Scheda Tecnica LED SMD 19-219/T7D-AV1W1E/3T - Dimensione 1.6x0.8x0.77mm - Tensione 2.75-3.65V - Potenza 110mW - Bianco Puro - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 19-219/T7D-AV1W1E/3T è un LED a montaggio superficiale compatto, progettato per applicazioni elettroniche moderne che richiedono un'illuminazione indicatrice o di retroilluminazione affidabile in un ingombro minimo.

1.1 Vantaggi Principali e Posizionamento

Questo componente LED offre vantaggi significativi rispetto ai LED tradizionali a telaio. Il suo beneficio principale è la dimensione estremamente ridotta, che consente la progettazione di circuiti stampati (PCB) più piccoli, una maggiore densità di componenti, una riduzione dello spazio di stoccaggio e, in definitiva, la creazione di apparecchiature finali più compatte. La natura leggera del package SMD lo rende particolarmente adatto per applicazioni miniaturizzate e portatili dove peso e spazio sono vincoli critici.

1.2 Mercati di Riferimento e Applicazioni

Il LED SMD 19-219 è versatile e trova impiego in diverse aree applicative chiave:

• Apparecchiature di Telecomunicazione:Utilizzato come indicatore di stato e per la retroilluminazione di tasti o display in telefoni e fax.
• Tecnologia dei Display:Ideale per la retroilluminazione piatta di display a cristalli liquidi (LCD), nonché per l'illuminazione di interruttori e simboli su pannelli di controllo.
• Indicazione Generica:Adatto per un'ampia gamma di elettronica di consumo e industriale dove è necessaria una luce indicatrice piccola, luminosa e affidabile.

2. Approfondimento Specifiche Tecniche

Questa sezione fornisce un'analisi dettagliata e oggettiva dei parametri tecnici chiave del LED, essenziali per una corretta progettazione del circuito e garanzia di affidabilità.

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 e dovrebbe essere evitato per prestazioni affidabili.

• Tensione Inversa (V_R):5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Corrente Diretta Continua (I_F):25 mA. La massima corrente continua che può essere applicata in modo continuativo.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):100 mA. Questo è consentito solo in condizioni pulsate con un ciclo di lavoro di 1/10 a 1 kHz.
• Dissipazione di Potenza (P_d):110 mW. La massima potenza che il package può dissipare a una temperatura ambiente (T_a) di 25°C.
• Scarica Elettrostatica (ESD) Modello Corpo Umano (HBM):1000 V. Indica un livello moderato di sensibilità ESD; sono richieste procedure di manipolazione appropriate.
• Temperatura di Funzionamento (T_opr):-40 a +85 °C. L'intervallo di temperatura ambiente entro il quale il dispositivo è specificato per funzionare.
• Temperatura di Conservazione (T_stg):-40 a +90 °C.
• Temperatura di Saldatura:Il dispositivo può resistere alla rifusione con una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi, o alla saldatura manuale a 350°C per un massimo di 3 secondi per terminale.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati a una temperatura ambiente standard di 25°C. Sono cruciali per prevedere il comportamento del LED in un'applicazione.

• Intensità Luminosa (I_v):Varia da un minimo di 715 mcd a un massimo di 1420 mcd quando pilotato alla corrente di prova standard di 20 mA. Il valore specifico è determinato dal codice di bin (V1, V2, W1).
• Angolo di Visione (2θ_1/2):Un ampio angolo di visione tipico di 130 gradi, che fornisce un pattern di emissione ampio adatto per l'illuminazione d'area e indicatori.
• Tensione Diretta (V_F):Varia da 2,75 V a 3,65 V a 20 mA. L'intervallo esatto è specificato dal codice di bin della tensione diretta (5, 6, 7). Questo parametro è critico per progettare il circuito limitatore di corrente.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo di 50 µA quando viene applicata una polarizzazione inversa di 5 V.

Note Importanti:La scheda tecnica specifica una tolleranza di ±11% sull'intensità luminosa e di ±0,05V sulla tensione diretta per i valori binnati.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione, i LED vengono suddivisi in "bin" in base a parametri di prestazione chiave. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano requisiti specifici per luminosità e caratteristiche elettriche.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I LED sono classificati in tre bin in base alla loro intensità luminosa misurata a 20 mA:

• Bin V1:715 mcd (Min) a 900 mcd (Max)
• Bin V2:900 mcd (Min) a 1120 mcd (Max)
• Bin W1:1120 mcd (Min) a 1420 mcd (Max)

3.2 Binning della Tensione Diretta

I LED sono anche binnati in base alla loro caduta di tensione diretta a 20 mA:

• Bin 5:2,75 V (Min) a 3,05 V (Max)
• Bin 6:3,05 V (Min) a 3,35 V (Max)
• Bin 7:3,35 V (Min) a 3,65 V (Max)

3.3 Binning delle Coordinate di Cromaticità

Per la coerenza del colore, l'emissione di luce bianca è definita dalle coordinate di cromaticità sul diagramma CIE 1931. La scheda tecnica definisce sei bin (da 1 a 6), ciascuno dei quali specifica un'area quadrilatera sul grafico dei colori definita da quattro coppie di coordinate (x, y). Ciò garantisce che la luce bianca emessa rientri in uno spazio colore controllato. La tolleranza per queste coordinate è ±0,01.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include diverse curve caratteristiche tipiche che illustrano come le prestazioni del LED variano con le condizioni operative.

4.1 Distribuzione Spettrale

Un grafico mostra l'intensità luminosa relativa in funzione della lunghezza d'onda (λ). Per un LED bianco basato su InGaN con fosforo giallo (come indicato nella Guida alla Selezione del Dispositivo), questa curva mostrerebbe tipicamente un picco blu dal chip LED e un picco giallo più ampio dal fosforo, che si combinano per produrre luce bianca.

4.2 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)

Questa curva fondamentale mostra la relazione esponenziale tra la corrente che attraversa il LED e la tensione ai suoi capi. Evidenzia perché un dispositivo limitatore di corrente (come una resistenza o un driver a corrente costante) è obbligatorio, poiché un piccolo aumento della tensione oltre il ginocchio provoca un grande aumento della corrente, potenzialmente distruttivo.

4.3 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta

Questa curva dimostra che l'emissione luminosa è generalmente proporzionale alla corrente diretta, ma la relazione può diventare sub-lineare a correnti molto elevate a causa del calo di efficienza e degli effetti termici.

4.4 Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente

Questo grafico è fondamentale per comprendere le prestazioni termiche. Mostra come l'intensità luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente (T_a). I progettisti devono tenere conto di questo derating nelle applicazioni con alte temperature ambiente.

4.5 Curva di Derating della Corrente Diretta

Questa curva definisce la massima corrente diretta continua ammissibile in funzione della temperatura ambiente. All'aumentare della temperatura, la corrente massima sicura deve essere ridotta per evitare di superare i limiti di dissipazione del dispositivo e garantire l'affidabilità a lungo termine.

4.6 Diagramma di Radiazione

Un grafico polare che illustra la distribuzione spaziale dell'intensità luminosa, confermando il tipico angolo di visione di 130 gradi.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED 19-219 ha un ingombro SMD compatto. Le dimensioni chiave (in mm) includono:

• Lunghezza: 1,6 ± 0,1
• Larghezza: 0,8 ± 0,1
• Altezza: 0,77 ± 0,1

Il disegno fornisce viste dall'alto, laterali e dal basso con misure dettagliate per la lente, i terminali e la struttura interna.

5.2 Layout dei Pad e Identificazione Polarità

Viene fornito un layout consigliato per i pad di saldatura per garantire una saldatura affidabile e una corretta gestione termica. Il pad del catodo è chiaramente identificato nel diagramma (tipicamente contrassegnato da una tacca, un triangolo verde sul nastro o una forma del pad diversa). Le dimensioni suggerite per il pad sono 0,8mm x 0,55mm ma sono indicate come riferimento che può essere modificato in base a specifici requisiti di progettazione del PCB.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Una manipolazione e una saldatura corrette sono vitali per l'affidabilità dei componenti SMD.

6.1 Profilo di Rifusione (Reflow)

È specificato un profilo di temperatura di rifusione senza piombo dettagliato:

• Preriscaldamento:150–200°C per 60–120 secondi.
• Tempo Sopra Liquido (217°C):60–150 secondi.
• Temperatura di Picco:Massimo di 260°C, mantenuta per un massimo di 10 secondi.
• Velocità di Riscaldamento:Massimo 6°C/secondo.
• Velocità di Raffreddamento:Massimo 3°C/secondo.

Nota Critica:La rifusione non deve essere eseguita più di due volte sullo stesso dispositivo.

6.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, la temperatura della punta del saldatore deve essere inferiore a 350°C e il tempo di contatto per terminale non deve superare i 3 secondi. Si consiglia un saldatore con potenza nominale di 25W o inferiore. Dovrebbe essere lasciato un intervallo minimo di 2 secondi tra la saldatura di ciascun terminale per prevenire shock termici.

6.3 Conservazione e Sensibilità all'Umidità

I LED sono imballati in una busta barriera resistente all'umidità con essiccante.

• Prima dell'Apertura:Conservare a ≤ 30°C e ≤ 90% Umidità Relativa (UR).
• Dopo l'Apertura (Vita a Banco):1 anno a ≤ 30°C e ≤ 60% UR. Le parti non utilizzate devono essere risigillate in un imballaggio impermeabile.
• Essiccazione (Baking):Se l'indicatore dell'essiccante mostra assorbimento di umidità o il tempo di conservazione è superato, essiccare a 60 ± 5°C per 24 ore prima dell'uso.

6.4 Precauzioni Critiche

• Protezione da Sovracorrente:Una resistenza o un circuito limitatore di corrente esterno èassolutamente obbligatorio. La caratteristica I-V esponenziale del LED significa che una piccola variazione di tensione causa una grande variazione di corrente, portando a un guasto immediato senza protezione.
• Stress Meccanico:Evitare di applicare stress al corpo del LED durante la saldatura o nell'assemblaggio finale. Non deformare il PCB dopo la saldatura.
• Riparazione:La riparazione dopo la saldatura è fortemente sconsigliata. Se inevitabile, deve essere utilizzato un saldatore specializzato a doppia testa per riscaldare contemporaneamente entrambi i terminali, prevenendo stress meccanici sulle giunzioni saldate.
• Precauzioni ESD:Il prodotto è sensibile alle scariche elettrostatiche. Utilizzare appropriate procedure di manipolazione sicure ESD durante tutta la produzione.

7. Imballaggio e Informazioni d'Ordine

7.1 Specifiche Nastro e Bobina

I LED sono forniti su nastro portacomponenti goffrato standard da 8 mm di larghezza, avvolto su una bobina da 7 pollici di diametro. Ogni bobina contiene 3000 pezzi. Sono fornite le dimensioni dettagliate per le tasche del nastro portacomponenti e per la bobina.

7.2 Spiegazione Etichetta

L'etichetta della bobina contiene diversi codici essenziali per la tracciabilità e la verifica:

• CPN:Numero Prodotto Cliente
• P/N:Numero Prodotto Produttore (es. 19-219/T7D-AV1W1E/3T)
• QTY:Quantità di Imballo
• CAT:Classe Intensità Luminosa (es. V1, W1)
• HUE:Coordinate Cromaticità & Classe Lunghezza d'Onda Dominante (es. Bin 1-6)
• REF:Classe Tensione Diretta (es. Bin 5-7)
• LOT No:Numero di Lotto di Produzione per tracciabilità.

8. Considerazioni per il Progetto Applicativo

8.1 Progettazione del Circuito

Quando si integra questo LED, il passo più critico è il calcolo della resistenza limitatrice di corrente in serie. Il valore della resistenza (R_s) può essere approssimato usando la Legge di Ohm: R_s= (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Utilizzare il V_Fmassimo dal bin selezionato (o il massimo assoluto di 3,65V per un progetto conservativo) e la corrente di pilotaggio desiderata (non superiore a 25 mA continua). Calcolare sempre anche la potenza nominale della resistenza: P_R= (I_F)²* R_s.

8.2 Gestione Termica

Sebbene piccolo, il LED genera calore. Per una longevità ottimale e un'emissione luminosa stabile:

• Rispettare la curva di derating della corrente diretta ad alte temperature ambiente.
• Assicurarsi che il PCB abbia un'adeguata area di rame collegata ai pad termici (se presenti) o alle tracce del catodo/anodo per fungere da dissipatore di calore.
• Evitare di posizionare il LED vicino ad altri componenti che generano calore.

8.3 Integrazione Ottica

L'ampio angolo di visione di 130 gradi lo rende adatto per applicazioni che richiedono un'illuminazione ampia e uniforme. Per una luce più focalizzata, potrebbero essere necessarie lenti esterne o guide luminose. La resina diffusa gialla aiuta a ottenere un aspetto più uniforme.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Il LED 19-219 si differenzia principalmente attraverso la combinazione di un fattore di forma molto piccolo (ingombro 1.6x0.8mm) e un'intensità luminosa relativamente alta (fino a 1420 mcd). Rispetto a LED SMD più grandi (es. 3528, 5050), offre un risparmio di spazio superiore. Rispetto a LED chip ancora più piccoli, può offrire una manipolazione e una saldatura più facili grazie al suo package definito. La sua conformità agli standard RoHS, REACH e Senza Alogeni lo rende adatto per i mercati globali con normative ambientali severe.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Perché una resistenza limitatrice di corrente è assolutamente necessaria?

La tensione diretta (V_F) di un LED non è un valore fisso come una batteria; ha una tolleranza e un coefficiente di temperatura negativo (diminuisce quando la giunzione si riscalda). Collegare un LED direttamente a una sorgente di tensione anche leggermente superiore al suo V_Ffarà salire la corrente in modo incontrollabile (fuga termica), distruggendo istantaneamente il dispositivo. La resistenza fornisce una relazione lineare e prevedibile tra tensione di alimentazione e corrente.

10.2 Posso pilotare questo LED con un'alimentazione da 3.3V?

Possibilmente, ma è richiesta una progettazione attenta. Poiché l'intervallo V_Fè 2,75V a 3,65V, un LED del Bin 7 (V_F3,35-3,65V) potrebbe non accendersi affatto a 3,3V, o sarà molto debole. Un LED del Bin 5 (V_F2,75-3,05V) funzionerà, ma il margine di tensione (3,3V - V_F) è molto piccolo, rendendo la corrente altamente sensibile alle variazioni di V_Fe della tensione di alimentazione. Un driver a corrente costante è altamente raccomandato per prestazioni stabili quando la tensione di alimentazione è vicina a V_F.

10.3 Cosa significano i codici di bin (es. W1, 6) per la mia applicazione?

I codici di bin garantiscono coerenza all'interno di un lotto di produzione. Se il tuo progetto richiede una luminosità uniforme tra più LED, dovresti specificare LED dello stesso bin di intensità luminosa (es. tutti W1). Se il tuo progetto di circuito ha margini di tensione stretti, specificare un bin di tensione diretta (es. tutti Bin 6) garantisce un comportamento elettrico simile. Per applicazioni critiche per il colore, specificare il bin di cromaticità è essenziale.

11. Caso di Studio: Progettazione e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un pannello indicatore di stato per un modulo sensore IoT compatto.

Il modulo ha spazio PCB limitato ed è alimentato da una connessione USB 5V. Richiede tre LED di stato: Alimentazione (fisso), Trasmissione Dati (lampeggiante) ed Errore (lampeggiante).

1. Selezione Componenti:Il LED 19-219 è scelto per il suo ingombro minuscolo, consentendo a tutti e tre i LED di stare in fila sul bordo del piccolo PCB.
2. Progettazione del Circuito:L'alimentazione è 5V. Mirando a una corrente di pilotaggio standard di 20mA e utilizzando il V_Fmassimo di 3,65V per un progetto conservativo: R_s= (5V - 3,65V) / 0,020A = 67,5Ω. Il valore standard 1% più vicino è 68Ω. Dissipazione di potenza: P = (0,020^2)*68 = 0,0272W, quindi una resistenza standard da 1/10W (0,1W) è più che sufficiente.
3. Layout PCB:Viene utilizzato il layout consigliato per i pad di saldatura. Viene mantenuta una piccola area di esclusione attorno a ciascun LED per prevenire la dispersione della luce. I pad del catodo sono collegati al piano di massa per un leggero miglioramento termico.
4. Controllo Software:I LED sono pilotati da pin GPIO di un microcontrollore. Le funzioni di lampeggiamento sono implementate nel firmware con ritardi appropriati.
5. Risultato:Viene realizzato un sistema indicatore affidabile, luminoso ed efficiente nello spazio. Ordinando tutti i LED dallo stesso bin di luminosità (es. V2), è garantita la coerenza visiva.

12. Introduzione al Principio Tecnologico

Il LED 19-219 genera luce bianca utilizzando un metodo comune ed efficiente per i LED SMD. Il cuore del dispositivo è un chip semiconduttore realizzato in Nitruro di Gallio e Indio (InGaN), che emette luce nella regione blu dello spettro quando la corrente elettrica lo attraversa (elettroluminescenza). Questo chip LED blu è incapsulato in un package riempito con una resina epossidica trasparente drogata con un materiale fosforo che emette giallo. Parte della luce blu del chip viene assorbita dal fosforo, che poi la riemette come luce gialla. La luce blu rimanente non assorbita si mescola con la luce gialla emessa, e l'occhio umano percepisce questa combinazione come luce bianca. I rapporti specifici del fosforo e le proprietà del chip blu determinano l'esatta temperatura di colore (bianco freddo, bianco puro, bianco caldo) e le coordinate di cromaticità della luce emessa.

13. Tendenze e Sviluppi del Settore

Il mercato per i LED SMD come il 19-219 continua a evolversi. Le tendenze chiave includono:

• Aumento dell'Efficienza (Lumen per Watt):Miglioramenti continui nella tecnologia dei chip InGaN e nelle formulazioni dei fosfori stanno portando a una maggiore efficienza luminosa, il che significa un'emissione luminosa più brillante per la stessa potenza elettrica in ingresso.
• Miniaturizzazione:La spinta verso prodotti finali più piccoli stimola lo sviluppo di LED con ingombri ancora più ridotti e profili più bassi, mantenendo o migliorando le prestazioni ottiche.
• Miglioramento della Resa Cromatica e della Coerenza:I progressi nella tecnologia dei fosfori e processi di binning più stretti consentono LED con valori di Indice di Resa Cromatica (CRI) più alti e un colore più coerente da lotto a lotto, fondamentale per la retroilluminazione dei display e l'illuminazione architetturale.
• Integrazione e Funzionalità Intelligenti:Sebbene questo sia un componente discreto, la tendenza più ampia del settore è verso moduli LED integrati che possono includere driver, controller e interfacce di comunicazione (come I2C) all'interno di un unico package.
• Focus sulla Sostenibilità:La conformità alle normative ambientali (RoHS, REACH, Senza Alogeni) è ora un requisito standard, e c'è una crescente attenzione sulla riciclabilità dei materiali e sulla riduzione dell'uso di elementi delle terre rare nei fosfori.