Scheda Tecnica LED SMD 19-217/T1D-CQ2R2TY/3T - Dimensione 3.2x1.6x1.1mm - Tensione 2.6-3.0V - Colore Bianco Puro - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 19-217/T1D-CQ2R2TY/3T è un LED a montaggio superficiale (SMD) che utilizza la tecnologia InGaN per emettere luce bianco puro. Alloggiato in un compatto package 1206 (circa 3.2mm x 1.6mm x 1.1mm), questo componente è progettato per applicazioni PCB ad alta densità dove spazio e peso sono vincoli critici. La sua lente in resina diffondente gialla fornisce un ampio angolo di visione uniforme. Il prodotto è pienamente conforme alle moderne normative ambientali, essendo privo di piombo, conforme a RoHS, conforme a REACH e senza alogeni (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm). Viene fornito su nastro da 8mm montato su bobine da 7 pollici, rendendolo compatibile con linee di assemblaggio automatizzate pick-and-place e processi standard di saldatura a rifusione a infrarossi o a fase di vapore.

2. Approfondimento Specifiche Tecniche

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento in queste condizioni non è garantito.

• Tensione Inversa (V_R): 5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Corrente Diretta Continua (I_F): 10 mA. La massima corrente continua per un funzionamento affidabile.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP): 40 mA. Questo è consentito solo in condizioni pulsate con un ciclo di lavoro di 1/10 a 1 kHz.
• Dissipazione di Potenza (P_d): 40 mW. La massima potenza che il package può dissipare a Ta=25°C.
• Scarica Elettrostatica (ESD) Modello Corpo Umano (HBM): 150 V. Indica una moderata sensibilità all'elettricità statica; sono necessarie precauzioni di manipolazione ESD appropriate.
• Temperatura di Esercizio (T_opr): -40°C a +85°C. L'intervallo di temperatura ambiente per il normale funzionamento del dispositivo.
• Temperatura di Conservazione (T_stg): -40°C a +90°C.
• Temperatura di Saldatura (T_sol): La temperatura di picco della saldatura a rifusione non deve superare i 260°C per 10 secondi. La temperatura della punta del saldatore manuale non deve superare i 350°C per 3 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati in condizioni di test standard di Ta=25°C e I_F=5mA, salvo diversa specificazione.

• Intensità Luminosa (I_v): Varia da un minimo di 90.0 mcd a un massimo di 180.0 mcd. Il valore tipico rientra in questo intervallo, ulteriormente suddiviso in bin specifici (Q2, R1, R2).
• Angolo di Visione (2θ_1/2): 130 gradi (tipico). Questo ampio angolo garantisce una buona visibilità da varie prospettive.
• Tensione Diretta (V_F): Varia da 2.60 V a 3.00 V a I_F=5mA. Anche questo parametro è suddiviso in bin (codici 28-31). Un V_Finferiore generalmente porta a una maggiore efficienza.
• Corrente Inversa (I_R): Massimo di 50 μA quando viene applicata una tensione inversa di 5V. Questo test è solo per caratterizzazione; il LED non è progettato per funzionamento inverso.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nelle produzioni, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri prestazionali chiave.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I dispositivi sono categorizzati in tre bin (Q2, R1, R2) in base alla loro intensità luminosa misurata a I_F=5mA. Ciò consente ai progettisti di selezionare il grado di luminosità appropriato per la loro applicazione, garantendo coerenza visiva in pannelli con più LED.

• Bin Q2: 90.0 mcd (Min) a 112.0 mcd (Max)
• Bin R1: 112.0 mcd (Min) a 140.0 mcd (Max)
• Bin R2: 140.0 mcd (Min) a 180.0 mcd (Max)

3.2 Binning della Tensione Diretta

I LED sono anche suddivisi per caduta di tensione diretta in quattro gruppi (28, 29, 30, 31). L'utilizzo di bin V_Fcorrispondenti in una stringa in serie aiuta a ottenere una distribuzione uniforme della corrente e della luminosità.

• Bin 28: 2.60 V (Min) a 2.70 V (Max)
• Bin 29: 2.70 V (Min) a 2.80 V (Max)
• Bin 30: 2.80 V (Min) a 2.90 V (Max)
• Bin 31: 2.90 V (Min) a 3.00 V (Max)

3.3 Binning delle Coordinate di Cromaticità

Il colore bianco puro è definito all'interno di regioni specifiche sul diagramma di cromaticità CIE 1931, con una tolleranza di ±0.01. La scheda tecnica definisce quattro bin di cromaticità (C1, C2, C3, C4), ciascuno specificante un'area quadrilatera di coordinate x, y accettabili. Questo controllo rigoroso garantisce una variazione di colore minima tra i singoli LED.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

I grafici forniti offrono approfondimenti sul comportamento del LED in condizioni variabili.

• Corrente Diretta vs. Intensità Luminosa Relativa: Mostra che l'emissione luminosa aumenta con la corrente ma può saturare o degradarsi a correnti molto elevate oltre il massimo nominale.
• Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V): Dimostra la relazione esponenziale, cruciale per progettare circuiti limitatori di corrente.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente: Illustra come l'emissione luminosa diminuisca all'aumentare della temperatura di giunzione. Una gestione termica efficace è fondamentale per mantenere la luminosità.
• Curva di Derating della Corrente Diretta: Specifica la massima corrente diretta ammissibile in funzione della temperatura ambiente per prevenire il surriscaldamento.
• Diagramma di Radiazione: Un grafico polare che visualizza la distribuzione spaziale dell'intensità luminosa, confermando l'angolo di visione di 130 gradi.
• Distribuzione Spettrale: Un grafico che traccia l'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, mostrando la lunghezza d'onda di picco e la larghezza spettrale della luce bianca emessa.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED segue un footprint SMD 1206 standard. Le dimensioni chiave (in mm, tolleranza ±0.1mm salvo diversa indicazione) includono una lunghezza del corpo di 3.2, una larghezza di 1.6 e un'altezza di 1.1. I terminali anodo e catodo sono chiaramente marcati sul package. Viene fornito il land pattern PCB consigliato (progetto dei pad) per garantire una corretta saldatura e stabilità meccanica.

5.2 Identificazione della Polarità

Il lato catodo del LED è tipicamente marcato, spesso con una tinta verde o una tacca nel package. La polarità corretta deve essere osservata durante l'assemblaggio per garantire il corretto funzionamento.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Si raccomanda un profilo di rifusione senza piombo: Pre-riscaldo tra 150-200°C per 60-120 secondi, seguito da una rampa di salita. Il tempo sopra il liquido (217°C) dovrebbe essere di 60-150 secondi, con una temperatura di picco non superiore a 260°C per un massimo di 10 secondi. La velocità massima di rampa di salita è di 3°C/sec e la velocità massima di raffreddamento è di 6°C/sec. La rifusione non dovrebbe essere eseguita più di due volte.

6.2 Conservazione e Manipolazione

I LED sono imballati in una busta barriera sensibile all'umidità con essiccante. La busta non deve essere aperta finché i componenti non sono pronti per l'uso. Dopo l'apertura, le parti non utilizzate devono essere conservate a ≤30°C e ≤60% UR e utilizzate entro 168 ore (7 giorni). Se questo tempo 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.

6.3 Nota sul Progetto del Circuito

Critico:Deve essere sempre utilizzata una resistenza limitatrice di corrente esterna in serie con il LED. La tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo, il che significa che un piccolo aumento della tensione può causare un grande, potenzialmente distruttivo, aumento della corrente se non adeguatamente limitata da una resistenza.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

Il prodotto è fornito in imballaggio resistente all'umidità. I componenti sono posizionati su nastro portatore goffrato con dimensioni specificate per una larghezza standard di 8mm. Il nastro è avvolto su una bobina da 7 pollici di diametro, con 3000 pezzi per bobina. Le etichette della bobina e della busta contengono informazioni chiave: Numero di Parte del Cliente (CPN), Numero di Prodotto (P/N), Quantità (QTY), Grado di Intensità Luminosa (CAT), Grado di Cromaticità (HUE), Grado di Tensione Diretta (REF) e Numero di Lotto (LOT No).

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Retroilluminazione: Ideale per indicatori di cruscotto, illuminazione di interruttori e retroilluminazione di simboli grazie al suo ampio angolo di visione e luce uniforme.
• Apparecchiature di Telecomunicazione: Indicatori di stato e retroilluminazione di tastiere in dispositivi come telefoni e fax.
• Retroilluminazione LCD Piana: Può essere utilizzato in array per fornire retroilluminazione edge-lit per piccoli pannelli LCD.
• Indicazione Generica: Qualsiasi applicazione che richieda un indicatore di stato bianco compatto, affidabile e luminoso.

8.2 Considerazioni di Progetto

• Pilotaggio della Corrente: Operare sempre a o al di sotto della corrente continua consigliata di 10mA. Utilizzare una resistenza in serie calcolata in base alla tensione di alimentazione e alla tensione diretta del LED (utilizzando il V_Fmassimo del bin per un progetto conservativo).
• Gestione Termica: Sebbene il package sia piccolo, assicurare un'adeguata area di rame sul PCB o via termiche se si opera ad alte temperature ambiente o ad alti cicli di lavoro per gestire la temperatura di giunzione e mantenere l'emissione luminosa e la longevità.
• Protezione ESDImplementare una protezione ESD di base sulle linee di ingresso se il LED si trova in un'area accessibile all'utente, data la sua classificazione HBM di 150V.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto ai LED di tipo lead-frame più grandi, il LED SMD 19-217 offre vantaggi significativi: un footprint molto più piccolo che consente una maggiore densità di impaccamento e miniaturizzazione, peso ridotto e compatibilità con processi di assemblaggio completamente automatizzati che riducono i costi di produzione. La sua specifica combinazione di colore bianco puro (tramite InGaN), struttura di binning ben definita e conformità con gli ultimi standard ambientali (Senza Alogeni, REACH) lo rende una scelta adatta per progetti elettronici moderni ed eco-consapevoli che richiedono prestazioni visive coerenti.

10. Domande Frequenti (FAQ)

10.1 Perché è obbligatoria una resistenza limitatrice di corrente?

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. La loro caratteristica I-V è molto ripida; una piccola variazione della tensione diretta provoca una grande variazione della corrente. Senza una resistenza in serie per impostare la corrente, può verificarsi una fuga termica, portando a un guasto immediato o a una riduzione della durata di vita.

10.2 Posso utilizzare questo LED per un'illuminazione continua?

Sì, è progettato per un funzionamento continuo fino a 10mA. Assicurarsi che la temperatura ambiente e il layout del PCB consentano una corretta dissipazione del calore per mantenere la luminosità nel tempo.

10.3 Cosa significano i codici bin (es. /CQ2R2TY) nel numero di parte?

Questi codici specificano i bin di prestazione garantiti per quell'ordine specifico. Definiscono l'intervallo di intensità luminosa (es. R2), l'intervallo di tensione diretta e le coordinate di cromaticità, garantendo che si ricevano LED con caratteristiche strettamente raggruppate.

10.4 Come interpreto il diagramma di cromaticità CIE nella scheda tecnica?

Il diagramma mostra la gamma della percezione del colore umana. I piccoli riquadri quadrilateri disegnati su di esso rappresentano la variazione di colore accettabile (bin C1-C4) per questo LED "bianco puro". Tutte le unità prodotte rientreranno in una di queste regioni definite.

11. Studio di Caso Pratico di Progetto

Scenario:Progettazione di un pannello di controllo con 10 indicatori di stato LED bianchi alimentati da una linea a 5V.
Passo 1 - Selezione della Corrente:Scegliere una corrente di pilotaggio di 5mA (la condizione di test) per una buona luminosità e longevità.
Passo 2 - Calcolo della Resistenza:Utilizzando il V_Fmassimo del Bin 31 (3.00V) per un progetto conservativo: R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F= (5V - 3.0V) / 0.005A = 400 Ω. Una resistenza standard da 390 Ω o 430 Ω sarebbe adatta.
Passo 3 - Potenza Nominale:Dissipazione di potenza della resistenza: P = I²* R = (0.005)²* 400 = 0.01W. Una resistenza standard da 1/10W (0.1W) è più che sufficiente.
Passo 4 - Layout:Posizionare i LED con orientamento coerente. Se lo spazio lo consente, aggiungere piccoli pad di sfiato termico collegati a un piano di massa per aiutare la dissipazione del calore.

12. Principio di Funzionamento

Questo LED si basa sulla tecnologia a semiconduttore InGaN (Nitruro di Indio Gallio). Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia del diodo, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del chip semiconduttore, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica degli strati InGaN è progettata per produrre fotoni che, combinati con la conversione della luce dal fosforo giallo all'interno del package (eccitato dal chip LED blu), risultano nella percezione di luce "bianco puro". L'ampio angolo di visione è ottenuto attraverso la lente in resina diffondente gialla che disperde la luce.

13. Tendenze Tecnologiche

Il mercato dei LED SMD come il package 1206 continua a evolversi verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), un indice di resa cromatica (CRI) migliorato per i LED bianchi e dimensioni del package ancora più piccole (es. 0805, 0603) per consentire un'ulteriore miniaturizzazione. C'è anche una forte spinta dell'industria verso un'affidabilità più elevata e una maggiore durata operativa in un'ampia gamma di condizioni ambientali. L'integrazione di funzioni di regolazione o protezione della corrente a bordo del package LED stesso è una tendenza emergente per semplificare la progettazione del driver.