Scheda Tecnica LED 583UYD/S530-A3 - 5.8mm Rotondo - 2.0V - 60mW - Giallo Brillante - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 583UYD/S530-A3 è un LED ad alta luminosità, di colore giallo brillante, progettato per applicazioni con montaggio a foro passante. Questo dispositivo utilizza la tecnologia a semiconduttore AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio) per produrre un'emissione giallo vivace con una lente in resina gialla diffusa. La serie è progettata per offrire prestazioni affidabili in un package robusto, rendendolo adatto a una varietà di applicazioni di segnalazione e retroilluminazione dove sono richiesti colore e intensità costanti.

I vantaggi principali di questo LED includono la scelta degli angoli di visione, la disponibilità su nastro e bobina per l'assemblaggio automatizzato e la conformità alle principali norme ambientali e di sicurezza, tra cui RoHS, REACH UE e requisiti senza alogeni (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). I suoi mercati target principali includono l'elettronica di consumo, le telecomunicazioni e le periferiche informatiche.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo è progettato per operare entro limiti elettrici e termici rigorosi per garantire un'affidabilità a lungo termine. I valori massimi assoluti definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente.

• Corrente Diretta Continua (IF):25 mA. Questa è la massima corrente continua che può essere applicata in modo continuo al LED in condizioni operative normali.
• Corrente Diretta di Picco (IFP):60 mA. Questo valore si applica al funzionamento impulsivo con un ciclo di lavoro di 1/10 a 1 kHz, consentendo brevi periodi di luminosità più elevata.
• Tensione Inversa (VR):5 V. Superare questa tensione di polarizzazione inversa può causare il breakdown della giunzione.
• Dissipazione di Potenza (Pd):60 mW. Questa è la massima potenza che il package può dissipare, calcolata come Tensione Diretta (VF) * Corrente Diretta (IF).
• Temperatura di Esercizio (Topr):-40 a +85 °C. L'intervallo di temperatura ambiente per un funzionamento affidabile.
• Temperatura di Magazzinaggio (Tstg):-40 a +100 °C.
• Temperatura di Saldatura (Tsol):260 °C per 5 secondi, definisce la tolleranza del profilo di saldatura a rifusione.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati in una condizione di test standard di Ta=25 °C e IF=20 mA, fornendo i dati di prestazione di base.

• Intensità Luminosa (Iv):Il valore tipico è 20 mcd, con un minimo di 10 mcd. Questo quantifica la luminosità percepita dell'emissione gialla. L'incertezza di misura è ±10%.
• Angolo di Visione (2θ1/2):170 gradi (tipico). Questo angolo di visione molto ampio indica una lente altamente diffusa, rendendo il LED adatto per applicazioni che richiedono visibilità da un'ampia gamma di prospettive.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λp):591 nm (tipico). La lunghezza d'onda alla quale l'intensità radiante spettrale è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):589 nm (tipico). La singola lunghezza d'onda che descrive il colore percepito del LED, con un'incertezza di misura di ±1.0 nm.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):15 nm (tipico). La larghezza spettrale a metà dell'intensità massima, che indica la purezza del colore.
• Tensione Diretta (VF):Varia da 1.7 V (min) a 2.4 V (max), con un valore tipico di 2.0 V a 20 mA. L'incertezza di misura è ±0.1 V. Questo parametro è fondamentale per il calcolo della resistenza di limitazione della corrente.
• Corrente Inversa (IR):Massimo di 10 µA a VR=5V, indicando una buona integrità della giunzione.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto utilizza un sistema di binning per classificare i LED in base a parametri ottici ed elettrici chiave, garantendo coerenza all'interno di un'applicazione. Le etichette sulla confezione (CAT, HUE, REF) corrispondono a questi bin.

• CAT (Classi di Intensità Luminosa):Raggruppa i LED in base alla loro intensità luminosa misurata (Iv). Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti con un intervallo di luminosità specifico.
• HUE (Classi di Lunghezza d'Onda Dominante):Categorizza i LED in base alla loro lunghezza d'onda dominante (λd), che è direttamente correlata alla tonalità del giallo. Ciò garantisce l'uniformità del colore tra più indicatori.
• REF (Classi di Tensione Diretta):Ordina i LED in base alla loro caduta di tensione diretta (VF). Bin VF consistenti possono semplificare la progettazione dell'alimentazione e la regolazione della corrente.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fornisce diverse curve caratteristiche che illustrano il comportamento del dispositivo in condizioni variabili.

4.1 Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Onda

Questa curva mostra la distribuzione spettrale della potenza, con un picco a circa 591 nm (giallo) e una larghezza di banda tipica di 15 nm. La forma conferma l'uso della tecnologia AlGaInP, nota per l'emissione efficiente di giallo e ambra.

4.2 Diagramma di Direttività

Il grafico polare illustra l'angolo di visione di 170 gradi, mostrando un pattern di emissione di tipo Lambertiano ammorbidito dalla resina diffusa, risultando in una luce ampia e uniforme piuttosto che in un fascio focalizzato.

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

La curva dimostra la relazione esponenziale tipica di un diodo. Al punto di lavoro consigliato di 20 mA, la tensione è tipicamente 2.0V. La curva è essenziale per progettare il circuito di pilotaggio, specialmente per determinare il valore appropriato della resistenza di limitazione: R = (Valimentazione - VF) / IF.

4.4 Intensità Relativa vs. Corrente Diretta

Questo grafico mostra che l'emissione luminosa (intensità relativa) aumenta approssimativamente in modo lineare con la corrente diretta fino alla corrente continua massima nominale. Sottolinea l'importanza di un pilotaggio a corrente stabile per una luminosità costante.

4.5 Curve di Prestazione Termica

Intensità Relativa vs. Temperatura Ambiente:Mostra l'intensità luminosa che diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. Questo derating termico è una caratteristica fondamentale dei LED, dove temperature di giunzione più elevate riducono l'efficienza di generazione dei fotoni. Un adeguato dissipatore termico o un derating della corrente sono necessari in ambienti ad alta temperatura.

Corrente Diretta vs. Temperatura Ambiente:Questa curva è probabilmente intesa a mostrare la relazione in condizioni di tensione o potenza costante, enfatizzando la necessità di un pilotaggio a corrente costante per compensare il coefficiente di temperatura negativo della tensione diretta.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED presenta un package radiale standard rotondo da 5.8mm. Le dimensioni chiave includono la spaziatura dei terminali (circa 2.54mm o 0.1"), il diametro complessivo e l'altezza. L'altezza della flangia è specificata inferiore a 1.5mm. I terminali sono realizzati in materiale saldabile e il corpo è in resina epossidica gialla diffusa. Il catodo è tipicamente identificato da un punto piatto sul bordo della lente o dal terminale più corto, sebbene si debba consultare la scheda tecnica per la marcatura di polarità specifica.

5.2 Progetto dei Pad & Layout PCB

Per il montaggio su PCB, i fori devono essere allineati con precisione al diametro e alla spaziatura dei terminali (2.54mm). Un layout consigliato dei pad includerebbe anelli sufficienti per una saldatura affidabile. La nota sottolinea che lo stress sui terminali durante il montaggio può degradare la resina epossidica e le prestazioni del LED.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Una manipolazione corretta è fondamentale per prevenire danni alla resina epossidica del LED e al die semiconduttore.

6.1 Formatura dei Terminali

• La piegatura deve avvenire ad almeno 3mm dalla base del bulbo in epossidica.
• La formatura deve essere eseguita prima della saldatura e a temperatura ambiente.
• Evitare di stressare il package; fori PCB disallineati possono indurre stress dannosi.

6.2 Condizioni di Magazzinaggio

• Consigliate: ≤ 30°C e ≤ 70% Umidità Relativa.
• La durata di conservazione dopo la spedizione è di 3 mesi. 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 Parametri di Saldatura

Saldatura Manuale:Temperatura punta saldatore max 300°C (per saldatore da 30W), tempo di saldatura max 3 secondi, mantenere una distanza minima di 3mm dal giunto saldato al bulbo in epossidica.

Saldatura ad Onda/Ad Immersione:Temperatura di preriscaldamento max 100°C (60 sec max), temperatura del bagno di saldatura max 260°C per 5 secondi, mantenere 3mm di distanza dal giunto al bulbo.

Note Critiche:Non applicare stress ai terminali durante la saldatura. Non saldare più di una volta. Proteggere il LED da urti meccanici durante il raffreddamento. Utilizzare la temperatura più bassa possibile per il processo. Seguire il profilo di saldatura consigliato che include fasi di preriscaldamento, contatto con onda laminare e raffreddamento controllato.

6.4 Pulizia

Se necessario, pulire solo con alcol isopropilico a temperatura ambiente per ≤ 1 minuto. Non utilizzare la pulizia ad ultrasuoni a meno che non sia pre-qualificata, poiché la cavitazione può danneggiare la struttura interna o i bonding.

7. Gestione Termica e Protezione ESD

7.1 Gestione del Calore

Sebbene la dissipazione di potenza sia relativamente bassa (60mW), un corretto progetto termico è comunque essenziale per longevità e stabilità dell'emissione luminosa. La corrente deve essere opportunamente deratata a temperature ambiente più elevate, come indicato dalla curva di derating. I progettisti dovrebbero garantire che la temperatura circostante nell'applicazione sia controllata e considerare il percorso termico dai terminali del LED al PCB.

7.2 Sensibilità ESD (Scarica Elettrostatica)

Il die semiconduttore AlGaInP è sensibile alle scariche elettrostatiche e alle sovratensioni. Eventi ESD possono causare guasti immediati o danni latenti che riducono l'affidabilità a lungo termine. Devono essere utilizzati adeguati controlli ESD (postazioni di lavoro messe a terra, braccialetti, schiuma conduttiva) durante la manipolazione e l'assemblaggio. Per questo motivo, il dispositivo è confezionato in sacchetti anti-statici con materiali resistenti all'umidità.

8. Confezionamento e Informazioni d'Ordine

8.1 Specifiche di Confezionamento

Il prodotto è disponibile sfuso e su nastro e bobina. Il flusso di confezionamento standard è:

1. I LED sono posti in sacchetti anti-elettrostatici (200-500 pezzi per sacchetto).

2. Cinque sacchetti sono confezionati in una scatola interna.

3. Dieci scatole interne sono confezionate in una scatola esterna principale.

8.2 Spiegazione Etichette

Le etichette di confezionamento includono: CPN (Numero Parte Cliente), P/N (Numero Parte Produttore: 583UYD/S530-A3), QTY (Quantità), CAT/HUE/REF (Codici di binning) e LOT No. (Numero di lotto per tracciabilità).

9. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progetto

9.1 Scenari Applicativi Tipici

• Indicatori di Stato:Indicatori di accensione, standby, funzione attiva in televisori, monitor, telefoni e computer.
• Retroilluminazione:Per scritte su interruttori, tastiere o pannelli dove è desiderata una luce gialla soffusa e diffusa.
• Segnalazione Generica:Luci di avvertimento, indicatori di attenzione in apparecchiature consumer e industriali.

9.2 Considerazioni di Progetto

• Pilotaggio della Corrente:Utilizzare sempre una sorgente di corrente costante o una resistenza di limitazione in serie con il LED. Calcolare la resistenza usando R = (Vs - Vf) / If, considerando il Vf massimo dalla scheda tecnica per garantire che If non superi i valori nominali.
• Angolo di Visione:L'angolo di 170 gradi lo rende ideale per indicatori su pannelli frontali ma meno adatto per applicazioni con fascio focalizzato.
• Coerenza del Colore:Per array multi-LED, specificare bin HUE e CAT stretti per garantire un aspetto uniforme.
• Layout PCB:Assicurarsi che i fori siano correttamente spaziati per evitare stress sui terminali. Fornire un'area di rame sufficiente attorno ai terminali per la dissipazione del calore se si opera ad alte temperature ambiente.

10. Confronto Tecnico e Differenziazione

Il 583UYD/S530-A3 si differenzia sul mercato attraverso diverse caratteristiche chiave. Rispetto ai vecchi LED gialli (es. che utilizzano luce filtrata o materiali meno efficienti), il chip AlGaInP fornisce una luminosità superiore e una purezza del colore migliore. L'ampio angolo di visione di 170 gradi con resina diffusa offre un'emissione più piacevole e soffusa rispetto alle lenti trasparenti ad angolo stretto. La sua conformità agli standard ambientali moderni (RoHS, REACH, Senza Alogeni) lo rende adatto ai mercati globali con normative severe. La disponibilità su nastro e bobina supporta processi di assemblaggio automatizzato ad alto volume e costo-efficaci.

11. Domande Frequenti (FAQ)

11.1 Qual è la corrente di esercizio consigliata?

La condizione di test standard è 20 mA, che è un punto di lavoro sicuro e tipico ben al di sotto del massimo assoluto di 25 mA. Per la massima longevità, specialmente in ambienti ad alta temperatura, è consigliabile operare al di sotto di 20 mA.

11.2 Come identifico il catodo?

Sebbene non sia esplicitamente mostrato nel testo fornito, la pratica standard per questo tipo di package è che il catodo è il terminale più corto e/o è indicato da un bordo piatto sulla lente rotonda in plastica. Verificare sempre con il campione fisico o il disegno del produttore.

11.3 Posso pilotare questo LED con un'alimentazione da 5V?

Sì, ma è obbligatoria una resistenza di limitazione in serie. Ad esempio, con un Vf tipico di 2.0V e un If desiderato di 20mA: R = (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 Ohm. Usare il Vf massimo (2.4V) per calcolare il valore minimo sicuro della resistenza: R_min = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohm. Una resistenza da 150 ohm è una scelta adatta.

11.4 Perché la luminosità diminuisce nel tempo/con la temperatura?

I LED subiscono un deprezzamento del flusso luminoso. Alte temperature di giunzione accelerano questo processo a causa dell'aumento della generazione di difetti nel reticolo semiconduttore. Garantire una corretta gestione termica e pilotare il LED al di sotto dei suoi valori massimi nominali rallenta questo degrado.

12. Caso di Studio Applicativo Pratico

Scenario: Progettazione di un pannello multi-indicatore per un modem da scrivania.Il pannello richiede luci gialle diffuse distinte per lo stato "Alimentazione", "Internet" e "Wi-Fi". Il 583UYD/S530-A3 è selezionato per il suo ampio angolo di visione, che garantisce visibilità da varie posizioni della scrivania, e il suo colore giallo brillante offre un buon contrasto su una cornice nera. Per garantire luminosità e colore uniformi su tutti e tre i LED, il progettista specifica un intervallo di binning stretto per CAT (Intensità Luminosa) e HUE (Lunghezza d'Onda Dominante) nell'ordine d'acquisto. Viene implementato un semplice circuito di pilotaggio utilizzando la linea a 3.3V del modem e resistenze di limitazione da 68 ohm per LED, ottenendo una corrente diretta di circa 19 mA ((3.3V - 2.0V)/68Ω ≈ 19.1 mA). Il layout PCB posiziona i fori per i LED esattamente a 2.54mm di distanza e include piccole aree di rame collegate ai terminali catodici per favorire la dissipazione del calore.

13. Introduzione al Principio Tecnologico

Il 583UYD/S530-A3 è basato su materiale semiconduttore AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio) cresciuto su un substrato. Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva dove si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La composizione specifica della lega AlGaInP determina l'energia del bandgap, che a sua volta definisce la lunghezza d'onda della luce emessa - in questo caso, giallo (~589-591 nm). La resina epossidica gialla diffusa serve a molteplici scopi: funge da lente per modellare l'emissione luminosa, fornisce protezione meccanica e ambientale per il delicato chip semiconduttore e i bonding, e contiene fosfori o particelle di diffusione per disperdere la luce e creare l'ampio e uniforme angolo di visione.

14. Tendenze e Sviluppi del Settore

Il settore dei LED continua ad evolversi verso una maggiore efficienza, affidabilità e miniaturizzazione. Sebbene i LED a foro passante come il 583UYD rimangano vitali per molte applicazioni, specialmente dove robustezza e facilità di assemblaggio manuale sono prioritarie, c'è una forte tendenza di mercato verso i package SMD (Surface-Mount Device) (es. 0603, 0805, 2835) per l'assemblaggio automatizzato su PCB. I futuri sviluppi nella tecnologia AlGaInP potrebbero concentrarsi sul miglioramento ulteriore dell'efficienza luminosa (lumen per watt) e della stabilità del colore in funzione della temperatura e della durata. Inoltre, l'integrazione dell'elettronica di pilotaggio e di funzionalità intelligenti direttamente nei package LED è una tendenza in corso, sebbene per semplici lampade indicatrici come questa, l'approccio a componenti discreti offra economicità e flessibilità di progettazione.