Scheda Tecnica LED Rosso SMD5050N - Dimensioni 5.0x5.0x1.6mm - Tensione 2.2V - Potenza 0.234W - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

La serie SMD5050N è un LED a montaggio superficiale ad alta luminosità, progettato per applicazioni che richiedono un'emissione di luce rossa affidabile ed efficiente. Questo documento fornisce una panoramica tecnica completa del modello T5A003RA, dettagliandone le specifiche, le caratteristiche prestazionali e le corrette procedure di manipolazione per garantire prestazioni ottimali e longevità nelle applicazioni finali.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti (Ts=25°C)

I seguenti parametri definiscono i limiti operativi del LED. Superare questi valori può causare danni permanenti.

• Corrente Diretta (IF):90 mA (Continua)
• Corrente Diretta Impulsiva (IFP):120 mA (Larghezza impulso ≤10ms, Ciclo di lavoro ≤1/10)
• Dissipazione di Potenza (PD):234 mW
• Temperatura di Esercizio (Topr):-40°C a +80°C
• Temperatura di Magazzinaggio (Tstg):-40°C a +80°C
• Temperatura di Giunzione (Tj):125°C
• Temperatura di Saldatura (Tsld):Saldatura a rifusione a 200°C o 230°C per un massimo di 10 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche (Ts=25°C)

Questi sono i parametri prestazionali tipici misurati in condizioni di test standard.

• Tensione Diretta (VF):2.2 V (Tipica), 2.6 V (Massima) a IF=60mA
• Tensione Inversa (VR):5 V
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):625 nm
• Corrente Inversa (IR):10 μA (Massima)
• Angolo di Visione (2θ1/2):120°

3. Spiegazione del Sistema di Binning

3.1 Binning del Flusso Luminoso (a 60mA)

I LED vengono suddivisi in bin in base alla loro emissione di flusso luminoso per garantire uniformità nella luminosità dell'applicazione. I bin disponibili per la luce rossa sono:

• Codice A5:Min 2.0 lm, Tipo 2.5 lm
• Codice A6:Min 2.5 lm, Tipo 3.0 lm
• Codice A7:Min 3.0 lm, Tipo 3.5 lm
• Codice A8:Min 3.5 lm, Tipo 4.0 lm
• Codice A9:Min 4.0 lm, Tipo 4.5 lm
• Codice B1:Min 4.5 lm, Tipo 5.0 lm
• Codice B2:Min 5.0 lm, Tipo 5.5 lm

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Per controllare la tonalità precisa del rosso, i LED vengono suddivisi in bin in base alla loro lunghezza d'onda dominante.

• Codice R1:620 nm a 625 nm
• Codice R2:625 nm a 630 nm

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include diversi grafici prestazionali chiave essenziali per la progettazione del circuito e la gestione termica. Sebbene i punti dati specifici delle curve non siano forniti nel testo, i seguenti grafici sono standard per l'analisi:

• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta (Curva IV):Questo grafico mostra la relazione tra la tensione ai capi del LED e la corrente che lo attraversa. È fondamentale per selezionare la resistenza di limitazione della corrente appropriata o progettare driver a corrente costante.
• Corrente Diretta vs. Flusso Luminoso Relativo:Questa curva illustra come l'emissione luminosa cambia con l'aumentare della corrente di pilotaggio. Aiuta a determinare il punto operativo ottimale per bilanciare luminosità ed efficienza.
• Temperatura di Giunzione vs. Potenza Spettrale Relativa:Questo grafico dimostra come l'emissione spettrale del LED e l'intensità luminosa complessiva possano variare con i cambiamenti della temperatura di giunzione, evidenziando l'importanza della gestione termica.
• Distribuzione della Potenza Spettrale:Questa curva mostra l'intensità della luce emessa a ciascuna lunghezza d'onda, definendo le caratteristiche cromatiche del LED.

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

5.1 Dimensioni del Package

Il LED SMD5050N ha dimensioni standard di 5.0mm x 5.0mm. L'altezza esatta e le tolleranze dimensionali sono specificate nel disegno meccanico (.X: ±0.10mm, .XX: ±0.05mm).

5.2 Progetto Consigliato del Pad e dello Stencil

Per una saldatura affidabile, è consigliato un layout specifico dei pad e un progetto delle aperture dello stencil. I diagrammi forniti assicurano la corretta formazione del giunto di saldatura, l'allineamento del componente e lo smaltimento termico durante il processo di rifusione. Rispettare queste impronte è fondamentale per la resa produttiva e l'affidabilità a lungo termine.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Sensibilità all'Umidità e Pre-essiccazione

Il package SMD5050N è sensibile all'umidità (classificato MSL secondo IPC/JEDEC J-STD-020C).

• Magazzinaggio:Conservare le buste non aperte al di sotto di 30°C e 85% UR. Dopo l'apertura, conservare al di sotto di 30°C e 60% UR, preferibilmente in un armadio a secco o in un contenitore sigillato con essiccante.
• Tempo di Utilizzo a Punto:Utilizzare entro 12 ore dall'apertura della busta barriera all'umidità.
• Pre-essiccazione:Se i componenti sono stati esposti alle condizioni ambientali oltre il tempo di utilizzo a punto o se l'indicatore di essiccante mostra umidità elevata, è necessaria la pre-essiccazione. Pre-essiccare a 60°C per 24 ore. Non superare i 60°C. La rifusione deve avvenire entro 1 ora dalla pre-essiccazione o le parti devono essere riposte in magazzinaggio a secco.

6.2 Protezione ESD (Scarica Elettrostatica)

I LED sono dispositivi a semiconduttore suscettibili ai danni da scarica elettrostatica.

• Fonti:L'ESD può essere generata da attrito, induzione o conduzione.
• Danni:L'ESD può causare guasto immediato (LED morto) o danni latenti che portano a ridotta luminosità, variazione cromatica (nei LED bianchi) e ridotta durata di vita.
• Precauzioni:Implementare un programma completo di controllo ESD: utilizzare postazioni di lavoro antistatiche messe a terra, tappetini, braccialetti e ionizzatori. Il personale deve indossare indumenti antistatici. Utilizzare materiali di confezionamento conduttivi o dissipativi.

7. Considerazioni per la Progettazione dell'Applicazione

7.1 Progettazione del Circuito

Un pilotaggio corretto è essenziale per le prestazioni e l'affidabilità del LED.

• Metodo di Pilotaggio:È fortemente consigliata una sorgente di corrente costante per un'emissione luminosa stabile e una lunga durata. Se si utilizza una sorgente di tensione con una resistenza in serie, assicurarsi che il valore della resistenza sia calcolato in base alla massima tensione diretta del LED e alla corrente desiderata.
• Configurazione del Circuito:È consigliabile includere una resistenza di limitazione della corrente in ogni stringa in serie di LED per una migliore stabilità e protezione individuale della stringa, al contrario di una singola resistenza per un array in parallelo.
• Polarità:Verificare sempre e rispettare la polarità anodo/catodo quando si collega il LED alla sorgente di alimentazione per prevenire danni da polarizzazione inversa.

7.2 Precauzioni di Manipolazione

Evitare di manipolare direttamente la lente del LED con le mani nude o pinzette metalliche.

• Contatto Manuale:Oli e sali della pelle possono contaminare la lente in silicone, causando degrado ottico e ridotta emissione luminosa. La pressione fisica può danneggiare i bond dei fili o il chip stesso.
• Contatto con Utensili:Le pinzette metalliche possono graffiare la lente o esercitare una pressione eccessiva in un punto. Utilizzare, quando possibile, strumenti di prelievo a vuoto o pinzette dedicate in plastica che non graffino.

8. Regola di Numerazione del Modello

La convenzione di denominazione del prodotto segue un codice strutturato:T□□ □□ □ □ □ – □□□ □□. Gli elementi chiave decodificati dal documento sono:

• Codice Colore:R (Rosso), Y (Giallo), B (Blu), G (Verde), U (Viola), A (Arancione), I (IR), L (Bianco Caldo <3700K), C (Bianco Neutro 3700-5000K), W (Bianco Freddo >5000K), F (Colore Completo).
• Numero di Chip:S (1 chip a bassa potenza), P (1 chip ad alta potenza), 2 (2 chip), 3 (3 chip), ecc.
• Codice Ottica:00 (Senza lente), 01 (Con lente).
• Codice Package:5A (5050N), 32 (3528), 3B (3014), 3C (3030), 19 (Ceramico 3535), 15 (Ceramico 5050), 12 (Ceramico 9292).
• Codice Flusso Luminoso e Codice Temperatura di Colore:Definiti da specifici bin alfanumerici (es. A5, R1).

9. Scenari Applicativi Tipici

Il LED rosso SMD5050N è adatto per un'ampia gamma di applicazioni che richiedono indicazione, segnaletica o illuminazione rossa vivace, tra cui:

• Retroilluminazione per indicatori e display.
• Illuminazione architettonica e decorativa.
• Illuminazione interna automobilistica (non critica).
• Indicatori di stato per elettronica di consumo.
• Segnaletica per retail e pubblicità.

10. Affidabilità e Garanzia di Qualità

Sebbene dati specifici di MTBF o durata di vita L70/B50 non siano forniti nell'estratto, i valori massimi assoluti definiti (temperatura di giunzione, corrente) e le procedure di manipolazione (MSL, ESD) costituiscono la base per un funzionamento affidabile. Il rispetto delle condizioni operative specificate e delle linee guida di assemblaggio è fondamentale per raggiungere la durata di vita attesa del prodotto. Una corretta gestione termica per mantenere la temperatura di giunzione ben al di sotto del massimo di 125°C è particolarmente critica per il mantenimento del flusso luminoso a lungo termine.

11. Confronto e Differenziazione Tecnica

Il formato SMD5050N offre un equilibrio tra emissione luminosa e dimensioni del package. Rispetto a package più piccoli come 3528 o 3014, il 5050 tipicamente ospita più chip o un singolo chip più grande, consentendo un flusso luminoso più elevato. L'angolo di visione di 120 gradi fornisce un pattern di illuminazione ampio e uniforme, adatto a molte applicazioni di illuminazione generale e segnaletica. L'inclusione di linee guida dettagliate sulla sensibilità all'umidità e sulla manipolazione ESD indica un prodotto progettato per i moderni processi di assemblaggio automatizzato, dove l'affidabilità è chiave.

12. Domande Frequenti (FAQ)

12.1 Qual è la corrente operativa consigliata?

I parametri tecnici sono testati a 60mA, che è un punto operativo comune. La corrente continua massima assoluta è 90mA. Per un equilibrio ottimale tra luminosità, efficienza e durata, operare tra 60mA e 80mA è tipico, ma fare sempre riferimento alla curva flusso luminoso vs. corrente e assicurare un adeguato dissipatore termico.

12.2 Perché è necessaria la pre-essiccazione prima della saldatura?

Il package plastico può assorbire umidità dall'aria. Durante il processo di saldatura a rifusione ad alta temperatura, questa umidità intrappolata può espandersi rapidamente, causando delaminazione interna o crepe (\"popcorning\"), che porta a guasti immediati o latenti. La pre-essiccazione rimuove questa umidità assorbita.

12.3 Posso pilotare questo LED direttamente con un'alimentazione da 3.3V o 5V?

Non senza un meccanismo di limitazione della corrente. La tensione diretta tipica è 2.2V. Collegarlo direttamente a una sorgente da 3.3V causerebbe un flusso di corrente eccessivo, potenzialmente superando il valore massimo e distruggendo il LED. È necessario utilizzare un driver a corrente costante o una resistenza in serie per limitare la corrente al valore desiderato.

13. Caso di Studio di Progettazione

Scenario:Progettazione di un'unità di retroilluminazione per un piccolo display informativo che richiede un'illuminazione rossa uniforme su un'area di 100mm x 50mm.

Implementazione:È pianificato un array di LED SMD5050N (es. bin B1 per luminosità uniforme) su un PCB a nucleo metallico (MCPCB) per la gestione termica. Viene selezionato un driver a corrente costante per fornire 70mA per ogni stringa di LED. I LED sono disposti in diverse stringhe in parallelo, ciascuna con la propria resistenza in serie come da progetto del circuito consigliato. Il layout del PCB segue l'impronta del pad consigliata. Prima dell'assemblaggio, i LED, conservati secondo le linee guida MSL, vengono pre-essiccati perché l'umidità dell'ambiente di fabbrica superava il 60% UR. Durante l'assemblaggio, gli operatori utilizzano braccialetti ESD e penne a vuoto per il posizionamento. L'ispezione post-rifusione conferma la corretta formazione dei giunti di saldatura e l'assenza di danni visibili.

14. Principio Operativo

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 dalla regione di tipo n si ricombinano con le lacune dalla regione di tipo p. Questo processo di ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La lunghezza d'onda specifica (colore) della luce emessa è determinata dal bandgap energetico dei materiali semiconduttori utilizzati nel chip LED. Per questo LED rosso, materiali come Arseniuro di Gallio Alluminio (AlGaAs) o composti simili sono tipicamente utilizzati per produrre luce nella gamma 620-630nm.

15. Tendenze Tecnologiche

La tendenza generale nella tecnologia LED continua verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), un miglioramento della resa cromatica e una maggiore affidabilità a densità di potenza più elevate. Per tipi di package come il 5050, i progressi includono l'uso di materiali di package più robusti e termicamente conduttivi, sistemi di fosfori avanzati per LED bianchi e progetti che minimizzano le perdite ottiche. Inoltre, l'integrazione con driver intelligenti per la regolazione dell'intensità e il controllo del colore sta diventando più comune. L'enfasi sulle procedure dettagliate di manipolazione (MSL, ESD) nelle schede tecniche riflette l'attenzione del settore verso il raggiungimento di alte rese e affidabilità in ambienti di produzione automatizzati e ad alto volume.