Scheda Tecnica Componente LED - Dimensioni 2.8x3.5x1.2mm - Tensione 3.2V - Potenza 0.2W - Colore Bianco - Documentazione Tecnica in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete e le linee guida applicative per un componente LED (Light Emitting Diode) ad alte prestazioni per montaggio superficiale (SMD). Il componente è progettato per applicazioni di illuminazione generale e di segnalazione in vari dispositivi e sistemi elettronici. La sua funzione principale è convertire l'energia elettrica in luce visibile con elevata efficienza e affidabilità.

I vantaggi principali di questo LED includono il fattore di forma compatto, che consente layout PCB (Printed Circuit Board) ad alta densità, un'eccellente efficienza luminosa per il risparmio energetico e una costruzione robusta adatta ai processi di assemblaggio automatizzato. Il mercato di riferimento comprende l'elettronica di consumo, l'illuminazione interna automobilistica, i pannelli di controllo industriali e i dispositivi per la casa intelligente, dove sono richieste sorgenti luminose affidabili, di lunga durata ed efficienti.

La fase del ciclo di vita indicata nel contenuto fornito è "Revisione 2", a significare che questa è la seconda revisione ufficiale della documentazione tecnica del prodotto. La data di rilascio è documentata come 5 dicembre 2014. Il "Periodo di Scadenza" è indicato come "Per sempre", il che tipicamente significa che questa revisione del documento non ha una data di obsolescenza pianificata e rimane valida fino a quando non viene sostituita da una revisione più recente. Ciò è comune per le schede tecniche dei componenti fondamentali.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Un'interpretazione dettagliata e oggettiva dei parametri tecnici chiave è essenziale per una corretta integrazione progettuale. Sebbene i valori numerici specifici dal PDF originale siano limitati, le seguenti sezioni delineano le categorie critiche dei parametri e la loro importanza.

2.1 Caratteristiche Fotometriche e di Colore

Le proprietà fotometriche definiscono l'emissione e la qualità della luce. I parametri chiave includono:

• Flusso Luminoso:Misurato in lumen (lm), indica la potenza luminosa totale percepita emessa. Il componente probabilmente presenta un binning di luminosità standard o elevata per garantire un'emissione luminosa uniforme tra i lotti di produzione.
• Lunghezza d'Onda Dominante / Temperatura di Colore Correlata (CCT):Per i LED colorati, la lunghezza d'onda dominante (in nanometri) specifica il colore. Per i LED bianchi, la CCT (in Kelvin, es. 3000K, 4000K, 6500K) definisce se la luce appare calda, neutra o fredda. Il documento specificherebbe l'offerta standard e i bin disponibili.
• Indice di Resa Cromatica (CRI):Per i LED bianchi, il CRI (Ra) indica quanto accuratamente la sorgente luminosa rivela i colori reali degli oggetti rispetto a un riferimento naturale. Un CRI più alto (vicino a 100) è preferibile per applicazioni che richiedono una percezione accurata del colore.

2.2 Parametri Elettrici

I parametri elettrici sono cruciali per la progettazione del circuito e la selezione dell'alimentazione.

• Tensione Diretta (Vf):La caduta di tensione ai capi del LED quando opera alla sua corrente specificata. Questo valore, tipicamente intorno a 3.2V per i comuni LED bianchi, varia leggermente con la corrente e la temperatura. La scheda tecnica fornisce un valore tipico e un limite massimo.
• Corrente Diretta (If):La corrente operativa continua raccomandata, spesso 20mA, 60mA o 150mA a seconda della potenza nominale. Superare il valore assoluto massimo può causare danni permanenti.
• Tensione Inversa (Vr):La tensione massima che il LED può sopportare in direzione polarizzata inversa senza andare in breakdown, solitamente intorno a 5V. Spesso è necessaria protezione nei circuiti AC o multiplexati.
• Dissipazione di Potenza:Calcolata come Vf * If, determina il carico termico. Il titolo dell'esempio suggerisce una potenza nominale di 0.2W.

2.3 Caratteristiche Termiche

Le prestazioni e la durata del LED sono fortemente influenzate dalla temperatura.

• Temperatura di Giunzione (Tj):La temperatura al chip semiconduttore stesso. La Tj massima assoluta (es. 125°C) non deve essere superata per garantire l'affidabilità.
• Resistenza Termica (Rth_j-a):Espressa in °C/W, misura quanto efficacemente il calore viaggia dalla giunzione del LED all'aria ambiente. Un valore più basso indica una migliore dissipazione del calore, fondamentale per mantenere l'emissione luminosa e la longevità.
• Intervallo di Temperatura Operativa:L'intervallo di temperatura ambiente (es. -40°C a +85°C) entro il quale è garantito che il LED operi entro le specifiche.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

A causa delle variazioni di produzione, i LED vengono suddivisi in bin di prestazione per garantire coerenza all'utente finale.

• Binning per Lunghezza d'Onda/Temperatura di Colore:I LED sono raggruppati in base alla loro precisa lunghezza d'onda dominante o CCT. Ciò garantisce un aspetto del colore uniforme quando si utilizzano più LED in un array.
• Binning per Flusso Luminoso:I LED vengono suddivisi in base alla loro emissione luminosa misurata. Ciò consente ai progettisti di selezionare i bin che soddisfano specifici requisiti di luminosità.
• Binning per Tensione Diretta:La suddivisione per Vf aiuta nella progettazione di circuiti di pilotaggio efficienti, specialmente per stringhe collegate in serie, per garantire una distribuzione uniforme della corrente.

I codici bin specifici e i loro corrispondenti intervalli di valori sarebbero dettagliati in una tabella completa della scheda tecnica.

4. Analisi delle Curve Prestazionali

I dati grafici forniscono una comprensione più profonda delle prestazioni in condizioni variabili.

• Curva I-V (Corrente-Tensione):Questo grafico mostra la relazione tra tensione diretta e corrente. È non lineare, esibendo una soglia di tensione di accensione. La curva si sposta con la temperatura.
• Caratteristiche di Temperatura:I grafici mostrano tipicamente come il flusso luminoso e la tensione diretta cambiano in funzione della temperatura di giunzione. Il flusso generalmente diminuisce all'aumentare della temperatura.
• Distribuzione Spettrale di Potenza (SPD):Un grafico dell'intensità luminosa relativa rispetto alla lunghezza d'onda. Per i LED bianchi, mostra il picco del LED blu di pompaggio e lo spettro più ampio convertito dal fosforo.

5. Informazioni Meccaniche e di Package

Il disegno meccanico è critico per la progettazione dell'impronta PCB. Il titolo suggerisce una dimensione del package 2835 (2.8mm x 3.5mm).

• Dimensioni di Contorno:Un disegno dettagliato che mostra lunghezza, larghezza, altezza (probabilmente 1.2mm) e tolleranze.
• Layout dei Pad (Footprint):Il pattern raccomandato per i pad di rame sul PCB, incluse dimensione, forma e spaziatura (pitch) dei pad. Ciò garantisce una corretta saldatura e connessione termica.
• Identificazione della Polarità:Marcatura chiara sul corpo del componente (es. una tacca, un punto o un angolo tagliato) e marcatura corrispondente sul footprint per indicare l'anodo (+) e il catodo (-). Una polarità errata impedirà al LED di illuminarsi.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

Una manipolazione corretta garantisce affidabilità e previene danni.

• Profilo di Saldatura a Rifusione:Un grafico tempo-temperatura che specifica le fasi di preriscaldamento, stabilizzazione, rifusione e raffreddamento. I parametri chiave includono la temperatura di picco (tipicamente 260°C max per pochi secondi) e il tempo sopra il liquido. Questo profilo è compatibile con le paste saldanti standard senza piombo (SnAgCu).
• Precauzioni:Evitare stress meccanici sulla lente. Utilizzare precauzioni ESD (scarica elettrostatica) durante la manipolazione. Assicurarsi che la temperatura della punta del saldatore sia controllata se è necessaria la saldatura manuale.
• Condizioni di Magazzinaggio:I LED dovrebbero essere conservati in un ambiente asciutto e buio ai livelli raccomandati di temperatura e umidità (es. <40°C, <60% UR) per prevenire l'assorbimento di umidità e il degrado dei materiali.

7. Informazioni su Imballaggio e Ordini

• Specifiche di Imballaggio:I componenti sono tipicamente forniti su nastro goffrato e bobina compatibili con le macchine pick-and-place automatizzate. Sono specificate la dimensione della bobina, la larghezza del nastro, la spaziatura delle tasche e la quantità per bobina.
• Informazioni di Etichettatura:L'etichetta della bobina include il numero di parte, la quantità, il numero di lotto, il codice data e le informazioni di binning.
• Regola di Numerazione del Modello:Il numero di parte completo codifica attributi chiave come dimensione, colore, bin del flusso, bin della tensione e tipo di imballaggio. Ad esempio, un codice potrebbe essere strutturato come [Serie][Dimensione][Colore][Bin-Flusso][Bin-Tensione][Package].

8. Raccomandazioni Applicative

Scenari Applicativi Tipici:Questo LED è adatto per retroilluminazione LCD, indicatori di stato, illuminazione decorativa, illuminazione di pannelli e illuminazione d'uso generale in dispositivi compatti.

Considerazioni Progettuali:

1. Limitazione di Corrente:Utilizzare sempre una resistenza in serie o un driver a corrente costante per controllare la corrente diretta. Non collegare direttamente a una sorgente di tensione.
2. Gestione Termica:Progettare il PCB con un'adeguata dissipazione termica. Utilizzare via termiche sotto il pad termico (se presente) per condurre il calore agli strati di rame interni o inferiori. Per array ad alta potenza o alta densità, considerare dissipatori aggiuntivi.
3. Progettazione Ottica:Considerare l'angolo di visione (tipicamente 120-140 gradi). Potrebbero essere necessarie ottiche secondarie come lenti o diffusori per modellare il fascio luminoso.
4. Protezione ESD:Incorpora diodi di protezione ESD sulle linee sensibili se il LED è in una posizione esposta.

9. Confronto Tecnico

Rispetto ai LED tradizionali a foro passante, questo dispositivo a montaggio superficiale offre vantaggi significativi:

• Dimensioni e Densità:Consente prodotti finali molto più piccoli e sottili.
• Costo di Assemblaggio:Compatibile con l'assemblaggio PCB completamente automatizzato, riducendo i costi di manodopera.
• Prestazioni:Spesso fornisce una maggiore efficienza luminosa e un miglior percorso termico verso il PCB.
• Affidabilità:Le giunzioni saldate sono generalmente più robuste contro vibrazioni e shock meccanici.

Rispetto ad altri package LED SMD (es. 3528, 5050), il package 2835 offre spesso un migliore equilibrio tra dimensioni, emissione luminosa e prestazioni termiche per applicazioni generiche.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D1: Qual è la differenza tra flusso luminoso e intensità luminosa?

R: Il flusso luminoso (lumen) misura l'emissione luminosa totale percepita in tutte le direzioni. L'intensità luminosa (candele) misura la potenza luminosa per angolo solido in una direzione specifica. Per un LED ad ampio angolo, il flusso è la metrica più rilevante per la luce totale.

D2: Posso pilotare questo LED con una tensione superiore alla sua tensione diretta?

R: No. Un LED deve essere pilotato da una corrente controllata. Applicare una sorgente di tensione superiore a Vf senza limitazione di corrente causerà un flusso di corrente eccessivo, surriscaldamento e guasto immediato.

D3: Perché la luminosità del LED diminuisce nel tempo?

R: Tutti i LED subiscono un deprezzamento del lumen. Il tasso è determinato principalmente dalla temperatura di giunzione operativa. Far funzionare il LED ben al di sotto dei suoi valori massimi di Tj e corrente ne estende significativamente la vita utile.

D4: Come interpreto la "Revisione 2" e il periodo di scadenza "Per sempre"?

R: "Revisione 2" significa che questa è la seconda versione ufficiale di questo documento. "Per sempre" per il periodo di scadenza indica che questa revisione non ha una data di scadenza impostata ed è valida fino a quando il produttore non emette una nuova revisione che la sostituisce. Controllare sempre l'ultima revisione prima di finalizzare un progetto.

11. Caso d'Uso Pratico

Scenario: Progettazione di un Pannello Indicatore di Stato

Un ingegnere sta progettando un pannello di controllo che richiede più indicatori di stato colorati (rosso, verde, blu, bianco). L'utilizzo di questa serie di LED garantisce coerenza meccanica (stessa impronta per tutti i colori) e un assemblaggio semplificato. Selezionando i bin di flusso appropriati per ogni colore, la luminosità visiva può essere bilanciata nonostante la diversa sensibilità dell'occhio alle lunghezze d'onda. La dimensione compatta 2835 consente di posizionare gli indicatori vicini tra loro. Un progetto semplice utilizzerebbe un pin GPIO di un microcontrollore collegato in serie con una resistenza limitatrice di corrente a ciascun LED, fornendo un controllo indipendente on/off.

12. Principio di Funzionamento

Un LED è un diodo semiconduttore. Quando viene applicata una tensione diretta, gli elettroni dal semiconduttore di tipo n si ricombinano con le lacune dal semiconduttore di tipo p nella regione attiva. Questa ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica lunghezza d'onda (colore) della luce è determinata dal bandgap energetico dei materiali semiconduttori utilizzati (es. InGaN per blu/verde, AlInGaP per rosso/ambra). I LED bianchi sono tipicamente creati rivestendo un chip LED blu con un fosforo giallo; parte della luce blu viene convertita in giallo, e la miscela di luce blu e gialla viene percepita come bianca. Diverse miscele di fosfori creano diverse temperature di colore bianco.

13. Tendenze Tecnologiche

L'industria dei LED continua a evolversi con diverse tendenze chiare:

1. Efficienza Aumentata:Miglioramenti continui nell'efficienza quantistica interna e nelle tecniche di estrazione della luce portano a più lumen per watt (lm/W), riducendo il consumo energetico.
2. Qualità del Colore Migliorata:Lo sviluppo di nuovi fosfori e progetti di chip multicolore (es. RGB, violetto+fosforo) consente valori CRI più alti e una resa cromatica più uniforme.
3. Miniaturizzazione:I package continuano a ridursi (es. micro-LED) mantenendo o aumentando l'emissione luminosa, abilitando nuove applicazioni in dispositivi ultra-compatti e display ad alta risoluzione.
4. Integrazione Intelligente:I LED sono sempre più combinati con driver, sensori e interfacce di comunicazione (LED abilitati per IoT) per sistemi di illuminazione intelligenti.
5. Affidabilità e Durata:I progressi nei materiali e nel packaging stanno spingendo le durate nominali oltre le 50.000 ore mantenendo un mantenimento del lumen più alto (L70, L90).

Queste tendenze sono guidate dalle richieste di risparmio energetico, nuovi fattori di forma nell'elettronica e l'espansione dell'illuminazione in applicazioni intelligenti e centrate sull'uomo.