Scheda Tecnica LED SMD Arancione AlInGaP 0603 - Dimensioni 1.6x0.8x0.6mm - Tensione 1.8-2.4V - Potenza 72mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per un Diodo Emettitore di Luce (LED) a Montaggio Superficiale (SMD) compatto e ad alte prestazioni. Il dispositivo è progettato secondo l'impronta standard del settore del package 0603, rendendolo adatto per processi di assemblaggio automatizzati e applicazioni con vincoli di spazio. Il LED emette luce nello spettro arancione utilizzando un materiale semiconduttore in Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP), noto per la sua efficienza e purezza del colore.

1.1 Caratteristiche

• Conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).
• Confezionato su nastro da 8mm per compatibilità con bobine da 7 pollici di diametro, facilitando le operazioni automatizzate pick-and-place.
• Contorno del package standard EIA (Electronic Industries Alliance).
• Ingresso/uscita compatibile con i livelli logici dei circuiti integrati (IC).
• Progettato per la compatibilità con apparecchiature di posizionamento automatico.
• Adatto per l'uso con processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR).
• Precondizionato al Livello di Sensibilità all'Umidità JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) 3, che indica una vita a scaffale di 168 ore a <30°C/60% UR dopo l'apertura della busta.

1.2 Applicazioni

This LED is versatile and finds use in a broad range of electronic equipment where a compact, reliable indicator is required. Typical application areas include:

• Apparecchiature di Telecomunicazione:Indicatori di stato su router, modem e telefoni.
• Automazione d'Ufficio:Luci su pannelli di stampanti, scanner e dispositivi multifunzione.
• Elettrodomestici:Luci di accensione/stato operativo.
• Apparecchiature Industriali:Indicatori di stato e guasto delle macchine.
• Uso Generale:Indicazione di stato e segnale.
• Illuminazione di Simboli:Retroilluminazione per icone e simboli sui pannelli frontali.
• Retroilluminazione del Pannello Frontale:Illuminazione per pulsanti e display.

2. Approfondimento delle Specifiche Tecniche

2.1 Valori Massimi Assoluti

I seguenti valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento in queste condizioni non è garantito. Tutti i valori sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Dissipazione di Potenza (Pd):72 mW. Questa è la massima quantità di potenza che il dispositivo può dissipare sotto forma di calore.
• Corrente Diretta di Picco (I_F(picco)):80 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 (I_F):30 mA. Questa è la massima corrente diretta continua raccomandata per un funzionamento affidabile a lungo termine.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento:-40°C a +85°C. Il dispositivo è progettato per funzionare entro questo intervallo di temperatura ambiente.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-40°C a +100°C. Il dispositivo può essere conservato entro questo intervallo senza degradazione quando non è alimentato.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

La seguente tabella elenca i parametri di prestazione tipici misurati a Ta=25°C e una corrente diretta (I_F) di 20mA, salvo diversa indicazione. Questi sono i valori attesi in condizioni operative normali.

Definizioni dei Parametri Chiave:

• Intensità Luminosa (I_V):Una misura della potenza percepita della luce emessa in una direzione specifica, misurata in millicandele (mcd). Viene misurata con un filtro che simula la risposta spettrale dell'occhio umano (curva CIE).
• Angolo di Visione (2θ_1/2):L'angolo totale (es. 110°) in cui l'intensità luminosa è la metà del suo valore a 0° (sull'asse). Un angolo più ampio fornisce un modello di luce più diffuso.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_p):La lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica in uscita è massima (es. 611 nm).
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):La singola lunghezza d'onda che definisce il colore percepito della luce, derivata dal diagramma di cromaticità CIE. È il parametro chiave per la specifica del colore.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):La larghezza dello spettro di emissione alla metà della sua intensità massima, che indica la purezza del colore (es. 17 nm). Un valore più piccolo indica una luce più monocromatica.
• Tensione Diretta (V_F):La caduta di tensione ai capi del LED quando scorre una specifica corrente diretta (es. da 1.8V a 2.4V a 20mA).
• Corrente Inversa (I_R):La piccola corrente di dispersione che scorre quando viene applicata una tensione inversa (es. 5V). Il dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione, i LED vengono suddivisi in diversi gruppi di prestazioni o "bin" in base a parametri chiave. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano requisiti specifici per colore, luminosità e tensione.

3.1 Binning della Tensione Diretta (V_F)

I LED sono categorizzati in base alla loro tensione diretta a 20mA. Questo è cruciale per progettare circuiti limitatori di corrente e garantire una luminosità uniforme in array multi-LED.

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa (I_V)

I LED vengono ordinati in base alla loro intensità luminosa minima. Questo binning garantisce un livello di luminosità minima prevedibile per il componente selezionato.

3.3 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d)

Questo è il binning primario del colore. I LED sono raggruppati per la loro lunghezza d'onda dominante per garantire una tonalità arancione coerente entro una stretta tolleranza di ±1 nm per bin.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene grafici specifici siano referenziati nella scheda tecnica, le tipiche curve di prestazione per tali LED forniscono preziose informazioni per la progettazione:

• Curva I-V (Corrente-Tensione):Mostra la relazione tra corrente diretta e tensione diretta. È non lineare, con una caratteristica tensione di "ginocchio" (circa 1.8-2.4V per questo dispositivo) al di sopra della quale la corrente aumenta rapidamente con piccoli aumenti di tensione. Ciò rende necessario l'uso di una resistenza limitatrice di corrente o di un driver a corrente costante.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:Tipicamente mostra che l'uscita luminosa aumenta approssimativamente in modo lineare con la corrente fino a un certo punto, oltre il quale l'efficienza può diminuire a causa del riscaldamento o di altri effetti.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra che l'uscita luminosa generalmente diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. Questa è una considerazione critica per le applicazioni in ambienti ad alta temperatura.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico della potenza ottica relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra un picco attorno a 611 nm con una larghezza caratteristica (17 nm a mezza altezza).

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il dispositivo è conforme alla dimensione standard del package 0603 (metrico 1608): circa 1.6mm di lunghezza, 0.8mm di larghezza e 0.6mm di altezza. Sono forniti disegni dimensionali dettagliati con tolleranze (±0.2mm salvo diversa indicazione) per la progettazione del land pattern del PCB.

5.2 Identificazione della Polarità e Progettazione dei Pad

Il catodo è tipicamente contrassegnato sul dispositivo. Viene fornito un land pattern PCB raccomandato (layout dei pad) per la saldatura a rifusione a infrarossi o in fase di vapore per garantire una corretta formazione del giunto di saldatura, l'allineamento del componente e lo smaltimento termico durante la saldatura.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

È incluso un profilo di rifusione a infrarossi suggerito conforme a J-STD-020B per processi senza piombo. I parametri chiave includono:

• Preriscaldamento:150-200°C per un massimo di 120 secondi per riscaldare gradualmente il circuito e attivare il flussante.
• Temperatura di Picco:Massimo di 260°C.
• Tempo Sopra il Liquido (TAL):Tipicamente 60-90 secondi, sebbene il tempo specifico dipenda dal profilo.
• Tempo Totale di Saldatura:Massimo di 10 secondi alla temperatura di picco, con un massimo di due cicli di rifusione consentiti.

Nota:Il profilo ottimale dipende dal design specifico del PCB, dalla pasta saldante e dal forno. Il profilo fornito serve come obiettivo generico basato sugli standard JEDEC.

6.2 Saldatura Manuale

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

6.3 Pulizia

Utilizzare solo agenti di pulizia specificati. Immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente per meno di un minuto è accettabile se è necessaria la pulizia. Evitare sostanze chimiche non specificate che potrebbero danneggiare la lente in epossidica o il package.

6.4 Condizioni di Conservazione

• Confezione Sigillata:Conservare a ≤30°C e ≤70% di Umidità Relativa (UR). Il prodotto ha un periodo di utilizzo consigliato di un anno dalla data di codice quando conservato nella sua busta barriera all'umidità originale con essiccante.
• Confezione Aperta:Per i componenti rimossi dalla busta sigillata, l'ambiente di conservazione non deve superare i 30°C e il 60% UR. Si raccomanda vivamente di completare il processo di rifusione IR entro 168 ore (1 settimana) dall'esposizione.
• Conservazione Prolungata (Aperta):Per la conservazione oltre le 168 ore, posizionare i componenti in un contenitore sigillato con essiccante o in un essiccatore a azoto. I componenti conservati fuori dalla busta originale per più di 168 ore devono essere sottoposti a baking a circa 60°C per almeno 48 ore prima della saldatura per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire il fenomeno del "popcorning" durante la rifusione.

7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I LED sono forniti su nastro portante goffrato con nastro protettivo di copertura.

• Dimensione Bobina:Diametro standard da 7 pollici (178mm).
• Quantità per Bobina:4000 pezzi.
• Quantità Minima d'Ordine (MOQ):500 pezzi per quantità residue.
• Dimensioni del Nastro:Larghezza del nastro a passo 8mm. Sono fornite le dimensioni dettagliate per la tasca, il nastro e la bobina, conformi alle specifiche ANSI/EIA-481.
• Qualità:Le tasche dei componenti vuote sono sigillate. Il numero massimo di componenti mancanti consecutivi (salti) su una bobina è due.

8. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione

8.1 Circuiti Applicativi Tipici

Il metodo di pilotaggio più comune è una resistenza limitatrice di corrente in serie. Il valore della resistenza (R_s) può essere calcolato utilizzando la Legge di Ohm: R_s= (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Utilizzare il V_Fmassimo dalla scheda tecnica (o dal bin specifico) per garantire che la corrente non superi la I_Fdesiderata (es. 20mA) nelle condizioni peggiori. Per applicazioni che richiedono una luminosità costante o un funzionamento su un'ampia gamma di tensioni, si raccomanda un driver a corrente costante.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Gestione Termica:Sebbene piccolo, il LED genera calore. Assicurare un'adeguata area di rame sul PCB o l'uso di via termiche, specialmente quando si opera vicino alla corrente massima o in alte temperature ambientali, per mantenere prestazioni e longevità.
• Protezione ESD (Scarica Elettrostatica):I LED sono sensibili all'ESD. Maneggiare con appropriate precauzioni ESD durante l'assemblaggio e l'integrazione.
• Progettazione Ottica:L'ampio angolo di visione di 110 gradi fornisce luce diffusa. Per luce focalizzata, potrebbero essere necessarie lenti esterne o light pipe.

9. Domande Frequenti (FAQ)

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

La Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p)è la lunghezza d'onda fisica alla quale la potenza ottica emessa è massima.La Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d)è la lunghezza d'onda percettiva che definisce il colore come visto dall'occhio umano, calcolata dal diagramma CIE. Per LED monocromatici come questo arancione, sono spesso vicine, ma λ_dè lo standard per la specifica del colore e il binning.

9.2 Posso pilotare questo LED senza una resistenza limitatrice di corrente?

No.La tensione diretta di un LED ha un coefficiente di temperatura negativo e varia da unità a unità. Collegarlo direttamente a una sorgente di tensione anche leggermente superiore al suo V_Fcauserà un flusso di corrente eccessivo, portando a un rapido surriscaldamento e guasto. Una resistenza in serie o un circuito a corrente costante sono obbligatori.

9.3 Perché c'è un limite di tempo di conservazione dopo l'apertura della busta?

I package SMD possono assorbire umidità dall'atmosfera. 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 e la procedura di baking sono precauzioni contro questa modalità di guasto.

9.4 Come interpreto i codici di bin quando ordino?

Specificare il numero di parte insieme ai codici di bin desiderati per V_F, I_V, e λ_d(es. richiedendo i bin D3, S1, R) per assicurarsi di ricevere LED con l'intervallo di tensione diretta, la luminosità minima e la lunghezza d'onda del colore specifiche richieste per la propria applicazione, garantendo coerenza nella produzione.

10. Principi Tecnici e Tendenze

10.1 Principio di Funzionamento

Questo LED si basa su una struttura semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio). Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva rispettivamente dai materiali di tipo n e di tipo p. Essi si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega AlInGaP determina l'energia del bandgap, che definisce direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa—in questo caso, arancione (~611 nm).

10.2 Tendenze del Settore

Il mercato dei LED SMD miniaturizzati continua a evolversi. Le tendenze chiave includono:

• Aumento dell'Efficienza:Miglioramenti continui nei materiali e nella crescita epitassiale producono una maggiore efficienza luminosa (più luce in uscita per watt elettrico in ingresso).
• Miniaturizzazione:Package più piccoli del 0603 (es. 0402, 0201) stanno diventando più comuni per dispositivi ultra-compatti.
• Affidabilità Migliorata:Materiali e processi di packaging migliorati portano a una maggiore durata operativa e a migliori prestazioni in condizioni ambientali severe.
• Binning più Stretto:La domanda di colore e luminosità coerenti in applicazioni come display e cartellonistica guida la necessità di tolleranze di binning più strette.
• Integrazione:I LED sono sempre più integrati con IC di controllo o confezionati in array multi-chip per soluzioni di illuminazione intelligente.