Scheda Tecnica LED Top View P-LCC-2 - Rosso Brillante - 20mA - 120mW - Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED surface-mount top view che utilizza un package P-LCC-2. Il dispositivo è progettato con un corpo bianco e una finestra trasparente incolore, offrendo un ampio angolo di visione ideale per applicazioni di indicazione. È ingegnerizzato per la compatibilità con i moderni processi di assemblaggio, inclusi reflow a fase di vapore, reflow a infrarossi e saldatura a onda, ed è adatto per l'uso con apparecchiature di posizionamento automatico. Il prodotto è fornito su nastro portacomponenti da 8mm ed è conforme ai requisiti Pb-free e RoHS.

L'applicazione principale di questa serie di LED è come indicatore ottico. Il suo ampio angolo di visione e l'accoppiamento luminoso ottimizzato, ottenuto attraverso un design con riflettore interno, lo rendono particolarmente adatto per l'uso con light pipe. Il basso requisito di corrente diretta lo posiziona anche come un'ottima scelta per dispositivi elettronici portatili alimentati a batteria o sensibili al consumo energetico.

2. Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo non deve essere operato oltre questi limiti, poiché potrebbero verificarsi danni permanenti.

• Tensione Inversa (V_R):5 V
• Corrente Diretta Continua (I_F):50 mA
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):100 mA (Ciclo di Lavoro 1/10, 1 kHz)
• 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 Conservazione (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 di test standard.

• Intensità Luminosa (I_v):360 - 900 mcd (I_F= 20mA)
• Angolo di Visione (2θ_1/2):120° (I_F= 20mA)
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):632 nm (I_F= 20mA)
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):621 - 631 nm (I_F= 20mA)
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):20 nm (I_F= 20mA)
• Tensione Diretta (V_F):1.75 - 2.35 V (I_F= 20mA)
• Corrente Inversa (I_R):10 μA Max (V_R= 5V)

Note:Le tolleranze sono specificate come ±11% per l'Intensità Luminosa, ±1nm per la Lunghezza d'Onda Dominante e ±0.1V per la Tensione Diretta.

3. Sistema di Binning

Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i dispositivi vengono suddivisi in bin in base a parametri chiave.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I bin sono definiti da un codice (es. T2, U1) con valori minimi e massimi di intensità luminosa a I_F=20mA.

• T2:360 - 450 mcd
• U1:450 - 565 mcd
• U2:565 - 715 mcd
• V1:715 - 900 mcd

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

La lunghezza d'onda è raggruppata per controllare la tonalità percepita (hue) della luce rossa.

• Gruppo F, Codice FF1:621 - 626 nm
• Gruppo F, Codice FF2:626 - 631 nm

3.3 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è suddivisa in bin per facilitare la progettazione del circuito di regolazione della corrente.

• Gruppo B, Codice 0:1.75 - 1.95 V
• Gruppo B, Codice 1:1.95 - 2.15 V
• Gruppo B, Codice 2:2.15 - 2.35 V

4. Analisi delle Curve di Prestazione

I dati grafici forniscono informazioni sul comportamento del dispositivo in condizioni variabili.

4.1 Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta

La curva mostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente diretta. Tipicamente è non lineare, con l'efficienza che può diminuire a correnti molto elevate. I progettisti dovrebbero selezionare un punto di lavoro che bilanci luminosità, consumo energetico e longevità del dispositivo.

4.2 Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente

Questa curva dimostra il derating termico dell'emissione luminosa. L'intensità luminosa generalmente diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. Per applicazioni con alte temperature ambiente, questo derating deve essere considerato per garantire una luminosità sufficiente.

4.3 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)

La curva I-V è caratteristica di un diodo. La tensione diretta presenta un coefficiente di temperatura positivo, il che significa che diminuisce leggermente all'aumentare della temperatura per una data corrente.

4.4 Distribuzione Spettrale

Il grafico spettrale conferma la natura monocromatica della luce, centrata attorno alla lunghezza d'onda di picco di 632 nm, che si trova nella regione del rosso brillante dello spettro visibile. La banda stretta indica una buona purezza del colore.

4.5 Diagramma di Radiazione

Il diagramma polare illustra l'ampio angolo di visione di 120°, mostrando un'emissione quasi lambertiana. Ciò conferma l'idoneità del dispositivo per applicazioni che richiedono ampia visibilità.

4.6 Curva di Derating della Corrente Diretta

Questo grafico definisce la massima corrente diretta continua ammissibile in funzione della temperatura ambiente. Per prevenire il surriscaldamento, la corrente deve essere ridotta quando si opera al di sopra di una certa temperatura (tipicamente a partire da circa 60-70°C).

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

5.1 Dimensioni del Package

Il package P-LCC-2 ha contorni meccanici e layout dei pad specifici. Le dimensioni critiche includono la lunghezza, larghezza e altezza complessive, nonché la posizione del segno di identificazione del catodo. Tutte le tolleranze non specificate sono ±0.1 mm. I progettisti devono fare riferimento al disegno dimensionale dettagliato per la creazione dell'impronta PCB.

5.2 Identificazione della Polarità

Il catodo è tipicamente identificato da un marcatore visivo sul package, come una tacca, un punto o un angolo smussato. L'orientamento corretto è cruciale per il funzionamento del circuito.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Profilo di Rifusione (Reflow)

Il dispositivo è classificato per una temperatura di picco di rifusione di 260°C per un massimo di 10 secondi. Sono applicabili i profili standard IPC/JEDEC J-STD-020 per l'assemblaggio Pb-free. È necessario un controllo preciso del tempo sopra il liquido per prevenire danni termici al package in epossidico.

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 per ogni terminale deve essere limitato a 3 secondi o meno.

6.3 Sensibilità all'Umidità e Conservazione

Il prodotto è spedito in confezione resistente all'umidità (busta di alluminio con essiccante). Una volta aperta la busta sigillata, i componenti dovrebbero essere utilizzati entro un periodo di tempo specificato (non esplicitamente dichiarato, ma la pratica standard è 168 ore per il Livello 3 a ≤30°C/60%UR) o essere sottoposti a baking secondo le procedure standard prima della rifusione per prevenire l'effetto "popcorn".

7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro Portacomponenti (Tape and Reel)

Il dispositivo è fornito su nastro portacomponenti da 8mm. Le quantità standard per bobina sono 2000 pezzi. Altre quantità minime di confezionamento includono 250, 500 e 1000 pezzi per bobina. Sono fornite le dimensioni dettagliate del nastro portacomponenti e della bobina per la configurazione delle apparecchiature di manipolazione automatica.

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta della bobina contiene diversi codici:

• CAT:Corrisponde al codice del bin dell'Intensità Luminosa (es. V1).
• HUE:Corrisponde al codice del bin della Lunghezza d'Onda Dominante (es. FF1).
• REF:Corrisponde al codice del bin della Tensione Diretta (es. 1).

Questi codici consentono la tracciabilità e la selezione di specifiche classi di prestazione.

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Apparecchiature di Telecomunicazione:Indicatori di stato e retroilluminazione per tasti o display in telefoni, fax e router.
• Elettronica di Consumo:Indicatori di alimentazione, muto o connettività in apparecchi audio/video, computer e periferiche.
• Controlli Industriali:Indicatori su pannello per lo stato della macchina, segnalazioni di guasto o modalità operative.
• Applicazioni con Light Pipe:L'ampio angolo di visione e l'accoppiamento ottimizzato lo rendono ideale per l'uso con guide di luce stampate per trasferire la luce dal PCB a un pannello frontale o display.
• Indicazione Generica:Qualsiasi applicazione che richieda un indicatore visivo luminoso, affidabile e a basso consumo.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Limitazione della Corrente:Utilizzare sempre una resistenza in serie o un driver a corrente costante per limitare la corrente diretta a un valore sicuro, tipicamente 20mA per la luminosità standard, senza superare il massimo assoluto di 50mA.
• Gestione Termica:In ambienti ad alta temperatura o quando pilotato a correnti più elevate, assicurare un'adeguata dissipazione tramite rame sul PCB o altri sistemi di raffreddamento per mantenere la temperatura di giunzione entro i limiti, facendo riferimento alla curva di derating.
• Protezione ESD:Sebbene classificato per 2000V HBM, durante l'assemblaggio e la manipolazione dovrebbero essere osservate le normali precauzioni per la gestione dell'ESD.
• Progettazione Ottica:Per applicazioni con light pipe, considerare il diagramma di radiazione del LED e il design del punto di ingresso della light pipe per massimizzare l'efficienza di accoppiamento.

9. Affidabilità e Garanzia di Qualità

Il prodotto è sottoposto a una serie completa di test di affidabilità condotti con un livello di confidenza del 90% e un LTPD del 10%. Gli elementi e le condizioni di test includono:

• Resistenza alla Rifusione:260°C ±5°C per minimo 10 secondi.
• Cicli Termici:300 cicli tra -40°C e +100°C.
• Shock Termico:300 cicli tra -10°C e +100°C.
• Conservazione ad Alta e Bassa Temperatura:1000 ore rispettivamente a +100°C e -40°C.
• Vita Operativa in CC:1000 ore a 20mA, 25°C.
• Alta Temperatura/Alta Umidità (85/85):1000 ore a 85°C e 85% di umidità relativa.

Questi test convalidano la robustezza del dispositivo sotto gli stress ambientali e operativi tipici riscontrati nei prodotti elettronici.

10. Confronto Tecnico e Differenziazione

Questo LED P-LCC-2 si differenzia in diverse aree chiave rilevanti per le applicazioni di indicazione. Rispetto ai LED a chip più semplici, il package P-LCC stampato offre una protezione meccanica superiore, una manipolazione più facile per le macchine pick-and-place e un'interfaccia ottica più uniforme. L'ampio angolo di visione di 120 gradi è un vantaggio significativo rispetto ai LED con angolo più stretto quando è richiesta visibilità fuori asse. L'uso del materiale semiconduttore AlGaInP per il chip rosso fornisce un'efficienza luminosa più elevata e una migliore stabilità termica rispetto a tecnologie più vecchie come il GaAsP, risultando in un'emissione di luce rossa più luminosa e uniforme. Il sistema di binning completo per intensità, lunghezza d'onda e tensione consente una corrispondenza più stretta di colore e luminosità nei prodotti finali, aspetto critico per pannelli multi-indicatore o applicazioni estetiche.

11. Domande Frequenti (FAQ)

11.1 Qual è la corrente operativa consigliata?

La condizione di test standard e la corrente applicativa tipica è 20mA. Questo fornisce un buon equilibrio tra luminosità ed efficienza. Il dispositivo può essere operato fino al suo massimo assoluto di 50mA, ma ciò genererà più calore e ridurrà l'affidabilità a lungo termine a meno che non venga implementata una corretta gestione termica.

11.2 Come interpreto i codici di binning sull'etichetta?

Il codice CAT (es. V1) indica l'intervallo di intensità luminosa. Il codice HUE (es. FF1) indica l'intervallo della lunghezza d'onda dominante, controllando la tonalità esatta del rosso. Il codice REF (es. 1) indica l'intervallo della tensione diretta. Per prestazioni coerenti tra più unità in un assemblaggio, specificare o richiedere componenti con gli stessi codici di bin.

11.3 Posso utilizzare questo LED senza una resistenza limitatrice di corrente?

No.I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Collegarne uno direttamente a una sorgente di tensione causerà un flusso di corrente eccessivo, potenzialmente distruggendo il LED istantaneamente. È obbligatorio l'uso di una resistenza in serie o di un circuito attivo a corrente costante.

11.4 Questo LED è adatto per uso esterno?

L'intervallo di temperatura di esercizio si estende da -40°C a +85°C, coprendo molte condizioni esterne. Tuttavia, non è specificata l'esposizione prolungata diretta alla luce solare UV e agli agenti atmosferici (pioggia, umidità). Per uso esterno, il LED dovrebbe essere posizionato dietro una lente o una copertura protettiva, e l'intero assemblaggio dovrebbe essere adeguatamente sigillato e classificato per l'esposizione ambientale.

12. Caso di Studio Pratico di Progettazione

Scenario:Progettazione di un pannello indicatore di stato per uno switch di rete con 24 porte, ciascuna delle quali richiede un LED rosso per link/attività. I LED devono essere visibili da un ampio angolo, uniformi in colore e luminosità, e il design deve essere efficiente dal punto di vista energetico.

Implementazione:

1. Selezione del Componente:Questo LED rosso brillante P-LCC-2 è stato scelto per il suo ampio angolo di visione di 120°, la bassa corrente di pilotaggio di 20mA e la disponibilità in bin di prestazioni stretti.
2. Progettazione del Circuito:Ogni LED è pilotato da un pin GPIO di un microcontrollore tramite una resistenza in serie da 100Ω (calcolata per un'alimentazione di 3.3V e una V_Ftipica di 2.0V, risultando in ~13mA). Questo è inferiore al punto di test di 20mA ma fornisce luminosità sufficiente risparmiando energia.
3. Layout PCB:I LED sono posizionati in una griglia. Viene utilizzata l'impronta PCB consigliata dalla scheda tecnica. Viene mantenuta una piccola area di esclusione sotto il LED per prevenire la risalita della saldatura.
4. Progettazione Ottica:Viene progettato un array di light pipe stampate su misura per convogliare la luce da ciascun LED SMD sul PCB a singole finestre trasparenti sul frontale. L'ampio angolo di visione del LED garantisce un accoppiamento efficiente nella light pipe.
5. Binning:Per garantire un aspetto uniforme, nell'ordine di acquisto vengono specificati LED provenienti da un singolo bin di intensità luminosa (es. U2) e da un singolo bin di lunghezza d'onda dominante (es. FF1).
6. Considerazione Termica:Con 24 LED potenzialmente accesi simultaneamente, la potenza totale è bassa (~0.75W). Non è necessaria una gestione termica speciale sul PCB.

Questo caso evidenzia come le specifiche del LED informino e abilitino direttamente un design di successo e producibile.

13. Principio di Funzionamento

Questo LED è un dispositivo fotonico a semiconduttore. Il suo nucleo è un chip realizzato con strati epitassiali di Fosfuro di Alluminio Gallio Indio (AlGaInP) cresciuti su un substrato. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia di accensione del diodo (circa 1.8V), elettroni e lacune vengono iniettati attraverso la giunzione p-n. Questi portatori di carica si ricombinano all'interno della regione attiva del semiconduttore, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La composizione specifica della lega AlGaInP determina l'energia del bandgap, che a sua volta determina direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa – in questo caso, rosso brillante attorno a 632 nm. La luce generata viene quindi estratta attraverso la superficie del chip, modellata e diretta dal riflettore interno e dalla lente in epossidico trasparente del package P-LCC per ottenere l'ampio angolo di visione desiderato.

14. Tendenze Tecnologiche

Il mercato dei LED indicatori continua a evolversi. Le tendenze generali includono la ricerca di un'efficienza luminosa ancora più elevata (più luce emessa per watt di ingresso elettrico), consentendo indicatori più luminosi a correnti più basse per una migliore efficienza energetica nei dispositivi portatili e IoT. C'è anche una spinta verso la miniaturizzazione, con package più piccoli del P-LCC-2 che diventano comuni per applicazioni con vincoli di spazio. Un'altra area di interesse è l'affidabilità migliorata sotto profili di rifusione a temperature più elevate, in linea con i processi avanzati di assemblaggio PCB. Inoltre, l'integrazione di elettronica di controllo, come driver a corrente costante o anche semplice logica, direttamente nel package del LED ("LED intelligenti") è una tendenza in crescita, che semplifica la progettazione del circuito per l'utente finale. Sebbene questo particolare dispositivo rappresenti una tecnologia matura e affidabile, questi sviluppi in corso nei materiali, nel packaging e nell'integrazione modellano il futuro panorama dei componenti indicatori.