Scheda Tecnica LED Array A203B/UY/S530-A3 - Giallo Diffuso - 20mA - 2.0V - Documento Tecnico Italiano

1. Panoramica del Prodotto

L'A203B/UY/S530-A3 è una lampada a LED array a basso consumo e alta efficienza, progettata principalmente per fungere da indicatore di stato o funzione in strumenti e apparecchiature elettroniche. La sua filosofia di progettazione si concentra sul fornire un feedback visivo affidabile con consumo energetico minimo e massima flessibilità di design per i progettisti.

Il prodotto è costruito come un array, che combina più LED singoli all'interno di un unico supporto in plastica. Questo approccio integrato semplifica il processo di montaggio su circuiti stampati (PCB) o pannelli, consentendo la creazione di sistemi indicatori multipunto da un singolo componente. L'array è progettato per essere impilabile sia verticalmente che orizzontalmente, permettendo la creazione di cluster indicatori compatti e densi o pattern indicatori di forma personalizzata per soddisfare esigenze applicative specifiche.

I vantaggi chiave includono la conformità agli standard ambientali e di sicurezza moderni. È un prodotto senza piombo (Pb-free), conforme alla direttiva RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose), aderisce ai regolamenti UE REACH e soddisfa i requisiti alogeni-free con limiti rigorosi sul contenuto di Bromo (Br) e Cloro (Cl) (Br<900 ppm, Cl<900 ppm, Br+Cl<1500 ppm). Ciò lo rende adatto all'uso in un'ampia gamma di mercati con normative ambientali stringenti.

2. Parametri e Specifiche Tecniche

2.1 Selezione e Identificazione del Dispositivo

Il numero di parte specifico dettagliato in questo documento è 333-2UYD/S530-A3-L. Utilizza un materiale chip AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio) per produrre un colore emesso Giallo Brillante. La resina esterna è Gialla Diffusa, che aiuta ad ampliare l'angolo di visione e ad ammorbidire l'emissione luminosa per una migliore visibilità.

2.2 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento in queste condizioni non è garantito e dovrebbe essere evitato per prestazioni affidabili a lungo termine. Tutti i valori sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Corrente Diretta Continua (I_F):25 mA
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):60 mA (con un ciclo di lavoro di 1/10 e frequenza di 1 kHz)
• Tensione Inversa (V_R):5 V
• Dissipazione di Potenza (P_d):60 mW
• Temperatura di Esercizio (T_opr):-40°C a +85°C
• Temperatura di Magazzinaggio (T_stg):-40°C a +100°C
• Temperatura di Saldatura (T_sol):260°C per un massimo di 5 secondi

2.3 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati in condizioni di test standard (Ta=25°C, I_F=20mA salvo diversa indicazione). Rappresentano le prestazioni attese del dispositivo.

• Tensione Diretta (V_F):Min. 1.7V, Tip. 2.0V, Max. 2.4V. Questa è la caduta di tensione ai capi del LED quando opera alla corrente specificata.
• Corrente Inversa (I_R):Max. 10 µA a V_R=5V. Indica la piccolissima corrente di dispersione quando viene applicata una tensione inversa.
• Intensità Luminosa (I_V):Min. 100 mcd, Tip. 200 mcd. È una misura della luminosità percepita del LED dall'occhio umano.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):Tip. 30 gradi. È l'angolo totale a cui l'intensità luminosa è la metà dell'intensità a 0 gradi (sull'asse).
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):Tip. 591 nm. La lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica in uscita è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):Tip. 589 nm. La singola lunghezza d'onda che descrive il colore percepito dall'occhio umano.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):Tip. 15 nm. La larghezza spettrale della luce emessa, misurata a metà dell'intensità massima (FWHM).

3. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fornisce diverse curve caratteristiche che illustrano il comportamento del dispositivo in condizioni variabili. Sono essenziali per la progettazione del circuito e la gestione termica.

3.1 Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Onda

Questa curva mostra la distribuzione spettrale della luce emessa, centrata attorno alla tipica lunghezza d'onda di picco di 591 nm con una larghezza di banda di 15 nm, confermando l'emissione di colore giallo.

3.2 Diagramma di Direttività

Questo grafico illustra la distribuzione spaziale della luce, mostrando il tipico angolo di visione di 30 gradi dove l'intensità scende al 50% del valore sull'asse.

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

Questa curva fondamentale mostra la relazione esponenziale tra corrente e tensione per un diodo. Per questo LED, alla tipica corrente di esercizio di 20 mA, la tensione diretta è di circa 2.0V. La curva è essenziale per progettare il circuito di limitazione della corrente.

3.4 Intensità Relativa vs. Corrente Diretta

Questa curva dimostra che l'emissione luminosa (intensità luminosa) aumenta con la corrente diretta, ma la relazione non è perfettamente lineare, specialmente a correnti più elevate. Informa le decisioni sulla corrente di pilotaggio per i livelli di luminosità desiderati.

3.5 Curve di Dipendenza dalla Temperatura

Due curve chiave mostrano l'effetto della temperatura ambiente (T_a):
Intensità Relativa vs. Temperatura Ambiente:Mostra che l'intensità luminosa tipicamente diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. Questo è un fattore critico per le applicazioni in ambienti ad alta temperatura.
Corrente Diretta vs. Temperatura Ambiente:Può essere utilizzata per capire come la caratteristica I-V si sposta con la temperatura, il che è importante per la progettazione di driver a corrente costante.

4. Informazioni Meccaniche e sul Package

4.1 Dimensioni del Package

La scheda tecnica include un disegno dimensionale dettagliato del LED array A203B/UY/S530-A3. Le specifiche chiave tratte dalle note del disegno includono: tutte le dimensioni sono in millimetri (mm), con una tolleranza generale di ±0.25 mm salvo diversa specificazione. La spaziatura dei terminali è misurata nel punto in cui i terminali emergono dal corpo del package. Dimensioni precise sono critiche per la progettazione dell'impronta sul PCB e per garantire un corretto montaggio durante l'assemblaggio.

5. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

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

5.1 Formatura dei Terminali

• La piegatura deve avvenire ad almeno 3 mm dalla base del bulbo in epossidico per evitare stress sul package.
• La formatura deve essere eseguitaprimadella saldatura e a temperatura ambiente.
• I fori del PCB devono allinearsi perfettamente con i terminali del LED per evitare stress di montaggio.

5.2 Magazzinaggio

• Condizioni di magazzinaggio consigliate: ≤30°C e ≤70% di Umidità Relativa.
• La durata di magazzinaggio standard dopo la spedizione è di 3 mesi. Per magazzinaggio più lungo (fino a 1 anno), utilizzare un contenitore sigillato con atmosfera di azoto e essiccante.
• Evitare rapidi cambiamenti di temperatura in ambienti umidi per prevenire la condensa.

5.3 Processo di Saldatura

Deve essere mantenuta una distanza minima di 3 mm tra il giunto di saldatura e il bulbo in epossidico.

Saldatura Manuale:Temperatura massima della punta del saldatore 300°C (per un saldatore da 30W max). Tempo di saldatura per terminale massimo 3 secondi.
Saldatura ad Onda:Temperatura di preriscaldamento massima 100°C (per max 60 secondi). Temperatura del bagno di saldatura massima 260°C per un massimo di 5 secondi.
Viene fornito un profilo di temperatura di saldatura consigliato, sottolineando l'importanza di velocità di riscaldamento e raffreddamento controllate. Evitare raffreddamenti rapidi. La saldatura (ad onda o manuale) non dovrebbe essere eseguita più di una volta. Evitare stress meccanici o vibrazioni sul LED finché non ritorna a temperatura ambiente dopo la saldatura.

5.4 Pulizia

Se la pulizia è necessaria, utilizzare alcol isopropilico a temperatura ambiente per non più di un minuto, quindi asciugare all'aria. La pulizia a ultrasuoni non è raccomandata e deve essere pre-qualificata se assolutamente necessaria, poiché può danneggiare il LED a seconda della potenza e delle condizioni di assemblaggio.

5.5 Gestione Termica

Viene enfatizzata una corretta progettazione termica. La corrente di esercizio dovrebbe essere opportunamente declassata in base alla temperatura ambiente dell'applicazione e alle capacità di gestione termica. I progettisti dovrebbero fare riferimento alle curve di declassamento (implicite, sebbene non mostrate esplicitamente nell'estratto fornito) per garantire l'affidabilità a lungo termine.

6. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

6.1 Specifica di Imballaggio

I LED sono imballati per prevenire scariche elettrostatiche (ESD) e danni da umidità.
Quantità di Imballaggio:
1. 200 pezzi per busta anti-static.
2. 4 buste per cartone interno.
3. 10 cartoni interni per cartone master (esterno).
Questo totale ammonta a 8.000 pezzi per cartone master.

6.2 Spiegazione Etichetta

L'etichetta dell'imballaggio include diversi codici:
• CPN: Numero di Parte del Cliente
• P/N: Numero di Parte del Produttore (es., 333-2UYD/S530-A3-L)
• QTY: Quantità
• CAT: Classi o categorie di prestazione
• HUE: Lunghezza d'Onda Dominante
• REF: Informazioni di riferimento
• LOT No: Numero di lotto tracciabile per il controllo qualità

7. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione

7.1 Applicazioni Tipiche

Questo LED array è progettato come indicatore per visualizzare stato, grado, modalità di funzionamento o posizione in vari strumenti elettronici e pannelli di controllo. Esempi includono apparecchiature audio, dispositivi di test e misura, sistemi di controllo industriale ed elettronica di consumo dove sono necessari punti indicatore multipli e configurabili.

7.2 Considerazioni di Progettazione del Circuito

Una resistenza limitatrice di corrente è obbligatoria quando si pilota il LED da una sorgente di tensione. Il valore della resistenza può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Utilizzando il tipico V_Fdi 2.0V e una I_Fdesiderata di 20 mA da un'alimentazione di 5V: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. Un valore leggermente più alto (es., 180 Ω) è spesso usato per margine e per ridurre la dissipazione di potenza. Per una luminosità costante al variare delle tensioni di alimentazione o della temperatura, è raccomandato un circuito driver a corrente costante.

7.3 Considerazioni di Progettazione Termica

Sebbene il dispositivo abbia una bassa dissipazione di potenza (60 mW max), una gestione termica efficace nell'applicazione è comunque importante per mantenere l'intensità luminosa e la longevità, specialmente quando si opera vicino alla corrente massima o in alte temperature ambientali. Assicurarsi che il PCB fornisca un adeguato rilievo termico e considerare gli effetti dei componenti adiacenti che generano calore.

7.4 Considerazioni di Progettazione Ottica

La resina gialla diffusa fornisce un ampio angolo di visione (30 gradi). Per applicazioni che richiedono un fascio più stretto, possono essere utilizzate lenti esterne o light pipe. L'emissione diffusa aiuta a ridurre l'abbagliamento e crea un aspetto più uniforme, ideale per indicatori su pannelli frontali.

8. Confronto Tecnico e Differenziazione

L'A203B/UY/S530-A3 si differenzia attraverso il suo formato ad array. Rispetto all'uso di più LED discreti, questo array integrato offre vantaggi significativi:
• Assemblaggio Semplificato:Un componente sostituisce più posizionamenti e operazioni di saldatura.
• Consistenza Migliorata:I LED all'interno dell'array provengono dallo stesso lotto di produzione, garantendo una migliore uniformità di colore e luminosità.
• Flessibilità di Progettazione:La caratteristica impilabile consente di creare forme e pattern indicatori personalizzati senza utensili personalizzati.
• Efficienza Spaziale:Può consentire layout indicatori più densi di quanto potrebbe essere fattibile con componenti discreti.
La sua conformità agli standard RoHS, REACH e alogeni-free è un'aspettativa di base per i componenti moderni, ma rimane un differenziatore critico per le vendite in mercati regolamentati.

9. Domande Frequenti (FAQ)

D: Qual è la differenza tra lunghezza d'onda di picco e lunghezza d'onda dominante?
R: La lunghezza d'onda di picco (λ_p) è la lunghezza d'onda fisica dove l'emissione luminosa è più forte. La lunghezza d'onda dominante (λ_d) è un valore calcolato che corrisponde al colore percepito dall'occhio umano. Per LED monocromatici come questo giallo, sono tipicamente molto vicine (591 nm vs. 589 nm qui).

D: Posso pilotare questo LED alla sua corrente di picco di 60 mA in modo continuo?
R: No. La Corrente Diretta di Picco (I_FP) di 60 mA è valutata solo per funzionamento impulsivo a basso ciclo di lavoro (1/10). La corrente continua massima (I_F) è 25 mA. Superare il valore continuo causerà surriscaldamento e rapido degrado o guasto.

D: Perché l'umidità di magazzinaggio è importante?
R: I package dei LED possono assorbire umidità. Durante il processo di saldatura ad alta temperatura, questa umidità assorbita può trasformarsi rapidamente in vapore, causando delaminazione interna o crepe (\"popcorning\"). Un magazzinaggio corretto controlla l'assorbimento di umidità.

D: La tensione diretta ha un intervallo da 1.7V a 2.4V. Come influisce sul mio progetto?
R: Questa variazione è normale a causa delle tolleranze di produzione. Il circuito limitatore di corrente dovrebbe essere progettato per gestire questo intervallo. Utilizzare un driver a corrente costante invece di una semplice resistenza garantirà una luminosità costante su tutte le unità, indipendentemente dalla V_F variation.

10. Esempio di Applicazione Pratica

Scenario: Progettazione di un indicatore di stato multilivello per un'unità di alimentazione.
Un progettista deve indicare quattro stati: Standby, Normale, Avviso e Guasto. Può utilizzare due array A203B/UY/S530-A3 impilati verticalmente.
• Layout PCB:L'impronta sul PCB è progettata secondo il disegno dimensionale del package. Quattro resistenze limitatrici di corrente (una per ogni LED nel segmento dell'array) sono posizionate nelle vicinanze. I valori delle resistenze sono calcolati per un'alimentazione logica di 3.3V, puntando a 15 mA per LED per una luminosità adeguata e un consumo inferiore: R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A ≈ 87 Ω. Viene selezionata una resistenza standard da 91 Ω.
• Controllo Firmware:Quattro pin GPIO di un microcontrollore sono collegati ai catodi (tramite le resistenze), con gli anodi collegati alla linea di 3.3V. Il firmware può illuminare singoli LED o combinazioni per rappresentare i quattro stati (es., singolo LED per Standby, due per Normale, tre per Avviso, tutti e quattro per Guasto).
• Assemblaggio:Gli array sono posizionati sul PCB dopo che gli altri componenti SMD sono stati saldati. Durante la saldatura ad onda, il profilo è controllato attentamente per non superare i 260°C per 5 secondi, rispettando la regola della distanza di 3mm.
Questo approccio produce una sezione indicatore pulita, uniforme e facilmente assemblata utilizzando spazio minimo sulla scheda e un numero ridotto di componenti.