Scheda Tecnica LED SMD Top View Serie 67-21 - Package P-LCC-2 - 2.7-4.3V - 25mA - Verde Brillante - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

La serie 67-21 è una famiglia di LED SMD (Surface Mount Device) top view progettati per applicazioni di segnalazione e retroilluminazione. Questa variante specifica, identificata come 67-21/GHC-BV1/2T, emette un colore verde brillante. Il dispositivo è alloggiato in un package P-LCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier), che presenta un'incapsulamento in resina trasparente incolore. Una caratteristica di progettazione chiave è il riflettore interno integrato nel package, che ottimizza l'accoppiamento della luce e garantisce un ampio angolo di visione di 120 gradi. Questa caratteristica rende il LED particolarmente adatto per l'uso con guide luminose, dove un'efficiente trasmissione della luce è fondamentale. Il dispositivo è progettato per funzionare a bassa corrente, rendendolo una scelta ideale per applicazioni sensibili al consumo energetico, come l'equipaggiamento elettronico portatile.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

• Package:Package standard per montaggio superficiale P-LCC-2.
• Ottica:Progettato come indicatore ottico con resina trasparente incolore per un'emissione di colore puro.
• Angolo di Visione:Ampio angolo di visione di 120 gradi.
• Prestazioni:Elevata emissione luminosa.
• Montaggio:Compatibile con i processi di saldatura a rifusione IR.
• Affidabilità:Il precondizionamento è basato sugli standard JEDEC J-STD-020D Livello 3 per la sensibilità all'umidità.
• Conformità:Il prodotto è privo di piombo (Pb-free), conforme alla direttiva UE RoHS, ai regolamenti UE REACH ed è privo di alogeni (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).

1.2 Applicazioni Target

I LED della serie 67-21 sono componenti versatili adatti a un'ampia gamma di applicazioni:

• Automotive:Retroilluminazione per strumenti di cruscota e interruttori.
• Telecomunicazioni:Indicatori di stato e retroilluminazione in telefoni e fax.
• Tecnologia dei Display:Retroilluminazione piatta per pannelli LCD, interruttori e simboli.
• Guida della Luce:Ideale per applicazioni con guide luminose grazie all'ampio angolo di visione e all'ottimizzato accoppiamento della luce.
• Uso Generale:Qualsiasi applicazione che richieda un LED indicatore luminoso e affidabile.

2. Analisi dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e oggettiva dei principali parametri elettrici, ottici e termici definiti nella scheda tecnica. Comprendere questi limiti e caratteristiche è essenziale per una progettazione del circuito affidabile.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non è consigliabile un funzionamento a o vicino a questi limiti per periodi prolungati.

• 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 (a ciclo di lavoro 1/10, 1 kHz). Adatta per funzionamento a impulsi brevi ma non in continua.
• Dissipazione di Potenza (P_d):110 mW. La massima potenza che il package può dissipare, calcolata come V_F* I_F.
• Temperatura di Esercizio (T_opr):-40 a +85 °C. L'intervallo di temperatura ambiente per il funzionamento normale.
• Temperatura di Conservazione (T_stg):-40 a +90 °C.
• ESD (HBM):150 V. Questo è un rating ESD relativamente basso, che indica che il dispositivo è sensibile alle scariche elettrostatiche. Sono obbligatorie le corrette procedure di manipolazione ESD.
• Temperatura di Saldatura:Rifusione: Picco di 260°C per max 10 secondi. Saldatura manuale: 350°C per max 3 secondi per terminale.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati a una corrente diretta (I_F) di 20 mA e una temperatura ambiente (T_a) di 25°C. Definiscono l'emissione luminosa e il comportamento elettrico in condizioni operative normali.

• Intensità Luminosa (I_v):715 mcd (Min), 1120 mcd (Max). Questa è la misura della luminosità percepita dall'occhio umano. L'ampio intervallo indica che il dispositivo è classificato in bin (vedi Sezione 3).
• Angolo di Visione (2θ_1/2):120 gradi (Tipico). L'angolo al quale l'intensità luminosa è la metà dell'intensità di picco. Conferma l'ampio angolo di visione dichiarato.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):518 nm (Tipico). La lunghezza d'onda alla quale la distribuzione spettrale di potenza è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):523.5 nm (Min), 533.5 nm (Max). Questa lunghezza d'onda corrisponde al colore percepito (verde) ed è anch'essa classificata in bin.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):35 nm (Tipico). La larghezza dello spettro emesso a metà della potenza massima (FWHM).
• Tensione Diretta (V_F):2.7 V (Min), 4.3 V (Max) a 20mA. La caduta di tensione ai capi del LED quando conduce. Questo intervallo rende necessaria una circuitazione di limitazione della corrente.
• Corrente Inversa (I_R):50 µA (Max) a V_R=5V. La piccola corrente di dispersione quando il dispositivo è polarizzato inversamente.

Tolleranze dei Parametri:La scheda tecnica specifica tolleranze aggiuntive: Intensità Luminosa (±11%), Lunghezza d'Onda Dominante (±1nm) e Tensione Diretta (±0.1V). Queste devono essere considerate negli scenari di progettazione del caso peggiore.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire colore e luminosità consistenti nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri chiave. La serie 67-21 utilizza un sistema di binning bidimensionale.

3.1 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante (Colore)

I LED sono raggruppati in base alla loro lunghezza d'onda dominante, che influisce direttamente sulla tonalità percepita della luce verde. I bin sono etichettati da B13 a B17.

• B13:523.5 nm a 525.5 nm
• B14:525.5 nm a 527.5 nm
• B15:527.5 nm a 529.5 nm
• B16:529.5 nm a 531.5 nm
• B17:531.5 nm a 533.5 nm

Ciò consente ai progettisti di selezionare LED con una tonalità di verde molto specifica per applicazioni in cui la coerenza del colore è critica.

3.2 Binning dell'Intensità Luminosa (Luminosità)

I LED sono anche classificati in base alla loro emissione luminosa a 20mA. I bin sono etichettati V1 e V2.

• V1:715 mcd a 900 mcd
• V2:900 mcd a 1120 mcd

Selezionare un bin superiore (V2) garantisce indicatori più luminosi. Per applicazioni che richiedono una luminosità uniforme del pannello, dovrebbero essere utilizzati LED dello stesso bin di intensità.

4. Informazioni Meccaniche e sul Package

4.1 Dimensioni del Package

Il LED è alloggiato in un package standard P-LCC-2. Il disegno dimensionale dettagliato fornisce le misure critiche per la progettazione del land pattern del PCB (Printed Circuit Board), inclusa la dimensione del corpo, la spaziatura dei terminali e l'altezza complessiva. Il rispetto di queste dimensioni è necessario per un corretto posizionamento e saldatura. La tolleranza tipica per le dimensioni non specificate è ±0.1 mm.

4.2 Identificazione della Polarità

Essendo un dispositivo a due terminali, la polarità corretta è essenziale. Il diagramma in vista dall'alto nella scheda tecnica mostra l'identificatore del catodo (tipicamente una tacca, un punto verde o un altro segno sul package). Collegare il LED in polarizzazione inversa impedirà l'accensione e, se la tensione inversa supera i 5V, potrebbe danneggiare il dispositivo.

5. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

Una corretta manipolazione e saldatura sono cruciali per l'affidabilità, soprattutto considerando il livello di sensibilità all'umidità del dispositivo (MSL 3).

5.1 Conservazione e Manipolazione

• I componenti sono spediti in sacchetti resistenti all'umidità con essiccante.
• Il sacchetto deve essere aperto solo immediatamente prima dell'uso.
• L'ambiente consigliato dopo l'apertura è <30°C e <60% di Umidità Relativa.
• Se la scheda indicatrice di sensibilità all'umidità mostra umidità eccessiva, i componenti devono essere essiccati a 60°C ±5°C per 24 ore prima dell'uso.
• Il dispositivo è sensibile all'ESD (150V HBM). Utilizzare postazioni di lavoro e procedure di manipolazione adeguate per la sicurezza ESD.

5.2 Profilo di Rifusione (Reflow)

La scheda tecnica fornisce un profilo di temperatura dettagliato per la rifusione senza piombo:

• Preriscaldamento:150-200°C per 60-120 secondi (velocità di rampa ≤3°C/sec).
• Tempo Sopra il Liquido (217°C):60-150 secondi.
• Temperatura di Picco:Massimo 260°C, mantenuta per un massimo di 10 secondi.
• Raffreddamento:La velocità di raffreddamento non deve superare i 6°C/sec sopra i 255°C.

Note Critiche:

• La saldatura a rifusione non deve essere eseguita più didue volte.
• Evitare stress meccanici sul LED durante il riscaldamento e il raffreddamento.
• Non deformare il PCB dopo la saldatura.

5.3 Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale:

• Utilizzare un saldatore con temperatura della punta <350°C.
• Limitare il tempo di contatto a ≤3 secondi per terminale.
• Utilizzare un saldatore con potenza nominale ≤25W.
• Lasciare un intervallo minimo di 2 secondi tra la saldatura di ciascun terminale per prevenire il surriscaldamento.
• La saldatura manuale comporta un rischio maggiore di danni termici.

5.4 Rilavorazione e Riparazione

La riparazione dopo che il LED è stato saldato è fortemente sconsigliata. Se inevitabile:

• Deve essere utilizzato un saldatore a doppia testa per riscaldare entrambi i terminali simultaneamente, prevenendo stress sulle giunzioni saldate.
• La potenziale possibilità di danneggiare le caratteristiche del LED durante la rilavorazione deve essere valutata preventivamente.

6. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

6.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I componenti sono forniti su nastro portatore goffrato avvolto su bobine per il montaggio automatizzato pick-and-place.

• Quantità di Imballaggio:2000 pezzi per bobina.
• Vengono fornite le dimensioni dettagliate per le tasche del nastro portatore, il mozzo della bobina e la bobina complessiva per garantire la compatibilità con le apparecchiature di montaggio.

6.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta della bobina contiene informazioni chiave per la tracciabilità e la verifica:

• CPN:Numero di Prodotto del Cliente
• P/N:Numero di Prodotto del Produttore (es., 67-21/GHC-BV1/2T)
• QTY:Quantità di Imballaggio
• CAT:Classe di Intensità Luminosa (es., V1, V2)
• HUE:Classe di Lunghezza d'Onda Dominante (es., B15)
• REF:Classe di Tensione Diretta
• LOT No:Numero di Lotto di Produzione per la tracciabilità.

7. Considerazioni per la Progettazione dell'Applicazione

7.1 Progettazione del Circuito

La Limitazione della Corrente è Obbligatoria:La tensione diretta (V_F) ha un ampio intervallo (2.7V-4.3V). Una piccola variazione nella tensione di alimentazione può causare una variazione ampia e potenzialmente distruttiva della corrente se viene utilizzato solo un semplice resistore in serie. Per un funzionamento stabile e una lunga durata, è essenziale un driver a corrente costante o un resistore di limitazione della corrente calcolato con attenzione. Il valore del resistore (R) può essere approssimato usando la Legge di Ohm: R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Utilizzare sempre il valore massimo di V_Fdalla scheda tecnica per una progettazione del caso peggiore per garantire che la corrente non superi i 25mA.

7.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (110mW max), mantenere la temperatura di giunzione entro i limiti è importante per l'affidabilità a lungo termine e un'emissione luminosa stabile. Assicurare un'adeguata area di rame sul PCB o l'uso di via termiche, specialmente se si opera ad alte temperature ambiente o vicino alla corrente massima.

7.3 Progettazione Ottica per Guide Luminose

L'angolo di visione di 120 gradi e il riflettore interno integrato rendono questo LED un'eccellente sorgente per guide luminose. Per un'efficienza ottimale:

• Posizionare il LED il più vicino possibile alla superficie di ingresso della guida luminosa.
• Allineare il LED centralmente sotto la guida luminosa.
• Considerare l'uso di una superficie riflettente o di una cavità attorno al LED per catturare e reindirizzare la luce emessa lateralmente nella guida.

8. Confronto Tecnico e Differenziazione

La serie 67-21 si differenzia nel mercato dei LED indicatori SMD attraverso diversi attributi chiave:

• Ampio Angolo di Visione vs. LED Standard:Molti LED SMD standard hanno angoli di visione intorno ai 60-80 gradi. L'angolo di 120 gradi della serie 67-21 fornisce una visibilità molto più ampia, il che è un vantaggio distinto per indicatori su pannelli e applicazioni con guide luminose.
• Ottimizzato per Guide Luminose:La menzione specifica di un "riflettore interno" per un accoppiamento ottimizzato della luce è una caratteristica di progettazione mirata a una comune sfida applicativa, che la distingue dai LED generici.
• Conformità Completa:Il rispetto degli standard RoHS, REACH e senza alogeni rende questo dispositivo adatto a un'ampia gamma di mercati globali e progetti attenti all'ambiente.
• Binning Dettagliato:Il binning a due parametri (lunghezza d'onda e intensità) fornisce ai progettisti un alto livello di controllo sulla coerenza del colore e l'uniformità della luminosità nei loro prodotti.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D1: Perché è assolutamente necessario un resistore di limitazione della corrente?

R1: I LED sono dispositivi pilotati in corrente. La loro curva V-I è esponenziale. Senza un resistore, un piccolo aumento della tensione di alimentazione sopra la V_Fdel LED causa un aumento molto grande e incontrollato della corrente, superando rapidamente il valore massimo assoluto di 25mA e portando a fuga termica e guasto.

D2: Posso pilotare questo LED con un'alimentazione a 3.3V?

R2: Sì, ma è necessaria una progettazione attenta. Utilizzando la V_Ftipica di ~3.5V (tra min e max), un'alimentazione a 3.3V potrebbe non essere sufficiente per polarizzare direttamente correttamente il LED, specialmente per le unità con una V_Fall'estremità superiore dell'intervallo (4.3V). Si consiglia di utilizzare una tensione di alimentazione almeno 0.5-1.0V superiore alla V_Fmassima prevista per garantire una regolazione stabile della corrente da parte del resistore in serie.

D3: Cosa significa "MSL Livello 3" per il mio processo produttivo?

R3: Il Livello di Sensibilità all'Umidità 3 significa che il dispositivo incapsulato può essere esposto alle condizioni del pavimento di fabbrica (<30°C/60% UR) per un massimo di 168 ore (7 giorni) dopo l'apertura del sacchetto sigillato prima di richiedere l'essiccazione. Se non saldato entro questo periodo, l'umidità assorbita può vaporizzarsi durante la saldatura a rifusione, causando delaminazione interna o "popcorning", che distrugge il componente.

D4: Come seleziono il bin corretto (CAT e HUE) per la mia applicazione?

R4: Per applicazioni in cui più LED sono visibili insieme (es., una barra di stato), selezionare lo stesso bin HUE (lunghezza d'onda) per garantire un colore identico. Per applicazioni che richiedono livelli di luminosità specifici, selezionare l'appropriato bin CAT (intensità). Per applicazioni critiche, consultare il fornitore per specificare i bin esatti richiesti.

10. Principi Operativi e Trend Tecnologici

10.1 Principio Operativo di Base

Questo LED è un diodo a semiconduttore basato su materiale chip InGaN (Indio Gallio Nitruro). Quando viene applicata una tensione diretta che supera la sua soglia, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del semiconduttore, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega InGaN determina l'energia del bandgap, che a sua volta definisce la lunghezza d'onda di picco della luce emessa - in questo caso, nello spettro verde (~518-533 nm). L'incapsulamento in resina trasparente incolore protegge il chip e funge da lente, modellando l'emissione luminosa per ottenere l'ampio angolo di visione di 120 gradi.

10.2 Trend del Settore

Lo sviluppo di LED indicatori SMD come la serie 67-21 segue diversi trend chiave del settore:

• Miniaturizzazione e Standardizzazione:L'uso di package standard come il P-LCC-2 consente il montaggio automatizzato e riduce lo spazio sulla scheda.
• Efficienza Aumentata:I continui miglioramenti nell'epitassia dei semiconduttori e nel design del chip portano a una maggiore intensità luminosa (mcd) per la stessa corrente di ingresso, consentendo indicatori più luminosi o un consumo energetico inferiore.
• Affidabilità e Conformità Migliorate:C'è una forte spinta verso la saldatura senza piombo, materiali privi di alogeni e la conformità alle normative ambientali globali (RoHS, REACH), come evidenziato in questa scheda tecnica.
• Ottimizzazione Specifica per l'Applicazione:Piuttosto che essere componenti generici, i LED sono sempre più progettati con applicazioni specifiche in mente, come il riflettore interno in questo dispositivo per l'efficienza delle guide luminose.

Disclaimer e Restrizioni di Applicazione:Questo prodotto è destinato ad applicazioni generali di segnalazione e retroilluminazione. Non è progettato o qualificato per applicazioni ad alta affidabilità in cui un guasto potrebbe portare a lesioni personali o danni significativi alla proprietà, come sistemi militari/aerospaziali, sistemi di sicurezza automobilistici (es., luci freno, indicatori airbag) o apparecchiature mediche critiche per la vita. Per tali applicazioni, devono essere selezionati componenti con le opportune qualifiche e dati di affidabilità. Le specifiche e le curve tipiche fornite sono a scopo di riferimento; le prestazioni sono garantite solo entro i valori massimi assoluti e le condizioni operative dichiarati.