Scheda Tecnica LED SMD Arancione 609nm - 3.2x1.6x1.4mm - Tensione Diretta 1.7-2.5V - Potenza 75mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED SMD Arancione ad alta luminosità. Progettato per processi di assemblaggio automatizzati, questo componente è adatto a un'ampia gamma di applicazioni elettroniche con spazio limitato che richiedono un'indicazione di stato affidabile o un'illuminazione di fondo.

1.1 Vantaggi Principali

• Conforme agli standard ambientali RoHS.
• Imballato su nastro da 8mm all'interno di bobine da 7 pollici per un efficiente assemblaggio automatizzato pick-and-place.
• L'impronta del package standardizzata EIA garantisce la compatibilità progettuale.
• Requisiti di pilotaggio compatibili con livelli logici.
• Progettato per resistere ai profili standard di saldatura a rifusione a infrarossi (IR).
• Precondizionato al Livello di Sensibilità all'Umidità JEDEC MSL3 per affidabilità.

1.2 Mercati di Riferimento

Questo LED è progettato per l'integrazione in apparecchiature di telecomunicazioni, dispositivi per l'automazione d'ufficio, elettrodomestici e sistemi di controllo industriale. Le sue funzioni principali includono l'indicazione di stato, l'illuminazione simbolica e la retroilluminazione dei pannelli frontali.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Le condizioni operative non devono superare questi limiti per prevenire danni permanenti al dispositivo.

• Dissipazione di Potenza (Pd):Massimo 75 mW.
• Corrente Diretta di Picco (I_F(PEAK)):80 mA (impulsata a ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms).
• Corrente Diretta Continua (I_F):Massimo 30 mA DC.
• Intervallo di Temperatura Operativa e di Conservazione:-40°C a +100°C.

2.2 Caratteristiche Termiche

Critiche per la progettazione della gestione termica per garantire longevità e prestazioni stabili.

• Temperatura Massima di Giunzione (T_j):115°C.
• Resistenza Termica, Giunzione-Ambiente (R_θJA):140 °C/W (tipico). Questo valore indica l'incremento di temperatura per watt di potenza dissipata.

2.3 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Parametri di prestazione tipici misurati a temperatura ambiente (T_a) di 25°C e corrente diretta (I_F) di 20mA.

• Intensità Luminosa (I_V):140 - 450 millicandele (mcd). Il valore effettivo è determinato dalla classe di bin.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):120 gradi (tipico). Questo ampio angolo fornisce un'illuminazione ampia e uniforme.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):609 nm (tipico).
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):598 - 610 nm. Definisce il colore percepito della luce.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):15 nm (tipico). Una misura della purezza del colore.
• Tensione Diretta (V_F):1.7 - 2.5 Volt. Da considerare nella progettazione dei circuiti limitatori di corrente.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 10 μA a una tensione inversa (V_R) di 5V. Nota: Questo dispositivo non è progettato per funzionamento in polarizzazione inversa.

3. Spiegazione del Sistema di Bin Ranking

I componenti sono suddivisi in classi di prestazione (bin) per garantire coerenza all'interno di un lotto di produzione.

3.1 Classe di Intensità Luminosa (I_V)

Classificazione a I_F= 20mA. Tolleranza all'interno di ogni classe ±11%.

• R2:140.0 - 180.0 mcd
• S1:180.0 - 224.0 mcd
• S2:224.0 - 280.0 mcd
• T1:280.0 - 355.0 mcd
• T2:355.0 - 450.0 mcd

3.2 Classe di Lunghezza d'Onda Dominante (WD)

Classificazione a I_F= 20mA. Tolleranza all'interno di ogni classe ±1 nm.

• P:598 - 601 nm
• Q:601 - 604 nm
• R:604 - 607 nm
• S:607 - 610 nm

4. Analisi delle Curve di Prestazione

I dati grafici forniscono una comprensione più profonda del comportamento del dispositivo in condizioni variabili. Le curve tipiche incluse nella scheda tecnica illustrano la relazione tra corrente diretta e intensità luminosa, tensione diretta rispetto alla corrente diretta e la distribuzione spettrale della potenza. Analizzare queste curve è essenziale per prevedere le prestazioni in applicazioni reali dove temperatura e corrente di pilotaggio possono fluttuare.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

5.1 Dimensioni del Package

Il dispositivo è conforme a un package SMD standard con dimensioni di circa 3.2mm x 1.6mm x 1.4mm. Tutte le tolleranze dimensionali sono ±0.2mm salvo diversa specifica. La lente è trasparente e il colore della sorgente luminosa è Arancione grazie alla tecnologia AlInGaP.

5.2 Pattern PCB Consigliato

Viene fornito un layout di pad suggerito per la saldatura a rifusione IR o in fase di vapore per garantire una corretta formazione del giunto di saldatura, stabilità meccanica e un'ottimale dissipazione del calore durante l'assemblaggio.

5.3 Imballaggio in Nastro e Bobina

I LED sono forniti su nastro portante goffrato standard del settore (larghezza 8mm) avvolto su bobine da 7 pollici (178mm) di diametro. La quantità standard per bobina è di 5000 pezzi. L'imballaggio segue le specifiche ANSI/EIA-481, con un nastro di copertura superiore che sigilla le tasche dei componenti.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione IR

Per processi senza piombo (Pb-free), è raccomandato un profilo conforme a J-STD-020B. I parametri chiave includono una zona di preriscaldamento (150-200°C per un massimo di 120 secondi) e una temperatura massima del corpo non superiore a 260°C per un massimo di 10 secondi. Il profilo dovrebbe essere caratterizzato per lo specifico assemblaggio PCB.

6.2 Saldatura Manuale

Se necessaria la saldatura manuale, utilizzare un saldatore con temperatura della punta non superiore a 300°C. Il tempo di contatto dovrebbe essere limitato a un massimo di 3 secondi, e questa operazione dovrebbe essere eseguita una sola volta per pad per evitare danni termici al package del LED.

6.3 Pulizia

Se è richiesta una pulizia post-assemblaggio, utilizzare solo solventi specificati come alcol etilico o alcol isopropilico a temperatura ambiente. Il tempo di immersione dovrebbe essere inferiore a un minuto. Evitare l'uso di detergenti chimici non specificati poiché potrebbero danneggiare il materiale del package del LED.

7. Precauzioni per Conservazione e Manipolazione

7.1 Condizioni di Conservazione

• Confezione Sigillata:Conservare a ≤30°C e ≤70% di Umidità Relativa (UR). Utilizzare entro un anno dall'apertura della busta barriera all'umidità.
• Confezione Aperta / Dispositivi Esposti:Conservare a ≤30°C e ≤60% UR. I dispositivi dovrebbero essere sottoposti a saldatura a rifusione IR entro 168 ore (1 settimana) dall'esposizione all'aria ambiente per prevenire danni da umidità ("popcorning") durante la rifusione.
• Conservazione Prolungata (Aperta):Conservare in un contenitore sigillato con essiccante o in atmosfera di azoto.
• Ribaking:I LED esposti per più di 168 ore richiedono una cottura (baking) a circa 60°C per almeno 48 ore prima della saldatura.

7.2 Note Applicative

Questo LED è destinato a equipaggiamenti elettronici di uso generale. Per applicazioni che richiedono un'affidabilità eccezionale o dove un guasto potrebbe compromettere la sicurezza (es. aviazione, medicale, trasporti), sono necessarie specifiche qualifiche e consultazioni prima dell'uso.

8. Metodo di Pilotaggio e Considerazioni Progettuali

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire un'intensità luminosa costante e un'affidabilità a lungo termine, devono essere pilotati da una sorgente di corrente costante o attraverso una resistenza limitatrice in serie con una sorgente di tensione. La progettazione deve tenere conto dell'intervallo della tensione diretta (V_F) (da 1.7V a 2.5V) e della corrente continua massima nominale di 30mA. Superare i valori massimi assoluti per corrente, potenza o temperatura degrada le prestazioni e riduce la durata di vita. Una corretta gestione termica sul PCB, considerando la R_θJAdi 140°C/W, è cruciale quando si opera ad alte temperature ambientali o vicino alla corrente massima.

9. Scenari Applicativi Tipici

Questo LED SMD Arancione è ideale per:

• Indicatori di Stato:Indicatori di accensione, standby, carica o guasto in elettronica di consumo, hardware di rete e pannelli industriali.
• Retroilluminazione:Illuminazione per icone, simboli o piccoli testi su pannelli frontali e interfacce di controllo.
• Illuminazione Decorativa:Luce d'accento o d'atmosfera di basso livello in elettrodomestici dove è desiderata una calda luce arancione.
• Apparecchi di Segnalazione:Segnalazione visiva non critica dove l'alta luminosità e l'ampio angolo di visione sono vantaggiosi.

10. Confronto Tecnico e Differenziazione

I fattori chiave di differenziazione di questo LED includono l'uso del materiale semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio), che fornisce alta efficienza e buona stabilità del colore per le tonalità arancione/rosso rispetto alle tecnologie più vecchie. L'angolo di visione di 120 gradi offre un pattern di emissione molto ampio, rendendolo superiore per applicazioni che richiedono ampia visibilità rispetto a LED con angolo più stretto. La sua compatibilità con i processi standard di rifusione IR e la classificazione JEDEC MSL3 lo rendono una scelta robusta per le moderne linee di assemblaggio SMT ad alto volume.

11. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Che valore di resistenza devo usare con un'alimentazione a 5V?

R: Usando la Legge di Ohm (R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F) e assumendo una V_Ftipica di 2.1V e una I_Fdesiderata di 20mA: R = (5 - 2.1) / 0.02 = 145 Ohm. Utilizzare il valore standard più vicino (es. 150 Ohm) e verificare la potenza nominale.

D: Posso pilotare questo LED con un segnale PWM per la regolazione della luminosità?

R: Sì, la modulazione a larghezza di impulso (PWM) è un metodo efficace per regolare la luminosità dei LED. Assicurarsi che la corrente di picco in ogni impulso non superi il valore massimo assoluto di 80mA (per impulsi molto brevi) e che la corrente media nel tempo non superi i 30mA DC.

D: Perché la condizione di umidità di conservazione è così importante?

R: I package SMD possono assorbire umidità dall'aria. Durante l'alto calore della saldatura a rifusione, questa umidità intrappolata può vaporizzarsi rapidamente, causando delaminazione interna o crepe ("popcorning"). Rispettare le procedure specificate di conservazione e baking previene questa modalità di guasto.

12. Esempio di Caso Studio di Progettazione

Scenario:Progettazione di un indicatore di stato per un dispositivo portatile a batteria.

Considerazioni:Il basso consumo è critico. Selezionare un LED dalla classe di intensità inferiore (es. R2: 140-180 mcd) può essere sufficiente, permettendo di pilotarlo a una corrente inferiore a 20mA (es. 10mA) per risparmiare energia garantendo comunque una visibilità adeguata. L'ampio angolo di visione di 120 gradi assicura che l'indicatore sia visibile da varie angolazioni senza bisogno di più LED. Il progetto deve includere una resistenza limitatrice di corrente adeguata calcolata in base all'intervallo di tensione della batteria (che può variare da carica completa a scarica) e all'intervallo V_Fdel LED per garantire una luminosità costante ed evitare sovracorrenti.

13. Introduzione al Principio di Funzionamento

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a semiconduttore che emettono luce per elettroluminescenza. Quando una tensione diretta viene applicata alla giunzione p-n, gli elettroni si ricombinano con le lacune all'interno della regione attiva (composta da AlInGaP in questo caso), rilasciando energia sotto forma di fotoni. La specifica lunghezza d'onda (colore) della luce emessa è determinata dall'energia del bandgap del materiale semiconduttore. La lente in epossidica trasparente incapsula il die semiconduttore, fornisce protezione meccanica e modella il fascio luminoso in uscita.

14. Tendenze Tecnologiche

La tendenza generale nella tecnologia dei LED SMD continua verso una maggiore efficienza luminosa (più luce emessa per watt di ingresso elettrico), un miglioramento della resa cromatica e la riduzione delle dimensioni del package per consentire progetti ad alta densità. C'è anche una forte attenzione al miglioramento dell'affidabilità e delle prestazioni termiche per supportare applicazioni più impegnative. Inoltre, l'integrazione con driver intelligenti e sistemi di controllo per effetti di illuminazione dinamici sta diventando più comune. Il componente qui descritto rappresenta una soluzione matura e affidabile all'interno del più ampio ecosistema dei LED per indicazione e segnalazione.