LED SMD Verde Angolo di Visione 120° - Package 2.8x3.8mm - 3.8V Max - Potenza 80mW - Scheda Tecnica Italiana

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED verde ad alte prestazioni per montaggio superficiale, progettato per applicazioni elettroniche moderne. Il dispositivo utilizza la tecnologia InGaN (Nitruro di Indio e Gallio) per produrre una sorgente luminosa verde brillante. I suoi obiettivi di progettazione principali sono la compatibilità con i processi di assemblaggio automatizzati, l'affidabilità nella saldatura a rifusione e l'aderenza agli standard ambientali. Il LED è confezionato in un formato standard conforme EIA su nastro da 8mm, fornito su bobine da 7 pollici, rendendolo adatto per linee di produzione ad alto volume.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento in queste condizioni non è garantito.

• Dissipazione di Potenza (Pd):80 mW. Questa è la massima quantità di potenza che il LED può dissipare come calore a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. Superare questo limite rischia di danneggiare termicamente la giunzione del semiconduttore.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):100 mA. Questa è la massima corrente impulsiva ammissibile, specificata con un rigoroso ciclo di lavoro 1/10 e una larghezza di impulso di 0.1ms. È significativamente più alta della valutazione in DC per consentire brevi impulsi ad alta intensità.
• Corrente Diretta in DC (I_F):20 mA. Questa è la corrente operativa continua raccomandata per il funzionamento standard ed è la condizione in cui vengono misurate la maggior parte delle caratteristiche ottiche.
• Intervallo di Temperatura Operativa:-40°C a +85°C. Il dispositivo è garantito per funzionare entro questo intervallo di temperatura ambiente.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-40°C a +100°C. Il dispositivo può essere conservato senza alimentazione applicata entro questo intervallo più ampio.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi parametri sono misurati a Ta=25°C e I_F=20mA, salvo diversa indicazione, e rappresentano le prestazioni operative tipiche.

• Intensità Luminosa (I_V):280 a 900 mcd (millicandela). Questo ampio intervallo indica che il dispositivo è disponibile in più bin di luminosità. L'intensità è misurata utilizzando un sensore filtrato per corrispondere alla risposta fotopica dell'occhio umano (curva CIE).
• Angolo di Visione (2θ_1/2):120 gradi. Questo è un angolo di visione molto ampio, definito come l'angolo totale in cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore assiale di picco. È adatto per applicazioni che richiedono un'illuminazione ampia o visibilità da angoli ampi.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):518 nm. Questa è la lunghezza d'onda alla quale l'emissione spettrale del LED è alla sua massima intensità.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):520 a 535 nm. Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano che definisce il colore della luce, derivata dal diagramma di cromaticità CIE. È il parametro chiave per la specifica del colore.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):35 nm. Questo parametro, noto anche come Full Width at Half Maximum (FWHM), descrive la purezza spettrale della luce. Un valore di 35nm è tipico per un LED verde InGaN.
• Tensione Diretta (V_F):2.8V a 3.8V. Questa è la caduta di tensione ai capi del LED quando opera a 20mA. L'intervallo accoglie le normali variazioni di produzione ed è ulteriormente definito dai codici bin.
• Corrente Inversa (I_R):10 μA (max) a V_R=5V. Questa è una specifica della corrente di dispersione.Nota Critica:La scheda tecnica dichiara esplicitamente che il dispositivo non è progettato per il funzionamento inverso. Applicare una tensione inversa può danneggiare il LED.

3. Spiegazione del Sistema di Codici Bin

Per garantire la coerenza nelle produzioni, i LED vengono suddivisi in "bin" in base a parametri chiave. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti con caratteristiche strettamente controllate per la loro applicazione.

3.1 Binning della Tensione Diretta (Codici D)

I bin assicurano che i LED in un circuito abbiano cadute di tensione simili, favorendo la condivisione della corrente in configurazioni parallele. La tolleranza per bin è di ±0.1V.

• D7: 2.80V - 3.00V
• D8: 3.00V - 3.20V
• D9: 3.20V - 3.40V
• D10: 3.40V - 3.60V
• D11: 3.60V - 3.80V

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa (Codici T/U/V)

Questo controlla l'output di luminosità. La tolleranza per bin è di ±11%.

• T1: 280.0 - 355.0 mcd
• T2: 355.0 - 450.0 mcd
• U1: 450.0 - 560.0 mcd
• U2: 560.0 - 710.0 mcd
• V1: 710.0 - 900.0 mcd

3.3 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante (Codici AP/AR)

Questo garantisce una precisa coerenza di colore. La tolleranza per bin è di ±1nm.

• AP: 520.0 - 525.0 nm
• AQ: 525.0 - 530.0 nm
• AR: 530.0 - 535.0 nm

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene siano referenziati grafici specifici (Fig.1, Fig.5), la scheda tecnica indica la disponibilità di curve caratteristiche tipiche che normalmente includono:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:Mostra come l'output luminoso aumenti con la corrente, tipicamente in modo sub-lineare a correnti più elevate a causa del riscaldamento e del calo di efficienza.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:Dimostra la relazione esponenziale I-V del diodo.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Illustra la diminuzione dell'output luminoso all'aumentare della temperatura di giunzione, un fattore critico per la gestione termica.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra il picco a ~518nm e il FWHM di 35nm.
• Diagramma dell'Angolo di Visione:Un grafico polare che mostra la distribuzione angolare dell'intensità luminosa, confermando l'angolo di visione di 120 gradi.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Dispositivo

Il LED è conforme a un profilo di package standard EIA. Le tolleranze dimensionali chiave sono di ±0.2mm salvo diversa specifica. Il package presenta una lente trasparente, che massimizza l'estrazione della luce e fornisce l'ampio angolo di visione specificato.

5.2 Identificazione della Polarità e Impronta PCB

La scheda tecnica include un layout consigliato per i pad di attacco sul circuito stampato (PCB) per la saldatura a rifusione a infrarossi o in fase di vapore. Questa impronta è progettata per garantire una corretta formazione del giunto di saldatura, una connessione elettrica affidabile e un adeguato rilievo termico. La polarità è indicata sul corpo del dispositivo (tipicamente un segno del catodo) e deve essere allineata correttamente con i corrispondenti pad anodo e catodo sul layout PCB.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Profilo di Rifusione

Il dispositivo è compatibile con i processi di saldatura a rifusione a infrarossi. È suggerito un profilo di saldatura senza piombo conforme allo standard JEDEC J-STD-020B. I parametri chiave includono:

• Preriscaldamento:150°C a 200°C.
• Tempo di Preriscaldamento:Massimo 120 secondi.
• Temperatura di Picco:Massimo 260°C.
• Tempo Sopra il Liquido:Si raccomanda di seguire le specifiche del produttore della pasta saldante e le linee guida JEDEC per garantire giunti di saldatura affidabili senza sottoporre il LED a stress termico eccessivo.

Nota:Il profilo deve essere caratterizzato per il design PCB specifico, il mix di componenti, la pasta saldante e il forno utilizzati in produzione.

6.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, è necessario prestare estrema attenzione:

• Temperatura del Saldatore:Massimo 300°C.
• Tempo di Saldatura:Massimo 3 secondi per giunto.
• Limite:Un solo ciclo di saldatura. Riscaldamenti ripetuti possono danneggiare il package e il die del semiconduttore.

7. Imballaggio e Manipolazione

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I LED sono forniti su nastro portante goffrato standard del settore (larghezza 8mm) sigillato con nastro di copertura, avvolto su bobine da 7 pollici (178mm) di diametro.

• Quantità per Bobina:2000 pezzi.
• Quantità Minima d'Ordine (MOQ) per Residui:500 pezzi.
• Standard di Imballaggio:Conforme alle specifiche ANSI/EIA-481.
• Componenti Mancanti:È consentito un massimo di due tasche consecutive vuote nel nastro.

7.2 Sensibilità all'Umidità e Conservazione

Il package del LED è sensibile all'umidità. È richiesta una manipolazione corretta per prevenire il "popcorning" (crepatura del package) durante la rifusione.

• Busta Sigillata (con Essiccante):Conservare a ≤30°C e ≤70% UR. Utilizzare entro un anno dalla data di sigillatura della busta.
• Dopo l'Apertura della Busta:Conservare a ≤30°C e ≤60% UR. Si raccomanda vivamente di completare il processo di rifusione IR entro 168 ore (7 giorni) dall'esposizione.
• Conservazione Prolungata (Aperta):Conservare in un contenitore sigillato con essiccante o in un essiccatore a azoto.
• Ribaking:I componenti esposti per più di 168 ore dovrebbero essere sottoposti a baking a circa 60°C per almeno 48 ore prima della saldatura per rimuovere l'umidità assorbita.

8. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione

8.1 Metodo di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati a corrente. Per un funzionamento coerente e affidabile:

• Pilotaggio a Corrente Costante:Utilizzare sempre una sorgente di corrente costante o una resistenza limitatrice di corrente in serie con una sorgente di tensione per impostare la corrente diretta (I_F).
• Evitare il Collegamento in Parallelo:Non è raccomandato collegare più LED direttamente in parallelo da una singola sorgente di tensione con una resistenza. Piccole variazioni nella tensione diretta (V_F) tra i LED causeranno uno squilibrio significativo della corrente, portando a luminosità non uniforme e potenziale sovracorrente in alcuni dispositivi. Utilizzare resistenze limitatrici di corrente individuali per ogni LED o pilotatori di corrente costante separati.
• Protezione dalla Tensione Inversa:Poiché il dispositivo non è progettato per la polarizzazione inversa, assicurarsi che il design del circuito impedisca l'applicazione di qualsiasi tensione inversa ai capi del LED.

8.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia relativamente bassa (80mW), un corretto design termico prolunga la durata e mantiene le prestazioni ottiche.

• Layout PCB:Utilizzare il layout dei pad consigliato che spesso include connessioni di rilievo termico.
• Area di Rame:Aumentare l'area di rame collegata al pad termico del LED (se applicabile) o ai pad catodo/anodo aiuta a dissipare il calore.
• Temperatura Ambiente:Assicurarsi che la temperatura ambiente operativa rimanga entro l'intervallo specificato. Deratare la corrente diretta massima se la temperatura ambiente si avvicina al limite superiore.

8.3 Pulizia

Se è richiesta la pulizia post-saldatura:

• Solvente Consigliato:Utilizzare solo detergenti a base alcolica come alcol etilico o alcol isopropilico.
• Processo:Immergere a temperatura ambiente normale per meno di un minuto.
• Evitare:Non utilizzare liquidi chimici non specificati che potrebbero danneggiare la lente in plastica o il materiale del package.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Le caratteristiche chiave che distinguono questo LED sul mercato includono:

• Angolo di Visione Estremamente Ampio (120°):Offre una visibilità laterale superiore rispetto ai LED standard con fasci più stretti, ideale per indicatori di stato e retroilluminazione dove la visione ad ampio angolo è essenziale.
• Conformità RoHS e Prodotto Verde:Prodotto senza sostanze pericolose come piombo, mercurio e cadmio, soddisfacendo le normative ambientali globali.
• Piena Compatibilità con l'Assemblaggio Automatizzato:L'imballaggio su nastro e bobina, l'impronta standard EIA e la compatibilità con i processi di rifusione IR consentono un'integrazione senza soluzione di continuità nelle linee di produzione SMT (Surface Mount Technology) ad alta velocità.
• Binning Completo:Il binning a tre parametri (V_F, I_V, λ_d) consente una selezione precisa per applicazioni che richiedono un'elevata uniformità in luminosità, colore e comportamento elettrico.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D: Posso pilotare questo LED con un'alimentazione da 5V?

R: Sì, ma è necessario utilizzare una resistenza limitatrice di corrente in serie. Calcolare il valore della resistenza usando R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Per un'alimentazione da 5V e una V_Ftipica di 3.2V a 20mA, R = (5 - 3.2) / 0.02 = 90 ohm. Utilizzare la V_Fmassima dalla scheda tecnica (3.8V) per un progetto conservativo per garantire che la corrente non superi i 20mA per nessuna unità del lotto.

D: Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco e Lunghezza d'Onda Dominante?

R: La Lunghezza d'Onda di Picco (λ_P) è la lunghezza d'onda fisica alla quale il LED emette la massima potenza ottica. La Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d) è un valore calcolato basato sul diagramma dei colori CIE che rappresenta la singola lunghezza d'onda che l'occhio umano percepisce come colore. λ_dè il parametro critico per la specifica del colore nelle applicazioni visive.

D: Perché c'è una vita utile di 168 ore dopo l'apertura della busta barriera all'umidità?

R: Il package in plastica del LED 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 crepare il package ("popcorning"). Il limite di 168 ore è il tempo di esposizione sicuro assunto affinché il package rimanga al di sotto di un livello critico di umidità.

D: Posso usarlo per l'illuminazione interna automobilistica?

R: L'intervallo di temperatura operativa (-40°C a +85°C) copre i requisiti tipici degli interni automobilistici. Tuttavia, la scheda tecnica specifica che il LED è per "apparecchiature elettroniche ordinarie". Per applicazioni automobilistiche, specialmente esterne o critiche per la sicurezza, i componenti richiedono tipicamente la qualifica AEC-Q102 e test di affidabilità specifici. La consultazione con il produttore per dati di affidabilità specifici dell'applicazione è essenziale.