SMD LED Giallo Verde 120° Angolo di Visione - Dimensioni del Package - Tensione Diretta 2.0V Tip - Dissipazione 72mW - Scheda Tecnica Italiana

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED (Diodo Emettitore di Luce) a montaggio superficiale (SMD) che utilizza una lente diffusa e un materiale semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) per produrre una luce giallo-verde. Il dispositivo è progettato per processi di assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB), rendendolo adatto alla produzione di grandi volumi. Il suo fattore di forma compatto e la compatibilità con le attrezzature standard per il posizionamento SMD lo rendono ideale per applicazioni con vincoli di spazio in vari settori elettronici.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

• Conformità:Il prodotto è conforme alle normative ambientali pertinenti (es. RoHS).
• Imballaggio:Fornito su nastro standard da 8mm su bobine da 7 pollici di diametro, facilitando le operazioni automatizzate pick-and-place.
• Compatibilità di Processo:Completamente compatibile con le attrezzature di posizionamento automatizzate e i processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR) comunemente utilizzati nelle linee di assemblaggio SMT (Surface Mount Technology).
• Interfaccia Elettrica:Compatibile con I.C. (Circuiti Integrati), consentendo il pilotaggio diretto da uscite a livello logico standard con appropriata limitazione di corrente.
• Affidabilità:Sottoposto a test di precondizionamento accelerati secondo gli standard JEDEC Livello 3 per garantire robustezza contro lo stress indotto dall'umidità durante la saldatura.

1.2 Mercati di Destinazione e Applicazioni

Questo LED è progettato per un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche dove è richiesta un'indicazione di stato o un'illuminazione affidabile e compatta. Le principali aree di applicazione includono:

• Apparecchiature di Telecomunicazione:Indicatori di stato su router, modem e telefoni.
• Automazione d'Ufficio:Indicatori su pannelli di stampanti, fotocopiatrici e scanner.
• Elettronica di Consumo & Elettrodomestici:Indicatori di alimentazione, modalità o funzione.
• Apparecchiature Industriali:Segnalazione di stato macchina, guasto o modalità operativa.
• Indicazione Generale:Retroilluminazione per pannelli frontali di simboli, icone o corpi illuminanti per stato generale.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

La seguente sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e oggettiva dei principali parametri elettrici, ottici e termici che definiscono l'intervallo di prestazioni del dispositivo.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Per prestazioni affidabili, non è consigliabile operare a o vicino a questi limiti.

• Dissipazione di Potenza (Pd):72 mW. Questa è la massima potenza che il package LED può dissipare come calore a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. Superare questo limite rischia di surriscaldare la giunzione del semiconduttore, portando a un degrado accelerato o al guasto.
• Corrente Diretta Continua (IF):30 mA. La massima corrente diretta continua che può essere applicata al LED.
• Corrente Diretta di Picco:80 mA (in condizioni pulsate: ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms). Questo valore è rilevante per brevi impulsi ad alta corrente ma non deve essere utilizzato per il funzionamento continuo.
• Intervallo di Temperatura Operativa:-40°C a +85°C. L'intervallo di temperatura ambiente entro il quale il dispositivo è specificato per funzionare correttamente.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-40°C a +100°C. L'intervallo di temperatura per la conservazione sicura quando il dispositivo non è alimentato.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati in condizioni di test standard (Ta=25°C, IF=20mA) e rappresentano le prestazioni tipiche del dispositivo.

• Intensità Luminosa (Iv):Varia da un minimo di 56.0 mcd a un massimo di 180.0 mcd, con un valore tipico implicito in questo intervallo di binning. L'intensità è misurata utilizzando un sensore filtrato per corrispondere alla curva di risposta fotopica (dell'occhio umano) standard CIE.
• Angolo di Visione (2θ1/2):120 gradi (tipico). Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del valore misurato sull'asse. Un angolo di 120 gradi indica un pattern di emissione della luce ampio e diffuso, adatto per l'illuminazione di aree estese o la visione da ampi angoli.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λP):Circa 575 nm. Questa è la lunghezza d'onda al punto più alto dello spettro di emissione ottica.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):Circa 571 nm (tipico). Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano che definisce il colore del LED, derivata dalle coordinate cromatiche CIE. È il parametro chiave per la specifica del colore.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):Circa 15 nm (tipico). Questo indica la purezza spettrale; un valore di 15nm è caratteristico dei LED giallo-verdi basati su AlInGaP.
• Tensione Diretta (VF):2.0V (tipico), con un massimo di 2.4V a 20mA. Questa è la caduta di tensione ai capi del LED quando opera alla corrente specificata. È cruciale per progettare il circuito di limitazione della corrente.
• Corrente Inversa (IR):Massimo 10 μA a una Tensione Inversa (VR) di 5V. Questo parametro è solo per scopi di test; il dispositivo non è progettato per operare in polarizzazione inversa.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire coerenza nella produzione di massa, i LED vengono suddivisi in bin di prestazioni. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano criteri minimi specifici per la loro applicazione.

3.1 Binning della Tensione Diretta (Vf)

I LED sono categorizzati in base alla loro caduta di tensione diretta a 20mA. Questo aiuta nella progettazione degli alimentatori e garantisce una luminosità uniforme quando più LED sono collegati in parallelo.

• Bin D2:Vf = 1.8V a 2.0V
• Bin D3:Vf = 2.0V a 2.2V
• Bin D4:Vf = 2.2V a 2.4V

La tolleranza all'interno di ogni bin è di ±0.1V.

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa (Iv)

Questo è il binning primario per la luminosità. I componenti sono suddivisi in gruppi con valori definiti di intensità luminosa minima e massima.

• Bin P2:56.0 – 71.0 mcd
• Bin Q1:71.0 – 90.0 mcd
• Bin Q2:90.0 – 112.0 mcd
• Bin R1:112.0 – 140.0 mcd
• Bin R2:140.0 – 180.0 mcd

La tolleranza su ogni bin di intensità è di ±11%.

3.3 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante (Wd)

Questo binning garantisce la coerenza del colore. I LED sono raggruppati per la loro lunghezza d'onda dominante, che si correla direttamente con la tonalità percepita.

• Bin B:λd = 564.5 – 567.5 nm
• Bin C:λd = 567.5 – 570.5 nm
• Bin D:λd = 570.5 – 573.5 nm
• Bin E:λd = 573.5 – 576.5 nm

La tolleranza per ogni bin di lunghezza d'onda è di ±1 nm.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene grafici specifici siano referenziati nella scheda tecnica, le loro implicazioni sono critiche per il progetto.

4.1 Caratteristica Corrente vs. Tensione (I-V)

La curva I-V per un LED è esponenziale. La tensione diretta tipica (2.0V) è specificata a 20mA. I progettisti devono utilizzare una resistenza limitatrice di corrente o un driver a corrente costante per garantire che il punto di lavoro rimanga stabile, poiché una piccola variazione di tensione può causare una grande variazione di corrente, rischiando di superare i valori massimi.

4.2 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta

L'intensità luminosa è approssimativamente proporzionale alla corrente diretta entro l'intervallo operativo. Operare al di sopra della corrente continua consigliata (20mA) può aumentare la luminosità ma aumenterà anche la temperatura di giunzione, potenzialmente riducendo la durata di vita e causando uno spostamento del colore.

4.3 Dipendenza dalla Temperatura

Le prestazioni del LED sono sensibili alla temperatura. Tipicamente, la tensione diretta diminuisce con l'aumentare della temperatura, mentre l'intensità luminosa diminuisce anch'essa. Operare al limite superiore dell'intervallo di temperatura (85°C) risulterà in una minore emissione di luce rispetto all'operazione a 25°C.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

5.1 Dimensioni del Dispositivo e Polarità

Il package LED ha dimensioni fisiche specifiche critiche per il progetto dell'impronta PCB. La scheda tecnica include un disegno dimensionale dettagliato. La polarità è indicata da un segno del catodo (tipicamente una tacca, un punto verde o altra marcatura sul package). L'orientamento corretto è essenziale per il funzionamento del circuito.

5.2 Progetto Consigliato dei Pad PCB

Viene fornito un land pattern (impronta) per il PCB. Rispettare questo layout di pad consigliato è cruciale per ottenere giunzioni saldate affidabili durante la saldatura a rifusione, garantendo un attacco meccanico e una dissipazione termica corretti.

5.3 Specifiche di Imballaggio in Nastro e Bobina

Il dispositivo è fornito in nastro portante goffrato con nastro di copertura protettivo, avvolto su bobine da 7 pollici (178mm) di diametro. Le specifiche chiave includono:

• Passo delle Tasche:Definito nelle dimensioni del nastro.
• Componenti per Bobina:2000 pezzi.
• Componenti Mancanti:È consentito un massimo di due tasche vuote consecutive per specifica.
• L'imballaggio è conforme agli standard ANSI/EIA-481 per l'imballaggio dei componenti.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione IR (Senza Piombo)

Viene fornito un profilo di temperatura suggerito conforme a J-STD-020B per processi di saldatura senza piombo. I parametri chiave includono:

• Preriscaldamento:Una rampa graduale per attivare il flussante e minimizzare lo shock termico.
• Zona di Soak:Un plateau per consentire all'intero assemblaggio di raggiungere una temperatura uniforme.
• Rifusione (Liquidus):La temperatura di picco non deve superare i 260°C, e il tempo sopra i 217°C (temperatura di liquidus per la saldatura senza piombo tipica) deve essere controllato (es. massimo 10 secondi).
• Raffreddamento:Una velocità di raffreddamento controllata.

Nota:Il profilo esatto deve essere caratterizzato per il specifico assemblaggio PCB, considerando lo spessore della scheda, la densità dei componenti e la pasta saldante utilizzata.

6.2 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, è necessario prestare estrema attenzione:

• Temperatura del Saldatore:Massimo 300°C.
• Tempo di Saldatura:Massimo 3 secondi per pad.
• Limite:La saldatura dovrebbe essere eseguita una sola volta per evitare danni termici al package plastico e ai bond interni.

6.3 Pulizia

Se è richiesta la pulizia post-saldatura, dovrebbero essere utilizzati solo solventi specificati per evitare di danneggiare la lente plastica e il package del LED. Agenti consigliati includono alcol etilico o alcol isopropilico. Il LED dovrebbe essere immerso a temperatura normale per meno di un minuto.

7. Precauzioni per Conservazione e Manipolazione

7.1 Sensibilità all'Umidità

Il package LED è sensibile all'umidità. L'esposizione prolungata all'umidità ambientale può portare al fenomeno del "popcorn cracking" durante la saldatura a rifusione.

• Confezione Sigillata:Conservare a ≤30°C e ≤70% UR. Utilizzare entro un anno dalla data di confezionamento.
• Confezione Aperta:Per i componenti rimossi dalla busta barriera all'umidità, l'ambiente di conservazione raccomandato è ≤30°C e ≤60% UR.
• Tempo di Vita a Punto:Si raccomanda di completare la saldatura a rifusione IR entro 168 ore (7 giorni) dall'apertura della confezione originale.
• Conservazione Prolungata/Baking:I componenti esposti per più di 168 ore dovrebbero essere sottoposti a baking a circa 60°C per almeno 48 ore prima della saldatura per rimuovere l'umidità assorbita.

7.2 Metodo di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando si collegano più LED, dovrebbero essere pilotati con una sorgente di corrente costante. Non è consigliabile collegare i LED direttamente in parallelo con una singola sorgente di tensione e una resistenza a causa delle variazioni nella tensione diretta (Vf) tra i singoli dispositivi, che possono portare a differenze significative nella corrente e, di conseguenza, nella luminosità. È preferibile una connessione in serie con un'appropriata resistenza limitatrice di corrente o l'uso di resistenze individuali per ogni LED in parallelo.

8. Note Applicative e Considerazioni di Progetto

8.1 Limitazione della Corrente

Utilizzare sempre una resistenza in serie o un driver a corrente costante per impostare la corrente diretta al valore desiderato (es. 20mA). Il valore della resistenza può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (Vsupply - Vf_LED) / I_desired. Utilizzare la Vf massima dalla scheda tecnica (2.4V) per un progetto conservativo per garantire che la corrente non superi i limiti anche con un LED a bassa Vf.

8.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (72mW), una gestione termica efficace sul PCB può aiutare a mantenere le prestazioni e la longevità, specialmente in ambienti ad alta temperatura o quando si pilota a correnti più elevate. Garantire una buona connessione termica dai pad del LED al rame del PCB può aiutare a dissipare il calore.

8.3 Progetto Ottico

L'angolo di visione di 120 gradi e la lente diffusa forniscono un'emissione di luce ampia e morbida. Ciò rende il LED adatto per applicazioni che richiedono un'illuminazione uniforme su un'area o dove l'indicatore deve essere visibile da un'ampia gamma di angoli, senza la necessità di ottiche secondarie come light pipe in molti casi.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

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

La Lunghezza d'Onda di Picco (λP) è la lunghezza d'onda fisica al punto di massima intensità nello spettro di emissione del LED. La Lunghezza d'Onda Dominante (λd) è un valore calcolato basato sulla percezione del colore umana (coordinate CIE) che rappresenta la singola lunghezza d'onda del colore percepito. Per scopi progettuali, specialmente riguardo all'abbinamento dei colori, la Lunghezza d'Onda Dominante e il suo binning sono più rilevanti.

9.2 Posso pilotare questo LED a 30mA in modo continuo?

Sebbene il Valore Massimo Assoluto per la Corrente Diretta Continua sia 30mA, le Caratteristiche Elettro-Ottiche sono specificate a 20mA. Operare a 30mA in modo continuo genererà più calore, potenzialmente riducendo l'efficienza luminosa e la durata di vita. Per un funzionamento affidabile a lungo termine, è consigliabile progettare per una corrente pari o inferiore alla condizione di test tipica di 20mA.

9.3 Come interpreto i codici di binning quando ordino?

È necessario specificare i codici di bin desiderati per Vf, Iv e Wd in base ai requisiti della tua applicazione per coerenza di tensione, livello di luminosità e punto colore. Ad esempio, un ordine potrebbe specificare i bin D3 (Vf), R1 (Iv) e D (Wd) per ottenere componenti con tensione media, alta luminosità e una specifica tonalità giallo-verde.

10. Principi Operativi e Contesto Tecnologico

10.1 Tecnologia a Semiconduttore AlInGaP

Questo LED utilizza un materiale semiconduttore a Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP). Questo sistema di materiali è altamente efficiente per produrre luce nelle regioni ambra, gialla e verde dello spettro visibile. Rispetto alle tecnologie più vecchie, i LED AlInGaP offrono maggiore luminosità, migliore efficienza e una stabilità termica migliorata.

10.2 Funzione della Lente Diffusa

La lente diffusa (non trasparente) contiene particelle di diffusione che mescolano la luce emessa dal piccolo chip semiconduttore. Questo processo amplia l'angolo di visione (a 120 gradi) e crea un aspetto più uniforme e morbido eliminando il "punto caldo" luminoso tipicamente visto nei LED con lenti trasparenti. Questo è ideale per applicazioni in cui il LED è visto direttamente.