Scheda Tecnica LED SMD 19-217/T7D-CT2V1N/3T - Package 2.0x1.25x0.8mm - Tensione 2.7-3.7V - Potenza 110mW - Bianco Puro - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 19-217/T7D-CT2V1N/3T è un LED a montaggio superficiale compatto, progettato per applicazioni elettroniche moderne che richiedono funzionalità affidabili di indicazione o retroilluminazione. Questo LED monocromatico a luce Bianco Puro utilizza un chip InGaN incapsulato in una resina diffondente gialla. Il suo vantaggio principale risiede nell'ingombro significativamente ridotto rispetto ai componenti tradizionali a telaio, consentendo una maggiore densità di impacchettamento sui PCB, riducendo i requisiti di stoccaggio e contribuendo infine alla miniaturizzazione dell'apparecchiatura finale. La costruzione leggera lo rende inoltre ideale per applicazioni portatili e con vincoli di spazio.

1.1 Caratteristiche Principali e Conformità

Il dispositivo è fornito su nastro da 8mm 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 in fase vapore. Il prodotto aderisce a diversi standard ambientali e di sicurezza critici: è privo di piombo, conforme alla direttiva UE RoHS, soddisfa i requisiti UE REACH ed è classificato come Senza Alogeni, con contenuto di Bromo (Br) e Cloro (Cl) ciascuno inferiore a 900 ppm e la loro somma inferiore a 1500 ppm. Ciò lo rende adatto all'uso in mercati con normative ambientali rigorose.

1.2 Applicazioni Target

Il LED è versatile e trova impiego in molteplici settori. Applicazioni comuni includono la retroilluminazione per cruscotti e interruttori automobilistici, funzioni di indicazione e retroilluminazione in dispositivi di telecomunicazione come telefoni e fax, retroilluminazione piatta per LCD, interruttori e simboli, e uso generico come indicatore dove è richiesta una piccola sorgente luminosa bianca brillante.

2. Parametri Tecnologici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

Questa sezione fornisce una suddivisione dettagliata dei limiti e delle caratteristiche elettriche, ottiche e termiche del LED, fondamentali per un progetto di circuito affidabile e l'integrazione nel sistema.

2.1 Valori Massimi Assoluti

I Valori Massimi Assoluti definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Questi valori non sono per il funzionamento continuo. Le specifiche chiave sono: una tensione inversa massima (VR) di 5V, una corrente diretta continua (IF) di 30mA e una corrente diretta di picco (IFP) di 40mA ammissibile solo in condizioni pulsate (duty cycle 1/10 a 1kHz). La dissipazione di potenza massima (Pd) è di 110mW. Il dispositivo può resistere a una scarica elettrostatica (ESD) di 150V secondo il modello del corpo umano (HBM). L'intervallo di temperatura operativa (Topr) va da -40°C a +85°C e la temperatura di conservazione (Tstg) va da -40°C a +90°C. I limiti di temperatura di saldatura sono specificati per due processi: saldatura a rifusione a 260°C per 10 secondi e saldatura manuale a 350°C per un massimo di 3 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Le Caratteristiche Elettro-Ottiche sono misurate in condizioni di prova standard di Ta=25°C e una IF di 20mA. L'intensità luminosa (Iv) ha un intervallo tipico da 360,0 mcd a 900,0 mcd, con una tolleranza di ±11%. L'angolo di visione (2θ1/2) è di 130 gradi, fornendo un fascio di luce ampio. La tensione diretta (VF) varia da 2,70V a 3,70V. La corrente inversa (IR) è specificata con un massimo di 50 μA quando viene applicata una tensione inversa (VR) di 5V. È cruciale notare che il dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa; la specifica VR è solo per scopi di test IR.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin di prestazione. Questo sistema consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano criteri di prestazione minima specifici per la loro applicazione.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'output luminoso è categorizzato in quattro codici bin (T2, U1, U2, V1) in base ai valori di intensità minima e massima misurati a IF=20mA. Ad esempio, il codice bin T2 copre intensità da 360,0 mcd a 450,0 mcd, mentre il codice bin V1 copre l'intervallo più alto da 715,0 mcd a 900,0 mcd. I progettisti devono tenere conto della tolleranza di ±11% all'interno di ciascun bin.

3.2 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è suddivisa in cinque codici (10, 11, 12, 13, 14), ciascuno rappresentante un intervallo di 0,2V. Il codice 10 copre da 2,70V a 2,90V e il codice 14 da 3,50V a 3,70V. Si applica una tolleranza di ±0,1V. Selezionare LED da un bin di tensione specifico può aiutare a progettare circuiti limitatori di corrente più coerenti, specialmente in array di LED in parallelo.

3.3 Binning delle Coordinate di Cromaticità

La coerenza di colore della luce Bianco Puro è controllata attraverso il binning delle coordinate di cromaticità sul diagramma CIE 1931. La scheda tecnica definisce quattro codici bin (1, 2, 3, 4), ciascuno come un'area quadrilatera sul piano delle coordinate (x, y). Ad esempio, il Bin 1 è delimitato dai punti (0,274, 0,226), (0,274, 0,258), (0,294, 0,286) e (0,294, 0,254). La tolleranza per queste coordinate è di ±0,01. Ciò garantisce che la luce bianca emessa rientri in un intervallo di colore prevedibile e ristretto.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene il PDF faccia riferimento a curve tipiche delle caratteristiche elettro-ottiche e a un Diagramma di Cromaticità CIE su pagine specifiche, i dati grafici esatti (ad es., curve IV, intensità relativa vs. corrente, intensità vs. temperatura) non sono forniti nel contenuto testuale. In una scheda tecnica completa, queste curve sono fondamentali per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni non standard. I progettisti utilizzano tipicamente tali curve per estrapolare le prestazioni a diverse correnti di pilotaggio o temperature ambientali, per comprendere la distribuzione spettrale di potenza e per visualizzare il punto colore sul diagramma di cromaticità rispetto ai bin definiti e al locus di Planck.

5. Informazioni Meccaniche e di Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED ha un package SMD (Surface Mount Device) compatto. Il disegno dimensionale indica le misure chiave inclusa lunghezza, larghezza e altezza, con una tolleranza standard di ±0,1 mm salvo diversa indicazione. Le dimensioni specifiche definiscono l'impronta richiesta sul PCB e lo spazio libero necessario sopra la scheda.

5.2 Identificazione della Polarità e Progetto dei Pad

Il package include segni o caratteristiche strutturali (come un angolo smussato o un punto) per indicare il terminale catodico (negativo), essenziale per il corretto orientamento durante l'assemblaggio. Il land pattern consigliato (layout dei pad) sul PCB è tipicamente fornito per garantire una corretta saldatura e stabilità meccanica.

6. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio

Una manipolazione e saldatura corrette sono fondamentali per mantenere le prestazioni e l'affidabilità del LED.

6.1 Parametri per la Saldatura a Rifusione

Il dispositivo è classificato per la saldatura a rifusione senza piombo con una temperatura di picco di 260°C per 10 secondi. Dovrebbe essere seguito un profilo di temperatura consigliato per riscaldare e raffreddare gradualmente il dispositivo, minimizzando lo shock termico. La saldatura a rifusione non dovrebbe essere eseguita più di due volte sullo stesso dispositivo.

6.2 Conservazione e Sensibilità all'Umidità

I LED sono imballati in buste barriera resistenti 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 (UR) e utilizzati entro 168 ore (7 giorni). Se questo intervallo viene superato o se l'indicatore dell'essiccante mostra saturazione, è necessario un trattamento di baking a 60 ±5°C per 24 ore prima dell'uso per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire l'"effetto popcorn" durante la rifusione.

6.3 Precauzioni per Saldatura Manuale e Riparazione

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). Dovrebbe essere osservato un intervallo di raffreddamento di almeno 2 secondi tra la saldatura di ciascun terminale. Si sconsiglia vivamente la riparazione dopo la saldatura iniziale. Se inevitabile, dovrebbe essere utilizzato un saldatore a doppia testa specializzato per riscaldare simultaneamente entrambi i terminali, prevenendo stress meccanici sul die del LED. La potenziale degradazione delle caratteristiche dovuta alla riparazione deve essere valutata preventivamente.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I componenti sono forniti su bobine da 7 pollici di diametro con nastro portante largo 8mm. Ogni bobina contiene 3000 pezzi. Vengono fornite le dimensioni dettagliate della bobina e delle tasche del nastro portante per garantire la compatibilità con gli alimentatori delle attrezzature di assemblaggio automatico.

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta dell'imballaggio contiene diversi codici: CPN (Numero Prodotto Cliente), P/N (Numero Prodotto), QTY (Quantità di Imballaggio), CAT (Classe/Intensità Luminosa), HUE (Coordinate di Cromaticità & Classe Lunghezza d'Onda Dominante), REF (Classe/Bin Tensione Diretta) e LOT No (Numero di Lotto per tracciabilità).

8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progetto

8.1 Limitazione di Corrente e Protezione

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Una resistenza limitatrice di corrente esterna è obbligatoria in serie con il LED per prevenire la fuga termica e il burnout. Anche un piccolo aumento della tensione diretta può causare un grande, potenzialmente distruttivo, aumento della corrente. Il valore della resistenza dovrebbe essere calcolato in base alla tensione di alimentazione, alla tensione diretta del LED (utilizzando il valore massimo dal bin o dalla scheda tecnica per sicurezza) e alla corrente diretta desiderata (non superiore a 30mA continua).

8.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (110mW max), un'effettiva gestione termica sul PCB è importante per mantenere l'affidabilità a lungo termine e un'uscita luminosa stabile, specialmente quando si opera ad alte temperature ambientali o ad alte correnti di pilotaggio. Garantire un'adeguata area di rame intorno ai pad del LED aiuta a dissipare il calore.

8.3 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Con una classificazione ESD di 150V (HBM), il dispositivo ha una sensibilità moderata. Dovrebbero essere osservate le normali precauzioni ESD durante la manipolazione, l'assemblaggio e il test. Ciò include l'uso di postazioni di lavoro messe a terra, braccialetti e contenitori conduttivi.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

I principali fattori di differenziazione del LED 19-217 sono la combinazione di un fattore di forma molto piccolo, un ampio angolo di visione di 130° e la conformità agli standard ambientali moderni (RoHS, REACH, Senza Alogeni). Rispetto ai LED a foro passante più grandi, consente un significativo risparmio di spazio. La struttura di binning definita per intensità, tensione e colore fornisce ai progettisti prestazioni prevedibili, un vantaggio critico in applicazioni che richiedono coerenza visiva, come array di retroilluminazione o indicatori di stato.

10. Domande Frequenti Basate sui Parametri Tecnici

10.1 Quale valore di resistenza devo usare con un'alimentazione a 5V?

Utilizzando la Legge di Ohm (R = (Valimentazione - Vf) / If) e assumendo un caso peggiore di Vf di 3,7V (dal Bin 14) e un If target di 20mA, il calcolo è R = (5V - 3,7V) / 0,020A = 65 Ohm. Dovrebbe essere scelto il valore standard più vicino (ad es., 68 Ohm) e dovrebbe essere verificata la potenza nominale della resistenza (P = I^2 * R).

10.2 Posso pilotare questo LED senza una resistenza limitatrice se uso una sorgente di tensione costante pari a Vf?

No. È vivamente sconsigliato. La tensione diretta ha un intervallo e varia con la temperatura. Una sorgente di tensione costante impostata su un valore nominale Vf non regola la corrente. Variazioni minori potrebbero portare a una corrente eccessiva, superando il Valore Massimo Assoluto e causando un guasto immediato o graduale.

10.3 Perché il tempo di conservazione dopo l'apertura della busta è limitato a 7 giorni?

L'imballaggio in plastica dei componenti SMD può assorbire umidità dall'aria. Durante il processo di saldatura a rifusione ad alta temperatura, questa umidità intrappolata può vaporizzarsi rapidamente, creando una pressione interna che può rompere il package o delaminare gli strati interni, un fenomeno noto come "effetto popcorn". Il limite di 7 giorni è il tempo di esposizione sicuro calcolato per questo livello di sensibilità all'umidità.

11. Caso Pratico di Progetto e Utilizzo

Si consideri la progettazione di un pannello di controllo con più LED indicatori bianchi. Per garantire una luminosità uniforme, specificare LED dello stesso bin di intensità luminosa (ad es., tutti da U1: 450-565 mcd). Per semplificare il progetto del circuito limitatore di corrente per una tensione di alimentazione comune, specificare LED dello stesso o di un bin di tensione diretta ristretto. L'ampio angolo di visione di 130° garantisce che gli indicatori siano visibili da varie angolazioni senza richiedere ottiche secondarie. Le piccole dimensioni del package consentono di posizionarli vicino a interruttori o etichette. La conformità Senza Alogeni e RoHS è essenziale per vendere il prodotto finale nei mercati globali.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo LED è un dispositivo fotonico a semiconduttore. Il suo nucleo è un chip realizzato con materiali Nitruro di Gallio e Indio (InGaN). Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia del diodo, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del semiconduttore, rilasciando energia sotto forma di fotoni, cioè luce. La composizione specifica degli strati InGaN determina la lunghezza d'onda della luce emessa. In questo caso, la luce blu emessa dal chip viene parzialmente convertita in lunghezze d'onda più lunghe dal fosforo giallo contenuto nella resina diffondente circostante, risultando nella percezione di luce "Bianco Puro". La resina diffondente aiuta anche a diffondere la luce, creando l'ampio angolo di visione.

13. Tendenze Tecnologiche

La tendenza generale nella tecnologia LED continua verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), un miglioramento della resa cromatica e una maggiore miniaturizzazione. Per i LED indicatori SMD, l'attenzione è rivolta al raggiungimento di una maggiore luminosità in package più piccoli, all'espansione delle gamme di colore e al miglioramento dell'affidabilità e delle prestazioni termiche. L'integrazione di circuiti di pilotaggio o funzioni di protezione all'interno del package LED è anche un'area di sviluppo. La conformità ambientale, come si vede nell'adesione di questo dispositivo agli standard Senza Alogeni, rimane un fattore critico nella selezione dei componenti in tutta l'industria elettronica.