Scheda Tecnica LED SMD 16-216/T3D-AQ1R2TY/3T - Bianco Puro - 2.6-3.0V - 25mA - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 16-216/T3D-AQ1R2TY/3T è un LED a montaggio superficiale (SMD) progettato per applicazioni elettroniche moderne e compatte. È di tipo monocromatico, emette luce bianca pura ed è realizzato con materiali privi di piombo, garantendo la conformità a normative ambientali come la RoHS. Il suo vantaggio principale risiede nelle dimensioni ridotte, che facilitano progetti di circuiti stampati (PCB) più piccoli, una maggiore densità di componenti e contribuiscono infine allo sviluppo di apparecchiature finali più compatte e leggere.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I benefici chiave di questo componente LED derivano dal suo package SMD. Rispetto ai LED tradizionali con terminali a filo, offre un notevole risparmio di spazio sul PCB, riduce i requisiti di stoccaggio ed è pienamente compatibile con le attrezzature di assemblaggio automatico pick-and-place, semplificando i processi di produzione di massa. È anche compatibile con le tecniche standard di rifusione a infrarossi e a fase di vapore. Queste caratteristiche lo rendono una scelta ideale per applicazioni in cui la miniaturizzazione, la riduzione del peso e la produzione automatizzata sono critiche. I suoi mercati di riferimento includono l'elettronica di consumo, gli interni automotive, le telecomunicazioni e gli usi generali come indicatori e retroilluminazione.

2. Specifiche Tecniche: Analisi Oggettiva Approfondita

Questa sezione fornisce una scomposizione dettagliata e oggettiva dei parametri elettrici, ottici e termici del LED come definiti nella scheda tecnica. Comprendere questi limiti e le figure di prestazione tipiche è essenziale per un progetto di circuito affidabile.

2.1 Valori Massimi Assoluti

I Valori Massimi Assoluti definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Queste non sono condizioni per il funzionamento normale.

• 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. Questa è la massima corrente continua che può essere applicata in modo continuativo.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):100 mA. È consentita solo in condizioni pulsate (duty cycle 1/10, frequenza 1 kHz).
• Dissipazione di Potenza (P_d):110 mW. Questa è la massima potenza che il package può dissipare a una temperatura ambiente (T_a) di 25°C.
• Temperatura di Esercizio (T_opr):-40 a +85 °C. L'intervallo di temperatura ambiente per un funzionamento affidabile.
• Temperatura di Conservazione (T_stg):-40 a +90 °C.
• Scarica Elettrostatica (ESD) Modello Corpo Umano (HBM):150 V. Ciò indica una moderata sensibilità all'elettricità statica, che richiede le normali precauzioni ESD durante la manipolazione.
• 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 parametri sono misurati in condizioni di prova standard di T_a= 25°C e rappresentano le prestazioni tipiche.

• Intensità Luminosa (I_v):Varia da un minimo di 72 mcd a un massimo di 180 mcd, con un valore tipico compreso in questo intervallo, quando pilotato a I_F= 5 mA. Si applica una tolleranza di ±11%.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):Un tipico ampio angolo di visione di 130 gradi, che indica un'emissione diffusa adatta per l'illuminazione d'area e la retroilluminazione.
• Tensione Diretta (V_F):Varia da 2,6 V (min) a 3,0 V (max) a I_F= 5 mA. È indicata una tolleranza di ±0,05V. Questo parametro è cruciale per il calcolo della resistenza di limitazione della corrente.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo di 50 µA quando viene applicata una tensione inversa di 5 V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione di massa, i LED vengono suddivisi in bin di prestazione. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano requisiti specifici di luminosità e tensione per la loro applicazione.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'emissione luminosa è categorizzata in quattro codici di bin (Q1, Q2, R1, R2), ciascuno dei quali definisce un intervallo specifico di millicandela misurato a I_F= 5 mA. Ad esempio, il bin Q1 copre LED con intensità da 72 a 90 mcd, mentre il bin R2 copre da 140 a 180 mcd.

3.2 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è suddivisa in quattro codici (28, 29, 30, 31), ciascuno dei quali rappresenta un intervallo di 0,1 V da 2,6-2,7V fino a 2,9-3,0V a I_F= 5 mA. Questo aiuta nella progettazione degli alimentatori e nella previsione delle variazioni di assorbimento di corrente.

3.3 Binning delle Coordinate di Cromaticità

Il colore bianco puro è definito all'interno del sistema di coordinate di cromaticità CIE 1931. La scheda tecnica specifica sei codici di bin (da 1 a 6) all'interno del Gruppo "A", ciascuno definito da un'area quadrilatera sul grafico CIE x,y. Sono fornite le coordinate per ogni angolo del bin, con una tolleranza di ±0,01. Ciò garantisce che la luce bianca emessa rientri in uno spazio colore controllato e coerente.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

I dati grafici forniscono informazioni sul comportamento del LED in condizioni variabili, il che è vitale per una progettazione robusta.

4.1 Distribuzione Spettrale

La curva dell'intensità luminosa relativa rispetto alla lunghezza d'onda mostra l'output spettrale di questo LED bianco, tipicamente generato da un chip LED blu combinato con un fosforo giallo. Il picco e la larghezza spettrale influenzano la qualità del colore percepito e l'Indice di Resa Cromatica (CRI).

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

Questa curva illustra la relazione non lineare tra corrente e tensione. Mostra la tensione di soglia e come V_Faumenti con I_F. Questi dati sono essenziali per la gestione termica e la progettazione del driver, poiché le cadute di tensione in eccesso sul LED si convertono in calore.

4.3 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta

Questo grafico mostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente di pilotaggio. È generalmente non lineare e operare al di sopra della corrente consigliata può portare a rendimenti decrescenti in efficienza e accelerare il decadimento del flusso luminoso.

4.4 Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente

Questa curva dimostra l'effetto di "spegnimento termico": all'aumentare della temperatura di giunzione, l'emissione luminosa tipicamente diminuisce. Comprendere questo derating è fondamentale per le applicazioni che operano in ambienti ad alta temperatura.

4.5 Curva di Derating della Corrente Diretta

Questo grafico definisce la massima corrente diretta continua ammissibile in funzione della temperatura ambiente. All'aumentare di T_a, la massima I_Fammissibile deve essere ridotta per evitare di superare la massima temperatura di giunzione del dispositivo e la potenza di dissipazione nominale.

4.6 Diagramma di Radiazione

Il diagramma polare di radiazione conferma visivamente l'angolo di visione di 130 gradi, mostrando la distribuzione angolare dell'intensità luminosa.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

La scheda tecnica fornisce un disegno dimensionale dettagliato del package del LED. Le misure chiave includono la lunghezza, larghezza e altezza complessive, nonché le dimensioni e la spaziatura dei pad degli elettrodi. Tutte le tolleranze sono tipicamente ±0,1 mm salvo diversa indicazione. Viene fornito un land pattern PCB suggerito (layout dei pad) per riferimento, ma si consiglia ai progettisti di modificarlo in base al loro specifico processo produttivo e ai requisiti di affidabilità.

5.2 Identificazione della Polarità

Il terminale catodico (negativo) è tipicamente identificato sul package, spesso da un segno come una tacca, un punto o una colorazione verde. L'orientamento corretto della polarità durante l'assemblaggio è obbligatorio per il corretto funzionamento.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

Una manipolazione e una saldatura corrette sono fondamentali per mantenere l'affidabilità e le prestazioni del dispositivo.

6.1 Limitazione della Corrente

Una resistenza di limitazione della corrente esterna èobbligatoria. La caratteristica esponenziale I-V del LED significa che un piccolo aumento di tensione può causare un grande, potenzialmente distruttivo, aumento di corrente. Il valore della resistenza deve essere calcolato in base alla tensione di alimentazione, alla tensione diretta del LED (considerando il binning) e alla corrente operativa desiderata (non superiore a 25 mA continua).

6.2 Conservazione e Sensibilità all'Umidità

I LED sono imballati in una busta resistente all'umidità con essiccante. La busta non deve essere aperta finché i componenti non sono pronti per l'uso. Se la busta viene aperta, i componenti hanno una "vita utile a terra" di 1 anno in condizioni controllate (30°C/60% UR max). Superare questo limite o se l'indicatore dell'essiccante cambia colore richiede una cottura a 60 ± 5°C per 24 ore prima della rifusione per prevenire danni da "popcorn" dovuti all'evaporazione dell'umidità.

6.3 Profilo di Rifusione

Viene fornito 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:260°C massimo, mantenuta per non più di 10 secondi.
• Velocità di Riscaldamento/Raffreddamento:Massimo 6°C/sec in riscaldamento e 3°C/sec in raffreddamento sopra 255°C.

La rifusione non deve essere eseguita più di due volte. Evitare stress meccanici sul package durante il riscaldamento e il raffreddamento.

6.4 Saldatura Manuale e Rilavorazione

Se è necessaria la saldatura manuale, utilizzare un saldatore con una temperatura della punta inferiore a 350°C e applicare calore a ciascun terminale per non più di 3 secondi. Utilizzare un saldatore a bassa potenza (max 25W) e lasciare un intervallo di raffreddamento di almeno 2 secondi tra un terminale e l'altro. La rilavorazione è fortemente sconsigliata. Se inevitabile, deve essere utilizzato un saldatore a doppia testa specializzato per riscaldare contemporaneamente entrambi i terminali per la rimozione, e l'effetto sulle caratteristiche del LED deve essere valutato preventivamente.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I componenti sono forniti su nastro portante goffrato largo 8mm avvolto su una bobina di diametro 7 pollici (178mm). Ogni bobina contiene 3000 pezzi. Nella scheda tecnica sono fornite le dimensioni dettagliate per le tasche del nastro portante e per la bobina.

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta della bobina contiene diversi identificatori chiave:

• P/N:Il numero di prodotto completo.
• QTY:La quantità di pezzi sulla bobina.
• CAT:Il codice del bin dell'Intensità Luminosa (es. Q1, R2).
• HUE:Il codice del bin delle Coordinate di Cromaticità (es. 1, 4).
• REF:Il codice del bin della Tensione Diretta (es. 28, 30).
• LOT No:Numero di lotto per la tracciabilità.

Queste informazioni consentono una precisa tracciabilità e selezione dei componenti binnati per la produzione.

8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progettazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Interni Automotive:Retroilluminazione per strumenti del cruscotto, interruttori e pannelli di controllo.
• Telecomunicazioni:Indicatori di stato e retroilluminazione della tastiera in telefoni e fax.
• Elettronica di Consumo:Retroilluminazione piatta per piccoli display LCD, illuminazione di interruttori e indicatori simbolici.
• Indicazione Generica:Stato dell'alimentazione, indicatori di modalità e illuminazione decorativa in vari dispositivi elettronici.

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 pilotato vicino alla corrente massima o in alte temperature ambiente. Rispettare la curva di derating della corrente.
• Progettazione Ottica:L'ampio angolo di visione di 130 gradi fornisce una buona visibilità fuori asse. Per la luce focalizzata, potrebbero essere necessarie lenti esterne o guide luminose.
• Implementare controlli ESD standard nell'area di assemblaggio. Considerare l'aggiunta di soppressione di tensione transitoria sulle linee sensibili se l'ambiente applicativo è soggetto a staticità.Restrizioni Applicative:
• La scheda tecnica nota che questo componente commerciale standard potrebbe non essere adatto per applicazioni ad alta affidabilità senza ulteriore qualifica. Queste includono applicazioni militari/aerospaziali, sistemi di sicurezza automotive (es. airbag, freni) e apparecchiature mediche critiche per la vita. Per tali usi, consultare il produttore per varianti di prodotto progettate e testate per soddisfare i relativi standard rigorosi.9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto ai LED più grandi a foro passante, la differenziazione principale di questo LED SMD 16-216 è il suo fattore di forma e la compatibilità con l'assemblaggio automatizzato. Consente una significativa miniaturizzazione. All'interno della categoria dei LED SMD, i suoi parametri chiave—come i bin specifici di intensità luminosa, l'ampio angolo di visione e i bin di cromaticità definiti per il bianco puro—consentono ai progettisti di selezionare un componente con prestazioni prevedibili per una qualità del prodotto finale coerente. Il sistema di binning dettagliato è un vantaggio particolare per le applicazioni che richiedono una corrispondenza stretta di luminosità e colore tra più unità.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Quale valore di resistenza devo utilizzare?

Il valore della resistenza (R) si calcola usando la Legge di Ohm: R = (V

alimentazione_{- V}) / I_F. Utilizzare il massimo V_Fdalla scheda tecnica (3,0V) per un progetto conservativo che garantisca che la corrente non superi mai il tuo I_Fobiettivo (es. 20 mA per un margine di sicurezza sotto il massimo di 25 mA). Per un'alimentazione a 5V: R = (5V - 3,0V) / 0,020 A = 100 Ω. Calcolare sempre anche la dissipazione di potenza nella resistenza: P = I_F* R._F²10.2 Perché l'emissione luminosa diminuisce quando la scheda si surriscalda?

Ciò è dovuto allo "spegnimento termico", una proprietà fondamentale dei semiconduttori LED. All'aumentare della temperatura di giunzione, l'efficienza quantistica interna diminuisce, risultando in una minore emissione luminosa. Questo è mostrato graficamente nella curva "Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente". Una corretta progettazione termica mitiga questo effetto.

10.3 Posso pilotarlo con un'alimentazione a 3.3V senza resistenza?

Anche se la tensione di alimentazione è vicina alla V

No.tipica del LED, la mancanza di una resistenza di limitazione della corrente è pericolosa. Le tolleranze di produzione e le variazioni di temperatura significano che la V_Feffettiva potrebbe essere inferiore a 3,3V, causando una corrente eccessiva. Una resistenza (o un driver a corrente costante) è sempre necessaria per un funzionamento affidabile e sicuro._F10.4 Cosa significano i codici di bin (CAT, HUE, REF) sull'etichetta?

Questi codici specificano l'esatto sottogruppo di prestazione dei LED su quella bobina.

è il bin della luminosità (Intensità Luminosa).CATè il bin del colore (Cromaticità).HUEè il bin della tensione diretta. Ordinare per codici di bin specifici garantisce coerenza in luminosità, colore e comportamento elettrico durante la tua produzione.REF11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un pannello indicatore di stato per un router consumer.

Il pannello ha 5 LED che mostrano alimentazione, internet, Wi-Fi e l'attività di due porte Ethernet. Utilizzando il LED 16-216 in bianco puro si ottiene un aspetto pulito e moderno. Il progettista seleziona il bin R1 per l'intensità (112-140 mcd) per garantire una buona visibilità e il bin 29 per la tensione (2,7-2,8V) per un assorbimento di corrente prevedibile. Sul PCB è disponibile una linea a 5V. Utilizzando la Vmax di 2,8V e un I_Fobiettivo di 15 mA per lunga vita e basso calore, il valore della resistenza è (5V - 2,8V) / 0,015A = 147 Ω (si sceglie una resistenza standard da 150 Ω). Il layout PCB utilizza le dimensioni dei pad suggerite con una piccola connessione di alleggerimento termico a un piano di massa per la dissipazione del calore. I LED sono posizionati dopo tutti i processi di rifusione ad alta temperatura per altri componenti per minimizzare l'esposizione termica._F12. Introduzione al Principio di Funzionamento

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a semiconduttore che emettono luce attraverso l'elettroluminescenza. Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n, gli elettroni si ricombinano con le lacune, rilasciando energia sotto forma di fotoni. Il colore della luce è determinato dal bandgap del materiale semiconduttore. Questo particolare LED "bianco puro" è quasi certamente un LED bianco a conversione di fosforo. Utilizza un chip semiconduttore che emette luce blu (tipicamente InGaN). Questa luce blu eccita parzialmente un rivestimento di fosforo giallo sul chip. La combinazione della luce blu residua e della luce gialla emessa si mescola per produrre luce percepita come bianca dall'occhio umano. I rapporti specifici e la composizione del fosforo determinano le esatte coordinate di cromaticità ("punto colore") sul diagramma CIE.

13. Tendenze Tecnologiche

Lo sviluppo di LED SMD come il 16-216 segue tendenze più ampie nell'elettronica: miniaturizzazione, maggiore efficienza e migliorata producibilità. Le tendenze in corso nell'industria dei LED includono:

Aumento dell'Efficienza (lm/W):

• Miglioramenti continui nell'efficienza quantistica interna e nelle tecniche di estrazione della luce portano a LED più luminosi a correnti di pilotaggio uguali o inferiori.Migliore Qualità del Colore:
• I progressi nella tecnologia dei fosfori consentono LED con un Indice di Resa Cromatica (CRI) più alto e bin di temperatura colore più consistenti, fornendo una migliore qualità della luce per display e illuminazione.Maggiore Affidabilità e Durata:
• I miglioramenti nei materiali del package e nelle strutture di gestione termica stanno aumentando la durata operativa e la stabilità dei LED, specialmente in condizioni di alta temperatura e alta corrente.Ulteriore Miniaturizzazione:
• La spinta verso dispositivi più piccoli continua, portando a impronte di package ancora più ridotte e altezze del profilo inferiori, mantenendo o migliorando le prestazioni ottiche.Soluzioni Integrate:
• Una tendenza verso LED con resistenze di limitazione della corrente integrate, diodi di protezione o addirittura circuiti integrati driver all'interno del package, semplificando la progettazione del circuito per gli utenti finali.Queste tendenze mirano a fornire ai progettisti componenti più capaci, affidabili e facili da usare per una gamma sempre più ampia di applicazioni.

These trends aim to provide designers with more capable, reliable, and easier-to-use components for an ever-widening range of applications.