Indice dei Contenuti
- 1. Panoramica del Prodotto
- 1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento
- 2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici
- 2.1 Valori Massimi Assoluti
- 2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche
- 3. Spiegazione del Sistema di Binning
- 3.1 Binning dell'Intensità Luminosa
- 3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante
- 3.3 Binning della Tensione Diretta
- 4. Analisi delle Curve di Prestazione
- 5. Informazioni Meccaniche e sul Pacchetto
- 5.1 Dimensioni e Disegno del Pacchetto
- 5.2 Identificazione della Polarità
- 6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio
- 6.1 Profilo di Rifusione
- 6.2 Istruzioni per la Saldatura Manuale
- 6.3 Conservazione e Sensibilità all'Umidità
- 7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine
- 7.1 Specifiche di Imballaggio
- 7.2 Spiegazione dell'Etichetta
- 8. Raccomandazioni per la Progettazione
- 8.1 Circuiti di Applicazione Tipici
- 8.2 Considerazioni e Precauzioni di Progettazione
- 9. Confronto e Differenziazione Tecnica
- 10. Domande Frequenti (FAQ)
- 10.1 Quale resistenza devo usare con un'alimentazione a 3.3V?
- 10.2 Posso pilotare questo LED con un segnale PWM per il controllo della luminosità?
- 10.3 Perché le informazioni sulla conservazione e la cottura sono così importanti?
- 10.4 Come interpreto i codici di binning quando ordino?
- 11. Esempi Pratici di Applicazione
- 11.1 Retroilluminazione per Pulsanti del Cruscotto Automobilistico
- 11.2 Indicatore di Stato su un Router di Rete
- 12. Introduzione al Principio di Funzionamento
- 13. Tendenze e Contesto Tecnologico
- 14. Clausola di Esclusione di Responsabilità per Restrizioni Applicative
1. Panoramica del Prodotto Il LED SMD 12-21 è un dispositivo compatto a montaggio superficiale, progettato per assemblaggi elettronici ad alta densità. Utilizzando la tecnologia del chip AlGaInP, emette una luce rossa profonda con una lunghezza d'onda dominante tipica di 650 nm. Il suo vantaggio principale risiede nell'ingombro significativamente ridotto rispetto ai LED tradizionali con terminali, consentendo la miniaturizzazione dei prodotti finali. Il componente è confezionato su nastro da 8 mm all'interno di bobine da 7 pollici, rendendolo pienamente compatibile con le attrezzature automatiche di prelievo, posizionamento e saldatura ad alta velocità. È un dispositivo monocromatico, privo di piombo, conforme agli standard RoHS, EU REACH e senza alogeni (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento Il formato miniaturizzato del pacchetto 1206 (circa 3.2mm x 1.6mm) consente progetti di circuiti stampati (PCB) più piccoli, una maggiore densità di componenti e costi ridotti di stoccaggio e spedizione. La sua costruzione leggera lo rende ideale per applicazioni portatili e con vincoli di spazio. I mercati target principali includono l'elettronica di consumo, i controlli industriali e gli interni automobilistici, in particolare per funzioni di retroilluminazione in quadri strumenti, pannelli di commutazione e tastiere a membrana. È anche adatto per indicatori di stato nei dispositivi di telecomunicazione (ad es. telefoni, fax) e per applicazioni di indicazione generiche.
2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici Questa sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e oggettiva dei principali parametri elettrici, ottici e termici definiti nella scheda tecnica.
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
):
5V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
Corrente Diretta Continua (I
- ):R25 mA. La corrente continua che può essere applicata in modo continuativo.Corrente Diretta di Picco (I
- ):F60 mA (Ciclo di Lavoro 1/10, 1 kHz). Questo valore è per il funzionamento in impulsi, riducendo la dissipazione di potenza media.Dissipazione di Potenza (P
- ):FP60 mW a T=25°C. La massima perdita di potenza ammissibile, calcolata come V
- * Id. Questo valore si riduce con l'aumento della temperatura ambiente.Scarica Elettrostatica (ESD):a2000V (Modello del Corpo Umano). Indica una moderata sensibilità all'ESD; sono richieste procedure di manipolazione appropriate.FTemperatura di Funzionamento & Conservazione:F-40°C a +85°C (Funzionamento), -40°C a +90°C (Conservazione). Specifica l'intervallo ambientale per un funzionamento affidabile e la conservazione non operativa.
- Temperatura di Saldatura:Rifusione: 260°C di picco per max 10 secondi. Saldatura Manuale: 350°C per max 3 secondi per terminale. Critico per il controllo del processo di assemblaggio.
- 2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche Misurate a T=25°C e I
- =20 mA, questi sono i parametri di prestazione tipici.Intensità Luminosa (I
):
28.5 a 72.0 mcd (millicandela). La luminosità percepita del LED. L'ampio intervallo è gestito attraverso un sistema di binning (vedi Sezione 3).aAngolo di Visione (2θF1/2
- ):v120 gradi (tipico). Questo ampio angolo fornisce un pattern di emissione diffuso adatto per retroilluminazione e applicazioni di indicatori diffusi.Lunghezza d'Onda di Picco (λ
- ):650 nm (tipico). La lunghezza d'onda alla quale la distribuzione spettrale di potenza è massima.Lunghezza d'Onda Dominante (λ):
- 629.5 a 645.5 nm. Questa è la percezione monocromatica del colore del LED da parte dell'occhio umano, anch'essa gestita tramite binning.pLarghezza di Banda Spettrale (Δλ):20 nm (tipico). La larghezza dello spettro emesso a metà dell'intensità massima (FWHM).
- Tensione Diretta (Vd):1.75 a 2.35 V a I
- =20mA. La caduta di tensione ai capi del LED durante il funzionamento. Un Vinferiore può migliorare l'efficienza del sistema.
- Corrente Inversa (IF):10 μA max a VF=5V. Una piccola corrente di dispersione quando il dispositivo è polarizzato inversamente.F3. Spiegazione del Sistema di Binning Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin. Il LED 12-21 utilizza tre criteri di binning indipendenti.
- 3.1 Binning dell'Intensità Luminosa I LED sono classificati in quattro bin (N1, N2, P1, P2) in base alla loro intensità luminosa misurata a 20mA. Ciò consente ai progettisti di selezionare un grado di luminosità adatto alla loro applicazione, garantendo un aspetto uniforme in array multi-LED.RBin N1:28.5 - 36.0 mcdRBin N2:
36.0 - 45.0 mcd
Bin P1:
45.0 - 57.0 mcd
Bin P2:
- 57.0 - 72.0 mcd3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante La coerenza del colore è controllata suddividendo la lunghezza d'onda dominante in quattro codici (E7, E8, E9, E10). Questo è cruciale per applicazioni in cui è richiesta una precisa corrispondenza del colore.
- Bin E7:629.5 - 633.5 nm
- Bin E8:633.5 - 637.5 nm
- Bin E9:637.5 - 641.5 nm
Bin E10:
641.5 - 645.5 nm
- 3.3 Binning della Tensione Diretta La tensione diretta viene suddivisa in bin per facilitare il calcolo della resistenza limitatrice di corrente e per gestire la dissipazione di potenza in stringhe in serie. Sono definiti tre bin (0, 1, 2).Bin 0:
- 1.75 - 1.95 VBin 1:
- 1.95 - 2.15 VBin 2:
- 2.15 - 2.35 V4. Analisi delle Curve di Prestazione Sebbene grafici specifici non siano dettagliati nel testo fornito, le tipiche curve di prestazione per un tale LED includerebbero le seguenti relazioni, critiche per la progettazione:
Curva I-V (Corrente-Tensione):
Mostra la relazione esponenziale tra tensione diretta e corrente. La tensione di ginocchio è intorno a 1.8V. Una resistenza limitatrice di corrente è obbligatoria poiché un leggero aumento della tensione oltre V
- causa un grande, potenzialmente distruttivo, aumento della corrente.Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:
- L'intensità aumenta approssimativamente in modo lineare con la corrente fino al valore massimo nominale. Operare al di sopra di I=20mA aumenta la luminosità ma anche la dissipazione di potenza e la temperatura di giunzione.
- Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:L'intensità tipicamente diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente a causa della ridotta efficienza quantistica interna e di altri effetti termici. Questa è una considerazione chiave per ambienti ad alta temperatura.
Distribuzione Spettrale:
Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra un picco intorno a 650nm con una FWHM di ~20nm, confermando il punto di colore rosso profondo.
- Tensione Diretta vs. Temperatura:ha un coefficiente di temperatura negativo, il che significa che diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Ciò può influenzare la stabilità della guida a corrente costante.F5. Informazioni Meccaniche e sul Pacchetto
- 5.1 Dimensioni e Disegno del Pacchetto Il LED è conforme all'impronta standard SMD 1206 (3216 metrico). Le dimensioni chiave (in mm, tolleranza ±0.1mm se non specificato) includono: lunghezza totale (3.2), larghezza (1.6) e altezza (1.1). Il disegno specifica il segno di identificazione del catodo, tipicamente una striscia verde o un angolo smussato sul pacchetto. Le dimensioni consigliate del land pattern (piazzola di saldatura) sul PCB sono cruciali per una saldatura affidabile e sono solitamente leggermente più grandi dei terminali del dispositivo per formare un filetto adeguato.5.2 Identificazione della Polarità L'orientamento corretto è vitale. Il catodo è contrassegnato sul dispositivo. È necessario consultare il diagramma nella scheda tecnica per identificare questo segno (ad es. una banda colorata, un intaglio). Una polarità errata impedirà al LED di illuminarsi e l'applicazione di una tensione inversa superiore a 5V potrebbe danneggiarlo.F6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio
- 6.1 Profilo di Rifusione Il LED è compatibile con la rifusione a infrarossi e a fase di vapore. È specificato un profilo di temperatura senza piombo (Pb-free):Preriscaldamento:
- 150-200°C per 60-120 secondi. Riscaldamento graduale per minimizzare lo shock termico.Tempo Sopra il Liquido (217°C):
- 60-150 secondi. VFTemperatura di Picco:
260°C massimo, mantenuta per non più di 10 secondi.
Velocità Massima di Rampa in Salita:
3°C/secondo.
Velocità Massima di Rampa in Discesa:
6°C/secondo.
Nota Critica:
La saldatura a rifusione non dovrebbe essere eseguita più di due volte per evitare stress termici eccessivi sul pacchetto e sui fili di collegamento.
6.2 Istruzioni per la Saldatura Manuale Se è necessaria una riparazione manuale:
- Utilizzare un saldatore con temperatura della punta < 350°C.Applicare calore a ciascun terminale per < 3 secondi.
- Utilizzare un saldatore con potenza nominale < 25W.Lasciare un intervallo minimo di 2 secondi tra la saldatura di ciascun terminale.
- Per la rimozione, si consiglia un saldatore a doppia punta per riscaldare entrambi i terminali contemporaneamente ed evitare stress meccanici.La saldatura manuale comporta un rischio maggiore di danni termici e dovrebbe essere evitata nella produzione.
- 6.3 Conservazione e Sensibilità all'Umidità Il dispositivo è confezionato in una busta resistente all'umidità con essiccante.Prima dell'Apertura:
- Conservare a ≤30°C e ≤90% UR.Dopo l'Apertura (Tempo di Utilizzo):
Se l'indicatore dell'essiccante cambia colore o il tempo di conservazione viene superato, cuocere a 60 ±5°C per 24 ore prima dell'uso per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire l'"effetto popcorn" durante la rifusione.
7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine
- 7.1 Specifiche di Imballaggio I LED sono forniti su nastro portante goffrato su bobine da 7 pollici di diametro. Ogni bobina contiene 2000 pezzi. Le dimensioni del nastro (dimensione della tasca, passo) sono specificate per garantire la compatibilità con gli alimentatori automatici. La bobina ha dimensioni specifiche del mozzo, della flangia e dell'esterno per il montaggio sulle macchine di posizionamento.
- 7.2 Spiegazione dell'Etichetta L'etichetta della bobina contiene informazioni critiche per la tracciabilità e la corretta applicazione:
- P/N:
- Numero di prodotto completo (es. 12-21/R8C-AN1P2B/2D).
- QTY:
CAT (o Classe di Intensità Luminosa):
Il codice del bin di intensità (es. P1).
- HUE (Classe di Cromaticità/Lunghezza d'Onda):Il codice del bin della lunghezza d'onda dominante (es. E9).
- REF (Classe di Tensione Diretta):Il codice del bin della tensione (es. 1).
- LOT No:Numero di lotto di produzione per il tracciamento della qualità.
8. Raccomandazioni per la Progettazione
8.1 Circuiti di Applicazione Tipici Il metodo di pilotaggio più comune è una resistenza limitatrice di corrente in serie. Il valore della resistenza (R
) è calcolato utilizzando la Legge di Ohm: R
= (V
alimentazione
- - V) / I
- . Utilizzando il Vmassimo dal bin (es. 2.35V per il Bin 2) si garantisce una corrente sufficiente anche con la variazione peggiore del LED. Per un'alimentazione a 5V e I
- =20mA: R= (5 - 2.35) / 0.02 = 132.5Ω. Una resistenza standard da 130Ω o 150Ω sarebbe adatta. La potenza nominale della resistenza dovrebbe essere almeno (I
- * R).
- 8.2 Considerazioni e Precauzioni di ProgettazioneLa Limitazione di Corrente è Obbligatoria:
- Come sottolineato nelle "Precauzioni", è assolutamente necessario un meccanismo di limitazione della corrente esterno (resistenza o driver a corrente costante). Il collegamento diretto a una sorgente di tensione distruggerà il LED.Gestione Termica:
Sebbene un singolo LED dissipi solo ~60mW, array ad alta densità o funzionamento ad alte temperature ambiente richiedono attenzione al layout del PCB per la dissipazione del calore. Evitare di posizionarlo vicino ad altre fonti di calore.
Protezione ESD:
Implementare procedure di manipolazione sicure dall'ESD durante l'assemblaggio. La protezione ESD a livello di circuito può essere necessaria in ambienti sensibili.sProgettazione Ottica:sL'angolo di visione di 120 gradi fornisce un'ampia copertura. Per la luce focalizzata, sarebbero necessarie ottiche secondarie (lenti). Il pacchetto in resina trasparente è adatto per applicazioni in cui il colore del chip è accettabile o quando utilizzato con diffusori esterni.9. Confronto e Differenziazione Tecnica Rispetto ai vecchi LED rossi a foro passante (es. 3mm, 5mm), il LED SMD 12-21 offre:Riduzione Dimensionale:FImpronta e profilo drasticamente più piccoli, consentendo progetti moderni miniaturizzati.FCompatibilità con l'Automazione:FProgettato per l'assemblaggio a montaggio superficiale ad alto volume e basso costo.FAffidabilità Migliorata:sI pacchetti SMD spesso hanno percorsi termici migliori verso il PCB e nessun terminale piegato che possa causare stress.F2Rispetto ad alcuni altri LED rossi SMD (es. quelli che utilizzano InGaN per il rosso), la tecnologia AlGaInP offre tipicamente una maggiore efficienza e un colore più saturo nello spettro rosso/ambra. Il suo principale compromesso è la necessità di processi di fabbricazione e assemblaggio PCB più precisi rispetto ai componenti a foro passante.s10. Domande Frequenti (FAQ)
10.1 Quale resistenza devo usare con un'alimentazione a 3.3V? Utilizzando il V
- massimo di 2.35V e l'Itarget di 20mA: R = (3.3 - 2.35) / 0.02 = 47.5Ω. Usare una resistenza standard da 47Ω. Verificare la corrente: I = (3.3 - 2.0[tipico]) / 47 ≈ 27.7mA, che è superiore al valore nominale continuo di 25mA. Per sicurezza, scegliere una resistenza da 68Ω: I = (3.3 - 2.0) / 68 ≈ 19.1mA, che rientra nelle specifiche.
- 10.2 Posso pilotare questo LED con un segnale PWM per il controllo della luminosità? Sì. La Modulazione a Larghezza di Impulso (PWM) è un metodo eccellente per regolare la luminosità dei LED. Assicurarsi che la corrente di picco in ogni impulso non superi i valori massimi assoluti (I= 60mA per impulsi con ciclo di lavoro del 10%). La frequenza dovrebbe essere abbastanza alta da evitare lo sfarfallio visibile (tipicamente >100Hz).
- 10.3 Perché le informazioni sulla conservazione e la cottura sono così importanti? I pacchetti plastici SMD possono 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 delaminare il pacchetto o crepare il chip ("effetto popcorn"). Le condizioni di conservazione e la procedura di cottura prevengono questa modalità di guasto.10.4 Come interpreto i codici di binning quando ordino? Per un aspetto coerente in un prodotto, specificare i bin desiderati per Intensità Luminosa (CAT), Lunghezza d'Onda Dominante (HUE) e, opzionalmente, Tensione Diretta (REF). Ad esempio, richiedere "CAT=P1, HUE=E9" garantisce che tutti i LED abbiano una luminosità simile e una tonalità molto specifica di rosso profondo. Se non specificato, potresti ricevere un mix dalla produzione.
- 11. Esempi Pratici di Applicazione11.1 Retroilluminazione per Pulsanti del Cruscotto Automobilistico In questa applicazione, più LED 12-21 sono posizionati dietro tappi di commutazione traslucidi o simboli su un cruscotto. L'ampio angolo di visione di 120 gradi garantisce un'illuminazione uniforme sul simbolo. Sono tipicamente pilotati in stringhe parallele, ciascuna con la propria resistenza limitatrice di corrente, dal sistema a 12V del veicolo (tramite un regolatore di tensione). L'intervallo di funzionamento da -40°C a +85°C è adatto per l'ambiente interno automobilistico. La coerenza nella lunghezza d'onda (bin HUE) è fondamentale qui per abbinare il colore di altre luci interne.
11.2 Indicatore di Stato su un Router di Rete Un singolo LED può essere utilizzato per indicare l'alimentazione o l'attività di rete. È pilotato da un pin GPIO di un microcontrollore. Il circuito include una resistenza in serie (calcolata per l'uscita a 3.3V o 5V dell'MCU) e possibilmente un transistor se il pin dell'MCU non può erogare 20mA direttamente. Il colore rosso profondo è altamente visibile. Il pacchetto SMD consente di posizionarlo molto vicino a una piccola finestra indicatrice sul telaio del router.
12. Introduzione al Principio di Funzionamento Il LED 12-21 è un dispositivo fotonico a semiconduttore. Il suo nucleo è un chip realizzato con materiali AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio). Quando viene applicata una tensione diretta che supera il potenziale di giunzione del diodo (∼1.8V), elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva dove si ricombinano. In questo sistema di materiali, una parte significativa di questa energia di ricombinazione viene rilasciata come fotoni (luce) piuttosto che calore. La composizione specifica degli strati AlGaInP determina l'energia del bandgap, che definisce direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa - in questo caso, rosso profondo intorno a 650 nm. Il pacchetto in resina epossidica trasparente incapsula il chip, fornisce protezione meccanica e funge da lente primaria che modella l'uscita luminosa nel pattern di 120 gradi.
- 13. Tendenze e Contesto Tecnologico Il LED SMD 1206 rappresenta una tecnologia di packaging matura e ampiamente adottata. Le tendenze attuali nel packaging dei LED si stanno spostando verso impronte ancora più piccole (es. 0805, 0603, 0402) per l'ultra-miniaturizzazione e array a densità più elevata. C'è anche una forte tendenza verso i pacchetti a scala di chip (CSP) che eliminano il tradizionale pacchetto plastico per dimensioni minime e prestazioni termiche ottimali. Per l'emissione rossa, mentre l'AlGaInP rimane altamente efficiente, continuano gli sviluppi nei LED a conversione di fosfori e nei nuovi materiali semiconduttori. Inoltre, l'integrazione dell'elettronica di controllo (es. driver a corrente costante, controller PWM) direttamente nel pacchetto LED ("LED intelligenti") sta diventando più comune per applicazioni di illuminazione avanzate. Il LED 12-21 si colloca in un segmento di mercato consolidato e ottimizzato per i costi, apprezzato per la sua affidabilità, semplicità e compatibilità con i processi SMT standard.14. Clausola di Esclusione di Responsabilità per Restrizioni Applicative Questo prodotto è progettato per applicazioni commerciali e industriali generali. Non è specificamente qualificato o garantito per l'uso in sistemi ad alta affidabilità o critici per la sicurezza come:
- Apparecchiature militari o aerospazialiSistemi di sicurezza automobilistici (es. luci freno, controlli airbag)
- Apparecchiature di supporto vitale medicoIn tali applicazioni, sono richiesti prodotti diversi con intervalli di temperatura estesi, test di affidabilità migliorati e flussi di qualificazione differenti. Le specifiche in questo documento garantiscono le prestazioni solo entro i limiti dichiarati e per il componente come unità singola. Le prestazioni e l'affidabilità a livello di sistema sono responsabilità del progettista del prodotto finale.
- Compared to some other SMD red LEDs (e.g., those using InGaN for red), AlGaInP technology typically offers higher efficiency and more saturated color in the red/amber spectrum.
. Frequently Asked Questions (FAQ)
.1 What resistor should I use with a 3.3V supply?
Using the maximum VFof 2.35V and target IFof 20mA: R = (3.3 - 2.35) / 0.02 = 47.5Ω. Use a standard 47Ω resistor. Verify current: I = (3.3 - 2.0[typical]) / 47 ≈ 27.7mA, which is above the 25mA continuous rating. To be safe, choose a 68Ω resistor: I = (3.3 - 2.0) / 68 ≈ 19.1mA, which is within spec.
.2 Can I drive this LED with a PWM signal for brightness control?
Yes. Pulse Width Modulation (PWM) is an excellent method for dimming LEDs. Ensure the peak current in each pulse does not exceed the absolute maximum ratings (IFP= 60mA for 10% duty cycle pulses). The frequency should be high enough to avoid visible flicker (typically >100Hz).
.3 Why is the storage and baking information so important?
SMD plastic packages can absorb moisture from the air. During the high-temperature reflow soldering process, this trapped moisture can rapidly vaporize, creating internal pressure that can delaminate the package or crack the die ("popcorning"). The storage conditions and baking procedure prevent this failure mode.
.4 How do I interpret the bin codes when ordering?
For consistent appearance in a product, specify the desired bins for Luminous Intensity (CAT), Dominant Wavelength (HUE), and optionally Forward Voltage (REF). For example, requesting "CAT=P1, HUE=E9" ensures all LEDs will have similar brightness and a very specific shade of deep red. If not specified, you may receive a mix from production.
. Practical Application Examples
.1 Automotive Dashboard Switch Backlighting
In this application, multiple 12-21 LEDs are placed behind translucent switch caps or symbols on a dashboard. The wide 120-degree viewing angle ensures even illumination across the symbol. They are typically driven in parallel strings, each with its own current-limiting resistor, from the vehicle's 12V system (via a voltage regulator). The -40°C to +85°C operating range is suitable for the automotive interior environment. Consistency in wavelength (HUE bin) is critical here to match the color of other interior lighting.
.2 Status Indicator on a Network Router
A single LED can be used to indicate power or network activity. It is driven by a GPIO pin of a microcontroller. The circuit includes a series resistor (calculated for the MCU's 3.3V or 5V output) and possibly a transistor if the MCU pin cannot source 20mA directly. The deep red color is highly visible. The SMD package allows it to be placed very close to a small indicator window on the router's casing.
. Operating Principle Introduction
The 12-21 LED is a semiconductor photonic device. Its core is a chip made from AlGaInP (Aluminum Gallium Indium Phosphide) materials. When a forward voltage exceeding the diode's junction potential (∼1.8V) is applied, electrons and holes are injected into the active region where they recombine. In this material system, a significant portion of this recombination energy is released as photons (light) rather than heat. The specific composition of the AlGaInP layers determines the bandgap energy, which directly defines the wavelength (color) of the emitted light—in this case, deep red around 650 nm. The water-clear epoxy resin package encapsulates the chip, provides mechanical protection, and acts as a primary lens shaping the light output into the 120-degree pattern.
. Technology Trends and Context
The 1206 SMD LED represents a mature and widely adopted packaging technology. Current trends in LED packaging are moving towards even smaller footprints (e.g., 0805, 0603, 0402) for ultra-miniaturization and higher-density arrays. There is also a strong trend towards chip-scale packages (CSP) that eliminate the traditional plastic package for minimal size and optimal thermal performance. For red emission, while AlGaInP remains highly efficient, developments in phosphor-converted LEDs and novel semiconductor materials continue. Furthermore, integration of control electronics (e.g., constant-current drivers, PWM controllers) directly into the LED package ("smart LEDs") is becoming more common for advanced lighting applications. The 12-21 LED sits in a well-established, cost-optimized segment of the market, prized for its reliability, simplicity, and compatibility with standard SMT processes.
. Application Restrictions Disclaimer
This product is designed for general commercial and industrial applications. It is not specifically qualified or guaranteed for use in high-reliability or safety-critical systems such as:
- Military or aerospace equipment
- Automotive safety systems (e.g., brake lights, airbag controls)
- Medical life-support equipment
Terminologia delle specifiche LED
Spiegazione completa dei termini tecnici LED
Prestazioni fotoelettriche
| Termine | Unità/Rappresentazione | Spiegazione semplice | Perché importante |
|---|---|---|---|
| Efficienza luminosa | lm/W (lumen per watt) | Uscita luce per watt di elettricità, più alto significa più efficiente energeticamente. | Determina direttamente il grado di efficienza energetica e il costo dell'elettricità. |
| Flusso luminoso | lm (lumen) | Luce totale emessa dalla sorgente, comunemente chiamata "luminosità". | Determina se la luce è abbastanza brillante. |
| Angolo di visione | ° (gradi), es. 120° | Angolo in cui l'intensità luminosa scende alla metà, determina la larghezza del fascio. | Influisce sulla gamma di illuminazione e uniformità. |
| CCT (Temperatura colore) | K (Kelvin), es. 2700K/6500K | Calore/freschezza della luce, valori più bassi giallastri/caldi, più alti biancastri/freddi. | Determina l'atmosfera di illuminazione e scenari adatti. |
| CRI / Ra | Senza unità, 0–100 | Capacità di riprodurre accuratamente i colori degli oggetti, Ra≥80 è buono. | Influisce sull'autenticità del colore, utilizzato in luoghi ad alta richiesta come centri commerciali, musei. |
| SDCM | Passi ellisse MacAdam, es. "5 passi" | Metrica di consistenza del colore, passi più piccoli significano colore più consistente. | Garantisce colore uniforme attraverso lo stesso lotto di LED. |
| Lunghezza d'onda dominante | nm (nanometri), es. 620nm (rosso) | Lunghezza d'onda corrispondente al colore dei LED colorati. | Determina la tonalità di LED monocromatici rossi, gialli, verdi. |
| Distribuzione spettrale | Curva lunghezza d'onda vs intensità | Mostra la distribuzione dell'intensità attraverso le lunghezze d'onda. | Influisce sulla resa cromatica e qualità del colore. |
Parametri elettrici
| Termine | Simbolo | Spiegazione semplice | Considerazioni di progettazione |
|---|---|---|---|
| Tensione diretta | Vf | Tensione minima per accendere il LED, come "soglia di avvio". | La tensione del driver deve essere ≥Vf, le tensioni si sommano per LED in serie. |
| Corrente diretta | If | Valore di corrente per il normale funzionamento del LED. | Solitamente azionamento a corrente costante, la corrente determina luminosità e durata. |
| Corrente di impulso massima | Ifp | Corrente di picco tollerabile per brevi periodi, utilizzata per dimmerazione o lampeggio. | La larghezza dell'impulso e il ciclo di lavoro devono essere rigorosamente controllati per evitare danni. |
| Tensione inversa | Vr | Tensione inversa massima che il LED può sopportare, oltre può causare rottura. | Il circuito deve prevenire connessione inversa o picchi di tensione. |
| Resistenza termica | Rth (°C/W) | Resistenza al trasferimento di calore dal chip alla saldatura, più bassa è meglio. | Alta resistenza termica richiede dissipazione termica più forte. |
| Immunità ESD | V (HBM), es. 1000V | Capacità di resistere a scariche elettrostatiche, più alto significa meno vulnerabile. | Sono necessarie misure antistatiche in produzione, specialmente per LED sensibili. |
Gestione termica e affidabilità
| Termine | Metrica chiave | Spiegazione semplice | Impatto |
|---|---|---|---|
| Temperatura di giunzione | Tj (°C) | Temperatura operativa effettiva all'interno del chip LED. | Ogni riduzione di 10°C può raddoppiare la durata; troppo alta causa decadimento della luce, spostamento del colore. |
| Deprezzamento del lumen | L70 / L80 (ore) | Tempo affinché la luminosità scenda al 70% o 80% dell'iniziale. | Definisce direttamente la "durata di servizio" del LED. |
| Manutenzione del lumen | % (es. 70%) | Percentuale di luminosità trattenuta dopo il tempo. | Indica la ritenzione della luminosità su uso a lungo termine. |
| Spostamento del colore | Δu′v′ o ellisse MacAdam | Grado di cambiamento del colore durante l'uso. | Influisce sulla consistenza del colore nelle scene di illuminazione. |
| Invecchiamento termico | Degradazione del materiale | Deterioramento dovuto ad alta temperatura a lungo termine. | Può causare calo di luminosità, cambio colore o guasto a circuito aperto. |
Imballaggio e materiali
| Termine | Tipi comuni | Spiegazione semplice | Caratteristiche e applicazioni |
|---|---|---|---|
| Tipo di imballaggio | EMC, PPA, Ceramica | Materiale di alloggiamento che protegge il chip, fornisce interfaccia ottica/termica. | EMC: buona resistenza al calore, basso costo; Ceramica: migliore dissipazione termica, vita più lunga. |
| Struttura del chip | Frontale, Flip Chip | Disposizione degli elettrodi del chip. | Flip chip: migliore dissipazione termica, maggiore efficienza, per alta potenza. |
| Rivestimento al fosforo | YAG, Silicato, Nitruro | Copre il chip blu, converte una parte in giallo/rosso, mescola a bianco. | Diversi fosfori influenzano efficienza, CCT e CRI. |
| Lente/Ottica | Piana, Microlente, TIR | Struttura ottica sulla superficie che controlla la distribuzione della luce. | Determina l'angolo di visione e la curva di distribuzione della luce. |
Controllo qualità e binning
| Termine | Contenuto di binning | Spiegazione semplice | Scopo |
|---|---|---|---|
| Bin del flusso luminoso | Codice es. 2G, 2H | Raggruppato per luminosità, ogni gruppo ha valori lumen min/max. | Garantisce luminosità uniforme nello stesso lotto. |
| Bin di tensione | Codice es. 6W, 6X | Raggruppato per intervallo di tensione diretta. | Facilita l'abbinamento del driver, migliora l'efficienza del sistema. |
| Bin del colore | Ellisse MacAdam 5 passi | Raggruppato per coordinate colore, garantendo un intervallo ristretto. | Garantisce consistenza del colore, evita colore non uniforme all'interno del dispositivo. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K ecc. | Raggruppato per CCT, ognuno ha corrispondente intervallo di coordinate. | Soddisfa diversi requisiti CCT della scena. |
Test e certificazione
| Termine | Standard/Test | Spiegazione semplice | Significato |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Test di manutenzione del lumen | Illuminazione a lungo termine a temperatura costante, registrando il decadimento della luminosità. | Utilizzato per stimare la vita LED (con TM-21). |
| TM-21 | Standard di stima della vita | Stima la vita in condizioni reali basandosi sui dati LM-80. | Fornisce una previsione scientifica della vita. |
| IESNA | Società di ingegneria dell'illuminazione | Copre metodi di test ottici, elettrici, termici. | Base di test riconosciuta dal settore. |
| RoHS / REACH | Certificazione ambientale | Garantisce nessuna sostanza nociva (piombo, mercurio). | Requisito di accesso al mercato a livello internazionale. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificazione di efficienza energetica | Certificazione di efficienza energetica e prestazioni per l'illuminazione. | Utilizzato negli appalti pubblici, programmi di sussidi, migliora la competitività. |