Scheda Tecnica LED SMD Serie 12-23C - Multicolore (Rosso/Verde/Blu) - 3.2x1.6x1.4mm - 2.0-3.9V - 20-25mA - Documentazione Tecnica in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

La serie 12-23C rappresenta una soluzione LED a montaggio superficiale compatta, progettata per applicazioni elettroniche moderne che richiedono miniaturizzazione e alta affidabilità. Questa famiglia di LED multicolore è significativamente più piccola dei componenti tradizionali a telaio, consentendo riduzioni sostanziali dell'ingombro su PCB, una maggiore densità di impaccamento e contribuendo infine allo sviluppo di apparecchiature finali più piccole. La sua costruzione leggera la rende particolarmente adatta per applicazioni portatili e con vincoli di spazio.

Il vantaggio principale di questa serie risiede nella sua versatilità e conformità agli standard di produzione e ambientali contemporanei. I dispositivi sono confezionati su nastro da 8mm avvolto su bobine da 7 pollici di diametro, garantendo compatibilità con le attrezzature di assemblaggio automatico pick-and-place ad alta velocità. Sono qualificati per l'uso con processi di saldatura a rifusione a infrarossi e a fase di vapore, standard nella produzione elettronica di alto volume.

La conformità ambientale e normativa è una caratteristica chiave. I prodotti sono costruiti con materiali privi di piombo, aderiscono alla direttiva RoHS, sono conformi alle normative UE REACH e soddisfano gli standard senza alogeni (con Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm e la loro somma <1500 ppm). Ciò li rende adatti a un'ampia gamma di mercati globali con severi requisiti ambientali.

2. Selezione del Dispositivo e Valori Massimi Assoluti

2.1 Guida alla Selezione del Dispositivo

La serie offre tre opzioni di colore distinte, ciascuna basata su diversi materiali del chip semiconduttore:

• Codice R6 (Rosso Brillante):Utilizza la tecnologia del chip AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio). Il colore della resina è trasparente.
• Codice GH (Verde Brillante):Utilizza la tecnologia del chip InGaN (Nitruro di Gallio Indio). Il colore della resina è trasparente.
• Codice BH (Blu):Utilizza la tecnologia del chip InGaN (Nitruro di Gallio Indio). Il colore della resina è trasparente.

Il package in resina trasparente consente un'estrazione ottimale della luce e una rappresentazione fedele del colore.

2.2 Valori Massimi Assoluti (Ta=25°C)

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non è consigliato operare a o oltre questi limiti.

• Tensione Inversa (V_R):5 V (Tutti i codici)
• Corrente Diretta (I_F):R6: 25 mA, GH: 25 mA, BH: 20 mA
• Corrente Diretta di Picco (I_FP, Duty 1/10 @1kHz):R6: 60 mA, GH: 100 mA, BH: 100 mA
• Dissipazione di Potenza (P_d):R6: 60 mW, GH: 95 mW, BH: 75 mW
• Scarica Elettrostatica (ESD) Modello Corpo Umano (HBM):R6: 2000 V, GH: 150 V, BH: 150 V. Notare la robustezza ESD significativamente più alta del LED rosso (R6) rispetto alle varianti verde e blu, che richiedono una manipolazione più attenta.
• Temperatura di Esercizio (T_opr):-40°C a +85°C
• Temperatura di Conservazione (T_stg):-40°C a +90°C
• Temperatura di Saldatura (T_sol):Saldatura a rifusione: picco di 260°C per un massimo di 10 secondi. Saldatura manuale: 350°C per un massimo di 3 secondi per terminale.

3. Caratteristiche Elettro-Ottiche (Ta=25°C)

I seguenti parametri sono garantiti nelle condizioni di test specificate. I valori tipici rappresentano il centro della distribuzione di produzione.

3.1 Intensità Luminosa e Caratteristiche Angolari

• Intensità Luminosa (I_V) @ I_F=20mA:
  • R6 (Rosso): Tipico 90 mcd (Min. 63 mcd)
  • GH (Verde): Tipico 180 mcd (Min. 125 mcd)
  • BH (Blu): Tipico 50 mcd (Min. 32 mcd)
  Tolleranza: ±11%.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):Tipico 100 gradi per tutti i codici colore. Questo ampio angolo di visione è adatto per applicazioni di indicatori e retroilluminazione dove la visibilità da angoli fuori asse è importante.

3.2 Caratteristiche Spettrali

• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):R6: 632 nm, GH: 518 nm, BH: 468 nm.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):R6: 624 nm, GH: 525 nm, BH: 470 nm. La lunghezza d'onda dominante è la percezione monocromatica del colore del LED da parte dell'occhio umano.
• Larghezza di Banda della Radiazione Spettrale (Δλ):R6: 20 nm, GH: 35 nm, BH: 25 nm. Questo definisce la purezza spettrale o l'ampiezza della luce emessa.

3.3 Caratteristiche Elettriche

• Tensione Diretta (V_F) @ I_F=20mA:
  • R6: Tipico 2.0 V, Massimo 2.4 V
  • GH: Tipico 3.3 V, Massimo 3.9 V
  • BH: Tipico 3.3 V, Massimo 3.9 V
  Tolleranza: ±0.1V. Il V_Fpiù basso del LED rosso è caratteristico della tecnologia AlGaInP rispetto all'InGaN.
• Corrente Inversa (I_R) @ V_R=5V:R6: Max. 10 μA, GH/BH: Max. 50 μA.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fornisce le curve tipiche delle caratteristiche elettro-ottiche per ciascun codice LED (R6, GH, BH). 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 dispositivo in condizioni non standard (ad esempio, diverse correnti di pilotaggio o temperature) e per ottimizzare il progetto del circuito per efficienza e longevità. I progettisti dovrebbero utilizzare queste curve per selezionare punti di lavoro appropriati e modellare gli effetti termici sulle prestazioni.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED 12-23C ha un package a montaggio superficiale compatto. Le dimensioni chiave (in mm, tolleranza ±0.1mm se non specificato) includono una dimensione del corpo di circa 3.2mm (lunghezza) x 1.6mm (larghezza) x 1.4mm (altezza). Il package presenta due terminali anodo/catodo per la saldatura. Il disegno dimensionale fornisce informazioni critiche per la progettazione del land pattern (impronta) sul PCB, garantendo una corretta formazione del giunto di saldatura e stabilità meccanica. Il rispetto dell'impronta consigliata è essenziale per un assemblaggio affidabile e una corretta gestione termica.

5.2 Identificazione della Polarità

Il catodo è tipicamente identificato da un marcatore visivo sul package, come una tacca, un punto o una marcatura verde sulla bobina del nastro. L'orientamento corretto della polarità durante l'assemblaggio è obbligatorio per garantire il corretto funzionamento.

6. Linee Guida per Saldatura, Assemblaggio e Conservazione

6.1 Precauzioni Critiche

• Limitazione di Corrente:Una resistenza di limitazione della corrente esterna èassolutamente necessariain serie con il LED. La caratteristica I-V esponenziale del LED significa che un piccolo aumento della tensione provoca un grande aumento della corrente, portando a un guasto immediato senza protezione.
• Condizioni di Conservazione:I dispositivi sono sensibili all'umidità (MSL).
  • Prima dell'apertura: Conservare a ≤30°C e ≤90% UR.
  • Dopo l'apertura: La "vita a terra" è di 1 anno a ≤30°C e ≤60% UR. Le parti non utilizzate devono essere risigillate in una busta anti-umidità con essiccante.
  • Se l'indicatore dell'essiccante cambia colore o il tempo di conservazione viene superato, è necessaria una cottura a 60±5°C per 24 ore prima della saldatura a rifusione.

6.2 Processo di Saldatura

• Profilo di Rifusione (senza piombo):Viene fornito un profilo di temperatura dettagliato. I parametri chiave includono: preriscaldamento tra 150-200°C per 60-120s, tempo sopra il liquidus (217°C) di 60-150s, temperatura di picco di 260°C max per 10 secondi max e velocità controllate di riscaldamento/raffreddamento (max rispettivamente 3°C/s e 6°C/s).
• Cicli di Rifusione:Non superare due cicli di saldatura a rifusione.
• Saldatura Manuale:Se necessario, utilizzare un saldatore con punta a temperatura <350°C, potenza ≤25W e limitare il tempo di contatto a 3 secondi per terminale. Lasciare un intervallo minimo di 2 secondi tra la saldatura di ciascun terminale. Evitare stress meccanici sul package durante il riscaldamento.
• Riparazione:La riparazione dopo la saldatura è sconsigliata. Se inevitabile, deve essere utilizzato un saldatore a doppia testa per riscaldare simultaneamente entrambi i terminali e prevenire stress termo-meccanici. Eseguire un test preliminare per garantire che il processo di riparazione non degradi le caratteristiche del LED.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche di Imballaggio

I LED sono forniti in imballaggio resistente all'umidità. L'imballaggio standard include:

• Nastro Portacomponenti:Larghezza 8mm, caricato nella bobina.
• Bobina:Diametro 7 pollici. Quantità caricata: 2000 pezzi per bobina.
• Busta Esterna:Sigillata in una busta anti-umidità in alluminio contenente essiccante.

Vengono fornite le dimensioni dettagliate per le tasche del nastro portacomponenti e della bobina per garantire la compatibilità con gli alimentatori automatici.

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta della bobina contiene informazioni critiche per la tracciabilità e la selezione dei bin:

• CPN (Numero Prodotto del Cliente)
• P/N (Numero Prodotto): es. 12-23C/R6GHBHC-A01/2C
• QTY (Quantità di Imballaggio)
• CAT (Classe di Intensità Luminosa)
• HUE (Coordinate di Cromaticità & Classe di Lunghezza d'Onda Dominante)
• REF (Classe di Tensione Diretta)
• LOT No (Numero di Lotto per tracciabilità)

Questa informazione di binning consente ai progettisti di selezionare LED con parametri strettamente controllati per prestazioni consistenti nella loro applicazione.

8. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione

8.1 Applicazioni Tipiche

• Retroilluminazione per pannelli strumenti, interruttori e simboli.
• Indicatori di stato e retroilluminazione tastiere in apparecchiature di telecomunicazione (telefoni, fax).
• Unità di retroilluminazione piatta per piccoli display LCD.
• Luci indicatrici generiche nell'elettronica di consumo e industriale.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Progettazione del Circuito:Includere sempre una resistenza in serie. Calcolarne il valore usando R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F, dove V_Fe I_Fsono i punti di lavoro target dalla scheda tecnica. Considerare la potenza nominale della resistenza.
• Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, mantenere la temperatura di giunzione entro i limiti è fondamentale per l'affidabilità a lungo termine e l'emissione luminosa stabile. Assicurare un'adeguata area di rame sul PCB o via termiche se si opera ad alte temperature ambiente o vicino alla corrente massima.
• Protezione ESD:Implementare misure di protezione ESD sui PCB e nelle procedure di manipolazione, specialmente per i LED GH e BH (InGaN) più sensibili.

8.3 Restrizioni Applicative

Questo prodotto è progettato per applicazioni commerciali e industriali generali. Non èspecificamente qualificato o raccomandato per applicazioni ad alta affidabilità senza preventiva consultazione. Ciò include, ma non si limita a:Sistemi militari, aerospaziali o aeronautici.

• Sistemi di sicurezza automobilistica (es. airbag, frenatura).
• Apparecchiature mediche critiche o di supporto vitale.
• Per tali applicazioni, sono richiesti prodotti con specifiche, qualifiche e garanzie di affidabilità diverse.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

La serie 12-23C si differenzia grazie alla combinazione di un fattore di forma molto compatto, disponibilità multicolore da un unico outline di package e piena conformità alle moderne normative ambientali (RoHS, Senza Alogeni). Rispetto ai LED a foro passante più grandi, consente una significativa miniaturizzazione. Il package in resina trasparente per tutti i colori offre flessibilità di progettazione. I valori ESD forniti (particolarmente alti per la variante rossa) e le istruzioni dettagliate per la manipolazione della sensibilità all'umidità riflettono una progettazione per processi di produzione robusti. L'inclusione di specifici parametri di binning (CAT, HUE, REF) sull'etichetta indica un processo produttivo in grado di fornire colore e luminosità consistenti, fondamentale per applicazioni che utilizzano più LED.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D1: Qual è la differenza principale tra i codici R6, GH e BH?

R1: La differenza principale è il materiale semiconduttore e il colore risultante. R6 utilizza AlGaInP per la luce rossa (624nm dominante) e ha una tensione diretta più bassa (~2.0V). GH (Verde) e BH (Blu) utilizzano InGaN, hanno una tensione diretta più alta (~3.3V) ed emettono rispettivamente luce verde (525nm) e blu (470nm). I codici GH e BH sono anche più sensibili all'ESD.
D2: Perché una resistenza di limitazione della corrente è obbligatoria?

R2: I LED sono diodi con una relazione corrente-tensione non lineare ed esponenziale. Un piccolo aumento della tensione oltre il V
nominale provoca un aumento della corrente molto grande, potenzialmente distruttivo. Una resistenza in serie fornisce una relazione lineare, rendendo la corrente prevedibile e sicura per una data tensione di alimentazione._FD3: Posso usare la saldatura manuale per l'assemblaggio di prototipi?

R3: Sì, ma con estrema cautela. Seguire rigorosamente le linee guida: punta del saldatore <350°C, potenza ≤25W, tempo di contatto ≤3 secondi per terminale e lasciare raffreddare tra i terminali. La saldatura a rifusione è il metodo raccomandato e più affidabile.
D4: Cosa significa "senza alogeni" e perché è importante?

R4: Senza alogeni significa che i materiali contengono livelli molto bassi di bromo (Br) e cloro (Cl). Questi alogeni, quando bruciati, possono produrre fumi tossici e corrosivi. L'elettronica senza alogeni è più sicura e rispettosa dell'ambiente, spesso richiesta da determinate normative e specifiche del cliente.
D5: Come interpreto le informazioni di binning (CAT, HUE, REF) sull'etichetta?

R5: Queste informazioni raggruppano LED con prestazioni simili. Per un aspetto uniforme in un array, si dovrebbero approvvigionare LED dallo stesso o da bin HUE (colore) e CAT (luminosità) adiacenti. Il bin REF (tensione) può essere importante per la progettazione dell'alimentatore in applicazioni a corrente regolata.
11. Principi Operativi e Tendenze Tecnologiche

11.1 Principio Operativo di Base

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a semiconduttore che emettono luce attraverso l'elettroluminescenza. Quando una tensione diretta viene applicata alla giunzione p-n, gli elettroni del materiale di tipo n si ricombinano con le lacune del materiale di tipo p nella regione attiva. 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 utilizzato nella regione attiva. L'AlGaInP ha un bandgap adatto per la luce rossa/arancione/gialla, mentre l'InGaN copre lo spettro verde, blu e bianco (con fosforo).

11.2 Tendenze del Settore

Il mercato per i LED SMD come la serie 12-23C continua a essere trainato dalle richieste di miniaturizzazione, maggiore efficienza (lumen per watt), migliore consistenza del colore e conformità ambientale più severa. C'è una tendenza verso dimensioni di package ancora più piccole (es. 0201, 01005) per dispositivi ultra-compatti. Inoltre, l'integrazione di circuiti di controllo (es. driver a corrente costante) all'interno del package LED sta diventando più comune per una progettazione semplificata. La spinta verso un'affidabilità più elevata e una maggiore durata sotto vari stress ambientali rimane un focus costante sia per i produttori di componenti che per gli utenti finali.

The market for SMD LEDs like the 12-23C series continues to be driven by demands for miniaturization, higher efficiency (lumens per watt), improved color consistency, and stricter environmental compliance. There is a trend towards even smaller package sizes (e.g., 0201, 01005) for ultra-compact devices. Furthermore, integration of control circuitry (e.g., constant current drivers) within the LED package is becoming more common for simplified design. The push for higher reliability and longer lifetime under various environmental stresses remains a constant focus for component manufacturers and end-users alike.