Scheda Tecnica LED SMD 17-21 Verde Puro - Dimensioni 1.6x0.8x0.6mm - Tensione 1.55-2.35V - Potenza 60mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LED SMD 17-21 è un dispositivo a montaggio superficiale compatto, progettato per assemblaggi elettronici ad alta densità. La sua funzione principale è emettere luce verde pura, rendendolo adatto a una varietà di applicazioni come indicatori e retroilluminazione. Il vantaggio principale di questo componente risiede nelle sue dimensioni ridottissime, che consentono riduzioni significative delle dimensioni del circuito stampato e dell'apparecchiatura. La costruzione leggera ne migliora ulteriormente l'idoneità per dispositivi portatili e con vincoli di spazio. Il prodotto è pienamente conforme agli standard ambientali moderni, essendo privo di piombo, conforme a RoHS, conforme a REACH e senza alogeni, garantendone l'utilizzo nei mercati globali con requisiti normativi stringenti.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo è classificato per una tensione inversa massima (VR) di 5V. La corrente diretta continua (IF) non deve superare i 25mA, mentre una corrente diretta di picco (IFP) di 60mA è ammissibile in condizioni pulsate (duty cycle 1/10 a 1kHz). La dissipazione di potenza massima (Pd) è di 60mW. L'intervallo di temperatura di funzionamento è specificato da -40°C a +85°C, con un intervallo di temperatura di conservazione da -40°C a +90°C. Il LED può resistere alla saldatura a rifusione a 260°C per un massimo di 10 secondi o alla saldatura manuale a 350°C per un massimo di 3 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

In condizioni di test standard (Ta=25°C, IF=20mA), l'intensità luminosa (Iv) varia da un minimo di 7,20 mcd a un massimo di 22,50 mcd. Il dispositivo presenta un ampio angolo di visione (2θ1/2) di 140 gradi, fornendo un'illuminazione ampia. La lunghezza d'onda di picco (λp) è di 561 nm, con un intervallo di lunghezza d'onda dominante (λd) tra 557,50 nm e 567,50 nm, che definisce il suo colore verde puro. La larghezza di banda spettrale (Δλ) è tipicamente di 20 nm. La tensione diretta (VF) varia da 1,55V a 2,35V alla corrente di test. La corrente inversa (IR) è al massimo di 10 μA quando viene applicato un bias inverso di 5V, sebbene il dispositivo non sia progettato per funzionamento inverso.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto è suddiviso in bin per i parametri chiave per garantire coerenza nella progettazione dell'applicazione.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa è suddivisa in quattro codici di bin: K0 (7,20-11,50 mcd), L1 (11,50-14,50 mcd), L2 (14,50-18,00 mcd) e M1 (18,00-22,50 mcd). Si applica una tolleranza di ±11%.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

La lunghezza d'onda dominante è suddivisa in cinque codici di bin: C10 (557,50-559,50 nm), C11 (559,50-561,50 nm), C12 (561,50-563,50 nm), C13 (563,50-565,50 nm) e C14 (565,50-567,50 nm). Si applica una tolleranza di ±1nm.

3.3 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è suddivisa in tre codici di bin: 0 (1,75-1,95 V), 1 (1,95-2,15 V) e 2 (2,15-2,35 V). Si applica una tolleranza di ±0,1V.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene nel datasheet siano referenziate curve grafiche specifiche, le tendenze di prestazione tipiche possono essere dedotte dai parametri. La tensione diretta mostrerà una relazione logaritmica con la corrente diretta. L'intensità luminosa è direttamente proporzionale alla corrente diretta entro i limiti specificati, ma diminuirà con l'aumentare della temperatura di giunzione. La lunghezza d'onda dominante potrebbe subire un leggero spostamento (tipicamente verso lunghezze d'onda maggiori) all'aumentare della temperatura di giunzione. Comprendere queste relazioni è cruciale per progettare circuiti di pilotaggio stabili ed efficienti.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED SMD 17-21 ha un package compatto con dimensioni di circa 1,6 mm di lunghezza, 0,8 mm di larghezza e 0,6 mm di altezza (tolleranza ±0,1 mm). Il package include un segno chiaro per il catodo per una corretta identificazione della polarità durante l'assemblaggio. Il disegno dimensionale dettagliato fornisce le misure esatte per la progettazione del layout dei pad, garantendo una corretta saldatura e gestione termica.

5.2 Identificazione della Polarità

Un segno distinto sul corpo del package indica il terminale catodico. L'orientamento corretto è essenziale per la funzionalità del circuito e per prevenire danni da polarizzazione inversa.

6. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Per la saldatura senza piombo, deve essere seguito un profilo di temperatura specifico: preriscaldamento tra 150-200°C per 60-120 secondi, tempo sopra i 217°C per 60-150 secondi, temperatura di picco a 260°C massimo per un massimo di 10 secondi, con velocità di riscaldamento e raffreddamento controllate (riscaldamento max 6°C/sec sopra 255°C, raffreddamento max 3°C/sec). La saldatura a rifusione non dovrebbe essere eseguita più di due volte.

6.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, la temperatura della punta del saldatore deve essere inferiore a 350°C, applicata per non più di 3 secondi per terminale. Utilizzare un saldatore con capacità di 25W o inferiore. Lasciare un intervallo di almeno 2 secondi tra la saldatura di ciascun terminale per prevenire danni termici.

6.3 Conservazione e Manipolazione

I LED sono confezionati in buste 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% UR e utilizzati entro 168 ore (7 giorni). Se questo periodo viene superato o l'indicatore dell'essiccante cambia colore, è necessario un trattamento di baking a 60±5°C per 24 ore prima dell'uso.

6.4 Precauzioni

Una resistenza limitatrice di corrente esterna è obbligatoria per il funzionamento, poiché la caratteristica I-V esponenziale del LED lo rende altamente sensibile alle variazioni di tensione, che possono portare a sovracorrente e guasto. Evitare di applicare stress meccanico al LED durante il riscaldamento o di piegare il PCB dopo la saldatura. La riparazione dopo la saldatura non è raccomandata, ma se inevitabile, dovrebbe essere utilizzato un saldatore a doppia testa specializzato per riscaldare contemporaneamente entrambi i terminali, minimizzando lo stress termico.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

I LED sono forniti su nastro portante largo 8 mm, avvolti su bobine da 7 pollici di diametro. Ogni bobina contiene 3000 pezzi. L'imballaggio include buste di alluminio impermeabili con essiccante ed etichette. L'etichetta contiene informazioni chiave: Numero Prodotto Cliente (CPN), Numero Prodotto (P/N), Quantità di Imballo (QTY), Classe Intensità Luminosa (CAT), Classe Cromaticità/Lunghezza d'Onda Dominante (HUE), Classe Tensione Diretta (REF) e Numero di Lotto (LOT No).

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è ben adatto per applicazioni di retroilluminazione nei cruscotti e negli interruttori automobilistici. Nelle telecomunicazioni, funge da indicatore di stato e retroilluminazione per tastiere in telefoni e fax. È anche applicabile per la retroilluminazione piatta di LCD, interruttori e simboli, nonché per uso generico come indicatore.

8.2 Considerazioni di Progettazione

I progettisti devono incorporare una resistenza limitatrice di corrente adatta in serie con il LED. Il valore della resistenza deve essere calcolato in base alla tensione di alimentazione, al bin di tensione diretta del LED (utilizzando il valore massimo per sicurezza) e alla corrente operativa desiderata (≤20mA per funzionamento continuo). Considerare il bin di intensità luminosa quando si progetta per livelli di luminosità richiesti. Assicurarsi che il layout dei pad sul PCB corrisponda alle dimensioni del package per prevenire l'effetto "tombstoning" o giunzioni di saldatura scadenti.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

La principale differenziazione del LED 17-21 è il suo fattore di forma estremamente piccolo (1,6x0,8mm) rispetto ai LED tradizionali con reofori, consentendo una densità di impaccamento più elevata. L'uso di un materiale chip AIGaInP fornisce un'emissione verde puro efficiente. L'ampio angolo di visione di 140 gradi offre un'illuminazione più uniforme rispetto a dispositivi con angolo più stretto. La sua piena conformità agli standard senza piombo, RoHS, REACH e senza alogeni lo rende una scelta a prova di futuro per la produzione elettronica globale.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D: Qual è lo scopo dei codici di binning?

R: Il binning garantisce coerenza elettrica e ottica all'interno di un lotto. I progettisti possono selezionare bin specifici (ad es. per luminosità o tensione) per ottenere prestazioni uniformi nei loro prodotti finali, specialmente quando vengono utilizzati più LED in un array.

D: Perché una resistenza limitatrice di corrente è obbligatoria?

R: I LED sono diodi con una curva I-V non lineare. Un piccolo aumento della tensione oltre la tensione diretta può causare un grande, potenzialmente distruttivo, aumento della corrente. Una resistenza in serie fornisce un metodo lineare e prevedibile per impostare la corrente operativa.

D: Posso utilizzare questo LED per l'illuminazione esterna automobilistica?

R: No. La scheda tecnica include una restrizione applicativa che afferma che questo prodotto non è destinato ad applicazioni ad alta affidabilità come sistemi di sicurezza automobilistici, militari/aerospaziali o apparecchiature mediche senza preventiva consultazione e qualifica.

D: Quante volte posso rifondere questo componente?

R: Il massimo raccomandato è due cicli di rifusione. Ogni ciclo sottopone il componente a stress termico, che può degradare i materiali interni e l'integrità della giunzione di saldatura nel tempo.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Si consideri la progettazione di un pannello indicatore di stato a bassa potenza per un dispositivo consumer. Utilizzando il LED 17-21 nel bin M1 (massima luminosità) e nel bin C12 (tonalità verde specifica), un progettista può creare un display uniforme e luminoso. Calcolando la resistenza in serie per un'alimentazione a 3,3V (R = (3,3V - 2,35V) / 0,02A ≈ 47,5Ω, utilizzare 47Ω), si garantisce un funzionamento stabile a ~20mA. I LED verrebbero posizionati su nastro e bobina per l'assemblaggio automatizzato pick-and-place, seguendo il profilo di rifusione specificato. Il pannello finale beneficia delle dimensioni ridotte del LED, consentendo un design elegante, e del suo ampio angolo di visione che garantisce la visibilità dell'indicatore da varie posizioni.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo LED funziona sul principio dell'elettroluminescenza in una giunzione p-n semiconduttrice. Il materiale del chip è Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AIGaInP). Quando viene applicata una tensione diretta che supera il potenziale di built-in della giunzione, elettroni e lacune vengono iniettati attraverso la giunzione. La loro ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica energia del bandgap della lega AIGaInP determina la lunghezza d'onda della luce emessa, in questo caso verde puro (~561 nm). L'incapsulante in resina trasparente protegge il chip e funge da lente, modellando l'uscita luminosa per ottenere l'angolo di visione specificato di 140 gradi.

13. Tendenze e Sviluppi Tecnologici

La tendenza nei LED SMD come il 17-21 continua verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), dimensioni del package più piccole per aumentare la densità e un miglioramento della coerenza e stabilità del colore nel tempo e con la temperatura. C'è anche una forte spinta per un'adozione più ampia di materiali e processi di produzione ecologici, come evidenziato dalla conformità di questo prodotto a molteplici standard verdi. L'integrazione con driver intelligenti e controlli per applicazioni di illuminazione smart è un'altra area in crescita, sebbene a livello di componente, l'attenzione rimanga sul fornire sorgenti luminose affidabili e ad alte prestazioni per dispositivi elettronici sempre più miniaturizzati e sensibili al consumo energetico.