Specifiche LED Lampada 1313-2SYGD/S530-E2 - 1.3x1.3x1.5mm - 2.0V - 40mW - Giallo Verde Brillante - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

La lampada LED serie 1313 è un componente a foro passante progettato per applicazioni che richiedono livelli di luminosità più elevati. Utilizza un chip AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio) per produrre un'emissione luminosa di colore Giallo Verde Brillante. Il dispositivo è incapsulato in un package di resina diffondente verde, che contribuisce a ottenere una distribuzione uniforme della luce. Questa serie è caratterizzata da affidabilità, robustezza e conformità agli standard ambientali moderni, rendendola adatta a una varietà di dispositivi elettronici di consumo.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I vantaggi principali di questo LED includono la scelta dell'angolo di visione, la disponibilità su nastro e bobina per l'assemblaggio automatizzato e la costruzione con materiali privi di piombo (Pb-free). È conforme alla direttiva RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose) dell'UE, al regolamento REACH ed è classificato come privo di alogeni, con contenuto di Bromo (Br) e Cloro (Cl) mantenuto al di sotto dei limiti specificati (Br<900 ppm, Cl<900 ppm, Br+Cl<1500 ppm). Queste caratteristiche lo rendono una scelta ideale per i produttori che puntano a mercati globali con normative ambientali stringenti.

Le applicazioni target sono principalmente nel settore dell'elettronica di consumo, incluso l'uso come luci spia o retroilluminazione in televisori, monitor per computer, telefoni e periferiche informatiche generiche. Le sue specifiche bilanciano prestazioni e convenienza per queste applicazioni ad alto volume.

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

Questa sezione fornisce un'analisi dettagliata e oggettiva dei parametri tecnici chiave specificati nella scheda tecnica. Comprendere questi limiti e valori tipici è cruciale per un progetto di circuito affidabile e per garantire le prestazioni a lungo termine del LED.

2.1 Valori Massimi Assoluti

I Valori Massimi Assoluti definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Questi non sono condizioni di funzionamento normale.

• Corrente Diretta Continua (IF):25 mA. Superare continuamente questa corrente genererà un calore eccessivo, degradando la struttura interna e l'output luminoso del LED nel tempo, potenzialmente portando a un guasto catastrofico.
• Corrente Diretta di Picco (IFP):60 mA (a ciclo di lavoro 1/10, 1 kHz). Questo valore consente brevi impulsi di corrente più elevata, utili per il multiplexing o per ottenere una luminosità momentanea più alta, ma la potenza media deve rimanere entro il valore continuo.
• Tensione Inversa (VR):5 V. Applicare una tensione di polarizzazione inversa superiore a questa può causare un improvviso aumento della corrente inversa, danneggiando la giunzione PN del LED. Il progetto del circuito deve includere una protezione contro i picchi di tensione inversa.
• Dissipazione di Potenza (Pd):60 mW. Questa è la quantità massima di potenza che il package del LED può dissipare come calore a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. La dissipazione effettiva consentita diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente.
• Temperatura di Funzionamento & Stoccaggio:-40°C a +85°C / -40°C a +100°C. Questi intervalli definiscono le condizioni ambientali che il dispositivo può sopportare rispettivamente durante l'uso e lo stoccaggio non operativo.
• Temperatura di Saldatura (Tsol):260°C per 5 secondi. Specifica il profilo termico massimo che i terminali del LED possono sopportare durante la saldatura a onda o manuale senza danneggiare i fili di connessione interni o la resina epossidica.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Queste caratteristiche sono misurate in condizioni di test standard (Ta=25°C, IF=20mA salvo diversa indicazione) e rappresentano le prestazioni tipiche del dispositivo.

• Intensità Luminosa (Iv):63 mcd (Min), 125 mcd (Tip). Questa è la luminosità percepita del LED misurata in millicandele. L'ampio intervallo tra min e tip indica la variazione naturale nel processo produttivo. I progettisti dovrebbero utilizzare il valore minimo per la pianificazione della luminosità nel caso peggiore.
• Angolo di Visione (2θ1/2):40° (Tip). Questo è l'angolo totale in cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore massimo (sull'asse). Un angolo di 40° indica un fascio moderatamente ampio, adatto per scopi di indicazione generale dove è necessaria la visibilità da varie angolazioni.
• Lunghezza d'Onda di Picco & Dominante (λp / λd):~575 nm / ~573 nm. La lunghezza d'onda di picco è il punto spettrale della massima potenza radiante. La lunghezza d'onda dominante è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano, che per questo LED si trova nella regione giallo-verde dello spettro.
• Tensione Diretta (VF):1.7V (Min), 2.0V (Tip), 2.4V (Max) a 20mA. Questa è la caduta di tensione ai capi del LED durante il funzionamento. Una resistenza limitatrice di corrente è obbligatoria in serie con il LED per impostare il punto di lavoro e prevenire la fuga termica, poiché la VF ha un coefficiente di temperatura negativo.
• Corrente Inversa (IR):10 μA (Max) a VR=5V. Questa è la piccola corrente di dispersione che scorre quando il LED è polarizzato inversamente entro il suo valore massimo.

La scheda tecnica riporta anche le incertezze di misura: ±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 tipiche forniscono informazioni preziose sul comportamento del LED in condizioni variabili, oltre ai dati puntuali delle tabelle.

3.1 Distribuzione Spettrale e Direttività

Lacurva Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Ondamostra una larghezza di banda spettrale relativamente stretta (Δλ tip. 20 nm), centrata attorno a 575 nm, caratteristica dei materiali AlGaInP. Ciò risulta in un colore giallo-verde saturo. Lacurva di Direttivitàrappresenta visivamente l'angolo di visione di 40°, mostrando come l'intensità luminosa diminuisce allontanandosi dall'asse centrale.

3.2 Relazioni Elettriche e Termiche

Lacurva Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)è non lineare. Un piccolo aumento della tensione oltre la tensione di "ginocchio" (circa 1.8V-2.0V) provoca un grande aumento della corrente. Ciò sottolinea l'importanza di un funzionamento pilotato in corrente, non in tensione.

Lacurva Intensità Relativa vs. Corrente Direttaè generalmente lineare nell'intervallo di funzionamento, il che significa che la luminosità è approssimativamente proporzionale alla corrente. Tuttavia, l'efficienza può diminuire a correnti molto elevate a causa dell'aumento del calore.

Lecurve Intensità Relativa vs. Temperatura AmbienteeCorrente Diretta vs. Temperatura Ambientesono critiche per la gestione termica. L'output luminoso diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente (spegnimento termico). Contemporaneamente, per una tensione fissa, la corrente diretta aumenterebbe con la temperatura a causa della diminuzione della VF. Questa combinazione può portare a fuga termica se non gestita correttamente con una sorgente di corrente costante o una resistenza in serie sufficiente.

4. Informazioni Meccaniche e sul Package

4.1 Dimensioni del Package

Il LED segue un contorno standard per package radiale a foro passante 1313 (1.3mm x 1.3mm). Le note dimensionali chiave includono:

• Le dimensioni complessive del corpo sono circa 1.3mm x 1.3mm.
• L'altezza della flangia (la base piatta attorno ai terminali) deve essere inferiore a 1.5mm per garantire un corretto appoggio su PCB.
• La tolleranza standard per le dimensioni è ±0.25mm salvo diversa specifica nel disegno.
• I terminali sono progettati per essere formati e tagliati secondo linee guida specifiche per evitare stress sulla sfera epossidica.

4.2 Identificazione della Polarità e Formatura dei Terminali

Il catodo è tipicamente identificato da un punto piatto sulla lente del LED o da un terminale più corto (sebbene la marcatura specifica debba essere verificata sul disegno dimensionale). La scheda tecnica fornisce linee guida rigorose per la formatura dei terminali: la piegatura deve avvenire ad almeno 3mm dalla base della sfera epossidica, deve essere effettuata prima della saldatura e deve evitare di stressare il package. Un disallineamento durante il montaggio su PCB può indurre stress e degradare l'affidabilità.

5. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Una manipolazione corretta è essenziale per mantenere le prestazioni specificate e la longevità del LED.

5.1 Condizioni di Saldatura Consigliate

• Saldatura Manuale:Temperatura punta saldatore massima 300°C (per saldatore max 30W), tempo di saldatura massimo 3 secondi per terminale. Mantenere una distanza minima di 3mm dal giunto di saldatura alla sfera epossidica.
• Saldatura a Onda/Per Immersione:Temperatura di preriscaldamento massima 100°C per un massimo di 60 secondi. Temperatura del bagno di saldatura massima 260°C per un tempo di immersione massimo di 5 secondi. Anche in questo caso, rispettare la regola della distanza di 3mm.

Un grafico del profilo di saldatura consigliato mostrerebbe tipicamente una rampa graduale, una zona stabile di temperatura di picco e una fase di raffreddamento controllata per minimizzare lo shock termico.

5.2 Stoccaggio e Pulizia

• Stoccaggio:I LED devono essere conservati a ≤30°C e ≤70% di Umidità Relativa. La durata di conservazione dopo la spedizione è di 3 mesi. Per uno stoccaggio più lungo (fino a 1 anno), è consigliato un contenitore sigillato con azoto e essiccante.
• Pulizia:Se necessario, pulire solo con alcol isopropilico a temperatura ambiente per ≤1 minuto. La pulizia a ultrasuoni è fortemente sconsigliata in quanto può danneggiare la struttura interna attraverso la cavitazione; se assolutamente necessaria, è necessaria una prequalifica estensiva.

5.3 Considerazioni sulla Gestione Termica

La scheda tecnica afferma esplicitamente che la gestione del calore deve essere considerata nella fase di progettazione dell'applicazione. All'aumentare della temperatura ambiente o se il LED è operato in uno spazio confinato, la corrente diretta dovrebbe essere deratata (ridotta) per mantenere la temperatura di giunzione entro limiti sicuri e prevenire un deprezzamento accelerato dei lumen o un guasto. Un'adeguata area di rame sul PCB o altri metodi di dissipazione del calore per i terminali possono migliorare le prestazioni termiche.

6. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

6.1 Specifiche di Imballaggio

I LED sono imballati per prevenire scariche elettrostatiche (ESD) e danni da umidità durante il trasporto e lo stoccaggio.

• Imballaggio primario: Sacchetti anti-elettrostatici.
• Imballaggio secondario: Scatole interne contenenti 5 sacchetti.
• Imballaggio terziario: Scatole esterne contenenti 10 scatole interne.
• Quantità per Imballo:Minimo 200 a 500 pezzi per sacchetto. Pertanto, una scatola esterna contiene tra 10.000 e 25.000 pezzi (10 scatole interne * 5 sacchetti * 200-500 pz).

6.2 Spiegazione delle Etichette

Le etichette sull'imballaggio contengono diversi codici per la tracciabilità e l'identificazione:

• CPN:Numero di Parte del Cliente.
• P/N:Numero di Parte del Produttore (es., 1313-2SYGD/S530-E2).
• QTY:Quantità di pezzi nel pacco.
• CAT/HUE/REF:Codici per la classificazione delle prestazioni (Binning), che indicano la specifica Lunghezza d'Onda Dominante (HUE) e la Tensione Diretta (REF) dei LED in quel lotto.
• LOT No:Numero di Lotto di Produzione per la tracciabilità del controllo qualità.

7. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progetto

7.1 Circuiti Applicativi Tipici

Per il funzionamento da una tensione di alimentazione standard (es., 5V o 3.3V), è obbligatoria una resistenza limitatrice di corrente in serie. Il valore della resistenza (R) può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (V_alimentazione - VF_LED) / I_desiderata. Ad esempio, per pilotare il LED a 20mA da un'alimentazione di 5V con una VF tipica di 2.0V: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. Dovrebbe essere utilizzata una resistenza con una potenza nominale di almeno I²R = (0.02)² * 150 = 0.06W (una resistenza standard da 1/8W o 1/4W è sufficiente).

7.2 Considerazioni di Progetto

• Pilotaggio in Corrente:Progettare sempre per un funzionamento a corrente costante, non a tensione costante, per garantire una luminosità stabile e prevenire la fuga termica.
• Layout PCB:Assicurarsi che i fori siano correttamente allineati per evitare stress sui terminali. Per indicatori visualizzati direttamente, considerare l'angolo di visione quando si posiziona il LED sulla scheda.
• Protezione ESD:Sebbene il LED possa avere una certa robustezza intrinseca all'ESD, è consigliata una manipolazione secondo le pratiche sicure ESD, specialmente in ambienti secchi.
• Ambiente Termico:Evitare di posizionare il LED vicino ad altri componenti che generano calore. Considerare gli effetti dell'involucro del prodotto finale sulla temperatura ambiente attorno al LED.

8. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto ai vecchi package LED T-1 (3mm) o T-1 3/4 (5mm), il formato 1313 offre un ingombro ridotto, consentendo una maggiore densità sui PCB. La sua tecnologia AlGaInP fornisce un'efficienza e un'emissione luminosa più elevate nello spettro dal giallo-verde al rosso rispetto alle tecnologie più vecchie come il GaAsP. La specifica combinazione di un angolo di visione di 40°, un'alta luminosità tipica (125 mcd @ 20mA) e la piena conformità ambientale (RoHS, REACH, Senza Alogeni) posiziona questo componente come una scelta moderna e affidabile per applicazioni di consumo ad alto volume e sensibili al costo, dove l'aderenza normativa è critica.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

9.1 Posso pilotare questo LED a 30mA per una maggiore luminosità?

No. Il Valore Massimo Assoluto per la corrente diretta continua è 25 mA. Operare a 30 mA supera questo valore, il che genererà calore eccessivo, ridurrà significativamente la durata del LED e probabilmente causerà un guasto prematuro. Per una luminosità maggiore, selezionare un modello di LED classificato per una corrente più elevata.

9.2 Perché la tensione diretta è specificata con un intervallo min/tip/max?

La tensione diretta varia a causa delle tolleranze intrinseche nel processo di produzione dei semiconduttori. Il progetto del circuito deve funzionare correttamente con qualsiasi LED all'interno di questo intervallo di VF. Utilizzando la VF massima nel calcolo della resistenza limitatrice si garantisce che il LED non sarà sovrapilotato anche se si riceve un'unità con una VF inferiore.

9.3 La condizione di stoccaggio è di 3 mesi. Cosa succede se utilizzo stock più vecchi?

Oltre i 3 mesi nello stoccaggio standard di fabbrica, l'umidità può diffondersi nel package epossidico. Durante la saldatura, questa umidità può espandersi rapidamente, causando crepe interne o l'effetto "popcorn" che danneggia il LED. Per stock più vecchi, è necessario un processo di essiccazione (seguendo le linee guida del produttore) per rimuovere l'umidità prima della saldatura. Lo stoccaggio a lungo termine consigliato in un contenitore riempito di azoto con essiccante previene questo problema.

10. Principio di Funzionamento e Tendenze Tecnologiche

10.1 Principio di Funzionamento di Base

Questo LED è un diodo a semiconduttore basato su materiali AlGaInP. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la sua energia di bandgap, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva della giunzione PN, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica composizione della lega AlGaInP determina l'energia di bandgap, che a sua volta definisce la lunghezza d'onda di picco della luce emessa, in questo caso giallo-verde (~573-575 nm). La lente epossidica diffondente verde incapsula il chip, lo protegge e modella il fascio luminoso in uscita.

10.2 Contesto Tecnologico Oggettivo

La tecnologia AlGaInP è matura e altamente efficiente per produrre luce nelle lunghezze d'onda ambra, gialla e verde. Le tendenze del settore continuano a concentrarsi sull'aumento dell'efficienza luminosa (più luce per watt elettrico), sul miglioramento della coerenza del colore attraverso un binning più stretto e sul potenziamento dell'affidabilità in condizioni di temperatura e densità di corrente più elevate. C'è anche una forte e continua spinta in tutta l'industria elettronica per eliminare le sostanze pericolose e ridurre l'impatto ambientale dei componenti durante il loro intero ciclo di vita, come riflesso dalle certificazioni di conformità di questo prodotto.