Scheda Tecnica LED SMD 19-226/R6BHC-B01/2T - Package 2.0x1.25x0.8mm - Tensione 2.0V/3.3V - Multi-Colore - Documentazione Tecnica in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 19-226 è un LED a montaggio superficiale (SMD) compatto, progettato per assemblaggi elettronici ad alta densità. Il suo vantaggio principale risiede nell'ingombro significativamente ridotto rispetto ai LED tradizionali con piedini, consentendo progetti di circuiti stampati (PCB) più piccoli, una maggiore densità di componenti e, in definitiva, apparecchiature finali più compatte. La costruzione leggera lo rende inoltre ideale per applicazioni miniaturizzate e portatili.

Questo LED è disponibile in una configurazione multi-colore, che combina specificamente emettitori di rosso brillante (utilizzando un chip R6 in AlGaInP) e blu (utilizzando un chip BH in InGaN) all'interno di un unico package in resina trasparente. È pienamente conforme agli standard ambientali e di sicurezza moderni, essendo privo di piombo (Pb-free), conforme RoHS, conforme al regolamento UE REACH e privo di alogeni (con Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Il dispositivo è fornito su nastro da 8mm montato su bobine da 7 pollici di diametro, rendendolo completamente compatibile con le attrezzature di assemblaggio automatico pick-and-place e con i processi standard di saldatura a rifusione a infrarossi o a fase di vapore.

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento a questi limiti o oltre non è garantito.

• Tensione Inversa (V_R):Massimo 5V per entrambi i tipi di chip. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Corrente Diretta (I_F):Il limite di corrente continua in DC è di 25 mA per il chip R6 (Rosso) e di 20 mA per il chip BH (Blu). Questo è un parametro critico per determinare il valore della resistenza in serie nel circuito di pilotaggio.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):Per funzionamento in impulsi (ciclo di lavoro 1/10 @ 1 kHz), il chip R6 può sopportare fino a 60 mA e il chip BH fino a 40 mA. Ciò consente brevi periodi di sovrapilotaggio per una luminosità maggiore in applicazioni multiplexate.
• Dissipazione di Potenza (P_d):La dissipazione di potenza massima consentita è di 60 mW per R6 e 75 mW per BH. Viene calcolata come I_F* V_Fed è cruciale per la gestione termica.
• Scarica Elettrostatica (ESD):La classificazione secondo il modello del corpo umano (HBM) è di 2000V per il chip R6 ma solo di 150V per il chip BH (InGaN) più sensibile. Ciò sottolinea la necessità di protocolli di protezione ESD rigorosi durante la manipolazione e l'assemblaggio del LED blu.
• Intervalli di Temperatura:La temperatura di funzionamento (T_opr) è -40°C a +85°C. La temperatura di conservazione (T_stg) è -40°C a +90°C.
• Temperatura di Saldatura:Per la saldatura a rifusione, è specificata una temperatura di picco di 260°C per 10 secondi. Per la saldatura manuale, la temperatura della punta del saldatore non deve superare i 350°C e il tempo di contatto per ogni terminale deve essere limitato a 3 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati a una temperatura di giunzione (T_j) di 25°C e definiscono le prestazioni tipiche del dispositivo.

• Intensità Luminosa (I_v):Con I_F= 20mA, il LED rosso R6 ha un'intensità tipica di 100 mcd (min. 72 mcd). Il LED blu BH ha un'intensità tipica di 80 mcd (min. 45 mcd). Si applica una tolleranza di ±11%.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):L'angolo a metà intensità è tipicamente di 120 gradi, fornendo un pattern di emissione ampio e diffuso adatto per retroilluminazione e applicazioni come indicatori.
• Lunghezza d'Onda:Il chip R6 ha una lunghezza d'onda di picco tipica (λ_p) di 632 nm e una lunghezza d'onda dominante (λ_d) di 624 nm, collocandolo nella regione del rosso brillante. Il chip BH ha una λ_pdi 468 nm e λ_ddi 470 nm, caratteristica di un'emissione blu reale.
• Larghezza di Banda dello Spettro (Δλ):La larghezza a metà altezza (FWHM) spettrale è di 20 nm per R6 e 35 nm per BH.
• Tensione Diretta (V_F):Con I_F= 20mA, V_Fper R6 è tipicamente 2.0V (intervallo 1.7V a 2.4V). Per BH, V_Fè tipicamente 3.3V (intervallo 2.7V a 3.7V). Questa differenza di tensione è critica per il progetto del circuito quando si pilotano entrambi i colori, spesso richiedendo resistenze di limitazione della corrente o driver separati.
• Corrente Inversa (I_R):La I_Rmassima è 10 µA @ 5V per R6 e 50 µA @ 5V per BH. La scheda tecnica nota esplicitamente che il dispositivo non è progettato per il funzionamento inverso; questo parametro è solo per condizioni di test.

3. Analisi delle Curve di Prestazione

3.1 Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta

Le curve mostrano che l'intensità luminosa aumenta con la corrente diretta ma in una relazione non lineare. Per entrambi i chip R6 e BH, l'intensità aumenta rapidamente a correnti più basse e tende a saturarsi a correnti più elevate. Operare significativamente al di sopra del punto tipico di 20mA produce rendimenti decrescenti in termini di emissione luminosa, aumentando nel contempo la generazione di calore e potenzialmente accelerando il decadimento del flusso luminoso.

3.2 Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

Questa è una relazione critica per l'affidabilità. L'intensità luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. La curva di derating mostra che alla temperatura massima di funzionamento di +85°C, l'output è significativamente ridotto rispetto al valore nominale a 25°C. I progettisti devono tenere conto di questo derating termico nelle applicazioni in cui sono previste alte temperature ambiente per garantire una luminosità sufficiente in tutte le condizioni.

3.3 Curva di Derating della Corrente Diretta

Questa curva detta la massima corrente diretta continua consentita in funzione della temperatura ambiente. Per evitare di superare la massima temperatura di giunzione e i limiti di dissipazione di potenza, la corrente diretta deve essere ridotta quando si opera in ambienti ad alta temperatura. Ad esempio, a una temperatura ambiente di 85°C, la corrente continua ammissibile è sostanzialmente inferiore al valore massimo nominale a 25°C.

3.4 Tensione Diretta vs. Corrente Diretta

La curva V-I dimostra la caratteristica diodo. La tensione diretta aumenta in modo logaritmico con la corrente. I valori tipici forniti nella tabella (2.0V per R6, 3.3V per BH a 20mA) sono i più rilevanti per i calcoli di progettazione del circuito.

3.5 Distribuzione Spettrale

I grafici spettrali mostrano i profili di emissione. Il LED rosso R6 ha un picco più stretto e ben definito intorno ai 632 nm. Il LED blu BH ha un picco più ampio centrato intorno ai 468-470 nm. Questi spettri sono importanti per applicazioni sensibili al colore.

3.6 Diagramma di Radiazione

Il grafico polare conferma il pattern di emissione quasi-Lambertiano (coseno) con un angolo di visione di 120 gradi, indicando una distribuzione della luce uniforme e ad ampio angolo.

4. Informazioni Meccaniche e sul Package

4.1 Dimensioni del Package

Il package SMD ha dimensioni nominali di 2.0mm (L) x 1.25mm (L) x 0.8mm (A). La tolleranza per le dimensioni non specificate è ±0.1mm. Il disegno dettaglia il segno di identificazione del catodo, il layout consigliato per le piazzole di saldatura (1.4mm x 1.15mm con un gap di 0.7mm) e il contorno del componente. Rispettare il land pattern consigliato è essenziale per una saldatura affidabile e una stabilità meccanica.

4.2 Identificazione della Polarità

Il package presenta un indicatore visivo (tipicamente una tacca o un segno verde sul nastro) per identificare il catodo. L'orientamento corretto della polarità durante l'assemblaggio è obbligatorio per il funzionamento del dispositivo.

5. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

5.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

La scheda tecnica specifica un profilo di rifusione senza piombo con una temperatura di picco di 260°C per 10 secondi. Il profilo dovrebbe includere zone di preriscaldamento, stabilizzazione, rifusione e raffreddamento per minimizzare lo shock termico. La saldatura a rifusione non dovrebbe essere eseguita più di due volte per prevenire stress termici eccessivi sul package del LED e sui fili di bonding.

5.2 Saldatura Manuale

Se la saldatura manuale è inevitabile, è necessario prestare estrema attenzione. La temperatura della punta del saldatore deve essere inferiore a 350°C e il tempo di contatto con ciascun terminale non deve superare i 3 secondi. Si consiglia un saldatore a bassa potenza (<25W). Dovrebbe essere lasciato un intervallo di due secondi tra la saldatura di ciascun terminale. La scheda tecnica avverte che i danni spesso si verificano durante la saldatura manuale.

5.3 Conservazione e Sensibilità all'Umidità

I LED sono confezionati in una busta barriera resistente all'umidità con essiccante. La busta non deve essere aperta finché i componenti non sono pronti per l'uso. Dopo l'apertura, i LED non utilizzati devono essere conservati a ≤30°C e ≤60% di umidità relativa. La \"vita a banco\" dopo l'apertura della busta è di 168 ore (7 giorni). Se questo tempo viene superato o se l'indicatore dell'essiccante ha cambiato colore, è necessario un trattamento di essiccamento a 60°C ±5°C per 24 ore prima della rifusione per prevenire il \"popcorning\" (crepe del package dovute alla pressione del vapore).

5.4 Precauzioni per l'Uso

• Protezione da Sovracorrente:È obbligatoria una resistenza di limitazione della corrente esterna. I LED sono dispositivi pilotati a corrente; una piccola variazione della tensione diretta può causare una grande variazione della corrente, portando a un guasto immediato.
• Evitare Stress Meccanici:Non applicare stress meccanici al corpo del LED durante il riscaldamento (saldatura) o deformando il PCB dopo l'assemblaggio.
• Riparazione:Si sconsiglia vivamente la riparazione dopo la saldatura. Se assolutamente necessario, deve essere utilizzato un saldatore a doppia testa per riscaldare simultaneamente entrambi i terminali e rimuovere il componente senza torcerlo. L'impatto sulle caratteristiche del LED deve essere valutato preventivamente.

6. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

6.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I componenti sono forniti in nastro portante goffrato con dimensioni: passo delle tasche 8mm, larghezza del nastro 12mm. Ogni bobina contiene 2000 pezzi. Le dimensioni della bobina sono: diametro 7 pollici, diametro del mozzo 13mm e larghezza della bobina 50mm.

6.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta di confezionamento include diversi codici: Numero Prodotto Cliente (CPN), Numero Prodotto (P/N), Quantità di Confezionamento (QTY), Classe di Intensità Luminosa (CAT), Classe di Cromaticità/Lunghezza d'Onda Dominante (HUE), Classe di Tensione Diretta (REF) e Numero di Lotto (LOT No). Queste informazioni di binning consentono la selezione di LED con parametri di prestazione più stretti se richiesto dall'applicazione.

7. Suggerimenti per l'Applicazione

7.1 Scenari Applicativi Tipici

• Retroilluminazione:Ideale per la retroilluminazione di cruscotti, interruttori, tastiere e simboli grazie al suo ampio angolo di visione e alle dimensioni compatte.
• Apparecchiature di Telecomunicazione:Indicatori di stato e retroilluminazione per telefoni, fax e hardware di rete.
• Retroilluminazione Piatta per LCD:Può essere utilizzato in array per fornire illuminazione laterale per piccoli pannelli LCD.
• Uso Generale come Indicatore:Luci di stato, indicatori di alimentazione e illuminazione decorativa in elettronica di consumo, elettrodomestici e controlli industriali.

7.2 Considerazioni di Progettazione

• Circuito di Pilotaggio:Utilizzare sempre una resistenza in serie. Calcolare il valore della resistenza usando R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Utilizzare calcoli separati per i LED rosso e blu a causa delle loro diverse V_F.
• Gestione Termica:Assicurarsi che il PCB abbia un'adeguata dissipazione termica, specialmente se si pilotano i LED vicino alle loro correnti nominali massime o in alte temperature ambiente. Evitare di posizionare componenti che generano calore nelle vicinanze.
• Protezione ESD:Implementare la protezione ESD sulle linee di ingresso e assicurare un ambiente di lavoro messo a terra durante la manipolazione, in particolare per il sensibile chip blu (BH).
• Progettazione Ottica:La lente trasparente fornisce un ampio angolo di visione. Per una luce più direzionale, potrebbero essere necessarie lenti esterne o guide della luce.

8. Confronto Tecnico e Differenziazione

I principali fattori di differenziazione del 19-226 nella sua categoria sono la suacapacità multi-colore in un unico packagee la suacompleta conformità ambientale(senza piombo, senza alogeni, RoHS, REACH). La combinazione di un chip rosso AlGaInP ad alta efficienza e di un chip blu InGaN standard in un unico package SMD miniaturizzato offre flessibilità di progettazione per indicatori bicolore senza aumentare l'ingombro sulla scheda. La sua compatibilità con il posizionamento automatico e i processi standard di rifusione si allinea con i requisiti della moderna produzione ad alto volume, fornendo una soluzione economica per l'elettronica prodotta in serie.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D1: Posso pilotare i LED rosso e blu dalla stessa alimentazione e resistenza?

R: Non in modo ottimale. A causa della significativa differenza nella tensione diretta tipica (2.0V vs. 3.3V), l'uso di una resistenza comune comporterebbe correnti molto diverse attraverso ciascun LED, causando l'oscuramento di uno e il potenziale sovrapilotaggio dell'altro. Si consigliano circuiti di limitazione della corrente separati.

D2: Perché la classificazione ESD per il LED blu è molto più bassa di quella per il rosso?

R: Il LED blu BH utilizza un materiale semiconduttore InGaN, che generalmente ha una giunzione più sensibile e strati attivi più sottili rispetto al materiale AlGaInP del LED rosso R6, rendendolo più suscettibile ai danni da scarica elettrostatica.

D3: Cosa succede se supero i 7 giorni di \"vita a banco\" dopo aver aperto la busta barriera all'umidità?

R: Il package del LED può assorbire umidità dall'aria. Durante la successiva saldatura a rifusione, questa umidità può trasformarsi rapidamente in vapore, causando delaminazione interna o crepe (\"popcorning\"). Per prevenire ciò, è necessario un trattamento di essiccamento di 24 ore a 60°C per eliminare l'umidità prima della saldatura.

D4: Come interpreto la \"classe\" di intensità luminosa (CAT) sull'etichetta?

R: La classe indica in quale bin di luminosità predefinito rientra il LED. Ciò consente ai produttori di selezionare LED con una luminosità minima garantita per la coerenza nei loro prodotti, sebbene i confini specifici del binning non siano forniti in questa scheda tecnica pubblica.

10. Esempio Pratico di Caso d'Uso

Scenario: Progettazione di un Indicatore di Stato Bicolore per un Router Consumer.

Il dispositivo necessita di un singolo LED per mostrare l'alimentazione (blu fisso) e l'attività di rete (rosso lampeggiante). Il 19-226 è una scelta ideale. Il progetto coinvolgerebbe due circuiti di pilotaggio separati (ad es., pin GPIO di un microcontrollore), ciascuno con la propria resistenza in serie calcolata per una corrente di pilotaggio di 20mA. Per un'alimentazione di 5V: R_blu= (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 Ohm (usare un valore standard di 82Ω o 100Ω). R_rosso= (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ohm (usare 150Ω). Le dimensioni compatte gli consentono di adattarsi accanto alla porta RJ45. L'ampio angolo di visione di 120 gradi garantisce che lo stato sia visibile da varie angolazioni. Durante l'assemblaggio verrebbero applicate rigorose procedure di manipolazione ESD a causa del sensibile chip blu.

11. 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 dalla regione di tipo n si ricombinano con le lacune dalla regione di tipo p nello strato attivo. Questo processo di ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica lunghezza d'onda (colore) della luce emessa è determinata dall'energia del bandgap del materiale semiconduttore utilizzato. Il chip R6 utilizza una struttura di Fosfuro di Alluminio Gallio Indio (AlGaInP), efficiente per produrre luce rossa e ambra. Il chip BH utilizza Nitruro di Gallio Indio (InGaN), comunemente usato per LED blu, verdi e bianchi. Il package in resina epossidica trasparente serve a proteggere il chip semiconduttore, fornire supporto meccanico per i fili di bonding e agisce come una lente primaria per modellare l'emissione luminosa.

12. Tendenze Tecnologiche e Contesto

Il 19-226 rappresenta un prodotto maturo nel mercato dei LED SMD. Le attuali tendenze del settore si concentrano su diverse aree chiave oltre le specifiche di questo dispositivo:Aumento dell'Efficienza (lm/W):Nuovi progetti di chip e materiali continuano a spingere più in alto l'efficienza luminosa.Indice di Resa Cromatica (CRI) più Alto:Specialmente per i LED bianchi e le applicazioni di illuminazione.Miniaturizzazione:Dimensioni del package ancora più piccole (es. 01005, micro-LED) per display a densità ultra elevata.Driver Integrati:LED con driver a corrente costante o circuiti di controllo integrati (LED intelligenti).Prestazioni Termiche Migliorate:Package progettati per estrarre meglio il calore, consentendo correnti di pilotaggio più elevate e una maggiore durata.Lunghezze d'Onda Espanse:Sviluppo di LED UV profondi e a infrarossi più efficienti per applicazioni di rilevamento e sterilizzazione. Sebbene il 19-226 possa non incorporare gli ultimi progressi in termini di efficienza di picco, la sua combinazione di prestazioni affidabili, output a due colori, packaging robusto e piena conformità agli standard ambientali globali ne garantisce la continua rilevanza in un'ampia gamma di applicazioni di indicatori e retroilluminazione elettronici ad alto volume e sensibili ai costi.