Specifica Tecnica LED SMD 3210 Giallo / Giallo-Verde - Dimensioni 3.2x1.0x1.48mm - Tensione 1.8-2.4V - Potenza 48mW

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per un componente LED compatto a montaggio superficiale. Il dispositivo è realizzato utilizzando una combinazione di chip giallo-verde e giallo, alloggiato in un package miniaturizzato da 3.2mm x 1.0mm x 1.48mm. È progettato per applicazioni generali di indicazione e visualizzazione dove lo spazio è limitato e sono richieste prestazioni affidabili.

1.1 Vantaggi Principali

• Angolo di Visione Estremamente Ampio:Caratterizzato da un tipico angolo di visione (2θ1/2) di 140 gradi, garantisce un'elevata visibilità da varie posizioni.
• Compatibilità SMT:Completamente adatto a tutti i processi standard di assemblaggio Surface Mount Technology (SMT) e saldatura a rifusione.
• Sensibilità all'Umidità:Classificato come Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL) 3, che definisce specifici requisiti di manipolazione e pre-essiccamento prima della saldatura a rifusione.
• Conformità Ambientale:Il prodotto è conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).

1.2 Applicazioni Target

• Indicatori di stato e alimentazione in elettronica di consumo, elettrodomestici e apparecchiature industriali.
• Retroilluminazione per interruttori, pulsanti e simboli su pannelli di controllo.
• Applicazioni generali di illuminazione e visualizzazione che richiedono sorgenti luminose compatte e affidabili.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Elettriche & Ottiche

I seguenti parametri sono specificati in condizioni di test standard di temperatura ambiente (Ts) di 25°C e corrente diretta (IF) di 20mA, salvo diversa indicazione.

2.1.1 Parametri Ottici

• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):Definisce il colore percepito.
  • Giallo (Y):Disponibile in due bin: Codice 2K (585-590 nm) e Codice 2L (590-595 nm).
  • Giallo-Verde (YG):Disponibile in tre bin: Codice A20 (562.5-565 nm), B10 (565-567.5 nm) e B20 (567.5-570 nm).
• Larghezza di Banda Spettrale a Mezza Altezza (Δλ):Circa 15 nm per entrambe le varianti Giallo e Giallo-Verde, indicando un'emissione di colore relativamente pura.
• Intensità Luminosa (Iv):L'emissione luminosa misurata in millicandele (mcd).
  • Giallo (Y):Offerto in tre gradi di intensità: 1AP (90-120 mcd), G20 (120-150 mcd) e 1AW (150-200 mcd).
  • Giallo-Verde (YG):Il Codice 1EO specifica un intervallo di intensità di 30-50 mcd.

2.1.2 Parametri Elettrici

• Tensione Diretta (VF):Varia da 1.8V a 2.4V per entrambi i tipi di colore a 20mA. Il valore tipico è intorno al punto medio di questo intervallo.
• Corrente Inversa (IR):Massimo di 10 μA quando viene applicata una tensione inversa (VR) di 5V, indicando buone caratteristiche di diodo.
• Resistenza Termica (RθJ-S):La resistenza termica giunzione-punto di saldatura è specificata a 450 °C/W. Questo parametro è fondamentale per calcolare l'innalzamento della temperatura di giunzione durante il funzionamento.

2.2 Valori Massimi Assoluti

Sollecitazioni oltre questi limiti possono causare danni permanenti al dispositivo.

• Dissipazione di Potenza (Pd):48 mW
• Corrente Diretta Continua (IF):20 mA
• Corrente Diretta di Picco (IFP):60 mA (impulsata, ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms)
• Scarica Elettrostatica (ESD) HBM:2000 V
• Temperatura di Esercizio (Topr):-40°C a +85°C
• Temperatura di Magazzinaggio (Tstg):-40°C a +85°C
• Temperatura Massima di Giunzione (Tj):95°C

3. Analisi delle Curve di Prestazione

La specifica include diversi grafici caratteristici che forniscono una visione più approfondita del comportamento del LED in diverse condizioni.

3.1 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva IV)

La curva mostra una tipica relazione esponenziale. La tensione diretta aumenta con la corrente, partendo dalla tensione di soglia. I progettisti la utilizzano per selezionare resistori di limitazione appropriati per i loro circuiti di pilotaggio.

3.2 Corrente Diretta vs. Intensità Luminosa Relativa

Questo grafico dimostra che l'emissione luminosa aumenta approssimativamente in modo lineare con la corrente diretta fino al massimo nominale. Operare sopra i 20mA produce rendimenti decrescenti e rischia di superare i limiti termici.

3.3 Dipendenza dalla Temperatura

• Temperatura del Pin vs. Intensità Relativa:L'intensità luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura del pin (e quindi della giunzione). Questa è una caratteristica fondamentale dei LED dovuta all'aumento della ricombinazione non radiativa a temperature più elevate.
• Temperatura del Pin vs. Corrente Diretta:Mostra la riduzione della corrente diretta massima ammissibile all'aumentare della temperatura ambiente/del pin per mantenere la temperatura di giunzione entro il limite di 95°C.

3.4 Corrente Diretta vs. Lunghezza d'Onda Dominante

Grafici separati per LED Giallo e Giallo-Verde mostrano che la lunghezza d'onda dominante si sposta leggermente con la corrente di pilotaggio. Per il Giallo-Verde, la lunghezza d'onda aumenta da ~567.5nm a ~574.5nm quando la corrente sale da 0 a 30mA. Per il Giallo, aumenta da ~587.5nm a ~592.5nm. Questo spostamento dovrebbe essere considerato in applicazioni critiche per il colore.

4. Informazioni Meccaniche & Package

4.1 Dimensioni del Package

Il LED si conforma a un footprint di package 3210 (lunghezza 3.2mm x larghezza 1.0mm). L'altezza complessiva è di 1.48mm. Viste dettagliate dall'alto, laterali, dal basso e di polarità sono fornite nei disegni di specifica. Tutte le tolleranze dimensionali sono ±0.2mm salvo diversa specificazione.

4.2 Identificazione Polarità & Pattern di Saldatura

Il terminale catodico (negativo) è chiaramente contrassegnato. Viene fornito un pattern di saldatura raccomandato (footprint) per il design PCB, con dimensioni delle piazzole di 1.30mm x 0.80mm e una spaziatura (pitch) di 2.00mm tra le piazzole. È raccomandato un gap di 0.30mm tra la piazzola e il corpo del componente.

5. Linee Guida per Saldatura & Assemblaggio

5.1 Istruzioni per Saldatura a Rifusione SMT

Il componente è progettato per processi di saldatura a rifusione senza piombo. A causa della sua classificazione MSL 3, il dispositivo deve essere pre-essiccato secondo lo standard IPC/JEDEC rilevante (tipicamente 125°C per 4-8 ore) se la busta barriera all'umidità è stata aperta o il limite di tempo di esposizione è stato superato. Il profilo di temperatura di rifusione specifico (preriscaldamento, stabilizzazione, temperatura di picco di rifusione e velocità di raffreddamento) dovrebbe seguire le raccomandazioni per componenti SMD simili e le specifiche di assemblaggio PCB. La temperatura massima del corpo durante la saldatura non deve superare la temperatura di magazzinaggio nominale.

5.2 Precauzioni di Manipolazione

• Maneggiare sempre i LED con precauzioni ESD (Scarica Elettrostatica).
• Evitare stress meccanici sulla lente e sui terminali.
• Non utilizzare solventi che possano danneggiare la lente epossidica (es. chetoni) per la pulizia.
• Seguire rigorosamente le procedure di imballaggio per componenti sensibili all'umidità.

6. Imballaggio & Affidabilità

6.1 Specifica di Imballaggio

I LED sono forniti su bobine in nastro portacomponenti goffrato per l'assemblaggio automatizzato pick-and-place. La specifica include dimensioni dettagliate per le tasche del nastro portacomponenti, il diametro della bobina e la dimensione del mozzo. È anche definita una specifica per l'etichetta della bobina.

6.2 Imballaggio Resistente all'Umidità

Le bobine sono imballate in buste barriera all'umidità con essiccante e una scheda indicatrice di umidità per mantenere l'integrità MSL 3 durante lo stoccaggio e il trasporto.

6.3 Voci di Test di Affidabilità

Il documento fa riferimento a condizioni standard di test di affidabilità, che probabilmente includono test come:

• Vita in Magazzinaggio ad Alta Temperatura
• Magazzinaggio a Bassa Temperatura
• Ciclo Termico
• Test di Umidità
• Resistenza al Calore di Saldatura

Condizioni specifiche e criteri di superamento/fallimento sono definiti per garantire la longevità del prodotto.

7. Suggerimenti Applicativi & Considerazioni di Progetto

7.1 Progetto del Circuito

• Utilizzare sempre un resistore di limitazione in serie. Calcolare il valore del resistore usando R = (Valimentazione - VF) / IF, dove VF è la tensione diretta tipica o massima dal datasheet per garantire che la corrente non superi i 20mA.
• Per una luminosità costante in funzione della temperatura o in array multi-LED, considerare l'uso di un driver a corrente costante invece di una semplice sorgente di tensione con resistore.
• Tenere conto della tolleranza della tensione diretta quando si progetta per alimentazioni a bassa tensione per garantire una guida di corrente adeguata.

7.2 Gestione Termica

Sebbene il package sia piccolo, la gestione termica è cruciale per l'affidabilità. La resistenza termica di 450 °C/W significa che alla piena corrente di 20mA (dissipazione di potenza circa 48mW), la temperatura di giunzione sarà di circa 21.6°C superiore alla temperatura del punto di saldatura (48mW * 450°C/W). Assicurarsi che il PCB possa dissipare questo calore, specialmente ad alte temperature ambientali o in spazi chiusi, per mantenere Tj sotto i 95°C.

7.3 Progetto Ottico

L'angolo di visione di 140 gradi rende questo LED adatto per applicazioni che richiedono visibilità ad ampio angolo senza ottiche secondarie. Per luce diretta, potrebbero essere necessarie lenti esterne o light pipe.

8. Confronto Tecnico & Differenziazione

I principali fattori di differenziazione di questo componente sono il suofootprint compatto 3210combinato con unaintensità luminosa relativamente elevataper le sue dimensioni, in particolare nella versione Gialla. La disponibilità di bin precisi per lunghezza d'onda e intensità (es. YG A20/B10/B20) consente una migliore coerenza di colore nella produzione di lotti rispetto a LED con bin più ampi. La classificazione MSL 3 offre un equilibrio tra protezione dall'umidità e la necessità di pre-essiccazione prima dell'assemblaggio, comune per molti package SMD.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

9.1 Posso pilotare questo LED a 30mA per una maggiore luminosità?

Risposta:No. Il Valore Massimo Assoluto per la corrente diretta continua è 20mA. Superare questo valore causerà una temperatura di giunzione eccessiva, portando a un deprezzamento accelerato dei lumen e potenzialmente a un guasto catastrofico. Utilizzare il valore di corrente impulsata (60mA) solo per cicli di lavoro molto brevi come specificato.

9.2 Perché l'intensità luminosa del LED Giallo-Verde sembra inferiore a quella del Giallo?

Risposta:Ciò è legato alla sensibilità spettrale dell'occhio umano (risposta fotopica). L'occhio è più sensibile alla luce verde (~555 nm). Il Giallo-Verde (565-570 nm) è vicino alla sensibilità di picco, quindi è necessaria meno potenza radiante per ottenere una data luminosità percepita (intensità luminosa in mcd). La luce Gialla (585-595 nm) si trova in una regione di minore sensibilità dell'occhio, richiedendo più potenza radiante per ottenere la stessa luminosità percepita, da qui i valori mcd più elevati per una tecnologia di chip e corrente di pilotaggio simili.

9.3 Come seleziono il bin corretto per la mia applicazione?

Risposta:Per applicazioni critiche per il colore (es. indicatori di stato che devono corrispondere a un colore aziendale specifico o ad altri LED su un pannello), specificare il bin di lunghezza d'onda più stretto che soddisfa il tuo obiettivo di costo (es. YG B10 invece dell'intervallo più ampio A20). Per indicazione generale dove il colore assoluto è meno critico, i bin standard o più ampi sono accettabili. Allo stesso modo, selezionare il bin di intensità in base alla luminosità richiesta e alla corrente di pilotaggio che si intende utilizzare.

10. Esempio Pratico di Caso d'Uso

Scenario:Progettazione di un modulo sensore IoT compatto con un LED di stato multicolore. Lo spazio sulla PCB è estremamente limitato.

Implementazione:Il package 3210 è ideale. Un LED Giallo-Verde (es. bin B20, 567.5-570nm) potrebbe essere utilizzato per un indicatore "alimentazione accesa/attivo". Un LED Giallo (bin 2L, 590-595nm) potrebbe indicare uno stato "avviso" o "standby". Entrambi possono essere pilotati dai pin GPIO del microcontrollore (3.3V) utilizzando resistori di limitazione separati. Calcolo per il LED Giallo (assumendo VF tip=2.1V, IF target=15mA per una vita più lunga): R = (3.3V - 2.1V) / 0.015A = 80 Ohm. Utilizzare il valore standard successivo (82 Ohm). La corrente effettiva sarà leggermente inferiore e l'intensità sarà proporzionalmente inferiore al valore nominale a 20mA, il che è accettabile per un indicatore di stato.

11. Principio di Funzionamento

Questo LED opera sul principio dell'elettroluminescenza nei materiali semiconduttori. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia del diodo, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva del chip semiconduttore/i. La loro ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). I materiali specifici (es. Fosfuro di Alluminio Gallio Indio - AlGaInP per giallo/rosso, o varianti di Fosfuro di Gallio - GaP per verde) determinano l'energia del bandgap e quindi la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa. Il package incorpora una lente epossidica che modella l'emissione luminosa e fornisce protezione ambientale.

12. Tendenze Tecnologiche

Il mercato per LED SMD come il 3210 continua a richiedere:Aumento dell'Efficienza:Maggiore efficienza luminosa (più luce emessa per watt elettrico) per consentire indicatori più luminosi o un consumo energetico inferiore.Miniaturizzazione:Package ancora più piccoli (es. 2016, 1515) mantenendo o migliorando le prestazioni ottiche.Migliore Coerenza di Colore:Tolleranze di binning più strette sia per lunghezza d'onda che intensità per ridurre la variazione di colore nei prodotti finiti senza selezione manuale.Affidabilità Migliorata:Materiali e tecniche di packaging migliorati per resistere a temperature di rifusione più elevate (per processi senza piombo) e ambienti operativi più severi.Soluzioni Integrate:Crescita di componenti LED con regolazione di corrente integrata (driver LED a corrente costante) o circuiti di controllo (LED RGB indirizzabili), sebbene il LED indicatore di base qui descritto rimanga un componente fondamentale e ampiamente utilizzato.