Scheda Tecnica LED SMD 19-22/G6R6C-A31/2T - Package 2.0x1.25x0.8mm - Tensione 2.0V - Multi-Colore - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LED SMD 19-22 è un dispositivo compatto a montaggio superficiale progettato per applicazioni PCB ad alta densità. Utilizza la tecnologia a chip AlGaInP per fornire colori giallo brillante (G6) e rosso (R6). Il vantaggio principale di questo componente è l'ingombro significativamente ridotto rispetto ai LED tradizionali a telaio, consentendo la miniaturizzazione delle apparecchiature finali, una maggiore densità di impacchettamento sui circuiti stampati e minori requisiti di stoccaggio. La sua costruzione leggera lo rende particolarmente adatto per dispositivi elettronici portatili e miniaturizzati.

1.1 Caratteristiche Principali e Conformità

Il dispositivo è fornito su nastro da 8mm 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 con processi di saldatura a rifusione sia a infrarossi che a fase di vapore. Il prodotto è conforme alle principali normative ambientali e di sicurezza: è privo di piombo (Pb-free), aderisce alla direttiva UE RoHS, è conforme ai regolamenti UE REACH e soddisfa gli standard alogeni-free (Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). La variante multicolore offre flessibilità di progettazione all'interno di un unico ingombro del package.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

L'utilizzo del dispositivo oltre questi limiti può causare danni permanenti. La tensione inversa massima (VR) è di 5V per entrambi i tipi di colore. La corrente diretta continua (IF) nominale è di 25 mA. Per il funzionamento in impulso, la corrente diretta di picco (IFP) è di 60 mA con un ciclo di lavoro di 1/10 e una frequenza di 1 kHz. La dissipazione di potenza massima (Pd) è di 60 mW. Il dispositivo è classificato per un intervallo di temperatura operativa (Topr) da -40°C a +85°C e un intervallo di temperatura di stoccaggio (Tstg) da -40°C a +90°C. La tensione di scarica elettrostatica (ESD) sopportabile, secondo il modello del corpo umano (HBM), è di 2000V.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Tutti i parametri sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C e una corrente di prova standard (IF) di 20 mA. L'intensità luminosa (Iv) ha un valore tipico di 22,5 mcd per il G6 (Giallo) e 45,0 mcd per il R6 (Rosso), con specifici intervalli di classificazione forniti. L'angolo di visione (2θ1/2) è di 130 gradi, fornendo un pattern di emissione ampio. Il chip G6 ha una lunghezza d'onda di picco tipica (λp) di 575 nm e una lunghezza d'onda dominante (λd) di 573 nm. Il chip R6 ha una lunghezza d'onda di picco tipica di 632 nm e una lunghezza d'onda dominante di 624 nm. La larghezza di banda spettrale (Δλ) è di circa 20 nm per entrambi. La tensione diretta (VF) misura tipicamente 2,0V, con un intervallo da 1,7V a 2,4V. La corrente inversa massima (IR) a VR=5V è di 10 µA.

3. Spiegazione del Sistema di Classificazione

Per garantire la coerenza del colore e della luminosità, i LED vengono suddivisi in classi in base all'intensità luminosa. La tolleranza per l'intensità luminosa è ±11%. Per il LED G6 (Giallo), le classi vanno da M2 (22,5-28,5 mcd) a P1 (45,0-57,0 mcd). Per il LED R6 (Rosso), le classi vanno da P1 (45,0-57,0 mcd) a Q2 (90,0-112,0 mcd). Questa classificazione consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano specifici requisiti di luminosità per la loro applicazione, garantendo uniformità visiva in array multi-LED o indicatori.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include le curve caratteristiche elettro-ottiche tipiche per entrambe le varianti G6 e R6. Questi grafici rappresentano visivamente la relazione tra parametri chiave, come corrente diretta vs. tensione diretta, corrente diretta vs. intensità luminosa e l'effetto della temperatura ambiente sull'intensità luminosa. Analizzare queste curve è fondamentale per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni operative non standard, consentendo una progettazione del circuito più robusta, specialmente per quanto riguarda la limitazione della corrente e la gestione termica.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Contorno del Package

Il LED SMD 19-22 ha un package compatto con dimensioni di 2,0 mm di lunghezza, 1,25 mm di larghezza e un'altezza di 0,8 mm (tolleranza ±0,1 mm salvo diversa indicazione). Il disegno meccanico dettagliato specifica la spaziatura dei terminali, il posizionamento del chip e la geometria della lente. Un'interpretazione corretta di questo disegno è essenziale per la progettazione del land pattern sul PCB, garantendo una corretta formazione del giunto di saldatura e stabilità meccanica.

5.2 Identificazione della Polarità e Montaggio

Il package presenta un catodo contrassegnato (tipicamente indicato da un punto verde o un intaglio sul nastro). La scheda tecnica fornisce un diagramma chiaro che mostra le posizioni dei pad dell'anodo e del catodo. Rispettare l'impronta PCB consigliata è fondamentale per prevenire problemi di saldatura e garantire il corretto orientamento elettrico.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Per la saldatura senza piombo, deve essere seguito un profilo di temperatura specifico: preriscaldamento tra 150-200°C per 60-120 secondi; tempo sopra il liquido (217°C) per 60-150 secondi; temperatura di picco non superiore a 260°C per un massimo di 10 secondi; velocità di riscaldamento massima di 6°C/sec fino a 255°C, mantenuta per un massimo di 30 secondi; e una velocità di raffreddamento massima di 3°C/sec. La saldatura a rifusione non deve essere eseguita più di due volte. Non deve essere applicato stress al corpo del LED durante il riscaldamento e il PCB non deve deformarsi dopo la saldatura.

6.2 Saldatura Manuale e Stoccaggio

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. La potenza del saldatore dovrebbe essere di 25W o inferiore, con un intervallo di almeno 2 secondi tra la saldatura di ciascun terminale. Per lo stoccaggio, le buste sigillate resistenti all'umidità possono essere utilizzate così come ricevute. Una volta aperte, i LED devono essere utilizzati entro 168 ore (7 giorni) se conservati in un ambiente a 30°C/60%UR o inferiore. I LED non utilizzati devono essere risigillati con essiccante. Se il tempo di stoccaggio viene superato o l'indicatore dell'essiccante ha cambiato colore, è necessario un trattamento di baking a 60±5°C per 24 ore prima dell'uso.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

I LED sono imballati in materiali resistenti all'umidità. Sono forniti su nastro portante, caricati in bobine contenenti 2000 pezzi ciascuna. La bobina ha dimensioni standard per la compatibilità con alimentatori automatici. L'imballaggio include un'etichetta con informazioni critiche: Numero Prodotto Cliente (CPN), Numero Prodotto (P/N), Quantità di Imballo (QTY), Classe di Intensità Luminosa (CAT), Coordinate di Cromaticità & Classe di Lunghezza d'Onda Dominante (HUE), Classe di Tensione Diretta (REF) e Numero di Lotto (LOT No).

8. Suggerimenti Applicativi

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è ben adatto per applicazioni di retroilluminazione nei cruscotti automobilistici e nei pannelli degli interruttori. Nelle telecomunicazioni, funge da indicatore di stato e retroilluminazione della tastiera in telefoni e fax. Viene anche utilizzato per la retroilluminazione piatta di LCD, interruttori e simboli, insieme ad applicazioni di indicatori generici dove dimensioni ridotte e affidabilità sono fondamentali.

8.2 Considerazioni Critiche di Progettazione

Una resistenza limitatrice di corrente è assolutamente obbligatoria. La caratteristica esponenziale I-V del LED significa che una piccola variazione della tensione diretta provoca una grande variazione della corrente, che può portare a un guasto immediato. Il valore della resistenza deve essere calcolato in base alla tensione di alimentazione, alla tensione diretta tipica del LED (Vf) e alla corrente operativa desiderata (es. 20mA). I progettisti devono anche considerare la dissipazione di potenza del LED stesso e garantire che il layout del PCB fornisca un adeguato smaltimento termico se si opera vicino ai valori massimi nominali.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Il package 19-22 offre una significativa riduzione delle dimensioni rispetto ai vecchi LED through-hole da 3mm e 5mm, consentendo moderni design di prodotto sottili. Rispetto ad altri LED SMD, il suo utilizzo della tecnologia AlGaInP fornisce un'elevata efficienza luminosa per i colori giallo e rosso. L'ampio angolo di visione di 130 gradi è un differenziatore chiave per le applicazioni che richiedono un'ampia visibilità. La sua conformità agli standard alogeni-free e ad altri standard ambientali lo rende adatto a prodotti con requisiti normativi rigorosi.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Perché è necessaria una resistenza in serie?

R: Il LED è un diodo con una curva I-V non lineare. Senza una resistenza limitatrice di corrente, la corrente è limitata solo dalla resistenza interna dell'alimentatore e dalla resistenza dinamica del diodo, che è molto bassa. Questo porta quasi sempre a una corrente che supera il Valore Massimo Assoluto, causando un guasto istantaneo.

D: Posso pilotare questo LED con un'alimentazione logica a 3,3V o 5V?

R: Sì, ma è necessaria una resistenza in serie. Ad esempio, con un'alimentazione a 5V e una Vf tipica di 2,0V a 20mA, il valore della resistenza sarebbe R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ohm. La potenza nominale della resistenza dovrebbe essere almeno P = I^2 * R = (0,02^2)*150 = 0,06W, quindi una resistenza standard da 1/8W (0,125W) è sufficiente.

D: Cosa significa il codice di classificazione (es. P1, Q2) per il mio progetto?

R: Il codice di classificazione specifica l'intensità luminosa minima e massima garantita. Se il tuo progetto richiede una luminosità uniforme tra più LED, dovresti specificare LED dello stesso codice di classificazione o di un intervallo ristretto di classi. L'utilizzo di LED di classi molto diverse (es. un P1 e un Q2 insieme) risulterà in livelli di luminosità visibilmente diversi.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Si consideri la progettazione di un pannello indicatore multi-stato per un dispositivo consumer. Utilizzando il LED 19-22, un progettista può creare un array denso di indicatori rossi e gialli in un'area molto piccola. Selezionando LED della stessa classe di intensità (es. tutti R6 della classe Q1), si ottiene coerenza visiva. L'ampio angolo di visione garantisce che gli indicatori siano visibili da varie angolazioni. Il package SMD consente l'assemblaggio automatizzato, riducendo i costi di produzione e aumentando l'affidabilità rispetto ai componenti through-hole saldati a mano. Il progetto deve includere un circuito di pilotaggio con appropriate resistenze limitatrici di corrente per ogni LED o gruppo di LED.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a semiconduttore che emettono luce attraverso l'elettroluminescenza. Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n, gli elettroni del materiale di tipo n si ricombinano con le lacune del materiale di tipo p nella regione attiva (lo strato di AlGaInP in questo caso). Questa ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La lunghezza d'onda specifica (colore) della luce emessa è determinata dall'energia del bandgap del materiale semiconduttore. La lente in resina epossidica che circonda il chip serve a proteggere il die semiconduttore, modellare il fascio luminoso in uscita (raggiungendo l'angolo di visione di 130 gradi) e migliorare l'efficienza di estrazione della luce.

13. Tendenze e Sviluppi Tecnologici

La tendenza nei LED indicatori e di retroilluminazione continua verso una maggiore efficienza (più luce emessa per unità di potenza elettrica), dimensioni del package più piccole e un'affidabilità migliorata. C'è anche una forte spinta per un'adozione più ampia di materiali e processi di produzione ecologici, come evidenziato dalla conformità alogeni-free e Pb-free di questo prodotto. L'integrazione è un'altra tendenza, con package multi-chip (RGB, multicolore) e LED con circuiti integrati di controllo integrati che diventano più comuni per applicazioni di illuminazione complesse. Tuttavia, LED discreti monocromatici come il 19-22 rimangono componenti fondamentali per la loro semplicità, affidabilità e costo-efficacia per funzioni di indicazione di base.