm montato su bobine da 7 pollici di diametro, garantendo compatibilità con le attrezzature standard di assemblaggio automatico pick-and-place. È progettato per essere utilizzato sia con processi di rifusione (reflow) a infrarossi che a fase vapore. Il prodotto aderisce a diversi standard ambientali e di sicurezza chiave: è privo di piombo (Pb-free), conforme alla direttiva UE RoHS, soddisfa i requisiti UE REACH ed è classificato come privo di alogeni, con contenuto di Bromo (Br) e Cloro (Cl) ciascuno inferiore a 900 ppm e la loro somma inferiore a 1500 ppm.

2. Approfondimento sui Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Le condizioni operative devono rimanere entro questi confini.

• Corrente Diretta (I_F): 25 mA per entrambi i tipi R6 e G6.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP): 50 mA, ammissibile in condizioni pulsate (duty cycle 1/10 a 1 kHz).
• Dissipazione di Potenza (P_d): 60 mW.
• Scarica Elettrostatica (ESD) Modello Corpo Umano (HBM): 2000 V, indicando un livello moderato di robustezza ESD per la manipolazione.
• Temperatura Operativa (T_opr): da -40°C a +85°C.
• Temperatura di Conservazione (T_stg): da -40°C a +90°C.
• Temperatura di Saldatura: Per la rifusione, è specificato un 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.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Misurate in condizioni di test standard di 25°C di temperatura ambiente e una corrente diretta di 20 mA.

• Intensità Luminosa (I_v): R6: 72,0 - 180,0 mcd (Tipico 112-180 mcd in base al binning). G6: 22,5 - 57,0 mcd (Tipico 36-57 mcd in base al binning). Si applica una tolleranza di ±11%.
• Angolo di Visione (2θ_1/2): 130 gradi, fornendo un ampio campo di illuminazione.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p): R6: 632 nm (tipico). G6: 575 nm (tipico).
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d): R6: 624 nm (tipico). G6: 573 nm (tipico).
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ): 20 nm (tipico) per entrambi i colori.
• Tensione Diretta (V_F): 1,70 - 2,40 V (Tipico 2,00 V) per entrambi R6 e G6 a I_F=20mA.
• Corrente Inversa (I_R): Massimo 10 μA ad una tensione inversa (V_R) di 5V. Il dispositivo non è destinato al funzionamento in polarizzazione inversa.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

I LED vengono selezionati (binnati) in base a parametri prestazionali chiave per garantire la coerenza all'interno di un lotto di produzione.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa (R6)

• Codice Bin Q: Minimo 72,0 mcd, Massimo 112,0 mcd.
• Codice Bin R: Minimo 112,0 mcd, Massimo 180,0 mcd.

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa (G6)

• Codice Bin 1: Minimo 22,5 mcd, Massimo 36,0 mcd.
• Codice Bin 2: Minimo 36,0 mcd, Massimo 57,0 mcd.

Nota: La scheda tecnica mostra "Bin Range Of Forward Voltage" per G6 ma elenca valori di intensità luminosa. Si presume che si tratti di un'incongruenza di etichettatura e che i bin si riferiscano all'intensità luminosa.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include le curve caratteristiche tipiche per entrambe le varianti R6 e G6. Sebbene i punti dati specifici dei grafici non siano forniti nel testo, queste curve illustrano tipicamente la relazione tra corrente diretta e intensità luminosa, tensione diretta e l'effetto della temperatura ambiente sull'emissione luminosa. Analizzare queste curve è cruciale per comprendere il comportamento del LED in condizioni operative non standard, come il pilotaggio a correnti diverse da 20mA o in ambienti con variazioni di temperatura. I progettisti dovrebbero fare riferimento ai dati grafici nel documento originale per dettagliate derating e previsioni delle prestazioni.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED presenta un package SMD standard. Il disegno dimensionale specifica le misure chiave tra cui lunghezza, larghezza, altezza del corpo, dimensione dei pad e spaziatura. Tutte le tolleranze non specificate sono ±0,1 mm. Le dimensioni precise devono essere ottenute dal disegno del package nella scheda tecnica originale per una progettazione accurata dell'impronta PCB.

5.2 Identificazione della Polarità

Il catodo è tipicamente contrassegnato sul dispositivo, spesso da una tacca, un punto verde o un angolo smussato sulla lente o sul corpo del package. La progettazione dell'impronta PCB deve allinearsi con questa marcatura di polarità per garantire la corretta connessione elettrica.

6. Guida alla Saldatura e al Montaggio

6.1 Profilo di Rifusione (Reflow)

Si raccomanda un profilo di rifusione senza piombo:

• Preriscaldamento: 150-200°C per 60-120 secondi.
• Tempo Sopra Liquido (217°C): 60-150 secondi.
• Temperatura di Picco: Massimo 260°C.
• Tempo al Picco: Massimo 10 secondi.
• Velocità di Riscaldamento: Massimo 6°C/sec fino a 255°C.
• Tempo sopra 255°C: Massimo 30 secondi.
• Velocità di Raffreddamento: Massimo 3°C/sec.

La rifusione non deve essere eseguita più di due volte sullo stesso dispositivo.

6.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, utilizzare un saldatore con temperatura della punta inferiore a 350°C. Il tempo di contatto per terminale non deve superare i 3 secondi. Utilizzare un saldatore con potenza nominale di 25W o inferiore. Lasciare un intervallo di almeno 2 secondi tra la saldatura di ciascun terminale per prevenire danni termici.

6.3 Conservazione e Sensibilità all'Umidità

Il prodotto è imballato in una busta resistente all'umidità con essiccante.

• Non aprire la busta fino al momento dell'uso.
• Dopo l'apertura, i LED non utilizzati devono essere conservati a ≤30°C e ≤60% di Umidità Relativa.
• La "floor life" dopo l'apertura della busta è di 168 ore (7 giorni).
• Se il tempo di esposizione viene superato o l'indicatore dell'essiccante ha cambiato colore, è necessaria una "cottura" (bake-out) a 60±5°C per 24 ore prima della rifusione.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche di Imballaggio

I LED sono forniti in nastro portacomponenti su bobine da 7 pollici. Ogni bobina contiene 2000 pezzi. Le dimensioni dettagliate per le tasche del nastro portacomponenti e per la bobina sono fornite nei disegni della scheda tecnica.

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta della bobina contiene diversi codici:

• CPN: Numero Prodotto del Cliente.
• P/N: Numero Prodotto del Produttore (es. 19-223/R6G6C-A01/2T).
• QTY: Quantità di Imballaggio.
• CAT: Grado di Intensità Luminosa (Codice Binning).
• HUE: Coordinate di Cromaticità & Grado di Lunghezza d'Onda Dominante.
• REF: Grado di Tensione Diretta.
• LOT No: Numero di Lotto Tracciabile.

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Retroilluminazione: Indicatori di cruscotto, illuminazione di interruttori, retroilluminazione tastiere.
• Apparecchiature di Telecomunicazione: Indicatori di stato e retroilluminazione in telefoni e fax.
• Display LCD: Retroilluminazione piatta per piccoli pannelli LCD, illuminazione di interruttori e simboli.
• Uso Generale come Indicatore: Stato alimentazione, indicazione modalità, ecc.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Limitazione di Corrente: Una resistenza esterna di limitazione della corrente èobbligatoria. La tensione diretta del LED ha un intervallo, e una piccola variazione nella tensione di alimentazione può causare una grande, potenzialmente distruttiva, variazione nella corrente diretta a causa della caratteristica esponenziale I-V del diodo.
• Gestione Termica: Assicurarsi che il progetto PCB consenta un'adeguata dissipazione del calore, specialmente se si opera vicino ai valori massimi o in alte temperature ambientali, per mantenere la durata e le prestazioni del LED.
• Protezione ESDSebbene il dispositivo abbia una classificazione ESD HBM di 2000V, durante l'assemblaggio dovrebbero essere osservate le normali precauzioni di manipolazione ESD.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

I principali fattori di differenziazione del LED 19-223 sono la suacapacità multicolore in un unico tipo di package(R6 e G6) e l'uso del materiale semiconduttoreAlGaInP. La tecnologia AlGaInP è nota per produrre luce rossa, arancione, ambra e giallo-verde ad alta efficienza. Rispetto alle tecnologie più vecchie, offre una superiore efficienza luminosa e purezza del colore per queste lunghezze d'onda. L'ampio angolo di visione di 130 gradi lo rende adatto per applicazioni che richiedono un'ampia visibilità, a differenza dei LED indicatori a fascio stretto.

10. Domande Frequenti (FAQ)

10.1 Posso pilotare questo LED senza una resistenza in serie?

No.La scheda tecnica avverte esplicitamente che deve essere utilizzata una resistenza di protezione. Il LED è un dispositivo pilotato in corrente. Collegarlo direttamente a una sorgente di tensione comporterà un flusso di corrente incontrollato, portando a un guasto immediato.

10.2 Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco e Lunghezza d'Onda Dominante?

La Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p)è la lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale della luce emessa è massima.La Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d)è la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che corrisponde al colore percepito del LED quando confrontato con una sorgente di luce bianca standard. La lunghezza d'onda dominante è più strettamente correlata alla percezione del colore umana.

10.3 Perché c'è una rigida "floor life" di 7 giorni dopo l'apertura della busta barriera all'umidità?

I package SMD possono assorbire umidità dall'atmosfera. Durante il processo di rifusione ad alta temperatura, questa umidità intrappolata può espandersi rapidamente, causando delaminazione interna, crepe o "popcorning", che danneggia il dispositivo. Il limite di 7 giorni e la procedura di "cottura" sono critici per garantire la resa di assemblaggio e l'affidabilità a lungo termine.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un pannello indicatore multi-stato.Un progettista necessita di indicatori rossi e verdi per gli stati "Acceso", "Standby" e "Guasto" su un'unità di controllo compatta. Utilizzando la serie 19-223, può procurarsi sia LED Rosso Brillante (R6) che Giallo Verde Brillante (G6) con la stessa impronta e profili di saldatura. Ciò semplifica il layout PCB, la distinta base e il processo di assemblaggio. Selezionando LED dai bin di intensità luminosa più alta (R per il rosso, 2 per il verde), garantisce una buona visibilità. Calcola le appropriate resistenze di limitazione della corrente per un sistema a 5V, puntando a una corrente di pilotaggio di 15mA per bilanciare luminosità e consumo energetico, utilizzando la V_Ftipica di 2,0V. Si assicura che il design del pannello consenta l'angolo di visione di 130 gradi in modo che gli indicatori siano visibili da un'ampia gamma di posizioni dell'operatore.

12. 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 (AlGaInP in questo caso), gli elettroni dalla regione di tipo n si ricombinano con le lacune della regione di tipo p all'interno dello strato attivo. Questa ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (particelle di luce). La specifica lunghezza d'onda (colore) della luce emessa è determinata dall'energia del bandgap del materiale semiconduttore. La resina epossidica trasparente che incapsula protegge il chip semiconduttore, funge da lente per modellare il fascio luminoso in uscita (risultando nell'angolo di visione di 130 gradi) e fornisce stabilità meccanica.

13. Tendenze Tecnologiche e Contesto

LED SMD come il 19-223 rappresentano una tecnologia di packaging matura e ampiamente adottata. La tendenza nei LED indicatori e di retroilluminazione continua verso una maggiore efficienza (più luce emessa per mA di corrente), un miglioramento della coerenza del colore attraverso binning più stretti e una maggiore miniaturizzazione per dispositivi sempre più piccoli. C'è anche una crescente enfasi sui dati di affidabilità e sulle previsioni della durata in varie condizioni operative. Sebbene questa scheda tecnica fornisca valutazioni standard, applicazioni più avanzate potrebbero richiedere curve dettagliate di durata e mantenimento del flusso luminoso. Il passaggio alla produzione senza piombo e senza alogeni, come si vede in questo prodotto, è ormai uno standard del settore guidato dalle normative ambientali globali.