Scheda Tecnica LED Top View Serie 67-21 - Package 3.2x2.8x1.9mm - Tensione Diretta 1.75-2.35V - Giallo Brillante - Potenza 100mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto La serie 67-21 rappresenta una famiglia di LED Top View a montaggio superficiale progettati per applicazioni di segnalazione e retroilluminazione. Questa variante specifica, identificata dal suffisso del part number che indica l'emissione giallo brillante, è progettata per offrire prestazioni affidabili in un compatto package P-LCC-2, standard del settore. Il dispositivo presenta un corpo bianco con finestra trasparente incolore, che contribuisce al suo ampio angolo di visione e lo rende particolarmente adatto all'uso con light pipe per guidare l'illuminazione verso aree specifiche su un pannello o display.

Il vantaggio principale di questo LED risiede nel suo design ottico ottimizzato. Un riflettore interno all'interno del package migliora l'efficienza di accoppiamento della luce, garantendo un'emissione luminosa brillante e uniforme. Inoltre, il suo basso requisito di corrente diretta lo rende una scelta ideale per apparecchiature portatili alimentate a batteria o sensibili al consumo energetico, dove minimizzare il consumo è fondamentale. Il dispositivo è pienamente conforme ai requisiti di produzione senza piombo (Pb-free) e aderisce alle direttive RoHS, rendendolo adatto ai mercati globali con normative ambientali severe.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non sono destinati al funzionamento normale.

Tensione Inversa (V

):

• 5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione._RCorrente Diretta Continua (I):
• 50 mA. La massima corrente continua che può essere applicata in modo continuativo._FCorrente Diretta di Picco (I):
• 120 mA. Questa è la massima corrente impulsiva ammissibile, specificata con un ciclo di lavoro di 1/10 a 1 kHz. È cruciale per applicazioni che coinvolgono brevi lampi ad alta intensità._FPDissipazione di Potenza (P):
• 100 mW. Questa è la massima potenza che il package può dissipare come calore, calcolata come Tensione Diretta (V_d) moltiplicata per la Corrente Diretta (I)._FScarica Elettrostatica (ESD) Modello Corpo Umano (HBM):_F2000 V. Questo valore indica la sensibilità del LED all'elettricità statica. Sono necessarie procedure di manipolazione ESD appropriate durante l'assemblaggio.
• Temperatura di Esercizio (Topr
• ):_{-40°C a +85°C. L'intervallo di temperatura ambiente entro il quale è garantito che il dispositivo soddisfi le sue specifiche elettro-ottiche.}Temperatura di Conservazione (Tstg
• ):_{-40°C a +90°C.}Temperatura di Saldatura:Il dispositivo può resistere alla saldatura a 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.
• 2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche Questi parametri sono misurati in condizioni di prova standard di 25°C di temperatura ambiente e una corrente diretta (I) di 20 mA, che è il punto di funzionamento tipico.

Intensità Luminosa (I

):_FVaria da un minimo di 140 mcd a un massimo di 360 mcd. Il valore tipico rientra in questo intervallo e la luminosità specifica è determinata dal processo di binning.

• Angolo di Visione (2θ_V1/2):
• 120 gradi (tipico). Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore massimo (sull'asse). L'ampio angolo è una caratteristica chiave per applicazioni che richiedono visibilità da posizioni fuori asse._{Lunghezza d'Onda di Picco (λ}):591 nm (tipico). La lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale è al massimo.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_p):588.5 nm a 594.5 nm. Questa è la percezione monocromatica del colore del LED da parte dell'occhio umano ed è il parametro principale per il binning del colore.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):_d15 nm (tipico). La larghezza dello spettro emesso a metà della sua potenza massima (Larghezza a Metà Altezza - FWHM).Tensione Diretta (V
• ):1.75 V a 2.35 V a I
• =20mA. La caduta di tensione ai capi del LED quando è in conduzione. Questo intervallo è importante per progettare il circuito di limitazione della corrente._FCorrente Inversa (I):_FMassimo 10 μA a V
• =5V. Una corrente di dispersione molto bassa quando il LED è polarizzato inversamente._R3. Spiegazione del Sistema di Binning Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri chiave. La serie 67-21 utilizza un sistema di binning tridimensionale.3.1 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante (HUE) Questo determina la tonalità precisa del giallo. I bin sono etichettati con il gruppo "B" e i codici D4 e D5._RBin D4:

Lunghezza d'Onda Dominante da 588.5 nm a 591.5 nm.

Bin D5:

Lunghezza d'Onda Dominante da 591.5 nm a 594.5 nm.

Una tolleranza di ±1nm è applicata a questi limiti di bin.

• 3.2 Binning dell'Intensità Luminosa (CAT) Questo determina il livello di luminosità. I bin sono definiti dai codici R2, S1, S2 e T1.Bin R2:
• 140 mcd a 180 mcd.Bin S1:

180 mcd a 225 mcd.

Bin S2:

225 mcd a 285 mcd.

• Bin T1:285 mcd a 360 mcd.
• Una tolleranza di ±11% è applicata all'intensità luminosa.3.3 Binning della Tensione Diretta (REF) Questo raggruppa LED con caratteristiche elettriche simili, il che può semplificare la progettazione dell'alimentazione. I bin sono etichettati con il gruppo "B" e i codici 0, 1 e 2.
• Bin 0:da 1.75 V a 1.95 V.
• Bin 1:da 1.95 V a 2.15 V.

Bin 2:

da 2.15 V a 2.35 V.

Una tolleranza di ±0.1V è applicata alla tensione diretta.

• 4. Analisi delle Curve di Prestazione La scheda tecnica fornisce diverse curve caratteristiche essenziali per comprendere il comportamento del LED in diverse condizioni. V_F4.1 Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente Questa curva mostra che l'emissione luminosa del LED diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. Alla massima temperatura di esercizio di +85°C, l'intensità luminosa relativa è significativamente inferiore rispetto a 25°C. Questo derating termico deve essere considerato nei progetti dove sono previste alte temperature ambiente, come nelle applicazioni automotive o vicino a componenti che generano calore.
• 4.2 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V) La curva I-V è non lineare, tipica di un diodo. Mostra la relazione tra la corrente che scorre attraverso il LED e la tensione ai suoi capi. La curva è essenziale per selezionare un resistore di limitazione appropriato o progettare un driver a corrente costante. Il "ginocchio" della curva, dove inizia la conduzione, è intorno a 1.6V-1.8V per questo dispositivo. V_F4.3 Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta Questa curva dimostra che l'emissione luminosa aumenta con la corrente diretta, ma non in modo perfettamente lineare, specialmente a correnti più elevate. Evidenzia anche l'importanza di operare entro i Valori Massimi Assoluti; pilotare il LED oltre la sua corrente specificata non produrrà aumenti proporzionali di luminosità e genererà calore eccessivo, riducendo la durata.
• 4.4 Distribuzione Spettrale Il grafico spettrale mostra un singolo picco dominante centrato intorno a 591 nm, confermando il colore giallo brillante. La banda stretta indica una buona purezza del colore. C'è un'emissione minima nelle regioni del rosso profondo o del verde, cosa desiderabile per un indicatore giallo puro. V_F4.5 Diagramma di Radiazione Il diagramma polare conferma visivamente l'ampio angolo di visione di 120°. La distribuzione dell'intensità è approssimativamente lambertiana (tipo coseno), il che significa che è più luminosa quando vista frontalmente e diminuisce gradualmente verso i bordi del cono di visione.

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

5.1 Dimensioni del Package Il LED è alloggiato in un package P-LCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Le dimensioni chiave includono una dimensione del corpo di circa 3.2mm x 2.8mm, con un'altezza di 1.9mm. Il package presenta due terminali a gabbiano per il montaggio superficiale. Il catodo è tipicamente identificato da una tacca o una marcatura verde sul package. Disegni dimensionali dettagliati con tolleranze di ±0.1mm sono forniti nella scheda tecnica per la progettazione dell'impronta PCB.

5.2 Identificazione della Polarità La polarità corretta è fondamentale per il funzionamento. Il package incorpora marcatori visivi. Il terminale del catodo (-) è spesso indicato da un punto verde o una piccola tacca sul corpo del package. I progettisti devono confrontare il disegno del package con l'impronta PCB consigliata per garantire che le piazzole dell'anodo e del catodo siano correttamente orientate.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Parametri per Saldatura a Rifusione Il dispositivo è compatibile con processi di rifusione a fase di vapore e a infrarossi. Il profilo consigliato ha una temperatura di picco di 260°C, che non dovrebbe essere superata per più di 10 secondi. Questo è un profilo standard per paste saldanti senza piombo (SnAgCu). Le velocità di preriscaldamento e raffreddamento dovrebbero essere controllate per minimizzare lo stress termico sul package.

6.2 Saldatura Manuale Se è necessaria la saldatura manuale, la temperatura della punta del saldatore non deve superare i 350°C e il tempo di contatto con ciascun terminale deve essere limitato a un massimo di 3 secondi. Può essere utilizzato un dissipatore di calore sul terminale tra il giunto e il corpo del package per proteggere il chip LED dal calore eccessivo.

6.3 Condizioni di Conservazione I LED sono confezionati in sacchetti barriera resistenti all'umidità con essiccante per prevenire l'assorbimento di umidità, che può causare "popcorning" (crepe del package) durante la rifusione. Una volta aperto il sacchetto sigillato, i componenti dovrebbero essere utilizzati entro un periodo di tempo specificato (tipicamente 168 ore in condizioni di fabbrica) o ricotti secondo la specifica del livello di sensibilità all'umidità (MSL), che dovrebbe essere ottenuta dal produttore.

7. Informazioni su Confezionamento e Ordinazione

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina I componenti sono forniti su nastro portante goffrato largo 8mm. Ogni bobina contiene 2000 pezzi. Sono fornite dimensioni dettagliate per le tasche del nastro portante e per la bobina per garantire la compatibilità con le attrezzature automatiche pick-and-place.

7.2 Spiegazione Etichetta e Numerazione del Part Number L'etichetta della bobina contiene informazioni critiche per la tracciabilità e il corretto assemblaggio:

CAT:

Il codice del bin dell'Intensità Luminosa (es. S1, T1).

HUE:

Il codice del bin della Lunghezza d'Onda Dominante (es. D4, D5).

REF:

Il codice del bin della Tensione Diretta (es. 0, 1, 2).

Part Number (PN), Customer Part Number (CPN), Quantità (QTY) e Numero di Lotto per la tracciabilità.

Il part number completo (es. 67-21/Y2C-BR2T1B/2T) codifica la serie, il colore, il bin di luminosità e altri attributi specifici del sistema del produttore.

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Elettronica Automotive:

Retroilluminazione per strumenti del cruscotto, interruttori e pannelli di controllo. L'ampio angolo di visione e l'affidabilità in un ampio intervallo di temperature lo rendono adatto a questo ambiente impegnativo.

Apparecchiature di Telecomunicazione:

Indicatori di stato e retroilluminazione tastiera in telefoni, fax e hardware di rete.

Elettronica di Consumo:

Indicatori di alimentazione, illuminazione pulsanti e luci di stato in dispositivi portatili, elettrodomestici e apparecchi audio/video.

Indicatori Generali per Pannelli:

Qualsiasi applicazione che richieda un indicatore di stato luminoso, affidabile e compatto.

8.2 Considerazioni di Progettazione

Limitazione della Corrente:

• Utilizzare sempre un resistore in serie o un driver a corrente costante per impostare la corrente diretta. Calcolare il valore del resistore usando R = (Valimentazione
• - V) / I
• . Utilizzare la Vmassima dalla scheda tecnica per garantire che la corrente non superi il limite anche con variazioni da pezzo a pezzo.
• Gestione Termica:

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, assicurare un'adeguata area di rame sul PCB o via termiche sotto il pad termico (se presente) per dissipare il calore, specialmente in applicazioni ad alta temperatura ambiente o quando si pilota a correnti più elevate.

Accoppiamento con Light Pipe:

Per applicazioni con light pipe, posizionare il LED il più vicino possibile all'ingresso della light pipe. L'ampio angolo di visione aiuta a catturare più luce, ma un allineamento preciso è comunque fondamentale per massimizzare l'efficienza e ottenere un'illuminazione uniforme all'uscita.

• Protezione ESD:Implementare protezione ESD sulle linee di ingresso se il LED è direttamente accessibile agli utenti (es. su un pannello frontale). Durante la manipolazione e l'assemblaggio, seguire le precauzioni ESD standard.
• 9. Confronto Tecnico e Differenziazione La serie 67-21 si differenzia nel mercato dei LED indicatori SMD attraverso diverse caratteristiche chiave. Rispetto a package più vecchi e piccoli (come 0402 o 0603), offre un'emissione luminosa significativamente più alta e un angolo di visione molto più ampio grazie al suo chip più grande e al riflettore interno ottimizzato. Rispetto ad altri package P-LCC-2, la sua specifica combinazione di colore giallo brillante (basato su materiale AlGaInP per alta efficienza), struttura di binning ben definita per la coerenza e specifiche robuste per la saldatura a rifusione lo rendono una scelta affidabile per la produzione di volume. Il suo basso requisito di tensione diretta è anche un vantaggio distinto nei progetti alimentati a batteria, poiché riduce il margine di tensione necessario dalla fonte di alimentazione, potenzialmente estendendo la durata della batteria.10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)
• 10.1 Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco e Lunghezza d'Onda Dominante? Lunghezza d'Onda di Picco (λ) è la lunghezza d'onda fisica alla quale il LED emette la massima potenza ottica. Lunghezza d'Onda Dominante (λ
• ) è un valore calcolato che rappresenta la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che apparirebbe dello stesso colore all'occhio umano. La lunghezza d'onda dominante è più rilevante per la percezione del colore ed è utilizzata per il binning.10.2 Posso pilotare questo LED con un'alimentazione da 3.3V senza resistenza? No, non è raccomandato e probabilmente distruggerebbe il LED. Un LED è un dispositivo pilotato in corrente. Senza un meccanismo di limitazione della corrente (un resistore o un driver attivo), collegarlo direttamente a una sorgente di tensione come 3.3V causerà un flusso di corrente eccessivo, superando di gran lunga il valore massimo di 50mA, portando a un surriscaldamento immediato e al guasto.

10.3 Perché l'intensità luminosa diminuisce ad alta temperatura? Questa è una caratteristica fondamentale delle sorgenti luminose a semiconduttore. All'aumentare della temperatura, i processi di ricombinazione non radiativa all'interno del materiale semiconduttore diventano più dominanti, riducendo l'efficienza quantistica interna (il numero di fotoni generati per elettrone). Ciò si traduce in una minore emissione luminosa per la stessa corrente di pilotaggio.

• 10.4 Come seleziono il bin giusto per la mia applicazione? La selezione dipende dai tuoi requisiti:Per coerenza di colore_{tra più LED in un prodotto, specifica un bin HUE stretto (es. solo D4).}Per coerenza di luminosità_F, specifica un bin CAT stretto (es. solo T1 per la massima luminosità)._FPer semplificare la progettazione dell'alimentazione_Fin sistemi a tensione costante, specificare un bin REF stretto (es. solo Bin 1) garantisce un assorbimento di corrente più prevedibile.
• Consultare il fornitore del componente per la disponibilità e le implicazioni di costo di combinazioni di bin specifiche.11. Caso di Studio Pratico di Progettazione
• Scenario:Progettazione di un indicatore di stato per un dispositivo medico portatile. L'indicatore deve essere chiaramente visibile in varie condizioni di illuminazione, consumare energia minima per massimizzare la durata della batteria e resistere a pulizie occasionali con disinfettanti.
• Implementazione:Viene selezionato il LED 67-21 giallo brillante. Viene progettata una light pipe per convogliare la luce dal LED, montato sul PCB principale, a una piccola finestra sul pannello frontale sigillato del dispositivo. Questo protegge il LED dal contatto fisico e dai liquidi. Il circuito di pilotaggio utilizza un pin GPIO di un microcontrollore, un resistore di limitazione da 100Ω collegato a un rail da 3.3V, ottenendo una corrente diretta di circa (3.3V - 2.0V)/100Ω = 13mA, ben all'interno dell'area di funzionamento sicuro. Ciò fornisce una luminosità sufficiente minimizzando il consumo energetico. L'ampio angolo di visione del LED garantisce che la light pipe sia riempita in modo efficiente, dando una luminosità uniforme sul pannello.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento Questo LED è basato su un chip semiconduttore in Fosfuro di Alluminio Gallio Indio (AlGaInP). Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia di accensione del diodo, gli elettroni vengono iniettati dalla regione di tipo n e le lacune dalla regione di tipo p nella regione attiva. Questi portatori di carica si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega AlGaInP determina l'energia della banda proibita del semiconduttore, che determina direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa. Per il giallo brillante, la banda proibita corrisponde a fotoni con energia di circa 2.1 eV (lunghezza d'onda ~590 nm). La luce generata viene quindi estratta dalla parte superiore del chip, modellata e diretta dal riflettore interno e dalla lente epossidica trasparente del package P-LCC-2.

13. Tendenze e Sviluppi Tecnologici La tendenza generale nei LED indicatori SMD come la serie 67-21 è verso una maggiore efficienza (più luce emessa per milliampere di corrente), che consente indicatori più luminosi o un consumo energetico inferiore. C'è anche una spinta verso una migliore coerenza del colore e un binning più stretto da wafer a wafer. La tecnologia di packaging continua a evolversi, con potenziali sviluppi futuri che includono profili ancora più sottili per applicazioni con vincoli di spazio e materiali con maggiore conducibilità termica per gestire meglio il calore a correnti di pilotaggio più elevate. Inoltre, l'integrazione con il controllo a bordo, come avere un piccolo IC per la regolazione PWM o la sequenza di colori all'interno dello stesso package, è una tendenza in crescita nel più ampio mercato dei LED, sebbene possa essere più rilevante per LED multicolore o indirizzabili che per indicatori monocromatici standard.

. Frequently Asked Questions (Based on Technical Parameters)

.1 What is the difference between Peak Wavelength and Dominant Wavelength?

Peak Wavelength (λ_p) is the physical wavelength where the LED emits the most optical power. Dominant Wavelength (λ_d) is a calculated value that represents the single wavelength of monochromatic light that would appear to have the same color to the human eye. Dominant wavelength is more relevant for color perception and is used for binning.

.2 Can I drive this LED with a 3.3V supply without a resistor?

No, this is not recommended and is likely to destroy the LED.An LED is a current-driven device. Without a current-limiting mechanism (a resistor or active driver), connecting it directly to a voltage source like 3.3V will cause excessive current to flow, far exceeding the 50mA maximum rating, leading to immediate overheating and failure.

.3 Why does the luminous intensity decrease at high temperature?

This is a fundamental characteristic of semiconductor light sources. As temperature increases, non-radiative recombination processes within the semiconductor material become more dominant, reducing the internal quantum efficiency (the number of photons generated per electron). This results in lower light output for the same drive current.

.4 How do I select the right bin for my application?

Selection depends on your requirements:

• For color consistencyacross multiple LEDs in a product, specify a tight HUE bin (e.g., only D4).
• For brightness consistency, specify a tight CAT bin (e.g., only T1 for highest brightness).
• For simplified power supply designin constant-voltage systems, specifying a tight REF bin (e.g., only Bin 1) ensures more predictable current draw.

Consult with the component supplier for availability and cost implications of specific bin combinations.

. Practical Design Case Study

Scenario:Designing a status indicator for a portable medical device. The indicator must be clearly visible in various lighting conditions, consume minimal power to maximize battery life, and withstand occasional cleaning with disinfectants.

Implementation:The 67-21 brilliant yellow LED is selected. A light pipe is designed to channel light from the LED, mounted on the main PCB, to a small window on the device's sealed front panel. This protects the LED from physical contact and liquids. The drive circuit uses a GPIO pin from a microcontroller, a 100Ω current-limiting resistor connected to a 3.3V rail, resulting in a forward current of approximately (3.3V - 2.0V)/100Ω = 13mA, well within the safe operating area. This provides ample brightness while minimizing power consumption. The wide viewing angle of the LED ensures the light pipe is efficiently filled, giving a uniform glow at the panel.

. Operating Principle Introduction

This LED is based on an Aluminum Gallium Indium Phosphide (AlGaInP) semiconductor chip. When a forward voltage exceeding the diode's turn-on threshold is applied, electrons are injected from the n-type region and holes from the p-type region into the active region. These charge carriers recombine, releasing energy in the form of photons (light). The specific composition of the AlGaInP alloy determines the bandgap energy of the semiconductor, which directly dictates the wavelength (color) of the emitted light. For brilliant yellow, the bandgap corresponds to photons with energy around 2.1 eV (wavelength ~590 nm). The generated light is then extracted through the top of the chip, shaped and directed by the internal reflector and the clear epoxy lens of the P-LCC-2 package.

. Technology Trends and Developments

The general trend in SMD indicator LEDs like the 67-21 series is towards higher efficiency (more light output per milliampere of current), which allows for either brighter indicators or lower power consumption. There is also a drive for improved color consistency and tighter binning from wafer to wafer. Packaging technology continues to evolve, with potential future developments including even thinner profiles for space-constrained applications and materials with higher thermal conductivity to better manage heat at higher drive currents. Furthermore, integration with onboard control, such as having a tiny IC for PWM dimming or color sequencing within the same package, is a growing trend in the broader LED market, though it may be more relevant for multi-color or addressable LEDs than for standard single-color indicators.