LED 3.2x1.6x0.7mm Giallo-Verde Scheda Tecnica - Tensione 1.8V-2.4V - Potenza 72mW - Lunghezza d'Onda Dominante 562.5-575nm - Documentazione Tecnica

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce una specifica tecnica completa per un LED SMD giallo-verde progettato per applicazioni generali di segnalazione e visualizzazione. Il dispositivo adotta un package standard da 3.2mm x 1.6mm x 0.7mm (comunemente noto come formato 3216 o 1206) ed è realizzato utilizzando un chip giallo-verde ad alta efficienza. Con un angolo di visione estremamente ampio di 140 gradi, è adatto per applicazioni che richiedono un'illuminazione uniforme su una vasta area. Il LED è conforme alla direttiva RoHS e soddisfa il livello di sensibilità all'umidità 3 (MSL3), garantendo la compatibilità con i processi standard di assemblaggio SMT. Le caratteristiche principali includono un basso consumo energetico, un'eccellente stabilità del colore e una protezione da scariche elettrostatiche (ESD) fino a 2000V (HBM). Il dispositivo è disponibile in più bin di luminosità, lunghezza d'onda e tensione diretta, consentendo ai progettisti di selezionare la combinazione ottimale per le loro esigenze specifiche.

2. Analisi dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Elettriche e Ottiche (a T_s=25°C)

I seguenti parametri sono misurati con una corrente diretta di 20mA salvo diversa indicazione:

• Larghezza di Banda Spettrale a Metà Altezza (Δλ):Tipicamente 15nm. Questa larghezza spettrale ridotta indica un'uscita di colore relativamente pura.
• Tensione Diretta (V_F):Suddivisa in tre gruppi: B0 (1.8–2.0V), C0 (2.0–2.2V) e D0 (2.2–2.4V). La bassa tensione diretta consente un funzionamento efficiente in circuiti a bassa tensione.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_D):Va da 562.5nm a 575nm, coprendo più bin (A20, B10, B20, C10, C20). Questa regione giallo-verde è comunemente utilizzata per indicatori di stato e segnali di cautela.
• Intensità Luminosa (I_V):Varia da 12mcd (bin B00) fino a 100mcd (bin F20), offrendo flessibilità per diversi requisiti di luminosità.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):Tipicamente 140°, garantendo un'ampia distribuzione della luce.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 10µA a V_R=5V, indicando una buona capacità di blocco inverso.
• Resistenza Termica (R_THJ-S):450°C/W (giunzione-punto di saldatura). Questo valore relativamente alto richiede una gestione termica attenta in applicazioni ad alta corrente o ad alta densità.

2.2 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo non deve essere utilizzato oltre i seguenti limiti per evitare danni permanenti:

• Dissipazione di Potenza (P_d): 72 mW
• Corrente Diretta (I_F): 30 mA (DC), 60 mA (impulso, duty 1/10, larghezza impulso 0.1ms)
• ESD (HBM): 2000 V
• Temperatura di Esercizio (T_opr): da –40 a +85°C
• Temperatura di Stoccaggio (T_stg): da –40 a +85°C
• Temperatura di Giunzione (T_j): 95°C

Nota: La corrente diretta massima deve essere ridotta in base alla temperatura effettiva del package per garantire che la temperatura di giunzione non superi il limite nominale.

2.3 Caratteristiche Termiche

La resistenza termica di 450°C/W indica un significativo aumento di temperatura per unità di potenza dissipata. Ad esempio, a 20mA con V_F=2.0V tipica (dissipazione di 40mW), l'aumento di temperatura giunzione-punto di saldatura è di circa 18°C. In temperature ambiente superiori a 65°C, è necessario ridurre la corrente per mantenere la giunzione al di sotto di 95°C. La gestione termica deve considerare l'area di rame del PCB, i pattern di via e il flusso d'aria.

3. Sistema di Binning

3.1 Bin di Lunghezza d'Onda

La lunghezza d'onda dominante è categorizzata in cinque bin: A20 (562.5–565nm), B10 (565–567.5nm), B20 (567.5–570nm), C10 (570–572.5nm) e C20 (572.5–575nm). Questo binning fine consente ai progettisti di sistema di ottenere un abbinamento cromatico coerente tra più LED in un array, fondamentale per retroilluminazione o insegne.

3.2 Bin di Intensità Luminosa

L'intensità è suddivisa in sei bin: B00 (12–18mcd), C00 (18–28mcd), D00 (28–43mcd), E00 (43–65mcd), F10 (65–80mcd) e F20 (80–100mcd). Ogni bin rappresenta un fattore di intervallo di circa 1.5×, consentendo un controllo stretto dell'uniformità della luminosità.

3.3 Bin di Tensione Diretta

La tensione diretta è suddivisa in tre bin: B0 (1.8–2.0V), C0 (2.0–2.2V) e D0 (2.2–2.4V). Questo aiuta nella progettazione di resistori di limitazione della corrente e garantisce una dissipazione di potenza costante in configurazioni parallele.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

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

La curva I-V tipica mostra un ginocchio netto intorno a 1.8V, con la corrente che sale esponenzialmente dopo 2.0V. A 20mA, V_Fè di circa 2.0V (tipico). La curva indica che il dispositivo si comporta come un diodo a giunzione p-n convenzionale.

4.2 Intensità Relativa vs. Corrente Diretta

L'intensità relativa aumenta quasi linearmente con la corrente fino a 30mA. A 10mA, l'intensità è circa il 50% del valore a 20mA; a 30mA raggiunge circa il 150%. Questa linearità semplifica la regolazione della luminosità tramite controllo della corrente.

4.3 Caratteristiche di Temperatura

Quando la temperatura del pin aumenta da 25°C a 100°C, l'intensità relativa diminuisce di circa il 10-15%. La curva di riduzione della corrente diretta mostra che a temperature del pin superiori a 60°C, la corrente DC massima consentita deve essere ridotta per evitare di superare il limite di temperatura di giunzione.

4.4 Lunghezza d'Onda Dominante vs. Corrente Diretta

La lunghezza d'onda dominante si sposta leggermente (circa 1–2nm) quando la corrente aumenta da 5mA a 30mA. Questo spostamento è all'interno della tolleranza di binning e generalmente trascurabile per la maggior parte delle applicazioni.

4.5 Distribuzione Spettrale

La distribuzione spettrale di potenza relativa raggiunge il picco vicino a 570nm con una larghezza a metà altezza (FWHM) di ~15nm. Lo spettro mostra picchi secondari minimi, confermando l'elevata purezza cromatica.

4.6 Diagramma di Radiazione

Il diagramma di radiazione è di tipo Lambertiano con un semiangolo di ~70°, fornendo un'intensità uniforme su un ampio angolo. Il diagramma indica che l'intensità relativa scende al 50% a circa ±70° dall'asse.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED è alloggiato in un package da 3.2mm × 1.6mm × 0.7mm con pad di saldatura sul fondo. La vista dall'alto mostra un'area emissiva rettangolare; la vista dal basso rivela due pad anodo/catodo (pad 1 e pad 2). La polarità è indicata da un piccolo segno sul package. Il pattern di land di saldatura raccomandato include un pad di 1.6mm × 1.5mm per l'anodo e un pad di 2.1mm × 1.6mm per il catodo, con un ingombro totale di 4.4mm × 1.6mm.

5.2 Progettazione dei Pad di Saldatura

Per giunti di saldatura affidabili, il layout del PCB deve corrispondere al pattern raccomandato: un gap di 0.30mm tra i pad e generose aree di rame per la conduzione termica. Il package è progettato per saldatura a rifusione; la saldatura a mano è consentita con temperatura del saldatore inferiore a 300°C e durata inferiore a 3 secondi.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Il profilo di rifusione senza piombo raccomandato specifica una velocità di rampa ≤3°C/s verso una zona di preriscaldo (150–200°C per 60–120s), seguita da una rampa a 217°C (tempo sopra 217°C: 60–150s) e una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10s. La velocità di raffreddamento deve essere ≤6°C/s. Il tempo totale da 25°C al picco non deve superare 8 minuti. Non eseguire più di due cicli di rifusione; se l'intervallo tra i cicli supera le 24 ore, i LED devono essere cotti per rimuovere l'umidità.

6.2 Saldatura a Mano e Rilavorazione

Se la saldatura a mano è inevitabile, utilizzare un saldatore impostato al di sotto di 300°C e completare il giunto entro 3 secondi. È consentita una sola operazione di saldatura a mano. Per la rilavorazione, si consiglia un saldatore a doppia testa per riscaldare entrambi i terminali contemporaneamente. Non applicare forza meccanica al corpo del LED durante o dopo la saldatura.

6.3 Stoccaggio e Manipolazione

Le buste non aperte possono essere conservate a ≤30°C e ≤75% UR per un massimo di un anno. Dopo l'apertura, i LED devono essere utilizzati entro 168 ore a ≤30°C e ≤60% UR. Se l'essiccante è sbiadito o il tempo di stoccaggio è stato superato, cuocere a 60±5°C per >24 ore prima dell'uso. Utilizzare sempre pinze sul lato del package; evitare di toccare direttamente la lente in silicone.

7. Informazioni su Imballaggio e Ordinazione

7.1 Nastro Trasportatore e Bobina

I LED sono forniti in nastro trasportatore largo 8mm con passo di 4mm. Ogni bobina contiene 4000 pezzi. Il nastro include un nastro di copertura e un segno di polarità. Dimensioni della bobina: diametro esterno 178±1mm, diametro del mozzo 60±1mm e larghezza 8.0±0.1mm.

7.2 Etichetta e Busta Barriera all'Umidità

Ogni bobina è etichettata con numero di parte, numero di specifica, numero di lotto, codice bin (flusso, cromaticità, tensione, lunghezza d'onda), quantità e data. La bobina è sigillata in una busta barriera all'umidità insieme a un essiccante e una scheda indicatrice di umidità (non mostrata). È anche applicata un'etichetta di avvertenza ESD.

7.3 Cartone per Spedizione

Le bobine sono imballate in scatole di cartone per la spedizione. La scatola esterna è contrassegnata con il nome del produttore (omesso qui per privacy) e le informazioni sul prodotto.

8. Elementi e Condizioni dei Test di Affidabilità

Il LED ha superato i seguenti test di affidabilità con zero guasti (Ac/Re 0/1):

• Rifusione (260°C max, 10s, 2 cicli)
• Ciclo Termico (da –40°C a 100°C, permanenza 30min, 100 cicli)
• Shock Termico (da –40°C a 100°C, permanenza 15min, 300 cicli)
• Stoccaggio ad Alta Temperatura (100°C, 1000h)
• Stoccaggio a Bassa Temperatura (–40°C, 1000h)
• Test di Vita (T_a=25°C, I_F=20mA, 1000h)

Criteri di guasto: V_F> 1.1× limite superiore specifica, I_R> 2.0× limite superiore specifica, o flusso luminoso <<0.7× limite inferiore specifica.

9. Raccomandazioni Applicative

Questo LED giallo-verde è ideale per indicatori ottici, retroilluminazione di interruttori e simboli, e display di stato generici. Grazie al suo ampio angolo di visione, è particolarmente adatto per luci del cruscotto, illuminazione di pulsanti e piccola segnaletica. I progettisti devono includere resistori di limitazione della corrente per prevenire sovracorrenti. In applicazioni con temperature ambiente elevate o array di LED densi, l'analisi termica è essenziale per mantenere la temperatura di giunzione al di sotto di 95°C.

10. Confronto Tecnico

Rispetto ai tradizionali LED giallo-verde a foro passante, questa versione SMD offre un profilo più basso, la compatibilità con l'assemblaggio automatico e una migliore uniformità dell'angolo di visione. La larghezza spettrale ridotta (15nm) fornisce un colore più saturo rispetto ad alcune alternative a spettro più ampio. Le molteplici opzioni di binning consentono un abbinamento più stretto di colore e luminosità, fondamentale per display di alta qualità. Tuttavia, la resistenza termica di 450°C/W è relativamente alta; progetti più recenti con una migliore gestione termica possono offrire valori inferiori (ad esempio 200–300°C/W), quindi si consiglia un layout PCB attento.

11. Domande Frequenti

D1: Posso pilotare questo LED a 30mA in modo continuo?
Sì, ma solo se la temperatura del package viene mantenuta sufficientemente bassa in modo che la temperatura di giunzione rimanga al di sotto di 95°C. In ambiente tipico a 25°C, 30mA è sicuro. A temperatura ambiente più elevata, ridurre di conseguenza.

D2: Qual è la condizione di stoccaggio raccomandata dopo l'apertura della busta?
Conservare a ≤30°C e ≤60% UR. Utilizzare entro 168 ore. Se superato, cuocere a 60°C per >24 ore.

D3: Come posso prevenire danni da ESD?
Utilizzare postazioni di lavoro con messa a terra, utensili conduttivi e imballaggio antistatico. Il LED ha una valutazione ESD di 2000V (HBM), ma si raccomandano comunque precauzioni.

D4: Posso utilizzare questo LED in applicazioni esterne?
L'intervallo di temperatura di esercizio è da –40 a +85°C, che copre la maggior parte degli ambienti esterni. Tuttavia, il LED non è specificato per l'esposizione diretta a raggi UV o ad alta umidità senza un ulteriore rivestimento conformale.

12. Casi d'Uso Pratici

In un progetto tipico, sei di questi LED giallo-verde sono posizionati intorno a un pulsante per fornire un'indicazione a 360°. L'ampio angolo di visione di 140° garantisce la visibilità da qualsiasi direzione. Un resistore di limitazione della corrente di 100Ω (per un'alimentazione a 5V) imposta la corrente a circa 30mA per LED, fornendo un'illuminazione brillante. Il piccolo ingombro consente il montaggio su un PCB compatto all'interno dell'alloggiamento dell'interruttore. Un altro caso d'uso è in un indicatore di carica della batteria: tre LED (rosso, giallo-verde e blu) indicano lo stato di carica. Il LED giallo-verde si accende quando la carica è completa, con intensità raggruppata per abbinarsi visivamente al rosso e al blu.

13. Principio di Funzionamento

Questo LED è un diodo a giunzione p-n realizzato in fosfuro di gallio (GaP) o materiali correlati che emettono fotoni quando gli elettroni si ricombinano con le lacune nella regione attiva. L'energia della banda proibita corrisponde a una lunghezza d'onda nello spettro giallo-verde (circa 570 nm). Il chip è incapsulato in una lente in silicone trasparente che modella l'emissione luminosa in un fascio ampio. Il package include due terminali (anodo e catodo) per il collegamento a un circuito di pilotaggio.

14. Tendenze di Sviluppo

Con l'evoluzione della tecnologia LED, si osservano tendenze verso package ancora più piccoli (ad esempio 2.0×1.2mm), maggiore efficienza luminosa (oltre 150 lm/W per il verde) e minore resistenza termica grazie a materiali avanzati per substrati. La risoluzione del binning sta diventando più fine, consentendo bin di lunghezza d'onda da 0.5nm. Inoltre, l'integrazione con driver IC intelligenti e interfacce digitali è comune nell'illuminazione smart. Il colore giallo-verde rimane importante per la sicurezza e l'indicazione, e si prevede che il suo utilizzo in applicazioni automotive e industriali cresca.