Scheda Tecnica LED SMD Arancione AlInGaP - Dimensioni 3.2x2.8x1.9mm - Tensione 1.8-2.6V - Potenza 130mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per un diodo a emissione luminosa (LED) a montaggio superficiale (SMD) che utilizza un materiale semiconduttore in fosfuro di alluminio indio gallio (AlInGaP) per produrre una luce di colore arancione. Questi LED sono progettati in package miniaturizzati specificamente per l'assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB), rendendoli ideali per applicazioni con vincoli di spazio in un'ampia gamma di elettronica di consumo e industriale.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I vantaggi principali di questa serie di LED includono la conformità alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose), la compatibilità con le attrezzature automatiche pick-and-place e l'idoneità per i processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR). I dispositivi sono imballati su nastro da 8mm avvolto su bobine da 7 pollici di diametro, aderendo agli standard EIA (Electronic Industries Alliance) per una produzione efficiente. I principali mercati di riferimento comprendono apparecchiature di telecomunicazione, dispositivi per l'automazione d'ufficio, elettrodomestici, sistemi di controllo industriale e varie applicazioni di segnaletica e display indoor dove è richiesta un'illuminazione indicatrice compatta e affidabile.

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

Questa sezione fornisce una suddivisione dettagliata dei limiti operativi e delle caratteristiche prestazionali del dispositivo in condizioni definite.

2.1 Valori Assoluti Massimi

I valori assoluti massimi definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Questi valori sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C e non devono essere superati in nessuna circostanza.

• Dissipazione di Potenza (Pd):130 mW. Questa è la quantità massima di potenza che il package del LED può dissipare sotto forma di calore.
• Corrente Diretta di Picco (IFP):100 mA. Questa è la massima corrente diretta istantanea ammissibile, tipicamente specificata in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0.1ms) per prevenire il surriscaldamento.
• Corrente Diretta Continua (IF):50 mA. Questa è la massima corrente diretta continua raccomandata per un funzionamento affidabile a lungo termine.
• Tensione Inversa (VR):5 V. L'applicazione di una tensione inversa superiore a questo limite può causare la rottura e danneggiare la giunzione del LED. La scheda tecnica nota esplicitamente che il dispositivo non è progettato per il funzionamento in inversa.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento:-40°C a +85°C. Il dispositivo è garantito per funzionare entro questo intervallo di temperatura ambiente.
• Intervallo di Temperatura di Stoccaggio:-40°C a +100°C. Il dispositivo può essere stoccato senza degradazione entro questi limiti.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi parametri definiscono le prestazioni tipiche del LED quando operato in condizioni normali (Ta=25°C, IF=20mA).

• Intensità Luminosa (Iv):1260 - 2500 mcd (millicandela). Questa è l'intensità della luce emessa misurata lungo l'asse centrale. L'ampio intervallo indica che viene utilizzato un sistema di binning (vedi Sezione 3).
• Angolo di Visione (2θ½):120 gradi (tipico). Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore assiale, definendo l'ampiezza del fascio.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):600 - 610 nm. Questo singolo valore di lunghezza d'onda definisce percettivamente il colore arancione della luce emessa, derivato dal diagramma di cromaticità CIE.
• Larghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ):18 nm (tipico). Questo indica la purezza spettrale, rappresentando la larghezza dello spettro emesso alla metà della sua intensità massima.
• Tensione Diretta (VF):1.8 - 2.6 V. La caduta di tensione ai capi del LED quando conduce 20mA. Una tolleranza di ±0.1V si applica all'interno dei bin.
• Corrente Inversa (IR):10 µA (max). La piccola corrente di dispersione quando viene applicata una tensione inversa di 5V, rilevante solo per scopi di test.

3. Spiegazione del Sistema di Bin Rank

Per garantire la coerenza nelle produzioni in serie, i LED vengono suddivisi in bin di prestazione. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano specifici requisiti di tensione, luminosità e colore.

3.1 Rank della Tensione Diretta (Vf)

I LED sono categorizzati in base alla loro caduta di tensione diretta a 20mA. Codice Bin D2: 1.8V - 2.0V Codice Bin D3: 2.0V - 2.2V Codice Bin D4: 2.2V - 2.4V Codice Bin D5: 2.4V - 2.6V La tolleranza all'interno di ciascun bin è di ±0.1V.

3.2 Rank dell'Intensità Luminosa (Iv)

I LED vengono suddivisi in base alla loro intensità luminosa a 20mA. Codice Bin W1: 1260 mcd - 1780 mcd Codice Bin W2: 1780 mcd - 2500 mcd La tolleranza all'interno di ciascun bin è di ±11%.

3.3 Rank della Lunghezza d'Onda Dominante (Wd)

I LED sono raggruppati in base al loro preciso punto di colore (lunghezza d'onda dominante). Codice Bin P: 600 nm - 605 nm Codice Bin Q: 605 nm - 610 nm La tolleranza all'interno di ciascun bin è di ±1 nm.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene specifiche curve grafiche siano referenziate nella scheda tecnica, le loro implicazioni sono critiche per la progettazione. I progettisti dovrebbero aspettarsi curve che descrivono:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:Mostra come l'emissione luminosa aumenta con la corrente, tipicamente in modo non lineare, avvicinandosi alla saturazione a correnti più elevate.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:Illustra la caratteristica I-V del diodo, cruciale per progettare circuiti limitatori di corrente.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra la riduzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione, un fattore chiave per la gestione termica.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra il picco alla lunghezza d'onda dominante e la forma definita dalla larghezza a mezza altezza spettrale.

5. Informazioni Meccaniche e di Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED è alloggiato in un package SMD standard. Note dimensionali chiave includono: - Colore della Lente: Trasparente. - Colore della Sorgente: Arancione AlInGaP. - Tutte le dimensioni sono in millimetri. - La tolleranza generale è di ±0.2mm salvo diversa specifica. I progettisti devono fare riferimento al disegno meccanico dettagliato per lunghezza, larghezza, altezza e spaziatura delle piazzole esatte.

5.2 Piazzola di Montaggio PCB Raccomandata

Viene fornita una raccomandazione per il land pattern (impronta) per la saldatura a rifusione a infrarossi o a fase di vapore. Rispettare questo layout di piazzola raccomandato è essenziale per ottenere una corretta formazione del giunto di saldatura, un allineamento preciso e stabilità meccanica durante e dopo il processo di assemblaggio.

5.3 Identificazione della Polarità

La scheda tecnica include segni o caratteristiche strutturali (ad esempio, una tacca, un angolo smussato o un segno del catodo sul package) per identificare i terminali anodo e catodo. L'orientamento corretto della polarità è obbligatorio per il funzionamento del dispositivo.

6. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio

6.1 Parametri per la Saldatura a Rifusione IR

Viene fornito un profilo di rifusione suggerito conforme allo standard J-STD-020B per processi senza piombo. I parametri chiave includono: - Temperatura di Pre-riscaldo: 150°C - 200°C. - Tempo di Pre-riscaldo: Massimo 120 secondi. - Temperatura Massima del Corpo: Massimo 260°C. - Tempo Sopra il Liquido: Massimo 10 secondi (con un massimo di due cicli di rifusione consentiti). Questi parametri sono obiettivi generici; si raccomanda una caratterizzazione specifica per la scheda.

6.2 Saldatura Manuale (Saldatore)

Se è necessaria la saldatura manuale: - Temperatura della Puntina: Massimo 300°C. - Tempo di Saldatura: Massimo 3 secondi per terminale. - Questa operazione dovrebbe essere eseguita una sola volta per evitare stress termico.

6.3 Condizioni di Stoccaggio

Uno stoccaggio corretto è vitale per prevenire l'assorbimento di umidità, che può causare il fenomeno del "popcorning" durante la rifusione. -Confezione Sigillata:Stoccare a ≤ 30°C e ≤ 70% UR. Utilizzare entro un anno. -Confezione Aperta:Stoccare a ≤ 30°C e ≤ 60% UR. - Per componenti fuori dalla loro confezione originale per più di 168 ore, si raccomanda una cottura a 60°C per almeno 48 ore prima della saldatura.

6.4 Pulizia

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, utilizzare solo solventi specificati come alcol etilico o alcol isopropilico a temperatura normale per meno di un minuto. Prodotti chimici non specificati potrebbero danneggiare il package del LED.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I LED sono forniti in nastro portante goffrato con nastro protettivo di copertura, avvolto su bobine da 7 pollici (178mm) di diametro. - Quantità: 2000 pezzi per bobina standard. - Quantità Minima d'Ordine: 500 pezzi per quantità residue. - L'imballaggio è conforme alle specifiche ANSI/EIA-481.

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è adatto per l'indicazione di stato, l'illuminazione di fondo e l'illuminazione decorativa in: - Elettronica di consumo (telefoni, laptop, elettrodomestici). - Apparecchiature di rete e comunicazione. - Pannelli di controllo industriale e strumentazione. - Cartelli informativi e display indoor.

8.2 Considerazioni di Progettazione e Metodo di Pilotaggio

Critico:Un LED è un dispositivo pilotato a corrente. Per garantire una luminosità costante e una lunga durata, deve essere pilotato con una corrente costante o con una sorgente di tensione e una resistenza limitatrice di corrente in serie. Quando si collegano più LED in parallelo, si raccomanda vivamente una resistenza separata per ciascun LED per prevenire l'"accaparramento" di corrente e una luminosità non uniforme a causa delle naturali variazioni della tensione diretta (Vf) tra i singoli dispositivi.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto a tecnologie più datate come i LED standard in GaAsP (fosfuro di gallio arseniuro), questo LED arancione basato su AlInGaP offre un'efficienza luminosa significativamente più alta, risultando in una maggiore luminosità a parità di corrente di pilotaggio. L'ampio angolo di visione di 120 gradi lo rende adatto per applicazioni che richiedono un'ampia visibilità, a differenza dei LED a fascio stretto utilizzati per l'illuminazione focalizzata. La sua compatibilità con i processi standard di assemblaggio e rifusione SMD lo differenzia dai LED a foro passante, consentendo una produzione automatizzata e ad alto volume.

10. Domande Frequenti Basate sui Parametri Tecnici

D: Posso pilotare questo LED direttamente da un'alimentazione logica a 3.3V o 5V?R: No. Devi sempre utilizzare una resistenza limitatrice di corrente in serie. Il valore della resistenza si calcola come R = (Vcc - Vf) / If, dove Vcc è la tua tensione di alimentazione, Vf è la tensione diretta del LED (usa il valore massimo del bin per un progetto sicuro) e If è la corrente diretta desiderata (es. 20mA).

D: Perché c'è un intervallo così ampio nell'Intensità Luminosa (1260-2500 mcd)?R: Questo riflette la dispersione produttiva. Il sistema di binning (W1, W2) ti consente di selezionare componenti con un intervallo di luminosità più stretto per la tua applicazione, garantendo coerenza visiva nel tuo prodotto.

D: Cosa succede se supero i Valori Assoluti Massimi?R: Superare questi limiti, anche brevemente, può causare danni immediati o latenti. Una sovracorrente può distruggere la giunzione semiconduttrice. Una tensione inversa eccessiva può causare la rottura. Il funzionamento al di fuori dell'intervallo di temperatura può portare a guasti prematuri o a uno scostamento dei parametri.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Caso: Progettazione di un pannello indicatore di stato con 10 LED arancioni uniformemente luminosi. 1. Progettazione del Circuito:Utilizza un driver a corrente costante o, per semplicità, una linea di tensione (es. 5V) con una resistenza limitatrice di corrente dedicata per ciascun LED. Per il bin D4 (VF max 2.4V) a 20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohm. Usa il prossimo valore standard (es. 150 Ohm) per una corrente leggermente più sicura. 2.Selezione dei Componenti:Specifica i bin richiesti quando ordini: es., LTST-M670VFKT con bin D4 (per tensione consistente), W2 (per alta luminosità) e P (per tonalità arancione specifica). 3.Layout del PCB:Segui il layout di piazzola raccomandato dalla scheda tecnica per una saldatura affidabile. 4.Assemblaggio:Segui le linee guida del profilo di rifusione IR. Se le schede verranno stoccate dopo l'assemblaggio, assicurati che siano rispettate le condizioni di stoccaggio.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo LED opera sul principio dell'elettroluminescenza in un semiconduttore. Il materiale AlInGaP forma una giunzione p-n. Quando viene applicata una tensione diretta, gli elettroni dalla regione n e le lacune dalla regione p vengono iniettati nella regione di giunzione. Quando questi portatori di carica si ricombinano, rilasciano energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica di alluminio, indio, gallio e fosfuro determina l'energia della banda proibita del semiconduttore, che definisce direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa—in questo caso, nello spettro arancione (~605 nm). La lente trasparente incapsula e protegge il die semiconduttore permettendo alla luce di uscire.

13. Tendenze di Sviluppo

La tendenza generale nei LED indicatori SMD come questo è verso un'efficienza luminosa sempre più elevata (più luce emessa per watt di ingresso elettrico), consentendo un consumo energetico inferiore a parità di luminosità. C'è anche una spinta continua verso la miniaturizzazione mantenendo o migliorando le prestazioni ottiche. Inoltre, i progressi nei materiali e nei processi di packaging mirano a migliorare l'affidabilità, le prestazioni termiche e la compatibilità con i profili di saldatura senza piombo e ad alta temperatura. La standardizzazione delle impronte e delle caratteristiche elettriche tra i produttori semplifica la progettazione e l'approvvigionamento per gli ingegneri.