Scheda Tecnica LED SMD 16-213/T3D-AP1Q2QY/3T - Bianco Puro - Angolo di Visione 120° - 3.2V Max - 25mA - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 16-213/T3D-AP1Q2QY/3T è un LED a montaggio superficiale (SMD) compatto, progettato per applicazioni elettroniche moderne che richiedono miniaturizzazione ed elevata affidabilità. Questo LED monocromatico a luce bianca pura utilizza la tecnologia a chip InGaN incapsulata in una resina diffondente gialla. Il suo vantaggio principale risiede nell'ingombro significativamente ridotto rispetto ai LED tradizionali a telaio, consentendo una maggiore densità di componenti sulle schede a circuito stampato (PCB), riducendo i requisiti di stoccaggio e contribuendo infine allo sviluppo di apparecchiature finali più piccole e leggere. La costruzione leggera lo rende particolarmente adatto per dispositivi portatili e con vincoli di spazio.

2. Caratteristiche Principali e Conformità

Questo LED è fornito su nastro da 8mm avvolto su bobina da 7 pollici di diametro, rendendolo pienamente compatibile con le attrezzature standard di assemblaggio automatico pick-and-place, ottimizzando la produzione di grandi volumi. È progettato per essere utilizzato con processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR) e a fase di vapore, garantendo flessibilità nelle linee di produzione. Il dispositivo è realizzato con materiali ecologici: è privo di piombo (Pb-free), conforme alla direttiva RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose) dell'UE e soddisfa i requisiti REACH (Registrazione, Valutazione, Autorizzazione e Restrizione delle Sostanze Chimiche). Inoltre, è classificato come Senza Alogeni, con contenuto di bromo (Br) e cloro (Cl) ciascuno inferiore a 900 ppm e il loro totale combinato inferiore a 1500 ppm.

3. Valori Massimi Assoluti

I limiti operativi del dispositivo sono definiti in condizioni di temperatura ambiente (Ta) di 25°C. Superare questi valori può causare danni permanenti.

• Tensione Inversa (V_R):5 V
• Corrente Diretta Continua (I_F):25 mA
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):100 mA (a ciclo di lavoro 1/10, 1 kHz)
• Dissipazione di Potenza (P_d):110 mW
• Scarica Elettrostatica (ESD) Modello Corpo Umano:150 V
• Intervallo di Temperatura Operativa (T_opr):-40°C a +85°C
• Intervallo di Temperatura di Conservazione (T_stg):-40°C a +90°C
• Temperatura di Saldatura (T_sol):Rifusione: 260°C max per 10 secondi; Saldatura manuale: 350°C max per 3 secondi.

4. Caratteristiche Elettro-Ottiche

Tutte le caratteristiche sono misurate a una temperatura ambiente di 25°C e una corrente di prova standard (I_F) di 5 mA, salvo diversa specificazione.

• Intensità Luminosa (I_v):Minimo 45 mcd, Valore tipico non specificato, Massimo 112 mcd. L'intensità luminosa è soggetta a una tolleranza di ±11%.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):120 gradi (tipico). Questo ampio angolo di visione garantisce una buona visibilità da varie angolazioni, ideale per applicazioni di indicatori e retroilluminazione.
• Tensione Diretta (V_F):Minimo 2.7 V, Valore tipico non specificato, Massimo 3.2 V. La tolleranza della tensione diretta è di ±0.05V.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 50 μA quando viene applicata una tensione inversa (V_R) di 5V.

Nota sulle Tolleranze:La lunghezza d'onda dominante ha una tolleranza di ±1 nm.

5. Sistema di Classificazione e Bin

I LED sono suddivisi in bin di prestazione per garantire la coerenza nei lotti. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano specifici requisiti di luminosità ed elettrici.

5.1 Gamma Bin Intensità Luminosa

Classificato a I_F= 5mA. Tolleranza: ±11%.

• P1:45 mcd (Min) a 57 mcd (Max)
• P2:57 mcd a 72 mcd
• Q1:72 mcd a 90 mcd
• Q2:90 mcd a 112 mcd

5.2 Gamma Bin Tensione Diretta

Classificato a I_F= 5mA. Tolleranza: ±0.1V.

• 29:2.7 V a 2.8 V
• 30:2.8 V a 2.9 V
• 31:2.9 V a 3.0 V
• 32:3.0 V a 3.1 V
• 33:3.1 V a 3.2 V

5.3 Classificazione Bin Coordinate Cromatiche

Il punto di bianco è definito dalle coordinate cromatiche (CIE_x, CIE_y) sul diagramma CIE 1931, con una tolleranza di ±0.01. Il prodotto è classificato in gruppi (A) e bin (1-6), ciascuno dei quali definisce un'area quadrilatera sul grafico cromatico per garantire la coerenza del colore. Gli intervalli specifici delle coordinate per i bin da 1 a 6 sono forniti nella scheda tecnica, definendo la variazione consentita nel punto di bianco.

6. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include diverse curve caratteristiche cruciali per la progettazione del circuito e la gestione termica.

• Curva di Derating della Corrente Diretta:Mostra la massima corrente diretta continua consentita in funzione della temperatura ambiente. La corrente deve essere ridotta all'aumentare della temperatura per prevenire il surriscaldamento.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Illustra come l'emissione luminosa diminuisca all'aumentare della temperatura di giunzione. Questo è fondamentale per applicazioni che operano in un ampio intervallo di temperature.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:Dimostra la relazione non lineare tra corrente di pilotaggio e emissione luminosa.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta (Curva I-V):Essenziale per progettare il circuito limitatore di corrente. La curva mostra la tipica caduta di tensione ai capi del LED a varie correnti.
• Distribuzione Spettrale:Rappresenta la distribuzione spettrale di potenza della luce bianca emessa, mostrando l'intensità relativa alle varie lunghezze d'onda.
• Diagramma di Radiazione:Un grafico polare che rappresenta visivamente l'angolo di visione di 120 gradi e la distribuzione spaziale dell'intensità luminosa.

7. Informazioni Meccaniche e Package

Il LED è fornito in un package SMD standard. Il disegno del package mostra le dimensioni chiave, inclusa lunghezza, larghezza, altezza e spaziatura dei pad. Tutte le tolleranze sono di ±0.1mm salvo diversa indicazione. Viene fornito un layout suggerito dei pad per il design del PCB come riferimento, ma si consiglia ai progettisti di modificarlo in base al loro specifico processo produttivo e requisiti termici. Il disegno indica chiaramente anche i terminali catodo (negativo) e anodo (positivo) per il corretto orientamento durante l'assemblaggio.

8. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

8.1 Processo di Saldatura

Il dispositivo è compatibile con la saldatura a rifusione senza piombo. Viene fornito un profilo di temperatura consigliato: preriscaldamento tra 150-200°C per 60-120 secondi, tempo sopra il liquido (217°C) per 60-150 secondi, con una temperatura di picco non superiore a 260°C per un massimo di 10 secondi. La velocità di riscaldamento massima dovrebbe essere di 6°C/sec e la velocità di raffreddamento di 3°C/sec. La saldatura a rifusione non dovrebbe essere eseguita più di due volte. Non dovrebbe essere applicato stress al corpo del LED durante il riscaldamento e il PCB non dovrebbe deformarsi dopo la saldatura.

8.2 Conservazione e Sensibilità all'Umidità

I LED sono imballati in una busta resistente all'umidità con essiccante. Prima dell'apertura, dovrebbero essere conservati a ≤30°C e ≤90% UR. Dopo l'apertura, la "vita a terra" (tempo in cui i componenti possono essere esposti alle condizioni ambientali della fabbrica) è di 1 anno a ≤30°C e ≤60% UR. Le parti non utilizzate dovrebbero essere risigillate. Se l'indicatore dell'essiccante cambia colore o viene superato il tempo di conservazione, 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.

8.3 Protezione del Circuito

Critico:Deve essere sempre utilizzata una resistenza limitatrice di corrente esterna in serie con il LED. La tensione diretta ha un intervallo (2.7-3.2V) e una piccola variazione nella tensione di alimentazione può causare una variazione ampia, potenzialmente distruttiva, della corrente diretta se non limitata correttamente.

9. Imballaggio e Informazioni d'Ordine

I LED sono forniti su nastro portante goffrato con dimensioni specificate nella scheda tecnica. Ogni bobina contiene 3000 pezzi. Sono fornite anche le dimensioni della bobina per le attrezzature di movimentazione automatica. L'etichetta sulla bobina include informazioni chiave: Numero Parte Cliente (CPN), Numero Prodotto (P/N), Quantità Imballo (QTY), Classe Intensità Luminosa (CAT), Classe Cromaticità & Lunghezza d'Onda (HUE), Classe Tensione Diretta (REF) e Numero Lotto (LOT No).

10. Suggerimenti per l'Applicazione

10.1 Applicazioni Tipiche

• Retroilluminazione:Ideale per indicatori di cruscotto, retroilluminazione di interruttori e per fornire retroilluminazione piatta per pannelli LCD e simboli.
• Apparecchiature di Telecomunicazione:Indicatori di stato e retroilluminazione tastiera in telefoni e fax.
• Uso Generale come Indicatore:Qualsiasi applicazione che richieda una piccola, luminosa e ad ampio angolo luce indicatrice bianca.

10.2 Considerazioni di Progettazione

• Pilotaggio della Corrente:Utilizzare sempre una sorgente di corrente costante o una sorgente di tensione con una resistenza in serie. Calcolare il valore della resistenza in base alla tensione di alimentazione (V_supply), alla massima tensione diretta del LED (V_Fmax) e alla corrente diretta desiderata (I_F): R = (V_supply- V_Fmax) / I_F. Utilizzare il caso peggiore di V_Fper garantire che la corrente non superi mai il valore massimo nominale.
• Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, assicurare un'adeguata area di rame sul PCB o via termiche sotto i pad del LED se si opera ad alte temperature ambiente o vicino alla corrente massima, poiché il calore riduce l'emissione luminosa e la durata di vita.
• Protezione ESD:Il dispositivo è sensibile alle scariche elettrostatiche (150V HBM). Implementare le precauzioni standard di manipolazione ESD durante l'assemblaggio.

11. Confronto Tecnico e Vantaggi

Rispetto ai vecchi LED a foro passante, il LED SMD 16-213 offre vantaggi significativi: un ingombro molto più piccolo che consente la miniaturizzazione, idoneità per l'assemblaggio automatizzato riducendo i costi di manodopera e un angolo di visione più ampio (120°) per una migliore visibilità. La sua conformità Senza Alogeni e RoHS lo rende adatto per i mercati globali con normative ambientali severe. Il dettagliato sistema di binning fornisce ai progettisti prestazioni prevedibili, consentendo una luminosità e un colore coerenti nei prodotti prodotti in serie.

12. Domande Frequenti (FAQ)

D: Qual è lo scopo dei codici bin (P1, Q2, 29, 31, ecc.)?

R: I codici bin garantiscono la coerenza elettrica e ottica. I bin di intensità luminosa (P1, Q1, ecc.) garantiscono una luminosità minima. I bin di tensione diretta (29, 31, ecc.) assicurano un consumo energetico prevedibile. I bin di cromaticità garantiscono un colore bianco coerente. I progettisti possono specificare i bin per soddisfare le esigenze della loro applicazione.

D: Perché una resistenza limitatrice di corrente è assolutamente necessaria?

R: I LED sono dispositivi pilotati a corrente. La loro caratteristica V-I è esponenziale. Un piccolo aumento della tensione oltre il V_Fnominale provoca un aumento molto grande della corrente, che può distruggere istantaneamente il LED. La resistenza (o il driver a corrente costante) fornisce una corrente operativa stabile e sicura.

D: Posso usare questo LED all'aperto?

R: L'intervallo di temperatura operativa è -40°C a +85°C, che copre la maggior parte delle condizioni esterne. Tuttavia, il package non è specificamente classificato per l'impermeabilità o la resistenza ai raggi UV. Per l'esposizione diretta all'esterno, sarebbe necessaria una protezione ambientale aggiuntiva (verniciatura conformale, lente).

D: Cosa significano "Pb-free" e "Halogen-Free" per il mio design?

R: "Pb-free" si riferisce all'assenza di piombo nella saldatura e nella placcatura, in conformità con le normative ambientali. "Halogen-Free" significa contenuto ridotto di bromo e cloro, il che minimizza l'emissione di fumi tossici se il dispositivo è esposto a calore estremo o fuoco, migliorando il profilo di sicurezza e ambientale.

13. Principio di Funzionamento

Questo LED si basa su un chip semiconduttore realizzato in Nitruro di Gallio e Indio (InGaN). Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia del diodo, gli elettroni e le lacune si ricombinano all'interno della regione attiva del semiconduttore, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica degli strati InGaN determina la lunghezza d'onda primaria della luce emessa. Per creare luce bianca, il chip tipicamente emette luce blu, che poi eccita uno strato di fosforo giallo (contenuto all'interno dell'incapsulamento in resina diffondente gialla). La combinazione della luce blu del chip e della luce gialla del fosforo risulta nella percezione di luce bianca da parte dell'occhio umano. La resina diffondente aiuta a disperdere la luce, contribuendo all'ampio angolo di visione di 120 gradi.

14. Tendenze e Contesto del Settore

Il LED 16-213 rappresenta una categoria di prodotto matura all'interno della più ampia tendenza di miniaturizzazione ed efficienza dell'elettronica. Il passaggio dal package a foro passante a quello SMD è stata una tendenza dominante per decenni, guidata dalla necessità di componenti più piccoli, leggeri e automatizzabili. Gli attuali sviluppi del settore si concentrano su un'efficienza ancora più elevata (più lumen per watt), un indice di resa cromatica (CRI) migliorato per i LED bianchi e una coerenza del colore più stretta. C'è anche una forte spinta verso un'affidabilità più elevata e una durata operativa più lunga, specialmente per applicazioni automobilistiche e industriali. Inoltre, l'enfasi sui materiali Senza Alogeni e a bassa emissione di gas si allinea con standard ambientali e di sicurezza globali più severi per l'elettronica di consumo e professionale.