Scheda Tecnica LED SMD 16-213/T7D-AQ1R1QY/3T - Bianco Puro - Angolo di Visione 120° - Corrente di Pilotaggio 5mA - Tensione Massima 3.2V - Documentazione Tecnica in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 16-213/T7D-AQ1R1QY/3T è un LED a montaggio superficiale (SMD) compatto, progettato per applicazioni elettroniche moderne che richiedono miniaturizzazione ed elevata affidabilità. Questo componente utilizza la tecnologia a chip InGaN per produrre una luce bianca pura. I suoi vantaggi principali includono un ingombro significativamente ridotto rispetto ai LED tradizionali a telaio, consentendo una maggiore densità di impacchettamento sui circuiti stampati (PCB), riducendo i requisiti di stoccaggio e contribuendo infine allo sviluppo di apparecchiature finali più piccole. La costruzione leggera lo rende inoltre ideale per applicazioni miniaturizzate e portatili.

2. Caratteristiche Principali e Conformità

Questo LED è fornito confezionato su nastro da 8mm su bobine da 7 pollici di diametro, rendendolo pienamente compatibile con le attrezzature standard di assemblaggio automatico pick-and-place. È progettato per essere utilizzato con processi di saldatura a rifusione sia a infrarossi che a fase di vapore. Il dispositivo è di tipo monocromatico (bianco puro). È costruito come prodotto senza piombo ed è conforme alle principali normative ambientali e di sicurezza: direttiva UE RoHS, regolamento UE REACH e standard senza alogeni (con Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm e la loro somma <1500 ppm).

3. Valori Massimi Assoluti

I limiti operativi del dispositivo non devono essere superati per garantire l'affidabilità e prevenire danni. La tensione inversa massima (V_R) è di 5V. La corrente diretta continua (I_F) nominale è di 30 mA. Per il funzionamento in impulsi, la corrente diretta di picco (I_FP) può raggiungere 100 mA con un ciclo di lavoro di 1/10 a 1 kHz. La dissipazione di potenza massima (P_d) è di 120 mW. Il dispositivo può resistere a scariche elettrostatiche (ESD) fino a 1000V (Modello del Corpo Umano). L'intervallo di temperatura operativa (T_opr) va da -40°C a +85°C, mentre l'intervallo di temperatura di conservazione (T_stg) è leggermente più ampio, da -40°C a +90°C. Sono fornite linee guida per la temperatura di saldatura per la rifusione (260°C per max 10 secondi) e la saldatura manuale (350°C per max 3 secondi).

4. Caratteristiche Elettro-Ottiche

I seguenti parametri sono specificati a una temperatura ambiente (T_a) di 25°C. L'intensità luminosa (I_v) varia da un minimo di 72 millicandele (mcd) a un massimo di 140 mcd, misurata a una corrente di prova standard di 5 mA. Il dispositivo presenta un angolo di visione molto ampio, con un tipico 2θ_1/2di 120 gradi. La tensione diretta (V_F) tipicamente è compresa tra 2,7V e 3,2V a 5 mA. La corrente inversa (I_R) ha un valore massimo di 50 µA quando viene applicata una tensione inversa di 5V. Sono indicate le tolleranze: intensità luminosa (±11%), lunghezza d'onda dominante (±1 nm) e tensione diretta (±0,05V).

5. Sistema di Binning

I LED sono suddivisi in bin in base a parametri prestazionali chiave per garantire coerenza nella progettazione dell'applicazione.

5.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa è categorizzata in tre codici bin a I_F=5mA: Q1 (72-90 mcd), Q2 (90-112 mcd) e R1 (112-140 mcd). La tolleranza per questo parametro all'interno di un bin è ±11%.

5.2 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è suddivisa in cinque codici, sempre a I_F=5mA: 29 (2,7-2,8V), 30 (2,8-2,9V), 31 (2,9-3,0V), 32 (3,0-3,1V) e 33 (3,1-3,2V). La tolleranza per la tensione diretta all'interno di un bin è ±0,1V.

5.3 Binning delle Coordinate di Cromaticità

Il colore bianco puro è definito all'interno del diagramma di cromaticità CIE 1931. La specifica delinea sei gruppi (da A1 ad A6), ciascuno dei quali definisce un'area quadrilatera sul piano delle coordinate (x, y). Queste coordinate garantiscono che il colore emesso rientri in una regione bianca controllata. La tolleranza per le coordinate di cromaticità è ±0,01.

6. Analisi delle Curve di Prestazione Tipiche

La scheda tecnica fornisce diverse curve caratteristiche cruciali per la progettazione del circuito. LaCurva di Derating della Corrente Direttamostra come la corrente diretta continua massima ammissibile debba essere ridotta all'aumentare della temperatura ambiente oltre i 25°C per evitare di superare il limite di dissipazione di potenza. LaCurva dell'Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambienteillustra la tipica diminuzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura, aspetto importante per la gestione termica nelle applicazioni. IlGrafico Intensità Luminosa vs. Corrente Direttamostra la relazione non lineare tra corrente di pilotaggio e emissione luminosa. LaCurva Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)è essenziale per determinare la tensione di pilotaggio richiesta e il valore della resistenza in serie. IlGrafico della Distribuzione Spettralecaratterizza la distribuzione di potenza spettrale della luce bianca emessa. Infine, ilDiagramma di Radiazionerappresenta visivamente la distribuzione spaziale dell'intensità luminosa, confermando l'angolo di visione di 120 gradi.

7. Informazioni Meccaniche e sul Package

7.1 Dimensioni del Package

Il LED ha un ingombro SMD compatto. Sono forniti disegni dimensionali dettagliati, inclusi lunghezza, larghezza, altezza del corpo e posizioni dei terminali. Tutte le tolleranze non specificate sono ±0,1 mm. È inclusa per riferimento una disposizione consigliata dei pad per il progetto PCB, sebbene si consigli ai progettisti di modificarla in base alle specifiche esigenze del processo.

7.2 Identificazione della Polarità e Marcatura

La scheda tecnica spiega la marcatura sulla bobina e sull'imballaggio. Le etichette chiave includono il Numero di Prodotto del Cliente (CPN), il Numero di Prodotto del produttore (P/N), la Quantità di Imballaggio (QTY) e i codici di binning per la Classe di Intensità Luminosa (CAT), le Coordinate di Cromaticità (HUE) e la Classe di Tensione Diretta (REF). Viene fornito anche il Numero di Lotto (LOT No.) per la tracciabilità.

8. Linee Guida per Saldatura, Assemblaggio e Manipolazione

8.1 Protezione del Circuito

Deve essere sempre utilizzata una resistenza limitatrice di corrente in serie con il LED. La caratteristica I-V esponenziale del LED significa che un piccolo aumento della tensione può causare un grande aumento della corrente, potenzialmente distruttivo.

8.2 Conservazione e Sensibilità all'Umidità

I LED sono confezionati in una busta resistente all'umidità con essiccante. La busta non deve essere aperta finché i componenti non sono pronti per l'uso. Prima dell'apertura, le condizioni di conservazione devono essere di 30°C o meno e umidità relativa (UR) del 90% o meno. Dopo l'apertura, i componenti hanno una "vita a scaffale" di 1 anno in condizioni di 30°C/60%UR o meno. Le parti non utilizzate devono essere risigillate in un imballaggio a prova di umidità. Se l'indicatore dell'essiccante cambia colore o viene superato il tempo di conservazione, si consiglia un trattamento di essiccamento a 60 ±5°C per 24 ore prima della saldatura a rifusione.

8.3 Processo di Saldatura

Viene fornito un profilo di temperatura dettagliato per la saldatura a rifusione senza piombo. I parametri chiave includono una fase di pre-riscaldamento tra 150-200°C per 60-120 secondi, un tempo sopra il liquidus (217°C) di 60-150 secondi e una temperatura di picco non superiore a 260°C per un massimo di 10 secondi. Sono specificate le velocità massime di riscaldamento e raffreddamento. La saldatura a rifusione non deve essere eseguita più di due volte. Non deve essere applicato stress meccanico al LED durante il riscaldamento e il PCB non deve deformarsi dopo la saldatura.

9. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

9.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I componenti sono forniti su nastro portante goffrato avvolto su una bobina da 7 pollici (178 mm) di diametro. La quantità caricata sulla bobina è di 3000 pezzi. Sono fornite le dimensioni dettagliate del nastro portante, inclusi la spaziatura delle tasche e la larghezza del nastro.

9.2 Imballaggio Resistente all'Umidità

La pila di imballaggio completa consiste nella bobina posta all'interno di una busta di alluminio a prova di umidità insieme a una bustina di essiccante. La busta è etichettata con le informazioni pertinenti sul prodotto.

10. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione

10.1 Applicazioni Tipiche

Questo LED è ben adatto a una varietà di compiti di indicazione e retroilluminazione. Applicazioni comuni includono la retroilluminazione per cruscotti di pannelli strumenti e interruttori, indicatori di stato e retroilluminazione della tastiera nei dispositivi di telecomunicazione (telefoni, fax), unità di retroilluminazione piatta per piccoli LCD e uso come indicatore generico.

10.2 Considerazioni di Progettazione

I progettisti devono selezionare una resistenza limitatrice di corrente appropriata in base alla tensione di alimentazione e alla corrente diretta desiderata (considerando il derating se necessario). L'ampio angolo di visione di 120 gradi lo rende eccellente per applicazioni che richiedono ampia visibilità, ma può ridurre la luminosità percepita in un fascio stretto rispetto a un LED con angolo più stretto. Le informazioni di binning (CAT, HUE, REF) devono essere considerate attentamente per applicazioni che richiedono luminosità o colore coerenti su più unità. La gestione termica sul PCB deve essere considerata per progetti che operano ad alte temperature ambiente o ad alte correnti di pilotaggio per mantenere prestazioni e longevità.

11. Confronto Tecnico e Posizionamento

Rispetto ai LED a foro passante più grandi, il vantaggio principale di questo tipo SMD è il suo requisito di spazio minimo e l'idoneità per l'assemblaggio automatizzato ad alto volume. L'angolo di visione di 120 gradi è notevolmente più ampio di molti LED standard, fornendo un'illuminazione più uniforme nelle applicazioni basate su diffusori. Il suo basso intervallo di tensione diretta (2,7-3,2V) lo rende compatibile con le comuni alimentazioni logiche da 3,3V e 5V con una semplice resistenza in serie. L'ampia conformità ambientale (RoHS, REACH, Senza Alogeni) lo posiziona per l'uso nei mercati globali con requisiti normativi rigorosi.

12. Domande Frequenti (FAQ)

D: Qual è lo scopo dei codici di binning?

R: Il binning garantisce coerenza elettrica e ottica. Utilizzare LED dello stesso bin di intensità luminosa (CAT) e tensione diretta (REF) semplifica la progettazione del circuito e garantisce una luminosità uniforme in un array. Utilizzare lo stesso bin di cromaticità (HUE) garantisce la coerenza del colore.

D: Perché una resistenza limitatrice di corrente è obbligatoria?

R: I LED sono diodi con una curva I-V molto ripida. Senza una resistenza per limitare la corrente, anche una piccola variazione della tensione di alimentazione può far sì che la corrente superi il valore massimo nominale, portando a un guasto immediato o a una riduzione della durata di vita.

D: Posso utilizzare questo LED per un funzionamento continuo a 30mA?

R: Il valore nominale di 30mA è il massimo assoluto a 25°C. Per un funzionamento affidabile a lungo termine, specialmente a temperature ambiente elevate, la corrente deve essere ridotta come mostrato nella Curva di Derating della Corrente Diretta. Un funzionamento a 5-20mA è tipico per la maggior parte delle applicazioni di indicazione.

D: Cosa significa la "vita a scaffale" di 1 anno?

R: Dopo l'apertura della busta a prova di umidità, i componenti possono essere esposti alle condizioni ambientali della fabbrica (max 30°C/60%UR) per un massimo di un anno prima di richiedere un trattamento di essiccamento prima della saldatura a rifusione. Ciò previene il "popcorning" o la rottura del package durante la saldatura a causa dell'umidità assorbita.

13. Principio di Funzionamento

Questo LED si basa su un chip semiconduttore realizzato in Nitruro di Gallio e Indio (InGaN). Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia del diodo, gli elettroni e le lacune si ricombinano all'interno della regione attiva del semiconduttore, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica degli strati InGaN è progettata per produrre fotoni nello spettro blu. Un rivestimento di fosforo, tipicamente una resina diffusa gialla come indicato nella guida alla selezione del dispositivo, assorbe quindi una parte di questa luce blu e la riemette come luce gialla. La combinazione della luce blu residua e della luce gialla convertita risulta nella percezione di luce bianca da parte dell'occhio umano, un metodo noto come tecnologia LED bianco a conversione di fosforo.

14. Tendenze e Contesto del Settore

Componenti come il LED 16-213 rappresentano la tendenza in corso nell'elettronica verso la miniaturizzazione, l'aumento della funzionalità per unità di superficie e la produzione automatizzata. Il passaggio a materiali senza piombo, senza alogeni e conformi a RoHS/REACH riflette la risposta dell'intero settore alle normative ambientali e sanitarie. La domanda di sorgenti luminose efficienti, affidabili e compatte continua a crescere in tutta l'elettronica di consumo, negli interni automobilistici e nei pannelli di controllo industriali. Le prestazioni di tali LED SMD, inclusa la loro efficienza, resa cromatica e stabilità termica, continuano a migliorare con i progressi nell'epitassia dei semiconduttori e nella tecnologia dei fosfori.