Scheda Tecnica LED Bicolore 209-3SURSYGW/S530-A3 - 3mm Rotondo - Tensione 2.0V - Rosso Brillante e Giallo Verde

1. Panoramica del Prodotto

Il 209-3SURSYGW/S530-A3 è un LED bicolore che integra due chip semiconduttori in un unico contenitore rotondo da 3mm. Questo dispositivo è progettato per fornire un'emissione luminosa uniforme e un ampio angolo di visione, rendendolo adatto a varie applicazioni di segnalazione e retroilluminazione. La lampada è disponibile in una configurazione che emette due colori distinti: Rosso Brillante e Giallo Verde Brillante, ottenuti grazie all'utilizzo della tecnologia dei materiali AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio) per entrambi i chip. Il package è fornito in resina Bianca Diffusa per la versione bicolore, che aiuta a diffondere la luce per un aspetto più uniforme.

I vantaggi principali di questo prodotto includono l'affidabilità allo stato solido che garantisce una lunga durata operativa, il basso consumo energetico che lo rende compatibile con i circuiti integrati e la conformità ai principali standard ambientali e di sicurezza come RoHS, EU REACH e requisiti Halogen-Free. Il suo design è mirato ad applicazioni nell'elettronica di consumo e nelle periferiche informatiche.

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. Il funzionamento in queste condizioni non è garantito.

• Corrente Diretta Continua (IF): 25 mA per entrambi i chip SUR (Rosso Brillante) e SYG (Giallo Verde Brillante).
• Corrente Diretta di Picco (IFP): 60 mA per entrambi i chip, ammissibile con un ciclo di lavoro di 1/10 a 1 kHz.
• Tensione Inversa (VR): 5 V. Superare questo valore può causare la rottura della giunzione.
• Dissipazione di Potenza (Pd): 60 mW per chip. Questa è la potenza massima che il dispositivo può dissipare a Ta=25°C.
• Temperatura di Esercizio (Topr): da -40°C a +85°C. Il dispositivo è progettato per funzionare entro questo intervallo di temperatura ambiente.
• Temperatura di Magazzinaggio (Tstg): da -40°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura (Tsol): 260°C per un massimo di 5 secondi, definisce la tolleranza del profilo di saldatura a rifusione.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C e una corrente diretta (IF) di 20 mA, salvo diversa specificazione.

• Tensione Diretta (VF): Il valore tipico è 2.0V per entrambi i colori, con un intervallo da 1.7V (Min) a 2.4V (Max). Questa bassa tensione è fondamentale per il funzionamento a bassa potenza.
• Corrente Inversa (IR): Massimo di 10 µA a VR=5V, indica un buon isolamento della giunzione.
• Intensità Luminosa (IV): Il chip SUR (Rosso) ha un'intensità tipica di 50 mcd, mentre il chip SYG (Giallo Verde) ha un'intensità tipica di 20 mcd. Questa differenza è intrinseca alla risposta fotopica dell'occhio umano e ai materiali del chip.
• Angolo di Visione (2θ1/2): Un ampio semi-angolo di 80 gradi è tipico per entrambi i colori, fornendo un pattern di emissione ampio.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λp): SUR: 632 nm (Rosso), SYG: 575 nm (Giallo Verde).
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd): SUR: 624 nm, SYG: 573 nm. Questa è la percezione monocromatica del colore da parte dell'occhio umano.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ): Circa 20 nm per entrambi, definisce la purezza spettrale.

Nota: Le incertezze di misura sono specificate per la Tensione Diretta (±0.1V), l'Intensità Luminosa (±10%) e la Lunghezza d'Onda Dominante (±1.0nm).

3. Analisi delle Curve di Prestazione

3.1 Caratteristiche del Chip SUR (Rosso Brillante)

Le curve fornite offrono una visione del comportamento del dispositivo in condizioni variabili.

• Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Onda: Mostra un picco netto intorno a 632 nm, confermando l'emissione rossa.
• Diagramma di Direttività: Illustra il profilo di emissione di tipo Lambertiano corrispondente all'angolo di visione di 80 gradi.
• Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva IV): Dimostra la relazione esponenziale, cruciale per progettare circuiti limitatori di corrente. La curva mostra la tipica tensione di soglia e la resistenza dinamica.
• Intensità Relativa vs. Corrente Diretta: Mostra che l'emissione luminosa aumenta con la corrente ma può presentare non linearità o saturazione a correnti più elevate, sottolineando la necessità di condizioni di pilotaggio adeguate.
• Intensità Relativa vs. Temperatura Ambiente: Indica una diminuzione dell'intensità luminosa all'aumentare della temperatura ambiente, una caratteristica comune dei LED dovuta all'aumento della ricombinazione non radiativa.
• Corrente Diretta vs. Temperatura Ambiente: Mostra probabilmente la relazione sotto polarizzazione a tensione costante, evidenziando gli effetti termici sulla corrente.

3.2 Caratteristiche del Chip SYG (Giallo Verde Brillante)

Vengono fornite curve simili per il chip SYG, con differenze chiave nei grafici specifici della lunghezza d'onda.

• Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Onda: Il picco è centrato intorno a 575 nm.
• Coordinate Cromatiche vs. Corrente Diretta: Questa curva unica per il chip SYG mostra come il colore percepito (coordinate cromatiche) possa spostarsi leggermente con variazioni della corrente di pilotaggio, importante per applicazioni critiche sul colore.
• La curva IV, l'intensità vs. corrente e le curve di dipendenza termica seguono tendenze simili al chip SUR ma con valori specifici delle proprietà del materiale SYG.

4. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

4.1 Dimensioni del Package

Il LED è alloggiato in un package rotondo standard da 3mm. Note dimensionali chiave includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri.
• L'altezza della flangia deve essere inferiore a 1.5mm (0.059\").
• Si applica una tolleranza generale di ±0.25mm salvo diversa specificazione.
• Il diagramma mostra la spaziatura dei terminali, il diametro del corpo e l'altezza totale, critici per il design dell'impronta PCB e il montaggio meccanico.

4.2 Identificazione della Polarità

Il package presenta una flangia o un lato piatto sul terminale del catodo (negativo). La polarità corretta deve essere rispettata durante l'installazione per prevenire danni da polarizzazione inversa.

5. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

5.1 Formatura dei Terminali

• La piegatura deve avvenire ad almeno 3mm dalla base del bulbo in epossidico per evitare stress sul die interno e sui bonding wires.
• La formatura deve essere effettuataprima soldering.
• della saldatura. Evitare di applicare stress al package. I fori del PCB devono allinearsi perfettamente con i terminali del LED per prevenire stress a montaggio avvenuto.
• Tagliare i terminali a temperatura ambiente.

5.2 Condizioni di Magazzinaggio

• Magazzinaggio consigliato: ≤30°C e ≤70% Umidità Relativa dopo la spedizione.
• Durata di conservazione: 3 mesi in queste condizioni. Per conservazioni più lunghe (fino a 1 anno), utilizzare un contenitore sigillato con atmosfera di azoto e essiccante.
• Evitare transizioni rapide di temperatura in ambienti umidi per prevenire la condensa.

5.3 Processo di Saldatura

Mantenere una distanza minima di 3mm dal punto di saldatura al bulbo in epossidico.

• Saldatura Manuale: Temperatura punta saldatore max 300°C (per saldatore max 30W). Tempo di saldatura max 3 secondi.
• Saldatura ad Onda/Ad immersione: Temperatura di preriscaldo max 100°C (per max 60 sec). Temperatura bagno di saldatura max 260°C per max 5 secondi.
• Viene fornito un grafico del profilo di saldatura consigliato, che tipicamente mostra una fase di riscaldamento, preriscaldo, rifusione e raffreddamento per gestire lo stress termico.
• Evitare stress sui terminali ad alte temperature. Non saldare più di una volta.

6. Confezionamento e Informazioni d'Ordine

6.1 Specifiche di Imballaggio

I LED sono confezionati in materiali resistenti all'umidità e anti-statici per proteggerli dalle scariche elettrostatiche (ESD) e dall'umidità ambientale.

• Flusso di Imballaggio: I LED sono posti in una busta anti-elettrostatica. Più buste sono poste in una scatola interna. Più scatole interne sono imballate in una scatola esterna.
• Quantità di Imballaggio: Minimo 200 a 1000 pezzi per busta. 4 buste per scatola interna. 10 scatole interne per scatola esterna.

6.2 Spiegazione Etichetta

L'etichetta di confezionamento include diversi codici:

• CPN: Numero di Parte del Cliente.
• P/N: Numero di Parte del Produttore (es., 209-3SURSYGW/S530-A3).
• QTY: Quantità nella confezione.
• CAT: Classi per Intensità Luminosa e Tensione Diretta (informazioni di binning).
• HUE: Classe Colore (binning della lunghezza d'onda).
• REF: Riferimento Tensione Diretta.
• LOT No: Numero di lotto di produzione tracciabile.

7. Suggerimenti per l'Applicazione

7.1 Scenari Applicativi Tipici

Come elencato nella scheda tecnica, le applicazioni principali includono:

• Televisori (indicatori di stato, retroilluminazione)
• Monitor (luci alimentazione/attività)
• Telefoni (indicatori stato linea, messaggi in attesa)
• Computer (indicatori attività hard disk, alimentazione)

La capacità bicolore consente un'indicazione a due stati (es., rosso per standby/errore, verde per accensione/ok) utilizzando un'unica impronta di componente.

7.2 Considerazioni di Progetto

• Limitazione di Corrente: Utilizzare sempre una resistenza in serie o un driver a corrente costante per limitare la corrente diretta a 20mA o meno per il funzionamento continuo, rispettando il Valore Massimo Assoluto di 25mA.
• Gestione Termica: Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, assicurarsi che la temperatura ambiente di esercizio non superi gli 85°C. Evitare il posizionamento vicino ad altre fonti di calore.
• Protezione ESDSebbene confezionati in materiali anti-statici, durante l'assemblaggio devono essere osservate le normali precauzioni di manipolazione ESD.
• Progetto Ottico: L'ampio angolo di visione è adatto per la visione diretta. Per luce focalizzata o guidata, potrebbero essere necessarie lenti esterne o light pipe.

8. Confronto e Differenziazione Tecnica

Sebbene in questa singola scheda tecnica non venga fornito un confronto diretto con altri numeri di parte, si possono dedurre le caratteristiche chiave di differenziazione di questo prodotto:

• Doppio Chip, Bicolore in Package 3mm: Integra due funzioni (due colori) in una dimensione di package molto comune e piccola, risparmiando spazio sulla scheda rispetto all'uso di due LED separati.
• Chip Abbinati: I due chip sono abbinati per un'emissione luminosa uniforme, importante per la coerenza estetica nelle applicazioni di segnalazione.
• Materiale AlGaInP: Per entrambi i colori rosso e giallo-verde, questo materiale offre tipicamente una maggiore efficienza e una migliore stabilità termica rispetto a tecnologie più vecchie come il GaAsP per certi colori.
• Conformità Completa: Soddisfa gli standard RoHS, REACH e Halogen-Free, essenziali per la moderna produzione elettronica che serve i mercati globali.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

9.1 Posso pilotare questo LED a 25mA in modo continuo?

Sebbene il Valore Massimo Assoluto per la corrente diretta continua sia 25mA, le Caratteristiche Elettro-Ottiche sono specificate a 20mA. Per un funzionamento affidabile a lungo termine e per tenere conto di potenziali variazioni nella tensione di alimentazione e nella temperatura, è una pratica di progetto standard operare alla o al di sotto della tipica condizione di test di 20mA. Operare a 25mA può ridurre la durata e aumentare lo stress termico.

9.2 Perché l'intensità luminosa è diversa per i chip rosso e giallo-verde?

La differenza (50 mcd vs. 20 mcd tipici) è dovuta principalmente a due fattori: l'efficienza intrinseca del materiale AlGaInP nel produrre luce a quelle specifiche lunghezze d'onda e la sensibilità dell'occhio umano (risposta fotopica). L'occhio è più sensibile alla luce verde (~555 nm). Il chip giallo-verde (575 nm) è più vicino a questo picco rispetto al chip rosso (632 nm), ma l'efficienza del materiale e l'ottica interna del package giocano anche un ruolo significativo nell'intensità finale misurata in millicandele.

9.3 Come interpreto 'CAT' e 'HUE' sull'etichetta per il mio progetto di circuito?

'CAT' si riferisce alle classi combinate per intensità luminosa e tensione diretta. 'HUE' si riferisce alla classe di lunghezza d'onda (colore). Per applicazioni che richiedono un'elevata coerenza di luminosità o colore tra più LED, è necessario specificare o selezionare LED dalle stesse classi CAT e HUE. Per applicazioni di segnalazione non critiche, questo può essere meno importante. La scheda tecnica fornisce gli intervalli (Min/Tip/Max); le classi rappresentano suddivisioni all'interno di questi intervalli.

10. Esempio di Progetto e Caso d'Uso

Scenario: Indicatore di Stato a Due Stati per un Router di Rete.

Un progettista necessita di un singolo LED per mostrare due stati: Rosso Fisso per 'Errore di Sistema/Avvio' e Giallo Verde Fisso per 'Funzionamento Normale/Online'.

• Selezione del Componente: Il 209-3SURSYGW/S530-A3 è ideale in quanto fornisce entrambi i colori richiesti in un unico package da 3mm.
• Progetto dello Schema Elettrico: Il LED ha tre terminali: anodo comune o catodo comune? La scheda tecnica lo descrive come una lampada bicolore con due chip. Tipicamente, tali package a 3 pin hanno un catodo (o anodo) comune per entrambi i die, con l'altro terminale per ciascun die separato. Il progettista deve verificare lo schema di connessione interno (implicito dalla struttura del numero di parte) e progettare il circuito di pilotaggio di conseguenza, utilizzando due pin GPIO da un microcontrollore con resistenze in serie (es., 150-200 Ohm per un'alimentazione a 5V per ottenere ~20mA).
• Layout PCB: Utilizzare le dimensioni del package per creare l'impronta, assicurandosi che la spaziatura dei fori da 3mm e il marcatore di polarità (flangia) siano rappresentati correttamente. Mantenere la distanza di 3mm dal corpo del LED a qualsiasi piazzola di saldatura come da guida di saldatura.
• Controllo Software: Per visualizzare il rosso, portare alto il pin del chip SUR (se catodo comune) mantenendo basso il pin SYG. Per visualizzare il giallo verde, portare alto il pin del chip SYG e mantenere basso il pin SUR. Assicurarsi che solo un colore sia pilotato alla volta a meno che non si desideri un effetto di colore misto specifico (che richiederebbe un bilanciamento della corrente).

11. Introduzione al Principio Tecnologico

Il LED opera sul principio dell'elettroluminescenza nei materiali semiconduttori. I chip centrali sono realizzati in AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio), che è un semiconduttore composto III-V.

• Generazione della Luce: Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n del chip, gli elettroni dalla regione di tipo n e le lacune dalla regione di tipo p vengono iniettati nella regione attiva. Quando questi portatori di carica si ricombinano, rilasciano energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica lunghezza d'onda (colore) della luce è determinata dall'energia del bandgap del materiale semiconduttore, che è accuratamente progettata regolando i rapporti di Alluminio, Gallio e Indio nel reticolo cristallino AlGaInP.
• Determinazione del Colore: Per il chip SUR, la composizione è sintonizzata per produrre fotoni con energia corrispondente alla luce rossa (~624-632 nm). Per il chip SYG, una composizione leggermente diversa produce fotoni per la luce giallo-verde (~573-575 nm).
• Funzione del Package: Il package in resina epossidica serve a più scopi: incapsula e protegge il fragile die semiconduttore e i bonding wires da danni meccanici e ambientali, funge da lente per modellare il fascio luminoso in uscita (raggiungendo l'angolo di visione di 80 gradi) e, nella versione 'Bianco Diffuso', contiene particelle diffusanti per disperdere la luce e creare un aspetto più uniforme e meno abbagliante.

12. Tendenze e Contesto del Settore

Questo prodotto riflette diverse tendenze in corso nel settore dei LED:

• Miniaturizzazione con Funzionalità Aumentata: L'integrazione di più chip (bicolore) in un package standard e piccolo come il rotondo da 3mm consente ai progettisti di aggiungere funzionalità senza aumentare lo spazio sulla scheda.
• Focus sulla Scienza dei Materiali: L'uso di AlGaInP sia per il rosso che per il giallo-verde indica una tendenza verso sistemi di materiali ad alte prestazioni che offrono una migliore efficienza, luminosità e stabilità termica rispetto alle alternative tradizionali.
• Conformità Ambientale Stringente: L'esplicita indicazione della conformità a RoHS, REACH e Halogen-Free è ora un requisito fondamentale per i componenti utilizzati nell'elettronica venduta a livello globale, guidata da normative ambientali e dalla domanda dei consumatori.
• Standardizzazione e Affidabilità: Specifiche dettagliate per i valori massimi assoluti, i profili di saldatura e le condizioni di magazzinaggio evidenziano l'attenzione del settore verso la garanzia dell'affidabilità dei componenti nei processi di produzione automatizzati ad alto volume. La fornitura di ampie curve di prestazione consente agli ingegneri di fare previsioni più accurate del comportamento del LED nelle loro specifiche applicazioni.

Sebbene si tratti di un tipo di prodotto maturo, il suo design e la sua documentazione incarnano le attuali aspettative per un componente optoelettronico discreto affidabile, conforme e ben specificato.