Scheda Tecnica LED Lampada 333-2SYGD/S530-E2 - Giallo Verde Brillante - 20mA - 2.0V - 60mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per una lampada LED ad alta luminosità Giallo Verde Brillante. Il dispositivo è progettato utilizzando la tecnologia a chip AlGaInP, incapsulato in una resina diffondente verde, ed è destinato ad applicazioni che richiedono un'illuminazione affidabile e robusta con diverse opzioni di angolo di visione. Il prodotto è conforme agli standard ambientali pertinenti.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I principali vantaggi di questa serie LED includono l'elevata intensità luminosa, la disponibilità in diversi colori e intensità, e le opzioni di confezionamento come nastro e bobina per l'assemblaggio automatizzato. È specificamente progettata per applicazioni che richiedono una luminosità superiore. I mercati target e le applicazioni tipiche includono display per elettronica di consumo, spie luminose e sistemi di retroilluminazione per dispositivi come televisori, monitor per computer, telefoni e altre apparecchiature informatiche.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e oggettiva dei principali parametri elettrici, ottici e termici del dispositivo, definiti in condizioni di prova standard (Ta=25°C).

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 consigliate.

• Corrente Diretta Continua (IF):25 mA. Superare continuamente questa corrente ridurrà la durata di vita del LED e la sua emissione luminosa.
• Corrente Diretta di Picco (IFP):60 mA. Questa è la massima corrente impulsiva ammissibile, tipicamente specificata con un ciclo di lavoro di 1/10 a 1 kHz. È cruciale per applicazioni che coinvolgono brevi impulsi di corrente elevata.
• Tensione Inversa (VR):5 V. Applicare una tensione di polarizzazione inversa superiore a questo valore può causare un guasto immediato e catastrofico della giunzione LED.
• Dissipazione di Potenza (Pd):60 mW. Questa è la massima potenza che il package può dissipare senza superare la sua massima temperatura di giunzione, calcolata come Tensione Diretta (VF) moltiplicata per la Corrente Diretta (IF).
• Temperatura di Funzionamento & Stoccaggio:Il dispositivo è classificato per funzionare da -40°C a +85°C e può essere stoccato da -40°C a +100°C. Questi intervalli garantiscono la stabilità meccanica e chimica della resina epossidica e dei materiali semiconduttori.
• Temperatura di Saldatura (Tsol):260°C per 5 secondi. Questo definisce il profilo termico massimo che il package LED può sopportare durante i processi di saldatura a onda o a rifusione.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri definiscono le prestazioni del dispositivo in condizioni operative normali (IF=20mA). La colonna 'Tip.' rappresenta il valore mediano atteso, mentre 'Min.' e 'Max.' definiscono la variazione accettabile nella produzione.

• Intensità Luminosa (Iv):40-80 mcd (Tip. 80 mcd). Questa è la luminosità percepita del LED misurata in millicandele. L'ampio intervallo indica un processo di binning; i progettisti devono considerare il valore minimo per gli scenari di luminosità peggiori.
• Angolo di Visione (2θ1/2):30 gradi (Tipico). Questo è l'angolo totale in cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore di picco (sull'asse). Un angolo di 30 gradi indica un fascio relativamente focalizzato, adatto per indicatori direzionali.
• Lunghezza d'Onda di Picco & Dominante (λp, λd):575 nm e 573 nm rispettivamente. La lunghezza d'onda di picco è il punto spettrale di massima potenza radiante. La lunghezza d'onda dominante è il punto di colore percepito. I valori vicini indicano un'emissione giallo-verde spettralmente pura.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):20 nm. Questa è la larghezza spettrale a metà dell'intensità massima (FWHM). Una larghezza di banda di 20 nm è caratteristica dei LED basati su AlGaInP, offrendo una buona purezza del colore.
• Tensione Diretta (VF):1.7V a 2.4V (Tip. 2.0V). Questa è la caduta di tensione ai capi del LED quando alimentato a 20mA. I progetti di circuito devono utilizzare resistenze limitatrici di corrente o driver dimensionati per la VF massima per garantire che la corrente non superi il valore massimo se la tensione di alimentazione è fissa.
• Corrente Inversa (IR):10 μA (Max.) a VR=5V. Questa è la corrente di dispersione quando il dispositivo è polarizzato inversamente. Tipicamente è molto bassa per LED integri.

Tolleranze di Misura:La scheda tecnica riporta specifiche incertezze: ±0.1V per VF, ±10% per Iv, e ±1.0nm per λd. Queste devono essere considerate nei calcoli di progettazione di precisione.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

I dati forniti implicano una struttura di binning basata su parametri prestazionali chiave per garantire la coerenza nella produzione di massa. Sebbene una matrice di binning dettagliata non sia completamente elaborata, quanto segue può essere dedotto dalle tabelle delle specifiche e dalle spiegazioni delle etichette:

• Binning Intensità Luminosa / Flusso:L'intervallo Iv di 40-80 mcd suggerisce che i dispositivi siano suddivisi in bin in base alla loro emissione misurata a 20mA. Il campo 'CAT' sull'etichetta di imballaggio probabilmente denota questo rango o categoria.
• Binning Lunghezza d'Onda / Colore:Il campo 'HUE' sull'etichetta corrisponde alla Lunghezza d'Onda Dominante (λd). Dato che il valore tipico è 573 nm, i lotti di produzione sono probabilmente caratterizzati ed etichettati con la loro specifica lunghezza d'onda dominante per mantenere la coerenza del colore all'interno di un'applicazione.
• Binning Tensione Diretta:L'intervallo VF di 1.7V a 2.4V indica che i LED possono anche essere raggruppati in base alle loro caratteristiche di tensione diretta. Abbinare la VF in circuiti paralleli può aiutare a ottenere una condivisione uniforme della corrente.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Le curve caratteristiche tipiche forniscono informazioni cruciali sul comportamento del dispositivo in condizioni variabili, essenziali per un robusto progetto circuitale e termico.

4.1 Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Onda

Questa curva rappresenta graficamente la distribuzione della potenza spettrale, mostrando un picco attorno a 575 nm con una FWHM di circa 20 nm. Conferma la natura monocromatica dell'emissione luminosa, centrata nella regione giallo-verde dello spettro visibile.

4.2 Diagramma di Direttività

La curva di direttività (o diagramma di radiazione) illustra la distribuzione spaziale della luce. L'angolo di visione di 30 gradi fornito deriva da questo diagramma. La forma della curva è tipica di una lampada LED standard con lente a cupola, che mostra un profilo di emissione quasi-Lambertiano o leggermente focalizzato.

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

Questa curva mostra la relazione esponenziale tra corrente e tensione, tipica di un diodo. La tensione di 'ginocchio' è attorno a 1.8V-2.0V. Oltre questo punto, un piccolo aumento della tensione causa un grande aumento della corrente, evidenziando la necessità critica di regolazione della corrente, non della tensione, quando si pilotano i LED.

4.4 Intensità Relativa vs. Corrente Diretta (Curva L-I)

Questa curva dimostra la relazione tra corrente di pilotaggio ed emissione luminosa. È generalmente lineare nell'intervallo operativo raccomandato, ma saturerà e alla fine si degraderà a correnti molto elevate. Operare ai tipici 20mA garantisce un buon equilibrio tra efficienza, luminosità e longevità.

4.5 Caratteristiche Termiche

Le curve perIntensità Relativa vs. Temperatura AmbienteeCorrente Diretta vs. Temperatura Ambiente(a tensione costante) sono di fondamentale importanza. Mostrano che l'emissione luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente a causa della ridotta efficienza quantistica interna e dell'aumento della ricombinazione non radiativa. Al contrario, per una tensione applicata fissa, la corrente diretta aumenterà con la temperatura perché la tensione diretta del diodo ha un coefficiente di temperatura negativo. Ciò crea uno scenario potenziale di fuga termica se non gestito correttamente con un driver a corrente costante.

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

5.1 Dimensioni del Package e Disegno

La scheda tecnica include un disegno dimensionale dettagliato. Le specifiche chiave derivate dal disegno e dalle note includono: tutte le dimensioni sono in millimetri (mm), l'altezza della flangia deve essere inferiore a 1.5mm e la tolleranza generale è ±0.25mm salvo diversa indicazione. Il disegno definisce la spaziatura dei terminali, le dimensioni del corpo e la forma complessiva, essenziali per il progetto dell'impronta PCB (land pattern).

5.2 Identificazione della Polarità

Sebbene non sia esplicitamente dettagliato nel testo fornito, le lampade LED standard tipicamente identificano il catodo (terminale negativo) tramite un bordo piatto sulla lente, un terminale più corto o una marcatura sul package. L'impronta PCB deve essere progettata per corrispondere a questa polarità per garantire l'orientamento corretto durante l'assemblaggio.

6. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio

Una manipolazione corretta è essenziale per mantenere l'affidabilità e le prestazioni del dispositivo.

6.1 Formatura dei Terminali

• La piegatura deve avvenire ad almeno 3mm dalla base del bulbo epossidico per prevenire crepe da stress.
• La formatura deve essere eseguita prima della saldatura.
• Tagliare i terminali a temperatura ambiente per evitare shock termici.
• I fori del PCB devono allinearsi perfettamente con i terminali del LED per evitare stress di montaggio.

6.2 Condizioni di Stoccaggio

• Stoccare a ≤30°C e ≤70% di Umidità Relativa (UR) al ricevimento. La durata di conservazione in queste condizioni è di 3 mesi.
• Per uno stoccaggio più lungo (fino a 1 anno), utilizzare un contenitore sigillato con atmosfera di azoto e disidratante.
• Evitare rapidi cambiamenti di temperatura in ambienti umidi per prevenire la condensa.

6.3 Processo di Saldatura

Regola Critica:Mantenere una distanza minima di 3mm dal giunto di saldatura al bulbo epossidico.

• Saldatura Manuale:Temperatura punta del saldatore max 300°C (per saldatore max 30W), tempo di saldatura max 3 secondi.
• Saldatura a Onda/Per Immersione:Temperatura di preriscaldamento max 100°C (per max 60 secondi). Temperatura del bagno di saldatura max 260°C per un tempo di immersione massimo di 5 secondi.
• Viene fornito un profilo di temperatura di saldatura raccomandato, che dovrebbe essere seguito per minimizzare lo stress termico.
• Evitare stress meccanici sui terminali durante e immediatamente dopo la saldatura mentre il dispositivo è caldo.
• Non eseguire la saldatura a immersione/manuale più di una volta.
• Raffreddare gradualmente dalla temperatura di picco di saldatura; evitare la tempra rapida.

6.4 Pulizia

• Pulire solo se necessario, utilizzando alcol isopropilico a temperatura ambiente per ≤1 minuto. Asciugare all'aria.
• La pulizia a ultrasuoni è fortemente sconsigliata. Se assolutamente necessaria, è necessaria una prequalifica estensiva per determinare livelli di potenza e durata sicuri, poiché l'energia ultrasonica può danneggiare i collegamenti interni del die o il package epossidico.

6.5 Gestione Termica

Una gestione termica efficace è fondamentale per le prestazioni e la durata del LED. La corrente deve essere opportunamente deratata a temperature ambiente più elevate, come indicato dalla curva di derating referenziata nella scheda tecnica. Il progetto deve garantire che la temperatura attorno al corpo del LED sia controllata, tipicamente utilizzando un PCB con adeguati rilievi termici, via termiche o un dissipatore esterno per applicazioni ad alta potenza.

6.6 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Questi LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche. L'ESD può causare danni latenti o guasti immediati. Manipolare sempre i componenti in un'area protetta da ESD utilizzando braccialetti e tappetini conduttivi collegati a terra. Utilizzare imballaggi e attrezzature sicuri per ESD durante tutti i processi di assemblaggio e manipolazione.

7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche di Imballaggio

I dispositivi sono imballati per prevenire danni meccanici ed elettrostatici durante la spedizione e la manipolazione.

• Imballaggio Primario:Sacchetti anti-elettrostatici.
• Imballaggio Secondario:Scatole interne contenenti 5 sacchetti.
• Imballaggio Terziario:Scatole esterne contenenti 10 scatole interne.
• Quantità di Imballaggio:Minimo 200 a 500 pezzi per sacchetto. Pertanto, una scatola esterna contiene tra 10.000 e 25.000 pezzi (10 scatole interne * 5 sacchetti * 200-500 pz/sacchetto).

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta di imballaggio contiene diversi codici per la tracciabilità e l'identificazione:

• CPN:Numero di Parte del Cliente.
• P/N:Numero di Produzione del Produttore (es., 333-2SYGD/S530-E2).
• QTY:Quantità di pezzi nel sacchetto.
• CAT:Rango o categoria di prestazione (probabilmente relativa al bin di intensità luminosa).
• HUE:Codice Lunghezza d'Onda Dominante.
• REF:Codice di Riferimento.
• LOT No:Numero di Lotto di Produzione per la tracciabilità.

8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progetto

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è ben adatto per:

• Indicatori di Stato:Spie per alimentazione, attività o modalità nell'elettronica di consumo (TV, monitor, telefoni, computer) grazie alla sua elevata luminosità e angolo di visione focalizzato.
• Retroilluminazione:Illuminazione laterale per piccoli pannelli LCD o retroilluminazione di icone dove è necessaria un'illuminazione uniforme e brillante.
• Display Frontali:Illuminazione per pulsanti, interruttori o strumenti a pannello.

8.2 Considerazioni Critiche di Progetto

• Limitazione di Corrente:UTILIZZARE SEMPRE una resistenza limitatrice di corrente in serie o un driver a corrente costante. Calcolare il valore della resistenza utilizzando la tensione diretta massima (2.4V) per garantire che la corrente non superi mai 25mA nelle condizioni peggiori (VF minima). Formula: R = (V_alimentazione - VF_max) / I_desiderata.
• Progetto Termico:Considerare gli effetti negativi della temperatura sull'emissione luminosa e sulla tensione diretta. Fornire un'adeguata area di rame sul PCB o altri mezzi di dissipazione del calore, specialmente in ambienti ad alta temperatura o spazi chiusi.
• Protezione ESD:Incorporare diodi di protezione ESD sulle linee di segnale collegate agli anodi/catodi del LED che sono esposti a interfacce utente o connettori esterni.
• Progetto Ottico:L'angolo di visione di 30 gradi fornisce un fascio relativamente stretto. Per un'illuminazione più ampia, considerare l'uso di una lente diffusore o selezionare un LED con un angolo di visione nativo più ampio.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Sebbene non sia fornito un confronto diretto con parti specifiche della concorrenza, le caratteristiche chiave di differenziazione di questo LED, basate sulla sua scheda tecnica, sono:

• Tecnologia del Chip:Utilizza materiale semiconduttore AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio), altamente efficiente per produrre luce ambra, gialla e verde rispetto alle tecnologie più vecchie.
• Luminosità:Offre un'intensità luminosa tipica di 80 mcd a 20mA, competitiva per un package lampada standard in questo colore.
• Robustezza:La scheda tecnica enfatizza una costruzione affidabile e robusta, con linee guida dettagliate per la manipolazione e la saldatura che suggeriscono un progetto focalizzato a resistere ai processi di assemblaggio standard.
• Conformità:Dichiarato senza piombo e conforme RoHS, soddisfacendo le moderne normative ambientali per i componenti elettronici.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D1: Posso pilotare questo LED a 30mA per avere più luminosità?

R: No. Il Valore Massimo Assoluto per la corrente diretta continua è 25 mA. Operare a 30mA supera questo valore, il che ridurrà significativamente la durata di vita del LED, causerà un rapido decadimento del lumen e potrebbe portare a un guasto termico catastrofico.

D2: Il mio alimentatore è 5V. Che valore di resistenza devo usare per una corrente di pilotaggio di 20mA?

R: Utilizzare il caso peggiore (massimo) VF di 2.4V per un progetto sicuro. R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ohm. Il valore standard più vicino superiore è 150 Ohm. Con 150 Ohm, la corrente sarebbe circa (5V - 2.0V)/150 = 20mA (usando la VF tipica), che è sicura. Verificare sempre la dissipazione di potenza nella resistenza: P = I^2 * R = (0.02^2)*150 = 0.06W, quindi una resistenza standard da 1/8W (0.125W) è sufficiente.

D3: Perché l'emissione luminosa diventa più debole quando il mio dispositivo si surriscalda?

R: Questa è una caratteristica fondamentale dei LED, come mostrato nella curva "Intensità Relativa vs. Temp. Ambiente". L'efficienza del materiale semiconduttore diminuisce con l'aumentare della temperatura di giunzione, producendo meno luce per la stessa quantità di corrente elettrica. Una migliore gestione termica nel vostro progetto può mitigare questo effetto.

D4: Posso usare la pulizia a ultrasuoni per pulire il PCB dopo aver saldato questi LED?

R: È fortemente sconsigliato. La scheda tecnica afferma che la pulizia a ultrasuoni può danneggiare il LED a seconda della potenza e delle condizioni di assemblaggio. Se dovete usarla, è necessario condurre test di prequalifica approfonditi. Alternative più sicure sono l'uso di alcol isopropilico con spazzolatura delicata o l'uso di flusso no-clean che non richiede pulizia post-saldatura.

11. Studio di Caso Pratico di Progetto e Utilizzo

Scenario: Progettare un gruppo di indicatori di stato per un router di rete.

Un progettista ha bisogno di 5 indicatori luminosi giallo-verdi per alimentazione, internet, Wi-Fi e due porte Ethernet. Sceglie questo LED per la sua luminosità e colore.

• Progetto del Circuito:L'alimentazione logica interna del router è 3.3V. Utilizzando la VF max di 2.4V e una corrente target di 18mA (per aggiungere margine), il valore della resistenza è (3.3V - 2.4V) / 0.018A = 50 Ohm. Viene selezionata una resistenza standard da 51 Ohm. La potenza per resistenza è (0.018^2)*51 ≈ 0.0165W.
• Layout PCB:L'impronta PCB è creata esattamente secondo il disegno dimensionale del package. Piccoli raggi di rilievo termico collegano le piazzole del LED a un piano di massa più ampio per aiutare la dissipazione del calore senza rendere difficile la saldatura.
• Assemblaggio:L'assemblatore segue le linee guida: utilizza protezione ESD, forma i terminali (se necessario) prima del posizionamento e segue il profilo di rifusione raccomandato con temperatura di picco non superiore a 260°C.
• Risultato:I LED forniscono un'indicazione chiara e luminosa con colore coerente su tutte e cinque le unità, e il prodotto supera i test di affidabilità grazie al corretto progetto termico ed elettrico.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo LED opera sul principio dell'elettroluminescenza in una giunzione p-n semiconduttrice. Il materiale del chip è AlGaInP. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la tensione di soglia del diodo (circa 1.7-2.0V), gli elettroni dalla regione di tipo n e le lacune dalla regione di tipo p vengono iniettati attraverso la giunzione. Questi portatori di carica si ricombinano nella regione attiva del semiconduttore. Una parte significativa di queste ricombinazioni è radiativa, cioè rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica lunghezza d'onda di 573-575 nm (giallo-verde) è determinata dall'energia del bandgap della composizione della lega AlGaInP utilizzata nello strato attivo del chip. Il package in resina epossidica verde diffondente serve a proteggere il chip, agire come lente primaria per modellare il fascio luminoso in uscita e diffondere la luce per creare un aspetto più uniforme.

13. Tendenze Tecnologiche e Contesto

Questo componente rappresenta una tecnologia matura e mainstream per LED indicatori monocromatici. I LED basati su AlGaInP sono lo standard per l'emissione ad alta efficienza di rosso, ambra e giallo-verde. Le tendenze attuali del settore rilevanti per tali dispositivi includono:

• Aumento dell'Efficienza:La ricerca in corso mira a migliorare l'efficienza quantistica interna (IQE) e l'efficienza di estrazione della luce (LEE) di questi materiali, portando a una maggiore intensità luminosa per la stessa corrente in ingresso o alla stessa luminosità a potenza inferiore.
• Miniaturizzazione:Sebbene questo sia un package lampada standard, la tendenza più ampia è verso package per dispositivi a montaggio superficiale (SMD) più piccoli (es., 0402, 0201) per progetti PCB ad alta densità, anche se spesso con un compromesso sull'emissione luminosa totale e sulla capacità di dissipazione del calore.
• Affidabilità Migliorata:I miglioramenti nelle formulazioni delle resine epossidiche, nei materiali di attacco del die e nelle tecniche di wire bonding continuano a spingere la durata operativa e la tolleranza alla temperatura dei LED.
• Integrazione Intelligente:Una macro-tendenza nell'illuminazione è l'integrazione della circuiteria di controllo (driver, comunicazione) direttamente con i package LED, creando componenti "intelligenti". Sebbene questa parte specifica sia un LED discreto e "stupido", comprendere i suoi parametri di base è fondamentale per lavorare con soluzioni più integrate.