Scheda Tecnica LED Lampada 6324-15SUBC/S400-X10 - Blu - Tensione Diretta 3.3V - Corrente Operativa 20mA - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per una lampada LED blu ad alta luminosità, identificata dal numero di parte 6324-15SUBC/S400-X10. Questo componente appartiene a una serie progettata specificamente per applicazioni che richiedono un'elevata emissione luminosa. Il LED è fornito in una configurazione standard di package a lampada, rendendolo adatto a un'ampia gamma di processi di assemblaggio elettronico. Il suo design prioritizza l'affidabilità e la robustezza in vari ambienti operativi.

Il dispositivo è conforme alle principali direttive ambientali e di sicurezza, inclusi RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose), regolamenti UE REACH, ed è prodotto come componente privo di alogeni. Questa conformità garantisce che il prodotto soddisfi rigorosi standard internazionali per i componenti elettronici. Il LED è disponibile fornito su nastro e bobina per l'assemblaggio automatizzato pick-and-place, migliorando l'efficienza produttiva in contesti di produzione ad alto volume.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

Il vantaggio principale di questo LED è la combinazione di un'elevata intensità luminosa e un package affidabile. Con un'intensità tipica di 500 millicandele (mcd) a una corrente di pilotaggio standard di 20mA, offre una luminosità significativa per le sue dimensioni. Il prodotto è progettato per applicazioni di indicazione generica e retroilluminazione nell'elettronica di consumo e industriale. I mercati target principali includono i produttori di televisori, monitor per computer, telefoni e varie periferiche informatiche dove è richiesta un'indicazione o un'illuminazione blu luminosa e uniforme. La scelta di vari angoli di visione consente ai progettisti di selezionare il diagramma di radiazione ottimale per la loro applicazione specifica, bilanciando copertura d'area e intensità assiale.

2. Approfondimento sui Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'analisi dettagliata e oggettiva dei principali parametri tecnici del LED come definiti nella sua scheda tecnica. Comprendere queste specifiche è cruciale per una corretta progettazione del circuito e per garantire l'affidabilità a lungo termine.

2.1 Valori Massimi Assoluti

I Valori Massimi Assoluti definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Questi non sono condizioni operative.

• Corrente Diretta Continua (I_F): 25 mA. Questa è la massima corrente continua che può essere applicata in modo continuo al LED.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP): 100 mA. Questa specifica per corrente impulsata (con un ciclo di lavoro di 1/10 e frequenza di 1 kHz) consente brevi periodi di sovrapilotaggio, utili per applicazioni di multiplexing o stroboscopiche.
• Tensione Inversa (V_R): 5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Dissipazione di Potenza (P_d): 90 mW. Questa è la massima potenza che il package può dissipare come calore, calcolata come Tensione Diretta moltiplicata per la Corrente Diretta.
• Temperatura Operativa & di Conservazione: Il dispositivo può operare da -40°C a +85°C ed essere conservato da -40°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura: I terminali possono resistere a 260°C per 5 secondi, compatibile con i profili standard di saldatura a rifusione senza piombo.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati in condizioni di prova standard di 25°C di temperatura ambiente e una corrente diretta (I_F) di 20 mA, salvo diversa specificazione.

• Intensità Luminosa (I_v): Il valore tipico è 500 mcd, con un minimo di 250 mcd. Specifica la luminosità percepita del LED come misurata dall'occhio umano.
• Angolo di Visione (2θ_1/2): 60 gradi (tipico). Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore assiale di picco.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p): 468 nm (tipico). Questa è la lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale della luce emessa è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d): 470 nm (tipico). Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano, che definisce il colore "blu" del LED.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ): 35 nm (tipico). Indica l'ampiezza spettrale della luce emessa, misurata a metà dell'intensità massima (FWHM).
• Tensione Diretta (V_F): Varia da 2.7V (min) a 3.7V (max), con un valore tipico di 3.3V a 20mA. Questo è cruciale per progettare il circuito di limitazione della corrente.
• Corrente Inversa (I_R): Massimo di 50 μA quando viene applicata una polarizzazione inversa di 5V.

La scheda tecnica riporta anche le incertezze di misura: ±0.1V per V_F, ±10% per I_v, e ±1.0nm per λ_d.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto utilizza un sistema di binning per classificare le unità in base a parametri ottici ed elettrici chiave. Ciò garantisce coerenza all'interno di un lotto di produzione per applicazioni che richiedono una stretta corrispondenza di colore o luminosità. L'etichetta di imballaggio include codici per questi bin:

• CAT: Classi di Intensità Luminosa. Le unità sono suddivise in bin in base alla loro emissione luminosa misurata.
• HUE: Classi di Lunghezza d'Onda Dominante. Questo raggruppa i LED in base alla loro specifica tonalità di blu.
• REF: Classi di Tensione Diretta. I LED sono raggruppati in base alla loro caduta di tensione diretta alla corrente di prova.

I progettisti dovrebbero consultare il fornitore per le definizioni specifiche dei codici bin e la disponibilità, per garantire che il bin selezionato soddisfi i requisiti dell'applicazione per coerenza cromatica e prestazioni elettriche.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fornisce diverse curve caratteristiche che illustrano il comportamento del dispositivo in condizioni variabili. Queste sono essenziali per comprendere le prestazioni oltre le specifiche puntuali a 25°C/20mA.

4.1 Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Onda

Questa curva mostra graficamente la distribuzione di potenza spettrale, con un picco attorno a 468 nm e una FWHM tipica di 35 nm, confermando l'emissione monocromatica blu del chip InGaN.

4.2 Diagramma di Direttività

Un grafico polare illustra la distribuzione spaziale della luce, corrispondente all'angolo di visione di 60 gradi. L'intensità è massima lungo l'asse centrale (0°) e diminuisce simmetricamente verso i bordi.

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

Questa curva mostra la relazione esponenziale tipica di un diodo. La tensione diretta aumenta in modo logaritmico con la corrente. Al punto operativo consigliato di 20mA, la tensione è tipicamente 3.3V. Questa curva è vitale per la gestione termica, poiché V_Fha un coefficiente di temperatura negativo.

4.4 Intensità Relativa vs. Corrente Diretta

Questo grafico dimostra che l'emissione luminosa è approssimativamente lineare con la corrente nel normale intervallo operativo. Pilotare il LED oltre i suoi valori massimi assoluti non produrrà aumenti proporzionali della luce e genererà calore eccessivo.

4.5 Curve di Dipendenza dalla Temperatura

Due curve chiave mostrano l'effetto della temperatura ambiente (T_a):

• Intensità Relativa vs. Temperatura Ambiente.: L'emissione luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. Questo derating deve essere considerato nei progetti che operano ad alte temperature.
• Corrente Diretta vs. Temperatura Ambiente.: Per una tensione fissa, la corrente diretta aumenterebbe con la temperatura a causa del coefficiente di temperatura negativo di V_F. Ciò evidenzia l'importanza critica di utilizzare un driver a corrente costante, non una sorgente a tensione costante, per prevenire la fuga termica.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il LED è alloggiato in un package standard a stile lampada. Il disegno del package fornisce le dimensioni critiche per la progettazione dell'impronta PCB e i controlli di ingombro.

• Tutte le dimensioni sono fornite in millimetri.
• Una nota chiave specifica che l'altezza della flangia deve essere inferiore a 1.5mm (0.059 pollici).
• La tolleranza predefinita per le dimensioni non specificate è ±0.25mm.
• Il disegno mostra tipicamente la spaziatura dei terminali, le dimensioni del corpo del package, la forma della lente e la posizione dell'indicatore del catodo (solitamente un lato piatto o un terminale più corto).

I progettisti devono attenersi rigorosamente a queste dimensioni durante la creazione del land pattern PCB per garantire una corretta saldatura e allineamento.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

Una manipolazione corretta è essenziale per mantenere l'affidabilità. La scheda tecnica fornisce istruzioni dettagliate.

6.1 Formatura dei Terminali

• La piegatura deve avvenire ad almeno 3mm dalla base del bulbo in epossidico.
• Formare i terminali prima della saldatura.
• Evitare sollecitazioni sul package; tagliare i terminali a temperatura ambiente.
• I fori del PCB devono allinearsi perfettamente con i terminali del LED per evitare sollecitazioni di montaggio.

6.2 Conservazione

• Conservare a ≤30°C e ≤70% UR. La durata di conservazione è di 3 mesi dalla spedizione.
• Per conservazioni più lunghe (fino a 1 anno), utilizzare un contenitore sigillato con azoto e essiccante.
• Evitare rapidi cambiamenti di temperatura in ambienti umidi per prevenire la condensa.

6.3 Processo di Saldatura

Saldatura Manuale: Punta del saldatore ≤300°C (max 30W), tempo ≤3 secondi, mantenere il giunto di saldatura a ≥3mm dal bulbo.Saldatura ad Onda/Ad immersione: Preriscaldamento ≤100°C (≤60 sec), bagno di saldatura ≤260°C per ≤5 sec, mantenere il giunto a ≥3mm dal bulbo. Viene fornito un grafico del profilo di saldatura consigliato, che mostra una rampa graduale, un plateau entro il limite di 260°C e una rampa di raffreddamento controllata. Il raffreddamento rapido non è raccomandato. Evitare cicli di saldatura multipli e sollecitazioni meccaniche mentre il LED è caldo.

6.4 Pulizia

Se necessario, pulire solo con alcol isopropilico a temperatura ambiente per ≤1 minuto. Evitare la pulizia ad ultrasuoni a meno che non sia prequalificata, poiché può danneggiare il die o i bonding wires.

6.5 Gestione Termica

Una corretta progettazione termica è fondamentale. La corrente operativa deve essere deratata a temperature ambiente più elevate (fare riferimento alla curva di derating). La temperatura attorno al LED nell'applicazione finale deve essere controllata per mantenere prestazioni e longevità.

6.6 Precauzioni ESD (Scarica Elettrostatica)

Il LED è sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD) e alle sovratensioni, che possono danneggiare il die semiconduttore. Devono essere seguite le procedure standard di manipolazione ESD (es. postazioni di lavoro messe a terra, braccialetti) durante l'assemblaggio e la manipolazione.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche di Imballaggio

I LED sono imballati per la protezione e la manipolazione automatizzata:

• Sono posizionati in sacchetti anti-elettrostatici.
• I sacchetti sono imballati in scatole interne.
• Le scatole interne sono imballate in scatole esterne principali.
• Quantità di Imballaggio: Minimo 200 a 500 pezzi per sacchetto. Cinque sacchetti per scatola interna. Dieci scatole interne per scatola esterna.

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta di imballaggio include:

• CPN: Numero di Parte del Cliente.
• P/N: Numero di Parte del Produttore (6324-15SUBC/S400-X10).
• QTY: Quantità nel pacco.
• CAT/HUE/REF: Codici di binning per Intensità, Lunghezza d'Onda e Tensione.
• LOT No: Numero di lotto di produzione tracciabile.

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Come elencato, le applicazioni principali sono come indicatori di stato o retroilluminazione in:

• Televisori e Monitor (indicatori di alimentazione, sorgente di ingresso).
• Telefoni (indicatori di messaggi in attesa, stato linea).
• Computer e Periferiche (indicatori di accensione, attività HDD).

La sua elevata luminosità lo rende adatto anche per indicatori su pannelli in ambienti ben illuminati.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Circuito di Pilotaggio: Utilizzare sempre una resistenza di limitazione in serie o un driver a corrente costante. Calcolare il valore della resistenza usando R = (Tensione di Alimentazione - V_F) / I_F. Utilizzare il valore massimo di V_Fdalla scheda tecnica per garantire che la corrente non superi i limiti in tutte le condizioni.
• Gestione Termica: Su un PCB, assicurare un'adeguata area di rame attorno ai terminali del LED per fungere da dissipatore di calore, specialmente se pilotato vicino alla corrente massima.
• Angolo di Visione: Selezionare la variante con l'angolo di visione appropriato per l'applicazione. Un angolo di 60 gradi offre un buon equilibrio tra luminosità assiale e ampia visibilità.
• Protezione ESD: In ambienti sensibili, considerare l'aggiunta di un diodo di soppressione di tensione transitoria (TVS) o di un piccolo condensatore in parallelo al LED (con una resistenza in serie) per proteggere da picchi di tensione.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Sebbene un confronto diretto con i concorrenti richieda numeri di parte alternativi specifici, le caratteristiche chiave di differenziazione di questo LED, basate sulla sua scheda tecnica, sono:

• Elevata Luminosità: Un valore tipico di 500 mcd a 20mA rappresenta un'emissione significativa per un package standard a lampada.
• Conformità Completa: La conformità simultanea agli standard RoHS, REACH e Senza Alogeni è un forte vantaggio per i mercati globali e i progetti attenti all'ambiente.
• Specifiche Robuste: Valori massimi assoluti chiari e istruzioni dettagliate di manipolazione riducono il rischio applicativo.
• Disponibilità su Nastro e Bobina: Supporta l'assemblaggio automatizzato ad alta velocità, riducendo i costi di produzione per la produzione di volume.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D1: Posso pilotare questo LED direttamente con un'alimentazione da 5V?R: No. La tensione diretta tipica è 3.3V. Collegarlo direttamente a 5V causerebbe un flusso di corrente eccessivo, potenzialmente distruggendo il LED. È necessario utilizzare una resistenza di limitazione della corrente. Ad esempio, con un'alimentazione da 5V e un target di 20mA, utilizzando il V_Fmax di 3.7V per sicurezza: R = (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 Ohm. Una resistenza da 68 Ohm sarebbe una scelta standard.

D2: Perché l'intensità luminosa diminuisce quando aumenta la temperatura ambiente?R: Questa è una caratteristica fondamentale dei LED a semiconduttore. All'aumentare della temperatura, l'efficienza dei processi di ricombinazione che generano luce all'interno del chip InGaN diminuisce, portando a una minore emissione ottica per lo stesso ingresso elettrico. La curva di derating quantifica questo effetto.

D3: Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco e Lunghezza d'Onda Dominante?R: La Lunghezza d'Onda di Picco (468 nm) è il picco fisico dello spettro di luce emesso. La Lunghezza d'Onda Dominante (470 nm) è un valore calcolato che rappresenta la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica pura che sarebbe percepita dall'occhio umano come avente lo stesso colore dell'emissione del LED. Sono spesso vicine ma non identiche.

D4: Quanto è critica la distanza di 3mm per la saldatura e la piegatura dei terminali?R: Molto critica. Il bulbo in resina epossidica è sensibile al calore e allo stress meccanico. Mantenere una distanza di 3mm garantisce che il calore della saldatura non provochi shock termico all'epossidico (causando crepe o delaminazione) e che lo stress di piegatura non venga trasferito ai fragili bonding wires interni collegati al die semiconduttore.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un indicatore di alimentazione per il pannello frontale di un computer desktop. Requisiti: Visibile in una stanza luminosa, alimentato dalla linea di standby da 5V del sistema, affidabile per un funzionamento a lungo termine.Passi di Progettazione: 1.Selezione del Componente: Questo LED blu è adatto grazie alla sua elevata luminosità (500 mcd tipico). 2.Calcolo del Circuito: Utilizzando la linea di standby da 5V. Assumendo un V_Fconservativo di 3.5V e una I_Fdesiderata di 15mA (per longevità e minore calore), il valore della resistenza è R = (5V - 3.5V) / 0.015A = 100 Ohm. Potenza nominale della resistenza: P = I²R = (0.015)²* 100 = 0.0225W. Una resistenza standard da 1/8W (0.125W) è più che sufficiente. 3.Layout PCB: Posizionare il LED nella posizione del pannello frontale. Includere un'ampia area di rame collegata ai terminali del catodo e dell'anodo per fungere da dissipatore di calore. Seguire le dimensioni del package per l'impronta. 4.Assemblaggio: Seguire le linee guida per la saldatura ad onda se il PCB viene assemblato con quel processo, assicurandosi che il LED venga posizionato per ultimo o mascherato se possibile per minimizzare l'esposizione termica.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo LED è basato su un chip semiconduttore realizzato in Nitruro di Gallio e Indio (InGaN), come indicato nella sezione materiali. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia del diodo (circa 2.7V), elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva del chip. Quando questi portatori di carica si ricombinano, rilasciano energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega InGaN determina l'energia del bandgap, che definisce direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa – in questo caso, blu (~470 nm). La lente in resina epossidica serve a proteggere il chip, modellare il fascio luminoso in uscita (angolo di visione di 60 gradi) e migliorare l'estrazione della luce dal materiale semiconduttore.

13. Tendenze Tecnologiche

La tecnologia LED continua a evolversi. Sebbene questo componente rappresenti un prodotto standard e maturo, le tendenze più ampie del settore che influenzano tali dispositivi includono:

• Aumento dell'Efficienza: La ricerca in corso nella scienza dei materiali mira a migliorare i lumen-per-watt (efficacia) dei LED, riducendo il consumo energetico a parità di emissione luminosa.
• Miniaturizzazione: La spinta verso dispositivi elettronici più piccoli richiede LED con impronte di package sempre più ridotte, mantenendo o aumentando la luminosità.
• Affidabilità Migliorata: I miglioramenti nei materiali di incapsulamento e nelle tecniche di attacco del die continuano a estendere la durata operativa e la tolleranza ad ambienti ostili.
• Integrazione Intelligente: Una tendenza verso LED con driver integrati, controller o persino sensori all'interno del package, sebbene ciò sia più diffuso nei moduli di illuminazione di fascia alta che nelle lampade indicatrici di base.

Questa scheda tecnica riflette un prodotto consolidato e affidabile, progettato per applicazioni di massa dove prestazioni collaudate e convenienza sono fondamentali.