LED a Vista dall'Alto Serie 45-21 Giallo Brillante - 3.0x2.0x1.1mm - 2.25V Tip - 40mW - Scheda Tecnica in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un componente LED a montaggio superficiale (SMD) a vista dall'alto. Il dispositivo è caratterizzato da un'emissione giallo brillante, ottenuta tramite un chip in materiale AlGaInP incapsulato in resina trasparente. I principali vantaggi progettuali includono un ampio angolo di visione e un accoppiamento luminoso ottimizzato grazie a un riflettore interno, rendendolo particolarmente adatto per applicazioni con guide luminose. La sua bassa richiesta di corrente lo posiziona anche come scelta ideale per applicazioni sensibili al consumo energetico, come le apparecchiature portatili.

Il prodotto è progettato pensando all'affidabilità e alla conformità. Presenta un package SMT bianco con un telaio di connessione a 2 pin individuale. È conforme agli standard RoHS, EU REACH e senza alogeni (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Inoltre, è qualificato secondo lo standard AEC-Q101, rendendolo adatto per ambienti impegnativi come l'illuminazione interna automobilistica (es. retroilluminazione del cruscotto).

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo non deve essere operato oltre questi limiti per prevenire danni permanenti.

• Tensione Inversa (V_R):5 V
• Corrente Diretta (I_F):50 mA (Continua)
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):100 mA (Duty 1/10 @1kHz)
• Dissipazione di Potenza (P_d):120 mW
• Scarica Elettrostatica (ESD) HBM:2000 V
• Temperatura di Esercizio (T_opr):-40°C a +85°C
• Temperatura di Magazzinaggio (T_stg):-40°C a +90°C
• Temperatura di Saldatura (T_sol):Reflow: 260°C per 10 sec; Manuale: 350°C per 3 sec.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche (T_a=25°C)

Parametri di prestazione tipici misurati in condizioni standard.

• Intensità Luminosa (I_v):450 a 900 mcd (a I_F=20mA)
• Angolo di Visione (2θ_1/2):120 gradi (Tipico)
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):591 nm (Tipico)
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):585.5 a 594.5 nm
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):15 nm (Tipico)
• Tensione Diretta (V_F):1.95 a 2.55 V (a I_F=20mA)
• Corrente Inversa (I_R):10 μA Max (a V_R=5V)

Nota: Le tolleranze sono ±11% per l'intensità luminosa, ±1nm per la lunghezza d'onda dominante e ±0.1V per la tensione diretta.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il dispositivo viene suddiviso in bin in base a parametri prestazionali chiave per garantire coerenza nella progettazione dell'applicazione.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

• U1:450 - 565 mcd
• U2:565 - 715 mcd
• V1:715 - 900 mcd

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante (Gruppo A)

• D3:585.5 - 588.5 nm
• D4:588.5 - 591.5 nm
• D5:591.5 - 594.5 nm

3.3 Binning della Tensione Diretta (Gruppo C)

• 1:1.95 - 2.15 V
• 2:2.15 - 2.35 V
• 3:2.35 - 2.55 V

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Le tipiche curve delle caratteristiche elettro-ottiche (riferite nella scheda tecnica) illustrano la relazione tra corrente diretta e intensità luminosa, tensione diretta e l'impatto della temperatura ambiente sulle prestazioni. Queste curve sono essenziali per i progettisti per prevedere il comportamento in condizioni non standard, come temperature operative più elevate o correnti di pilotaggio variabili. L'analisi di questi grafici aiuta nella selezione di resistori di limitazione appropriati e nella comprensione delle potenziali variazioni di luminosità nell'intervallo operativo del dispositivo.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Contorno del Package

Il dispositivo ha un ingombro SMT compatto. Le dimensioni chiave (in mm, tolleranza ±0.1mm salvo specificato) sono approssimativamente 3.0mm di lunghezza, 2.0mm di larghezza e 1.1mm di altezza. Viene fornito un layout consigliato per le piazzole di saldatura per garantire una corretta connessione meccanica e termica durante l'assemblaggio.

5.2 Identificazione della Polarità

L'anodo (+) è chiaramente marcato sulla parte superiore del package. Un corretto orientamento della polarità è cruciale durante il posizionamento per garantire il corretto funzionamento del circuito.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Metodi di Saldatura

Il metodo di assemblaggio principale raccomandato è la saldatura a rifusione a infrarossi (IR). Viene suggerito un profilo di temperatura specifico per rifusione senza piombo, con una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi. La saldatura a rifusione non deve essere eseguita più di due volte. La saldatura manuale è consentita ma deve essere eseguita con attenzione a una temperatura della punta inferiore a 350°C per non più di 3 secondi per terminale, utilizzando un saldatore con una potenza di 25W o inferiore.

6.2 Precauzioni per Magazzinaggio e Manipolazione

• Sensibilità ESD:Il dispositivo è sensibile alle scariche elettrostatiche. Devono essere seguite le corrette procedure di manipolazione ESD.
• Sensibilità all'Umidità:I LED sono confezionati in una busta resistente all'umidità con essiccante.
  • Non aprire la busta fino al momento dell'uso.
  • Prima dell'apertura: Conservare a ≤30°C / ≤70% UR fino a un anno.
  • Dopo l'apertura: Utilizzare entro 3 giorni in condizioni di ≤30°C / ≤60% UR. Le parti non utilizzate devono essere risigillate in un imballaggio asciutto.
  • Se l'indicatore dell'essiccante cambia colore o viene superato il tempo di magazzinaggio, è richiesta una cottura una tantum a 60±5°C per 24 ore prima dell'uso.

6.3 Note Critiche per l'Uso

• Protezione dalla Corrente:È obbligatorio un resistore di limitazione della corrente esterno. La caratteristica esponenziale V-I del LED significa che un piccolo aumento di tensione può causare un grande e distruttivo picco di corrente.
• Evitare Sollecitazioni:Evitare di applicare sollecitazioni meccaniche al corpo del LED durante il riscaldamento (saldatura) e non deformare il PCB dopo l'assemblaggio.
• Riparazione:La riparazione dopo la saldatura non è raccomandata. Se inevitabile, deve essere utilizzato un saldatore a doppia testa per riscaldare simultaneamente entrambi i terminali per prevenire danni.

7. Informazioni su Confezionamento e Ordine

7.1 Specifiche di Confezionamento

I componenti sono forniti su nastro portatore goffrato, che viene poi avvolto su bobine. La bobina standard contiene 2000 pezzi. Vengono fornite le dimensioni dettagliate per le tasche del nastro portatore e per la bobina per facilitare la configurazione della macchina pick-and-place automatizzata.

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta della bobina contiene diversi codici per la tracciabilità e la specifica:

• P/N:Numero di Prodotto (es., 45-21/YSC-AU1V1C/2T-AFM)
• LOT No:Numero di Lotto di Produzione
• QTY:Quantità di Confezionamento
• CAT:Codice Bin Intensità Luminosa (es., V1)
• HUE:Codice Bin Lunghezza d'Onda Dominante (es., D4)
• REF:Codice Bin Tensione Diretta (es., 2)

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Apparecchiature di Telecomunicazione:Indicatori di stato e retroilluminazione per telefoni e fax.
• Elettronica di Consumo:Retroilluminazione piatta per LCD, interruttori e simboli.
• Illuminazione Generale:Applicazioni con guide luminose per una distribuzione uniforme della luce, ideali per indicatori su pannelli.
• Interni Automobilistici:Retroilluminazione del cruscotto e altre funzioni di illuminazione interna (qualificato AEC-Q101).

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Circuito di Pilotaggio:Implementare sempre un resistore in serie per impostare la corrente diretta. Calcolare il valore del resistore in base alla tensione di alimentazione (V_CC), alla tensione diretta del LED (V_Fdal bin appropriato) e alla corrente desiderata (I_F, da non superare 50mA continua).
• Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, assicurare un'adeguata area di rame sul PCB o uno smaltitore termico se si opera ad alte temperature ambientali o vicino alla corrente massima.
• Progettazione Ottica:L'angolo di visione di 120 gradi e la lente trasparente rendono questo LED eccellente per applicazioni che richiedono visibilità ad ampio angolo o accoppiamento in guide luminose. Considerare la distribuzione dell'intensità angolare quando si progettano guide luminose o diffusori.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Rispetto ai LED standard, questo dispositivo offre diversi vantaggi chiave per applicazioni specifiche. L'ampio angolo di visione di 120 gradi è superiore a molti LED a angolo stretto, fornendo un'illuminazione più uniforme nelle applicazioni su pannello senza ottiche secondarie. La qualifica AEC-Q101 è un differenziatore critico per i mercati automotive e altri ad alta affidabilità, indicando test rigorosi per shock termico, resistenza all'umidità e stabilità a lungo termine. La combinazione del materiale AlGaInP per i colori giallo/arancio/rosso offre tipicamente un'efficienza luminosa più elevata e una migliore stabilità termica rispetto alle tecnologie più vecchie come il GaAsP. La conformità senza alogeni e senza piombo garantisce l'adesione alle moderne normative ambientali.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Che valore di resistore devo usare con un'alimentazione a 5V?

Utilizzando la tensione diretta tipica di 2.25V e una corrente target di 20mA, il calcolo è: R = (V_CC- V_F) / I_F= (5V - 2.25V) / 0.02A = 137.5 Ω. Un resistore standard da 150 Ω comporterebbe una corrente leggermente inferiore, circa 18.3mA, che è sicura e conforme alle specifiche. Utilizzare sempre la V_Fmassima dalla scheda tecnica (2.55V) per un progetto in condizioni peggiori per garantire che la corrente non superi mai il limite desiderato.

10.2 Posso pilotare questo LED con un segnale PWM per la regolazione dell'intensità?

Sì, la modulazione a larghezza di impulso (PWM) è un metodo efficace per regolare l'intensità dei LED. Assicurarsi che la corrente di picco in ogni impulso non superi il valore massimo assoluto di 50mA (continua) o 100mA (impulsata). La frequenza dovrebbe essere sufficientemente alta (tipicamente >100Hz) per evitare sfarfallio visibile.

10.3 Perché la procedura di magazzinaggio e cottura è così importante?

I package SMD possono assorbire umidità dall'atmosfera. Durante il processo di saldatura a rifusione ad alta temperatura, questa umidità intrappolata può espandersi rapidamente, causando delaminazione interna o \"popcorning\", che incrina il package e distrugge il dispositivo. Il processo di cottura rimuove delicatamente questa umidità assorbita prima che il componente subisca la rifusione.

11. Studio di Caso Pratico di Progettazione

Scenario:Progettazione di un gruppo di indicatori di stato per un pannello di controllo industriale. Gli indicatori devono essere visibili da un ampio angolo, affidabili e pilotati direttamente dai pin GPIO a 3.3V di un microcontrollore.
Soluzione:Questo LED è una scelta eccellente. L'angolo di visione di 120 gradi garantisce la visibilità da varie posizioni dell'operatore. L'affidabilità di livello AEC-Q101 è vantaggiosa per gli ambienti industriali. Per il circuito, utilizzando un'alimentazione a 3.3V e assumendo una V_Fdi 2.25V a 20mA, è richiesto un resistore in serie di (3.3V - 2.25V)/0.02A = 52.5 Ω (usare 56 Ω). Il GPIO del microcontrollore può assorbire/fornire i 20mA. Il basso consumo energetico (40mW per LED) minimizza la generazione di calore sul pannello.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo è un diodo a emissione luminosa a semiconduttore. Quando una tensione diretta che supera la sua caratteristica tensione diretta (V_F) viene applicata tra anodo e catodo, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva del chip semiconduttore AlGaInP. Questi portatori di carica si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La specifica composizione della lega AlGaInP determina l'energia del bandgap, che definisce la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa - in questo caso, giallo brillante (~591 nm). La resina epossidica trasparente che incapsula il chip lo protegge e funge da lente, modellando l'uscita luminosa per ottenere l'angolo di visione specificato di 120 gradi.

13. Tendenze Tecnologiche

La tendenza generale nei LED indicatori è verso una maggiore efficienza (più luce emessa per watt), dimensioni del package più piccole per schede ad alta densità e una maggiore integrazione di funzionalità come la regolazione di corrente integrata o diodi di protezione. C'è anche una forte spinta verso una più ampia conformità ambientale (oltre la RoHS per includere sostanze come i PFAS) e standard di affidabilità migliorati per applicazioni automotive e industriali, come si vede con la qualifica AEC-Q101 di questo componente. L'uso di materiali semiconduttori avanzati come l'AlGaInP continua a fornire prestazioni superiori per i colori rosso, arancione e giallo rispetto ai LED bianchi filtrati o convertiti al fosforo.