Scheda Tecnica LED Rosso Profondo 333-2SDRD/S530-A3 - 5mm Rotondo - Tensione 2.0V - Potenza 60mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche tecniche per un LED rosso profondo da 5mm rotondo, a foro passante. Il dispositivo è progettato utilizzando la tecnologia a chip AlGaInP, incapsulato in una resina rossa diffusa, per produrre un'uscita luminosa ad alta luminosità di colore rosso profondo. È un componente robusto e affidabile adatto a una varietà di applicazioni di indicazione e retroilluminazione nell'elettronica di consumo.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

• Alta Luminosità:Progettato specificamente per applicazioni che richiedono un'intensità luminosa superiore.
• Opzioni per l'Angolo di Visione:Disponibile con vari angoli di visione per soddisfare diverse esigenze applicative.
• Confezionamento:Disponibile su nastro e bobina per processi di assemblaggio automatizzati.
• Conformità Ambientale:Il prodotto è privo di piombo e rientra nelle versioni conformi alla direttiva RoHS.
• Affidabilità:Progettato per essere affidabile e robusto per un funzionamento a lungo termine.

1.2 Applicazioni Target

Questo LED è destinato principalmente all'uso come indicatore o sorgente di retroilluminazione in vari dispositivi elettronici, tra cui ma non limitati a:

• Televisori
• Monitor per Computer
• Telefoni
• Computer Personali e Periferiche

2. Analisi dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e oggettiva dei principali parametri elettrici, ottici e termici del dispositivo, come definiti nelle tabelle dei Valori Assoluti Massimi e delle Caratteristiche Elettro-Ottiche.

2.1 Valori Assoluti Massimi

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 (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):60 mA. Questa corrente più elevata è ammissibile solo in condizioni pulsate (duty cycle 1/10 @ 1 kHz), utile per il multiplexing o per ottenere una luminosità più alta per brevi periodi.
• Tensione Inversa (V_R):5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Dissipazione di Potenza (P_d):60 mW. La massima potenza che il package può dissipare, calcolata come V_F* I_F.
• Temperatura di Funzionamento e Conservazione:-40°C a +85°C (funzionamento), -40°C a +100°C (conservazione). Questi ampi intervalli indicano l'idoneità per ambienti industriali e automobilistici.
• Temperatura di Saldatura:260°C per 5 secondi. Questo definisce la tolleranza del profilo termico per la rifusione o la saldatura manuale.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati in una condizione di test standard di 25°C e una corrente diretta di 20 mA.

• Intensità Luminosa (I_v):100 mcd (Min), 160 mcd (Tip). Questo quantifica la luminosità percepita della luce rossa profonda. L'incertezza di misura è ±10%.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):30° (Tip). Questo angolo di visione ristretto, caratteristico di una lente non diffusa o leggermente diffusa, produce un fascio di luce più focalizzato.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):650 nm (Tip). La lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica in uscita è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):639 nm (Tip). L'unica lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano, che definisce il colore. L'incertezza è ±1.0 nm.
• Tensione Diretta (V_F):2.0 V (Tip), 2.4 V (Max) a I_F=20mA. Questa bassa tensione è tipica per i LED rossi AlGaInP. L'incertezza di misura è ±0.1V.
• Corrente Inversa (I_R):10 µA (Max) a V_R=5V. Questo specifica la massima corrente di dispersione nello stato di spegnimento.

3. Analisi delle Curve di Prestazione

Le curve caratteristiche tipiche forniscono una visione visiva del comportamento del dispositivo in condizioni variabili, fondamentale per la progettazione del circuito e la gestione termica.

3.1 Distribuzione Spettrale e Spaziale

La curvaIntensità Relativa vs. Lunghezza d'Ondamostra una larghezza di banda spettrale stretta (Δλ ~20 nm) centrata attorno a 650 nm, confermando la purezza del colore rosso profondo. La curva diDirettivitàrappresenta visivamente l'angolo di visione di 30°, mostrando la distribuzione angolare dell'intensità luminosa.

3.2 Relazioni Elettriche e Termiche

• Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V):Questa curva esponenziale è fondamentale per progettare il circuito di limitazione della corrente. Il tipico V_Fdi 2.0V a 20mA serve come punto di progetto per il calcolo della resistenza in serie: R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F.
• Intensità Relativa vs. Corrente Diretta:Questa curva dimostra che l'uscita luminosa è approssimativamente lineare con la corrente nell'intervallo di funzionamento normale, consentendo una semplice regolazione della luminosità tramite controllo della corrente.
• Intensità Relativa vs. Temperatura Ambiente:Mostra la diminuzione dell'uscita luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione. Questo derating termico deve essere considerato in ambienti ad alta temperatura o in progetti ad alta potenza.
• Corrente Diretta vs. Temperatura Ambiente:Sebbene non sia un valore nominale diretto, questa curva, considerata insieme al requisito di derating, informa sulla necessità di ridurre la corrente operativa a temperature ambiente elevate per mantenere l'affidabilità e prevenire un deprezzamento accelerato dei lumen.

4. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

4.1 Dimensioni del Package

Il dispositivo è un LED rotondo standard da 5mm con lente rossa diffusa. Le note dimensionali chiave includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri.
• La spaziatura dei terminali è su una griglia da 0.1 pollici (2.54mm), compatibile con le basette standard per prototipi.
• L'altezza della flangia (il bordo alla base della cupola) deve essere inferiore a 1.5mm per garantire un corretto posizionamento su un PCB.
• La tolleranza generale per le dimensioni è ±0.25mm salvo diversa specificazione.

4.2 Identificazione della Polarità

Il catodo è tipicamente identificato da un punto piatto sul bordo del package del LED e/o dal terminale più corto. La polarità corretta deve essere osservata durante l'installazione.

5. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

Una manipolazione corretta è fondamentale per mantenere l'integrità e le prestazioni del dispositivo.

5.1 Formatura dei Terminali

• Piegare i terminali in un punto ad almeno 3mm dalla base del bulbo in epossidico.
• Eseguire la formaturaprima soldering.
• Evitare di sollecitare il package. Fori PCB disallineati che causano stress sui terminali possono degradare la resina epossidica e le prestazioni del LED.
• Tagliare i terminali a temperatura ambiente.

5.2 Conservazione

• Conservare a ≤30°C e ≤70% di UR. La durata di conservazione è di 3 mesi in queste condizioni.
• Per una conservazione più lunga (fino a 1 anno), utilizzare un contenitore sigillato con azoto e essiccante.
• Evitare transizioni rapide di temperatura in ambienti umidi per prevenire la condensa.

5.3 Processo di Saldatura

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

• Saldatura Manuale:Temperatura della punta del saldatore ≤300°C (per un saldatore max 30W), tempo di saldatura ≤3 secondi.
• Saldatura a Onda o ad Immersione:Preriscaldamento ≤100°C (max 60 sec), temperatura del bagno di saldatura ≤260°C per ≤5 secondi.
• Evitare stress sui terminali durante le fasi ad alta temperatura.
• Non saldare più di una volta (saldatura a passaggio singolo).
• Lasciare raffreddare gradualmente i LED a temperatura ambiente dopo la saldatura; evitare una rapida tempra.

5.4 Pulizia

• Se necessario, pulire solo con alcol isopropilico a temperatura ambiente per ≤1 minuto.
• Evitare la pulizia ad ultrasuoni. Se assolutamente necessaria, è necessaria una prequalifica estesa per garantire che non si verifichino danni.

5.5 Gestione Termica

Una corretta progettazione termica è essenziale. La corrente operativa deve essere ridotta in modo appropriato a temperature ambiente più elevate, come indicato dalla curva di derating. Un dissipatore di calore inadeguato può portare a una ridotta emissione luminosa, a uno spostamento del colore e a una riduzione della durata di vita.

6. Informazioni su Confezionamento e Ordine

6.1 Specifiche di Imballaggio

Il dispositivo è confezionato per prevenire scariche elettrostatiche (ESD) e danni da umidità:

• Imballo Primario:Sacchetti anti-statici.
• Imballo Secondario:Scatole interne contenenti più sacchetti.
• Imballo Terziario:Scatole esterne contenenti più scatole interne.
• Quantità per Imballo:Minimo 200-500 pezzi per sacchetto. 5 sacchetti per scatola interna. 10 scatole interne per scatola esterna.

6.2 Spiegazione delle Etichette

Le etichette sull'imballaggio possono includere codici per tracciamento e specifica:

• CPN:Numero di Parte del Cliente.
• P/N:Numero di Parte del Produttore (es., 333-2SDRD/S530-A3).
• QTY:Quantità contenuta.
• CAT / Ranks:Possibilmente indica la classificazione delle prestazioni (es., grado di intensità luminosa).
• HUE:Codice della Lunghezza d'Onda Dominante.
• LOT No:Numero di lotto di produzione tracciabile.

7. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progettazione

7.1 Progettazione del Circuito

Utilizzare sempre una resistenza di limitazione della corrente in serie. Calcolare in base al tipico V_F(2.0V) ma assicurarsi che il circuito possa tollerare il massimo V_F(2.4V) senza superare la corrente desiderata. Ad esempio, con un'alimentazione di 5V e un target I_Fdi 20mA: R = (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 Ω. Verificare la corrente al V_Fmax: I = (5V - 2.4V) / 150 Ω ≈ 17.3 mA, che è sicuro.

7.2 Layout del PCB

Assicurarsi che i fori siano accuratamente allineati alla spaziatura dei terminali di 2.54mm. Fornire un'adeguata distanza attorno al corpo del LED per rispettare la distanza minima di 3mm dal punto di saldatura. Per indicatori visibili da più angoli, considerare l'angolo di visione di 30° quando si posiziona il LED sull'assemblaggio.

7.3 Gestione Termica in Array

Quando si utilizzano più LED in stretta vicinanza o a correnti di pilotaggio elevate, considerare la generazione di calore collettiva. Fornire un'adeguata spaziatura, ventilazione, o considerare l'uso di una corrente di pilotaggio inferiore per gestire la temperatura di giunzione e mantenere una luminosità e una longevità costanti.

8. Confronto e Differenziazione Tecnica

Questo LED rosso profondo, basato sulla tecnologia AlGaInP, offre vantaggi chiave:

• vs. Vecchi LED Rossi GaAsP:Efficienza luminosa significativamente più alta e uscita più luminosa a parità di corrente.
• vs. LED Diffusi ad Ampio Angolo:L'angolo di visione di 30° fornisce un fascio più diretto, ideale per indicatori su pannello dove la luce deve essere visibile principalmente frontalmente, riducendo la luce diffusa.
• vs. Rosso Standard (~630nm):Il colore rosso più profondo (639-650nm) può essere preferibile per specifiche esigenze estetiche, applicazioni con sensori o dove è necessaria una differenziazione dal rosso-arancio.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

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

Sì, 25mA è la Corrente Diretta Continua Assoluta Massima. Tuttavia, per una longevità e affidabilità ottimali, è pratica standard operare al di sotto del valore massimo. Si consiglia di pilotare alla tipica corrente di test di 20mA.

9.2 Perché l'angolo di visione è di soli 30 gradi?

L'angolo di visione di 30° è una caratteristica di progettazione di questo specifico LED, ottenuta attraverso la forma della lente e il livello di diffusione della resina. È adatto per applicazioni che richiedono un fascio di luce più focalizzato piuttosto che un'illuminazione ad ampia area.

9.3 Come interpreto i valori "Tipici" nella scheda tecnica?

I valori "Tipici" rappresentano la prestazione media attesa del prodotto in condizioni specificate. Le singole unità possono variare all'interno degli intervalli Min/Max forniti. Progettare sempre i circuiti per funzionare correttamente con la combinazione peggiore dei parametri (es., V_FMin con limite di corrente Max).

9.4 È necessario un dissipatore di calore?

Per il funzionamento a 20mA in condizioni ambientali tipiche (<85°C), un dissipatore di calore dedicato di solito non è necessario per un singolo LED a causa della bassa dissipazione di potenza (~40mW). Tuttavia, la gestione termica attraverso l'area di rame del PCB diventa importante in array, ad alte temperature ambiente o quando si opera vicino alla corrente massima.

10. Esempio Pratico di Utilizzo

Scenario: Progettazione di un Indicatore di Accensione per un Dispositivo.

1. Requisito:Un indicatore rosso profondo luminoso visibile frontalmente su un pannello.
2. Selezione del Componente:Questo LED è scelto per la sua alta intensità tipica (160mcd) e l'angolo di visione focalizzato di 30°.
3. Progettazione del Circuito:Il dispositivo è alimentato da una linea a 3.3V. Viene calcolata una resistenza in serie: R = (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65 Ω. Viene selezionato il valore standard più vicino di 68 Ω, risultando in I_F≈ (3.3V-2.0V)/68Ω ≈ 19.1 mA.
4. Implementazione PCB:Viene utilizzata un'impronta con spaziatura di 2.54mm. Il LED è posizionato sul pannello frontale con la lente che sporge attraverso un foro di 5.2mm. I pad di saldatura sono posizionati assicurando il rispetto della regola di distanza di 3mm dal corpo del LED.
5. Assemblaggio:I LED sono saldati manualmente utilizzando un saldatore a temperatura controllata impostata a 280°C, con il punto di saldatura completato in meno di 3 secondi, ben al di sotto del bulbo.

11. Principio di Funzionamento

Questo è un diodo a emissione luminosa (LED) a semiconduttore. Quando viene applicata una tensione diretta che supera il potenziale di giunzione intrinseco, elettroni e lacune vengono iniettati rispettivamente nella regione attiva dai materiali di tipo n e di tipo p. Nel chip AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio), questi portatori di carica si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La composizione specifica della lega AlGaInP determina l'energia del bandgap, che corrisponde direttamente alla lunghezza d'onda della luce rossa profonda emessa (~650 nm). La resina epossidica rossa diffusa incapsula il chip, fornendo protezione meccanica, modellando l'uscita luminosa (angolo di visione di 30°) e diffondendo la luce per creare un aspetto uniforme.

12. Tendenze Tecnologiche

Sebbene questo LED a foro passante da 5mm rappresenti una tecnologia di package matura e ampiamente utilizzata, le tendenze più ampie del settore LED continuano a concentrarsi su:

• Aumento dell'Efficienza:I miglioramenti continui nella scienza dei materiali mirano a produrre più lumen per watt (maggiore efficacia) da AlGaInP e altri materiali semiconduttori.
• Dominanza dei Dispositivi a Montaggio Superficiale (SMD):Per l'assemblaggio automatizzato ad alto volume, i package SMD (come 0603, 0805, 1206 e package LED specializzati) hanno largamente sostituito i LED a foro passante nei nuovi progetti a causa delle dimensioni ridotte e del costo di assemblaggio inferiore.
• Consistenza del Colore e Classificazione (Binning):I processi produttivi continuano a progredire, consentendo classificazioni più strette (raggruppamenti) di lunghezza d'onda (colore) e intensità luminosa, offrendo ai progettisti prestazioni più prevedibili.
• Affidabilità e Durata di Vita:La ricerca si concentra sul miglioramento del mantenimento dei lumen (resistenza al decadimento dell'uscita luminosa nel tempo) e della longevità, specialmente in condizioni operative ad alta temperatura e alta corrente.

Il LED a foro passante da 5mm rimane un punto fermo per la prototipazione, i progetti hobbistici, scopi educativi e applicazioni in cui è previsto un assemblaggio o una sostituzione manuale, supportato dalla sua semplicità, robustezza e ampia disponibilità.