Scheda Tecnica LED 7343/Y5C2-ASVB/X/MS - Package T-1 3/4 - 2.2V - 50mA - Giallo Brillante - Documento Tecnico Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per una lampada LED ad alta luminosità progettata per applicazioni che richiedono un'uscita luminosa superiore. Il dispositivo utilizza la tecnologia del chip AlGaInP per produrre una luce gialla brillante. È alloggiato in un popolare package rotondo T-1 3/4, offrendo un equilibrio tra prestazioni e un fattore di forma familiare per facilitare l'integrazione nei progetti esistenti.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I vantaggi principali di questa serie di LED includono la sua elevata intensità luminosa, la costruzione robusta e affidabile e la disponibilità in vari angoli di visione. La resina epossidica è resistente ai raggi UV, migliorando le prestazioni a lungo termine in ambienti esterni. Il prodotto è conforme alle normative ambientali pertinenti. Viene fornito su nastro e bobina per processi di assemblaggio automatizzati. Le applicazioni target sono principalmente nella segnaletica ad alta visibilità, inclusi cartelli grafici a colori, tabelloni, segnali a messaggio variabile (VMS) e pubblicità commerciale esterna, dove chiarezza e luminosità sono fondamentali.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Un'analisi completa dei limiti operativi e delle prestazioni del dispositivo in condizioni standard.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento a questi limiti non è garantito. I parametri chiave includono una tensione inversa massima (V_R) di 5V, una corrente diretta continua (I_F) di 50mA e una corrente diretta di picco (I_FP) di 160mA in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10 @1kHz). La dissipazione di potenza massima (P_d) è di 115mW. Il dispositivo è classificato per un intervallo di temperatura operativa (T_opr) da -40°C a +85°C e un intervallo di temperatura di stoccaggio (T_stg) da -40°C a +100°C. È dotato di protezione contro le scariche elettrostatiche (ESD) classificata a 2000V (Modello del Corpo Umano). La temperatura massima di saldatura è di 260°C per 5 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Queste caratteristiche sono misurate a una corrente diretta di 20mA e una temperatura ambiente di 25°C, rappresentando condizioni operative tipiche. L'intensità luminosa (I_v) ha un valore tipico di 9000 mcd, con un minimo di 5650 mcd e un massimo di 14250 mcd, indicando un dispositivo ad alta luminosità. L'angolo di visione (2θ_1/2) è tipicamente di 23 gradi, fornendo un fascio focalizzato. La lunghezza d'onda di picco (λ_p) è di 591 nm e la lunghezza d'onda dominante (λ_d) è tipicamente di 589 nm, definendo il colore giallo brillante. La larghezza di banda spettrale (Δλ) è di 15 nm. La tensione diretta (V_F) è tipicamente di 2.2V, con un intervallo da 1.8V a 2.6V. La corrente inversa (I_R) è al massimo di 10 µA a 5V di polarizzazione inversa.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

I dispositivi sono suddivisi in bin in base a parametri di prestazione chiave per garantire coerenza all'interno di un lotto di produzione e consentire un abbinamento preciso nella progettazione.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa è suddivisa in quattro bin: S (5650-7150 mcd), T (7150-9000 mcd), U (9000-11250 mcd) e V (11250-14250 mcd). La tolleranza per l'intensità luminosa è di ±10%. I progettisti devono tenere conto di questo intervallo quando calcolano le correnti di pilotaggio richieste o il numero di LED per un determinato livello di luminosità.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

La lunghezza d'onda dominante, che si correla con il colore percepito, è suddivisa in due gruppi: Bin 1 (586-590 nm) e Bin 2 (590-594 nm). La tolleranza è di ±1 nm. Questo controllo rigoroso è cruciale per applicazioni in cui la coerenza del colore tra più LED è importante, come nei display a colori completi o nella segnaletica.

3.3 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è divisa in quattro bin: 1 (1.8-2.0V), 2 (2.0-2.2V), 3 (2.2-2.4V) e 4 (2.4-2.6V), con una tolleranza di ±0.1V. La conoscenza del bin di tensione è essenziale per progettare circuiti di limitazione della corrente efficienti, specialmente quando si pilotano più LED in serie, per garantire una distribuzione uniforme della corrente e prevenire la fuga termica.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

I dati grafici forniscono informazioni sul comportamento del dispositivo in condizioni variabili.

4.1 Distribuzione Spettrale e Direttività

La curva Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Onda mostra un picco di emissione stretto centrato intorno a 591 nm, confermando l'uscita monocromatica gialla. La curva di Direttività illustra il modello di radiazione spaziale, con l'angolo di visione di 23 gradi corrispondente ai punti di metà intensità. Questo modello è importante per il progetto ottico per ottenere i profili di illuminazione desiderati.

4.2 Relazione Corrente-Tensione (I-V)

La curva Corrente Diretta vs. Tensione Diretta è non lineare, tipica di un diodo. Mostra l'aumento esponenziale della corrente dopo che viene superata la soglia di tensione diretta. Questa curva è fondamentale per selezionare circuiti di pilotaggio appropriati (corrente costante vs. tensione costante).

4.3 Dipendenza dalla Temperatura

La curva Intensità Relativa vs. Temperatura Ambiente dimostra il coefficiente di temperatura negativo dell'uscita luminosa; l'intensità diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. Al contrario, la curva Corrente Diretta vs. Temperatura Ambiente (a tensione costante) mostra che la corrente aumenta con la temperatura, il che può portare a fuga termica se non gestita correttamente con un driver a corrente costante. Queste curve sottolineano l'importanza della gestione termica nella progettazione del sistema.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

5.1 Dimensioni del Package

Il dispositivo rispetta le dimensioni standard del package LED rotondo T-1 3/4. Le misure critiche includono la spaziatura dei terminali, il diametro del corpo e l'altezza complessiva. Una nota specifica che la massima sporgenza della resina sotto la flangia è di 1.5mm. Tutte le dimensioni sono in millimetri con una tolleranza standard di 0.25mm salvo diversa indicazione. I dati dimensionali precisi sono essenziali per la progettazione dell'impronta PCB e per garantire un corretto adattamento all'interno degli alloggiamenti meccanici.

5.2 Identificazione della Polarità e Montaggio

Il catodo è tipicamente indicato da un punto piatto sulla lente del LED o da un terminale più corto. La scheda tecnica sottolinea che durante il montaggio, i fori del PCB devono allinearsi esattamente con i terminali del LED per evitare di indurre stress meccanico, che può degradare la resina epossidica e le prestazioni del LED.

6. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio

6.1 Precauzioni per la Formatura dei Terminali

Se i terminali richiedono piegatura, ciò deve essere fatto in un punto ad almeno 3mm dalla base del bulbo epossidico per prevenire stress sul die interno e sui fili di collegamento. La formatura dei terminali deve essere eseguita prima della saldatura e a temperatura ambiente. Tagliare i terminali ad alte temperature può causare guasti.

6.2 Parametri di Saldatura

Per la saldatura manuale, la temperatura della punta del saldatore non deve superare i 300°C (per un saldatore massimo di 30W) e il tempo di saldatura deve essere di 3 secondi o meno. Per la saldatura a immersione, la temperatura consigliata del bagno è al massimo di 260°C per un massimo di 5 secondi, con un preriscaldamento fino a 100°C per un massimo di 60 secondi. In entrambi i casi, la giunzione saldata deve essere ad almeno 3mm dal bulbo epossidico. Il grafico del profilo di saldatura suggerisce un ciclo controllato di riscaldamento, stabilizzazione, rifusione e raffreddamento per minimizzare lo shock termico. La saldatura a immersione o manuale non deve essere eseguita più di una volta. Non deve essere applicato stress ai terminali mentre il LED è ad alta temperatura.

6.3 Condizioni di Stoccaggio

I LED devono essere conservati a 30°C o meno e con un'umidità relativa del 70% o inferiore. La durata di conservazione consigliata dopo la spedizione è di 3 mesi. Per una conservazione più lunga (fino a un anno), dovrebbero essere conservati in un contenitore sigillato con atmosfera di azoto e materiale assorbente di umidità. Le transizioni rapide di temperatura in ambienti ad alta umidità devono essere evitate per prevenire la condensa.

7. Informazioni su Imballaggio e Ordinazione

7.1 Specifiche di Imballaggio

I LED sono confezionati in sacchetti anti-statici per proteggerli dalle scariche elettrostatiche. Questi sacchetti sono posti in scatole interne, che a loro volta sono imballate in scatole esterne. La quantità di imballaggio è flessibile: un minimo di 200 a un massimo di 500 pezzi per sacchetto, 5 sacchetti per scatola interna e 10 scatole interne per scatola esterna.

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta dell'imballaggio include diversi codici: CPN (Numero Prodotto del Cliente), P/N (Numero Prodotto), QTY (Quantità di Imballaggio), CAT (Classi di Intensità Luminosa e Tensione Diretta), HUE (Classe di Lunghezza d'Onda Dominante), REF (Riferimento) e LOT No (Numero di Lotto per la tracciabilità).

7.3 Regola di Numerazione del Modello

Il numero di parte 7343/Y5C2-ASVB/X/MS segue una struttura specifica. "7343" probabilmente denota la serie o il tipo di package. "Y5" indica il colore (Giallo) e il bin di intensità luminosa. "C2" può riferirsi all'angolo di visione o ad altre caratteristiche ottiche. Il segmento "ASVB" potrebbe specificare la tecnologia del chip o altre caratteristiche. La "X" è un segnaposto per opzioni specifiche (come la presenza di un fermo) e "MS" può indicare lo stile di imballaggio (es. nastro e bobina).

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è ideale per applicazioni con luce ambientale elevata o a lunga distanza di visione grazie alla sua elevata intensità luminosa. Gli usi principali includono segnali a messaggio variabile a colori completi o monocromatici sulle autostrade, cartelloni pubblicitari, display informativi interni/esterni e pannelli indicatori di stato dove è richiesto un segnale giallo distinto.

8.2 Considerazioni di Progettazione

Selezione del Driver:Utilizzare sempre un driver a corrente costante per garantire un'uscita luminosa stabile e prevenire la fuga termica, poiché la tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo. Il driver dovrebbe essere classificato per la corrente diretta massima (50mA continua).
Gestione Termica:Nonostante la bassa dissipazione di potenza (115mW max), si raccomanda un layout PCB adeguato con sufficiente area di rame per lo smaltimento del calore, specialmente quando si opera ad alte temperature ambiente o al limite superiore dell'intervallo di corrente, per mantenere l'intensità luminosa e la longevità.
Progetto Ottico:L'angolo di visione di 23 gradi produce un fascio relativamente focalizzato. Per un'illuminazione più ampia, potrebbero essere necessarie ottiche secondarie (lenti o diffusori). La resina epossidica resistente ai raggi UV consente un uso esterno affidabile senza ingiallimento significativo della lente.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Rispetto ai LED gialli standard, il differenziatore chiave di questo dispositivo è la sua intensità luminosa molto elevata (fino a 14250 mcd @ 20mA), ottenuta attraverso la tecnologia avanzata del chip AlGaInP e il design ottimizzato del package. La disponibilità di un binning stretto per intensità, lunghezza d'onda e tensione consente una superiore uniformità di colore e luminosità nelle applicazioni a matrice rispetto a prodotti non binati o con binning lasco. Il package T-1 3/4 offre un formato meccanico collaudato e affidabile con buone caratteristiche di dissipazione del calore rispetto ai package SMD più piccoli, rendendolo robusto per ambienti impegnativi.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare questo LED con un'alimentazione da 3.3V e una resistenza?
A: Sì, ma è necessario un calcolo attento. Con una V_Ftipica di 2.2V, una resistenza in serie cadrebbe di 1.1V. Per ottenere 20mA, il valore della resistenza sarebbe R = V/I = 1.1V / 0.02A = 55Ω. Tuttavia, è necessario considerare il bin di tensione (da 1.8V a 2.6V). Per un LED da 2.6V, la resistenza cade solo di 0.7V, risultando in una corrente di 0.7V / 55Ω ≈ 12.7mA, riducendo la luminosità. Un driver a corrente costante è più affidabile.

D: Qual è la differenza tra lunghezza d'onda di picco e lunghezza d'onda dominante?
A: La lunghezza d'onda di picco (λ_p) è la lunghezza d'onda alla quale lo spettro di emissione ha la massima intensità (591 nm qui). La lunghezza d'onda dominante (λ_d) è la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che corrisponde al colore percepito del LED (tipicamente 589 nm qui). La lunghezza d'onda dominante è più rilevante per la specifica del colore.

D: In che modo l'angolo di visione influisce sul mio progetto?
A: Un angolo di visione di 23 gradi (larghezza a metà altezza) significa che la luce è concentrata all'interno di un cono relativamente stretto. Per un segnale destinato a essere visto da un'ampia angolazione, potrebbe essere necessario distanziare i LED più vicini o utilizzare un diffusore per creare un aspetto più uniforme. Per un'applicazione a lunga distanza, questo fascio focalizzato è vantaggioso.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Caso: Progettazione di un Faro di Allerta ad Alta Visibilità.
Un progettista ha bisogno di un faro giallo lampeggiante per un veicolo da cantiere. Seleziona questo LED per la sua alta intensità e il package robusto. Progetta un PCB con una resistenza limitatrice di corrente da 55Ω per LED, alimentato dal sistema a 12V del veicolo. Per ottenere la luminosità necessaria su tutti i bin di tensione, utilizza un circuito PWM per pilotare il LED a una corrente media di 20mA. Il LED è montato in un riflettore per ulteriormente collimare il fascio di 23 gradi per una massima visibilità a lunga distanza. La resina epossidica resistente ai raggi UV garantisce che la lente non si degradi sotto prolungata esposizione solare. Le linee guida di stoccaggio e saldatura sono seguite durante l'assemblaggio per garantire affidabilità nell'ambiente veicolare severo con ampie escursioni termiche.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo LED è una sorgente luminosa a semiconduttore basata su un chip AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio). Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia del diodo, gli elettroni e le lacune si ricombinano nella regione attiva del semiconduttore, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La composizione specifica della lega AlGaInP determina l'energia della banda proibita, che corrisponde direttamente alla lunghezza d'onda (colore) della luce emessa—in questo caso, gialla (~589 nm). L'alta luminosità è ottenuta attraverso un'efficiente efficienza quantica interna ed un'efficace estrazione della luce dal chip e dal package. La lente epossidica serve a proteggere il chip, modellare il fascio (angolo di visione di 23 gradi) e migliorare l'uscita luminosa.

13. Tendenze Tecnologiche

La tendenza nella tecnologia LED per la segnaletica e le applicazioni ad alta luminosità continua verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), un miglioramento della coerenza del colore attraverso un binning più stretto e un'affidabilità migliorata. Sebbene questo dispositivo utilizzi un package a foro passante collaudato, l'industria si sta spostando ampiamente verso i package a montaggio superficiale (SMD) per l'assemblaggio automatizzato e una maggiore densità. Tuttavia, i package a foro passante come il T-1 3/4 rimangono rilevanti per applicazioni che richiedono prestazioni termiche superiori, robustezza meccanica o facile sostituzione in campo. I progressi nei materiali semiconduttori a conversione di fosforo e a colore diretto potrebbero offrire percorsi alternativi per colori specifici con potenzialmente maggiore efficienza o diverse caratteristiche spettrali in futuro.