Scheda Tecnica LED 1003SYGD/S530-E2 - 3mm Rotondo - 2.0V - 20mA - Giallo Verde Brillante - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 1003SYGD/S530-E2 è un LED ad inserimento ad alta luminosità progettato per applicazioni generiche di indicazione. Utilizza un chip in AlGaInP per produrre una luce giallo-verde brillante. Il dispositivo è caratterizzato da affidabilità, robustezza e conformità agli standard ambientali, essendo privo di piombo e conforme alla direttiva RoHS. È fornito in un package standard rotondo diffuso da 3mm con resina di colore verde che corrisponde alla luce emessa, migliorando contrasto e visibilità.

1.1 Vantaggi Principali

• Alta Luminosità:Progettato specificamente per applicazioni che richiedono un'intensità luminosa superiore.
• Ampio Angolo di Visione:Caratterizzato da un angolo a metà intensità di 110 gradi (2θ1/2), garantisce una buona visibilità da varie prospettive.
• Scelta dell'Imballaggio:Disponibile su nastro e bobina per processi di assemblaggio automatizzati.
• Conformità Ambientale:Il prodotto è privo di piombo e conforme alle direttive RoHS.
• Varietà di Colori:Fa parte di una serie disponibile in diversi colori e intensità per soddisfare esigenze di progettazione varie.

1.2 Mercato di Riferimento & Applicazioni

Questo LED è principalmente rivolto al mercato dell'elettronica di consumo e del controllo industriale dove è richiesta un'indicazione di stato affidabile e a basso costo. Le sue applicazioni tipiche includono, ma non sono limitate a:

• Indicatori di alimentazione e stato su televisori e monitor per computer.
• Retroilluminazione per tastiere e pulsanti funzione su telefoni.
• Luci indicatrici su varie periferiche e componenti interni del computer.
• Indicatori generici su pannelli di strumentazione e pannelli di controllo.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e oggettiva dei principali parametri elettrici, ottici e termici specificati nella scheda tecnica.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento in queste condizioni non è garantito.

• Corrente Diretta Continua (IF):25 mA. La massima corrente continua che può essere applicata in modo continuo al LED.
• Corrente Diretta di Picco (IFP):60 mA. Applicabile solo in condizioni pulsate (duty cycle 1/10 @ 1kHz) per ottenere brevemente una maggiore potenza luminosa.
• Tensione Inversa (VR):5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Dissipazione di Potenza (Pd):60 mW. La massima potenza che il package può dissipare, calcolata come VF * IF.
• Temperatura di Funzionamento & Stoccaggio:Intervalli rispettivamente da -40°C a +85°C e da -40°C a +100°C, definiscono i limiti ambientali per un funzionamento affidabile e lo stoccaggio non operativo.
• Temperatura di Saldatura (Tsol):260°C per 5 secondi. Definisce il profilo termico massimo che il LED può sopportare durante la saldatura a onda o manuale.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati in condizioni di prova standard di Ta=25°C e IF=20mA, fornendo le prestazioni di base.

• Intensità Luminosa (Iv):12.5 mcd (Tipico). Questa è la potenza luminosa misurata nella direzione frontale. Il valore minimo garantito è 6.3 mcd.
• Angolo di Visione (2θ1/2):110° (Tipico). L'ampiezza angolare in cui l'intensità luminosa è almeno la metà dell'intensità di picco. La lente diffusa crea questo ampio e uniforme diagramma di emissione.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):573 nm (Tipico). Il colore percepito della luce, che si trova nella regione giallo-verde dello spettro.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λp):575 nm (Tipico). La lunghezza d'onda alla quale la distribuzione spettrale di potenza è massima.
• Tensione Diretta (VF):2.0 V (Tipico), con un intervallo da 1.7V a 2.4V a 20mA. Questo parametro è cruciale per il calcolo della resistenza limitatrice di corrente nella progettazione del circuito.
• Corrente Inversa (IR):Massimo 10 μA a VR=5V. Indica la corrente di dispersione quando il LED è polarizzato inversamente.

Nota sull'Incertezza di Misura:La scheda tecnica specifica le tolleranze per le misure chiave: ±0.1V per VF, ±10% per Iv e ±1.0nm per λd. Queste devono essere considerate nelle applicazioni di precisione.

3. Analisi delle Curve di Prestazione

Le curve caratteristiche fornite offrono preziose informazioni sul comportamento del LED in condizioni variabili.

3.1 Distribuzione Spettrale & Direttività

Lacurva Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Ondamostra un tipico spettro di emissione a banda stretta centrato attorno a 575nm, caratteristico dei materiali AlGaInP. Lacurva di Direttivitàconferma visivamente il diagramma di radiazione ampio, simile a Lambertiano, con un semiangolo di 110°.

3.2 Relazione Corrente-Tensione (I-V)

Lacurva Corrente Diretta vs. Tensione Direttaè esponenziale, tipica di un diodo. Al punto di lavoro consigliato di 20mA, la tensione è circa 2.0V. I progettisti devono usare una resistenza in serie per impostare la corrente, poiché una piccola variazione di tensione può causare una grande variazione di corrente.

3.3 Potenza Ottica vs. Corrente di Pilotaggio

Lacurva Intensità Relativa vs. Corrente Direttaè generalmente lineare a correnti più basse ma può mostrare segni di "efficiency droop" (aumento sub-lineare) quando la corrente si avvicina al valore massimo, a causa dell'aumento degli effetti termici.

3.4 Dipendenza dalla Temperatura

Lacurva Intensità Relativa vs. Temperatura Ambientemostra che la potenza luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura. Questa è una proprietà fondamentale dei LED. Lacurva Corrente Diretta vs. Temperatura Ambientea tensione costante dimostra che, per una resistenza in serie fissa, la corrente diminuirebbe leggermente con l'aumento della temperatura a causa del coefficiente di temperatura negativo della tensione diretta.

4. Informazioni Meccaniche & Package

4.1 Dimensioni del Package

Il LED è contenuto in un package standard rotondo diffuso da 3mm. Le note dimensionali chiave della scheda tecnica includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri (mm).
• L'altezza della flangia deve essere inferiore a 1.5mm (0.059\").
• La tolleranza predefinita per le dimensioni non specificate è ±0.25mm.
• Il disegno dimensionale dettagliato nella scheda tecnica specifica la distanza dei terminali, il diametro della lente, l'altezza complessiva e le dimensioni per la formatura dei terminali, critiche per il design dell'impronta PCB.

4.2 Identificazione della Polarità

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

5. Linee Guida per Saldatura & Assemblaggio

Una manipolazione corretta è essenziale per mantenere le prestazioni e l'affidabilità del LED.

5.1 Formatura dei Terminali

• La piegatura deve avvenire ad almeno 3mm dalla base del bulbo in epossidico per evitare stress sul package.
• Formare i terminaliprima soldering.
• Evitare di applicare stress al package. Tagliare i terminali a temperatura ambiente.
• Assicurarsi che i fori del PCB siano perfettamente allineati con i terminali del LED per prevenire stress di montaggio.

5.2 Condizioni di Stoccaggio

• Conservare a ≤30°C e ≤70% di Umidità Relativa (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 rapidi cambiamenti di temperatura in ambienti umidi per prevenire la condensa.

5.3 Raccomandazioni per la Saldatura

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

• Saldatura Manuale:Temperatura punta saldatore ≤300°C (per saldatore max. 30W), tempo di saldatura ≤3 secondi.
• Saldatura a Onda/Per Immersione:Preriscaldamento ≤100°C per ≤60 secondi. Bagno di saldatura a ≤260°C per ≤5 secondi.
• Evitare stress sui terminali durante le fasi ad alta temperatura. Limitare la saldatura a immersione/manuale a un ciclo.
• Proteggere il LED da urti meccanici finché non si raffredda a temperatura ambiente dopo la saldatura.
• Utilizzare la temperatura di saldatura più bassa possibile che garantisca un giunto affidabile.

5.4 Pulizia

• Se necessario, pulire solo con alcol isopropilico a temperatura ambiente per ≤1 minuto.
• Evitare la pulizia ad ultrasuoni. Se assolutamente necessaria, qualificare preventivamente il processo per assicurarsi che non si verifichino danni.

5.5 Gestione Termica

Sebbene questo sia un dispositivo a bassa potenza, un corretto design termico è comunque importante per l'affidabilità a lungo termine, specialmente se operato vicino ai valori massimi assoluti. La corrente dovrebbe essere opportunamente declassata a temperature ambiente più elevate, facendo riferimento a eventuali curve di declassamento se fornite.

6. Imballaggio & Informazioni d'Ordine

6.1 Specifiche di Imballaggio

I LED sono imballati per garantire protezione dalle scariche elettrostatiche (ESD) e dall'umidità.

• Imballaggio Primario:200-500 pezzi per busta anti-static.
• Imballaggio Secondario:5 buste per cartone interno.
• Imballaggio Terziario:10 cartoni interni per cartone master (esterno).

6.2 Spiegazione Etichetta

Le etichette sull'imballaggio includono informazioni come il Numero Parte del Cliente (CPN), il Numero di Produzione (P/N), la Quantità di Imballo (QTY), le Classi di Qualità (CAT), la Lunghezza d'Onda Dominante (HUE), il Riferimento (REF) e il Numero di Lotto (LOT No.).

7. Considerazioni per il Design Applicativo

7.1 Progettazione del Circuito

Utilizzare sempre una resistenza limitatrice di corrente in serie con il LED. Il valore della resistenza (R) può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, dove Vcc è la tensione di alimentazione, VF è la tensione diretta del LED (usare 2.0V tipico o 2.4V max per un design conservativo) e IF è la corrente diretta desiderata (es. 20mA). Assicurarsi che la potenza nominale della resistenza sia sufficiente (P = (Vcc - VF) * IF).

7.2 Layout PCB

Seguire le dimensioni del package consigliate per lo schema dei fori. Assicurare un'adeguata distanza attorno alla cupola del LED per evitare interferenze meccaniche. Per design che richiedono luminosità uniforme su più LED, considerare il binning per tensione diretta e intensità luminosa.

7.3 Durata & Affidabilità

La durata del LED è tipicamente definita come il punto in cui l'intensità luminosa si degrada al 50% del suo valore iniziale (L70, L50). Far funzionare il LED al di sotto dei suoi valori massimi assoluti, specialmente in termini di corrente e temperatura, è il metodo principale per massimizzare la durata operativa.

8. Confronto Tecnico & Differenziazione

Il 1003SYGD/S530-E2 si differenzia nel mercato dei LED ad inserimento da 3mm attraverso la sua specifica combinazione di attributi:

• Materiale:L'uso del materiale semiconduttore AlGaInP fornisce alta efficienza nella gamma spettrale dal giallo-verde al rosso, rispetto alle tecnologie più vecchie.
• Luminosità vs. Angolo di Visione:Offre un compromesso bilanciato tra un'alta intensità luminosa tipica (12.5mcd) e un angolo di visione molto ampio (110°), rendendolo adatto per applicazioni in cui la visibilità da angoli non frontali è importante.
• Focus Ambientale:La sua costruzione priva di piombo e conforme RoHS si allinea con le moderne normative ambientali per i prodotti elettronici.

9. Domande Frequenti (FAQ)

9.1 Quale resistenza devo usare per un'alimentazione a 5V?

Usando la VF tipica di 2.0V e una IF target di 20mA: R = (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 Ω. La potenza dissipata nella resistenza è (5V-2.0V)*0.02A = 0.06W, quindi una resistenza standard da 1/8W (0.125W) o 1/4W è adatta. Per un design conservativo usando VF(max)=2.4V, R = (5V-2.4V)/0.02A = 130 Ω.

9.2 Posso pilotare questo LED con un'alimentazione a 3.3V?

Sì. Usando VF(typ)=2.0V e IF=20mA: R = (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65 Ω. Verificare che la caduta di tensione sul LED (VF) sia inferiore alla tensione di alimentazione, anche considerando la VF massima di 2.4V (3.3V > 2.4V, quindi è fattibile).

9.3 In che modo la temperatura influisce sulla luminosità?

All'aumentare della temperatura ambiente, l'intensità luminosa del LED diminuisce. Questa è una caratteristica fisica delle sorgenti luminose a semiconduttore. Per applicazioni critiche in cui è richiesta una luminosità costante su un intervallo di temperatura, potrebbe essere necessario un controllo a feedback o una compensazione termica.

9.4 Questo LED è adatto per uso esterno?

L'intervallo di temperatura di funzionamento (-40°C a +85°C) consente l'uso in molti ambienti esterni. Tuttavia, il package non è specificamente classificato per impermeabilità o alta resistenza ai raggi UV. Per l'esposizione diretta all'esterno, sarebbe necessaria una protezione ambientale aggiuntiva (rivestimento conformato, custodie sigillate) per prevenire l'ingresso di umidità e il degrado della lente.

10. Esempio di Studio di Caso per l'Integrazione

Scenario:Progettazione di un pannello indicatore di stato per un router di rete con più LED (Alimentazione, LAN, WAN, Wi-Fi). Il pannello deve essere leggibile da un ampio angolo in un tipico ambiente d'ufficio.

Selezione del Componente:Il 1003SYGD/S530-E2 è scelto per il suo ampio angolo di visione di 110°, che garantisce visibilità da varie posizioni della scrivania. Il colore giallo-verde offre un alto contrasto visivo contro pannelli neri o grigi ed è distinto dai comuni indicatori rosso/verde.

Implementazione del Circuito:Sul PCB principale del router è disponibile una linea a 3.3V. Una resistenza limitatrice di corrente da 68 Ω (valore standard vicino ai 65 Ω calcolati) è posta in serie con ogni LED, impostando la corrente a circa 19mA, fornendo luminosità sufficiente rimanendo ben all'interno del valore massimo di 25mA. I LED sono montati su una piccola scheda figlia con la corretta distanza dei terminali.

Risultato:Gli indicatori forniscono un'illuminazione chiara e uniforme attraverso il cono di visione richiesto, con un funzionamento affidabile garantito dall'aderenza alle specifiche linee guida di saldatura e stoccaggio durante la produzione.

11. Introduzione al Principio di Funzionamento

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a semiconduttore che emettono luce attraverso un processo chiamato elettroluminescenza. Quando una tensione diretta è applicata alla giunzione p-n, gli elettroni dalla regione di tipo n si ricombinano con le lacune dalla regione di tipo p all'interno dello strato attivo (in questo caso, realizzato in AlGaInP). Questa ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (particelle di luce). La specifica lunghezza d'onda (colore) della luce emessa è determinata dal bandgap del materiale semiconduttore. Un bandgap più ampio produce lunghezze d'onda più corte (luce più blu), mentre un bandgap più stretto produce lunghezze d'onda più lunghe (luce più rossa). Il sistema di materiali AlGaInP è particolarmente efficiente per produrre luce nello spettro giallo, arancione e rosso. La lente in epossidico serve a modellare il fascio luminoso in uscita e proteggere il chip semiconduttore.

12. Tendenze Tecnologiche

La tecnologia LED ad inserimento rappresentata da questo componente è considerata una soluzione matura e consolidata. Le attuali tendenze del settore mostrano una forte transizione verso i LED a montaggio superficiale (SMD) per la maggior parte dei nuovi design, grazie alle loro dimensioni ridotte, idoneità per l'assemblaggio automatizzato pick-and-place e spesso migliori prestazioni termiche. Tuttavia, i LED ad inserimento come il tipo rotondo da 3mm rimangono rilevanti per applicazioni che richiedono maggiore luminosità puntuale, prototipazione e riparazione manuale più semplice, robustezza in ambienti ad alta vibrazione o dove il montaggio ad inserimento fornisce una connessione meccanica più sicura. La tecnologia dei materiali semiconduttori sottostante (AlGaInP) continua a vedere miglioramenti incrementali in efficienza e durata.