Scheda Tecnica LED SMD 0201 Verde - Dimensioni 0.6x0.3x0.25mm - Tensione 2.8-3.8V - Potenza 80mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per un Diodo Emettitore di Luce (LED) a Montaggio Superficiale (SMD) miniaturizzato nel formato di contenitore 0201. Questi LED sono progettati per l'assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB) e sono ideali per applicazioni con vincoli di spazio. Il dispositivo utilizza la tecnologia InGaN (Nitruro di Indio e Gallio) per produrre luce verde.

1.1 Caratteristiche

• Conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).
• Confezionato su nastro da 12mm avvolto su bobine da 7 pollici di diametro per la manipolazione automatizzata.
• Formato del contenitore standard EIA (Electronic Industries Alliance).
• Ingresso compatibile con i livelli logici dei circuiti integrati (IC).
• Progettato per la compatibilità con le attrezzature di assemblaggio automatizzate pick-and-place.
• Adatto per l'utilizzo nei processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR).
• Precondizionato per accelerare al Livello di Sensibilità all'Umidità 3 secondo JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council).

1.2 Applicazioni

Questo LED è adatto per un'ampia gamma di funzioni di indicazione e retroilluminazione in varie apparecchiature elettroniche, tra cui:

• Dispositivi di telecomunicazione (es. telefoni cordless, telefoni cellulari).
• Apparecchiature per l'automazione d'ufficio (es. computer portatili).
• Elettrodomestici.
• Sistemi di controllo industriale.
• Apparecchiature di rete.
• Illuminazione di segnaletica e simboli per interni.
• Indicatori di stato e retroilluminazione per pannelli frontali.

2. Dimensioni del Contenitore e Informazioni Meccaniche

Il LED è alloggiato in un contenitore miniaturizzato 0201. La lente è trasparente. Tutti i disegni dimensionali e le tolleranze sono forniti nelle figure della scheda tecnica originale. Le note principali includono:

• Tutte le dimensioni sono specificate in millimetri, con i pollici tra parentesi.
• La tolleranza standard è ±0.2 mm (±0.008") salvo diversa indicazione sul disegno.

3. Parametri e Caratteristiche Tecniche

3.1 Valori Nominali Massimi Assoluti

I valori nominali sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. Il superamento di questi valori può causare danni permanenti.

• Dissipazione di Potenza (Pd):80 mW
• Corrente Diretta di Picco (IFP):100 mA (a ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms)
• Corrente Diretta Continua (IF):20 mA
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento:-40°C a +85°C
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-40°C a +100°C

3.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Le prestazioni tipiche sono misurate a Ta=25°C nelle condizioni di test specificate.

• Intensità Luminosa (Iv):280 - 710 mcd (tipico, a IF=20mA). Misurata con un sensore/filtro che approssima la risposta fotopica dell'occhio CIE.
• Angolo di Visione (2θ1/2):110 gradi (tipico). Definita come l'angolo totale in cui l'intensità scende alla metà del valore assiale.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λp):518 nm (tipico). Tolleranza ±1 nm.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):520 - 535 nm (a IF=20mA). Derivata dalle coordinate di cromaticità CIE.
• Larghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ):35 nm (tipico).
• Tensione Diretta (VF):2.8 - 3.8 V (a IF=20mA). Tolleranza ±0.1 V.
• Corrente Inversa (IR):Massimo 10 μA (a VR=5V). Il dispositivo non è progettato per funzionamento in polarizzazione inversa.

3.3 Profilo di Rifusione IR Consigliato

Si raccomanda un profilo di saldatura a rifusione conforme a J-STD-020B per processi senza piombo. I parametri chiave includono una temperatura di picco non superiore a 260°C. Un grafico dettagliato temperatura vs. tempo è fornito nel documento originale.

4. Sistema di Classificazione (Binning)

I dispositivi sono classificati in bin in base a parametri chiave per garantire coerenza nell'applicazione.

4.1 Classe per Tensione Diretta (VF)

Classificato a IF=20mA. Tolleranza per bin ±0.10V.
Esempi di bin: D7 (2.8-3.0V), D8 (3.0-3.2V), D9 (3.2-3.4V), D10 (3.4-3.6V), D11 (3.6-3.8V).

4.2 Classe per Intensità Luminosa (Iv)

Classificato a IF=20mA. Tolleranza per bin ±11%.
Esempi di bin: T1 (280-355 mcd), T2 (355-450 mcd), U1 (450-560 mcd), U2 (560-710 mcd).

4.3 Classe per Lunghezza d'Onda Dominante (WD)

Classificato a IF=20mA. Tolleranza per bin ±1 nm.
Esempi di bin: AP (520.0-525.0 nm), AQ (525.0-530.0 nm), AR (530.0-535.0 nm).

5. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include curve caratteristiche tipiche (a 25°C salvo diversa indicazione) come:
- Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta.
- Tensione Diretta vs. Corrente Diretta.
- Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente.
- Distribuzione Spettrale (intensità relativa vs. lunghezza d'onda).
Queste curve sono essenziali per comprendere il comportamento del dispositivo in diverse condizioni operative, come la riduzione dell'intensità con l'aumento della corrente o della temperatura.

6. Guida all'Uso e Manipolazione

6.1 Pulizia

Utilizzare solo agenti di pulizia specificati. Se necessario, è accettabile l'immersione in alcol etilico o isopropilico a temperatura normale per meno di un minuto. Prodotti chimici non specificati possono danneggiare il contenitore.

6.2 Layout Consigliato dei Piazzole sul PCB

Viene fornito un diagramma del pattern di saldatura per la rifusione a infrarossi o in fase di vapore, per garantire una corretta formazione e allineamento del giunto saldato.

6.3 Confezionamento: Nastro e Bobina

I LED sono forniti su nastro portante goffrato con nastro protettivo di copertura. Specifiche principali:
- Larghezza nastro: 12 mm.
- Diametro bobina: 7 pollici.
- Quantità per bobina: 4000 pezzi.
- Quantità minima d'ordine per residui: 500 pezzi.
- Conforme alle specifiche ANSI/EIA-481.
Sono inclusi disegni dimensionali dettagliati per la tasca del nastro e la bobina.

7. Avvertenze Importanti e Note Applicative

7.1 Applicazione Prevista

Questi LED sono progettati per apparecchiature elettroniche ordinarie. Non sono raccomandati per applicazioni critiche per la sicurezza in cui un guasto potrebbe mettere a rischio la vita o la salute (es. aviazione, supporto vitale medico) senza preventiva consultazione e qualifica specifica.

7.2 Condizioni di Conservazione

Confezione Sigillata:Conservare a ≤30°C e ≤70% UR. Utilizzare entro un anno dall'apertura della busta barriera all'umidità.
Confezione Aperta:Conservare a ≤30°C e ≤60% UR. Per componenti esposti oltre 168 ore, si raccomanda una pre-essiccazione a circa 60°C per almeno 48 ore prima della saldatura. Per conservazione prolungata, utilizzare un contenitore sigillato con essiccante o in atmosfera di azoto.

7.3 Linee Guida per la Saldatura

Saldatura a Rifusione:
- Preriscaldamento: 150-200°C.
- Tempo preriscaldamento: Max 120 secondi.
- Temperatura di picco: Max 260°C.
- Tempo sopra il liquidus: Max 10 secondi (massimo due cicli di rifusione).
Saldatura Manuale (Saldatore):
- Temperatura saldatore: Max 300°C.
- Tempo di saldatura per terminale: Max 3 secondi (una sola volta).
Il rispetto dei limiti del profilo JEDEC e delle raccomandazioni del produttore della pasta saldante è cruciale per l'affidabilità.

8. Considerazioni Progettuali e Approfondimenti Tecnici

8.1 Limitazione della Corrente

La corrente diretta continua massima assoluta è 20 mA. In fase di progettazione del circuito, deve essere sempre utilizzata una resistenza di limitazione in serie per evitare di superare questo valore, calcolata in base alla tensione di alimentazione e alla tensione diretta (VF) del LED. Utilizzare il valore tipico di VF per il calcolo fornisce un punto di partenza, ma progettare per il VF massimo garantisce che il limite di corrente non venga mai superato.

8.2 Gestione Termica

Con un limite di dissipazione di potenza di 80 mW, le considerazioni termiche sono importanti, specialmente in layout ad alta densità o ad alte temperature ambientali. La curva di derating che mostra l'intensità luminosa in funzione della temperatura ambiente indica un calo significativo dell'output all'aumentare della temperatura. Garantire un'adeguata area di rame sul PCB per lo smaltimento del calore ed evitare il posizionamento vicino ad altri componenti che generano calore può aiutare a mantenere prestazioni e longevità.

8.3 Progettazione Ottica

L'ampio angolo di visione di 110 gradi rende questo LED adatto per applicazioni che richiedono ampia visibilità. Per un'illuminazione più focalizzata, potrebbero essere necessarie lenti esterne o guide luminose. La lente trasparente con chip InGaN verde fornisce un punto colore saturo definito dalla sua classe di lunghezza d'onda dominante.

8.4 Binning per la Coerenza

Per applicazioni che richiedono colore o luminosità uniformi su più LED (es. array di retroilluminazione), specificare classi strette per la Lunghezza d'Onda Dominante (WD) e l'Intensità Luminosa (Iv) è fondamentale. Mescolare classi da estremità diverse della gamma può portare a disallineamenti visibili di colore o luminosità.

9. Confronto e Contesto di Selezione

Il contenitore 0201 rappresenta una delle impronte standardizzate più piccole per LED SMD, consentendo design ultra-miniaturizzati. Rispetto a contenitori più grandi come 0402 o 0603, il LED 0201 ha tipicamente valori nominali di corrente massima e output luminoso inferiori a causa delle sue dimensioni, ma offre l'impronta e l'altezza più ridotte possibili. La tecnologia InGaN utilizzata per il verde offre maggiore efficienza e migliore saturazione del colore rispetto a tecnologie più datate come il GaP (Fosfuro di Gallio).

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri)

D: Posso pilotare questo LED a 30 mA per una luminosità maggiore?
R: No. La corrente diretta continua massima assoluta è 20 mA. Superare questo valore nominale rischia un guasto catastrofico e invalida le specifiche di affidabilità.

D: L'intervallo della tensione diretta è 2.8-3.8V. Come scelgo il valore della resistenza?
R: Progetta il tuo circuito di limitazione della corrente utilizzando il VF massimo (3.8V) dalla scheda tecnica per garantire che la corrente non superi mai i 20 mA nelle condizioni peggiori, anche se ricevi LED delle classi di tensione più basse.

D: Per quanto tempo posso conservare questi LED dopo aver aperto la bobina?
R: Per i migliori risultati di saldatura, completare la rifusione IR entro 168 ore (7 giorni) dall'esposizione alle condizioni ambientali di fabbrica (<30°C/60% UR). Se l'esposizione supera questo limite, si raccomanda una pre-essiccazione di 48 ore a 60°C per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire l'effetto "popcorn" durante la rifusione.

D: Questo LED è adatto per l'illuminazione del cruscotto automobilistico?
R: L'intervallo di temperatura di funzionamento (-40°C a +85°C) copre molte applicazioni per interni automobilistici. Tuttavia, l'uso automobilistico richiede tipicamente una specifica qualifica AEC-Q102 che non è dichiarata in questa scheda tecnica generica. È necessaria la consultazione con il produttore per prodotti di grado automobilistico.

11. Principi Tecnologici e Tendenze

Principio:Questo LED si basa sul materiale semiconduttore InGaN. Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La specifica composizione della lega InGaN determina l'energia del bandgap e quindi la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa, in questo caso verde.

Tendenze:L'industria optoelettronica continua a spingere verso dimensioni di contenitore più piccole (come 0201 e 01005), maggiore efficienza luminosa (più output luminoso per watt) e migliorata affidabilità. C'è anche una tendenza verso un binning più stretto per colore e intensità per soddisfare le esigenze di display ad alta risoluzione e illuminazione estetica uniforme. Inoltre, l'integrazione con l'elettronica di pilotaggio e il controllo intelligente all'interno del contenitore è un'area di sviluppo in corso.