Scheda Tecnica LED 523-2UYD/S530-A3 - 5mm Rotondo - Giallo Diffuso - 2.4V - 60mW - Documento Tecnico Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 523-2UYD/S530-A3 è un LED rotondo da 5mm ad alta luminosità, progettato per applicazioni che richiedono un'illuminazione affidabile e una visibilità ad ampio angolo. Utilizza un chip AlGaInP per produrre una luce diffusa di colore giallo intenso. Il dispositivo è caratterizzato da una costruzione robusta, conformità alle principali direttive ambientali e idoneità per processi di assemblaggio automatizzati.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

• Alta Luminosità:Progettato specificamente per applicazioni che richiedono un'intensità luminosa superiore.
• Ampio Angolo di Visione:Offre un tipico angolo di visione di 180 gradi (2θ1/2) per un'ampia visibilità.
• Opzioni di Confezionamento:Disponibile su nastro e bobina per un assemblaggio PCB efficiente e ad alto volume.
• Conformità Ambientale:Il prodotto è conforme a RoHS, REACH UE ed è privo di alogeni (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• Affidabilità:Progettato per essere affidabile e robusto per un funzionamento a lungo termine in varie condizioni.

1.2 Applicazioni Target

Questo LED è particolarmente adatto per una varietà di applicazioni di indicazione e retroilluminazione nell'elettronica di consumo e industriale, tra cui, ma non limitate a: televisori, monitor per computer, telefoni e apparecchiature informatiche generali.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 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.

• Corrente Diretta Continua (I_F):25 mA
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):60 mA (Duty 1/10 @ 1kHz)
• 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 Stoccaggio (T_stg):-40°C a +100°C
• Temperatura di Saldatura (T_sol):260°C per 5 secondi

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche (T_a=25°C)

Questi parametri definiscono le prestazioni tipiche del LED nelle condizioni di test specificate (I_F=20mA salvo diversa indicazione).

• Intensità Luminosa (I_v):Tipica 32 mcd (Min. 16 mcd). L'incertezza di misura è ±10%.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):Tipico 180 gradi.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):Tipica 591 nm.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):Tipica 589 nm. L'incertezza di misura è ±1.0 nm.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):Tipica 15 nm.
• Tensione Diretta (V_F):Tipica 2.0V, Massima 2.4V. L'incertezza di misura è ±0.1V.
• Corrente Inversa (I_R):Massima 10 μA a V_R=5V.

3. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fornisce diversi grafici chiave che illustrano il comportamento del dispositivo in condizioni variabili. Questi sono fondamentali per i progettisti per prevedere le prestazioni nelle applicazioni reali.

3.1 Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Onda

Questa curva mostra la distribuzione spettrale di potenza, con un picco intorno a 591 nm (giallo), con una tipica larghezza di banda di 15 nm, confermando la purezza del colore della luce emessa.

3.2 Diagramma di Direttività

Il grafico polare conferma il pattern di emissione di tipo Lambertiano con un angolo di visione molto ampio di 180 gradi, rendendolo ideale per applicazioni che richiedono visibilità su un'ampia area.

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

Il grafico mostra la relazione esponenziale tipica di un diodo. Al punto di lavoro consigliato di 20mA, la tensione diretta è tipicamente 2.0V. I progettisti devono assicurarsi che la resistenza limitatrice di corrente sia calcolata in base a questa V_Fper evitare di superare la corrente massima nominale.

3.4 Intensità Relativa vs. Corrente Diretta

Questa curva dimostra che l'emissione luminosa è approssimativamente lineare con la corrente nel normale intervallo di funzionamento. Guidare il LED oltre la sua corrente continua massima aumenterà la luminosità, ma a scapito della riduzione della durata di vita e di potenziali danni termici.

3.5 Curve di Prestazione Termica

Intensità Relativa vs. Temperatura Ambiente:Mostra che l'intensità luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. Questo derating termico deve essere considerato nei progetti in cui il LED opera in ambienti a temperatura elevata.

Corrente Diretta vs. Temperatura Ambiente:Illustra la relazione per un pilotaggio a tensione costante. Per un'emissione luminosa stabile, si consiglia vivamente un driver a corrente costante rispetto a una sorgente a tensione costante con una resistenza in serie.

4. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

4.1 Dimensioni del Package

Il LED presenta un package radiale standard rotondo da 5mm. Le dimensioni chiave includono una spaziatura dei terminali di 2.54mm (0.1\"), un'altezza complessiva tipica e un diametro della lente. L'altezza della flangia è specificata inferiore a 1.5mm. Tutte le tolleranze dimensionali sono ±0.25mm salvo diversa specificazione. Il disegno meccanico dettagliato nella scheda tecnica deve essere consultato per una progettazione precisa dell'impronta PCB.

4.2 Identificazione della Polarità

Il terminale più lungo indica l'anodo (positivo), e quello più corto il catodo (negativo). Questa è la convenzione standard per i LED radiali. Il terminale catodo può anche essere identificato da un punto piatto sulla base della lente in plastica.

5. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

5.1 Formatura dei Terminali

• La piegatura deve avvenire ad almeno 3mm dalla base del bulbo in epossidico per evitare stress sul die interno e sui fili di collegamento.
• Formare i terminali prima della saldatura.
• Evitare di applicare stress al package. Assicurarsi che l'allineamento dei fori sul PCB sia preciso per prevenire un'inserzione forzata.
• Tagliare i terminali a temperatura ambiente.

5.2 Condizioni di Saldatura Consigliate

Saldatura Manuale:Temperatura punta saldatore massima 300°C (max 30W), tempo di saldatura massimo 3 secondi, mantenere una distanza minima di 3mm dal punto di saldatura al bulbo epossidico.

Saldatura ad Onda/Per Immersione:Temperatura di pre-riscaldo massima 100°C (max 60 sec), temperatura del bagno di saldatura massima 260°C per 5 secondi, mantenere una distanza minima di 3mm dal punto di saldatura al bulbo epossidico. Viene fornito un grafico del profilo di saldatura consigliato, che sottolinea l'importanza di una rampa controllata, un mantenimento della temperatura di picco e un raffreddamento controllato per minimizzare lo shock termico.

5.3 Condizioni di Stoccaggio

I LED devono essere stoccati a ≤30°C e ≤70% di Umidità Relativa. La durata di stoccaggio dopo la spedizione è di 3 mesi. Per stoccaggi più lunghi (fino a un anno), utilizzare un contenitore sigillato con atmosfera di azoto e essiccante. Evitare rapidi cambiamenti di temperatura in ambienti umidi per prevenire la condensa.

5.4 Pulizia

Se necessario, pulire solo con alcol isopropilico a temperatura ambiente per non più di un minuto. Evitare la pulizia ad ultrasuoni a meno che non sia pre-qualificata, poiché può danneggiare la struttura interna.

6. Gestione Termica e Precauzioni ESD

6.1 Gestione del Calore

Un corretto progetto termico è cruciale. La corrente di esercizio dovrebbe essere opportunamente deratata in base alla temperatura ambiente, come indicato dalla curva di derating. Controllare la temperatura attorno al LED nell'applicazione è necessario per garantire l'affidabilità a lungo termine e mantenere l'emissione luminosa.

6.2 Sensibilità ESD (Scarica Elettrostatica)

Questo prodotto è sensibile alle scariche elettrostatiche e alle sovratensioni. Dovrebbero essere osservate le precauzioni standard di manipolazione ESD durante l'assemblaggio e la manipolazione, inclusi l'uso di postazioni di lavoro e braccialetti collegati a terra.

7. Confezionamento e Informazioni d'Ordine

7.1 Specifiche di Imballaggio

I LED sono confezionati in sacchetti antistatici resistenti all'umidità. Il flusso di imballaggio standard è: 200-500 pezzi per sacchetto → 5 sacchetti per scatola interna → 10 scatole interne per cartone master (esterno).

7.2 Spiegazione Etichette

Le etichette sulla confezione contengono codici per la tracciabilità e il binning:

P/N:Numero di Produzione.

CAT:Classi di Intensità Luminosa (bin di luminosità).

HUE:Classi di Lunghezza d'Onda Dominante (bin di colore).

REF:Classi di Tensione Diretta (bin di tensione).

LOT No:Numero di Lotto di Produzione per tracciabilità.

8. Considerazioni di Progettazione per l'Applicazione

8.1 Progettazione del Circuito

Utilizzare sempre una resistenza limitatrice di corrente in serie quando si pilota da una sorgente di tensione. Calcolare il valore della resistenza usando R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F, dove V_Fè la tensione diretta tipica o massima dalla scheda tecnica e I_Fè la corrente di esercizio desiderata (≤25mA). Per una stabilità e longevità ottimali, considerare l'uso di un driver LED dedicato a corrente costante, specialmente in applicazioni con tensioni di alimentazione variabili o temperatura.

8.2 Layout PCB

Assicurarsi che l'impronta PCB corrisponda esattamente alle dimensioni del package. Fornire un adeguato spazio libero attorno al bulbo epossidico per evitare ombreggiature o interferenze meccaniche. Per progetti che richiedono più LED, mantenere una spaziatura sufficiente per prevenire l'accoppiamento termico tra i dispositivi.

8.3 Integrazione Ottica

La lente diffusa fornisce un pattern di luce ampio e morbido, adatto per spie luminose e illuminazione di pannelli. Per applicazioni che richiedono luce più focalizzata, potrebbero essere necessarie lenti esterne o guide luminose. Il colore giallo è efficace per indicatori di stato che attirano l'attenzione.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Il 523-2UYD/S530-A3 si differenzia grazie alla combinazione di un'alta intensità luminosa tipica (32 mcd a 20mA) e un angolo di visione estremamente ampio di 180 gradi. Molti LED standard da 5mm offrono angoli di visione più stretti (es. 30-60 gradi). Ciò lo rende superiore per applicazioni in cui la visibilità da un'ampia gamma di angoli è critica. La sua conformità alle ultime normative ambientali (RoHS, REACH, Senza Alogeni) lo rende anche adatto per prodotti elettronici moderni con requisiti materiali stringenti.

10. 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 alla quale lo spettro di emissione ha la massima intensità. La Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d) è la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che corrisponde al colore percepito del LED. Per questo LED giallo, sono molto vicine (tipicamente 591 nm vs. 589 nm).

D: Posso pilotare questo LED alla sua corrente di picco di 60mA?

R: La corrente diretta di picco di 60mA è nominale solo per funzionamento impulsato (duty cycle 1/10 a 1kHz). Per il funzionamento continuo, non si deve superare la corrente diretta continua nominale di 25mA. Superare questo valore ridurrà significativamente la durata di vita e potrebbe causare un guasto immediato.

D: In che modo i codici HUE, CAT e REF influenzano il mio progetto?

R: Questi sono codici di binning. Per una coerenza di colore e luminosità tra più unità in un assemblaggio, è consigliabile specificare e utilizzare LED da un singolo bin o da una combinazione di bin stretti. Mescolare bin diversi può portare a differenze visibili di colore o luminosità tra LED adiacenti.

D: È necessario un dissipatore di calore?

R: Per un funzionamento a 25mA o inferiore, a temperature ambiente nell'intervallo specificato, un dissipatore dedicato per un singolo LED tipicamente non è richiesto. Tuttavia, la gestione termica a livello PCB (es. piazzole in rame) e il derating della corrente per alte temperature ambiente sono essenziali. Per array o correnti di pilotaggio più elevate, è necessaria un'analisi termica.

11. Caso di Studio Pratico di Progettazione

Scenario:Progettazione di un pannello indicatore di stato per un'apparecchiatura industriale. Il pannello necessita di più spie luminose gialle visibili da varie posizioni dell'operatore attorno alla macchina.

Soluzione:Il 523-2UYD/S530-A3 è una scelta eccellente. Il suo angolo di visione di 180 gradi garantisce visibilità da quasi ogni angolazione. Un circuito driver a corrente costante impostato a 20mA è progettato per alimentare un array di questi LED. Il driver garantisce una luminosità uniforme anche se la tensione diretta (V_F) varia leggermente tra le unità o con la temperatura. I LED sono montati sul PCB con un'adeguata spaziatura, e la limitazione di corrente è progettata considerando la massima temperatura ambiente vicino all'involucro dell'apparecchiatura per garantire che vengano seguite le linee guida di derating, assicurando un'affidabilità a lungo termine.

12. Principio di Funzionamento

Questo LED è basato su un chip semiconduttore AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio). Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia del diodo, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del semiconduttore, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La specifica composizione della lega AlGaInP determina l'energia del bandgap, che a sua volta definisce la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa – in questo caso, giallo. La lente in resina epossidica diffusa incapsula il chip, fornendo protezione meccanica, modellando l'emissione luminosa in un fascio ampio e convertendo la luce da sorgente puntiforme in un'emissione più uniforme e ammorbidita.

13. Tendenze Tecnologiche

Sebbene i LED radiali da 5mm rimangano un punto fermo per applicazioni a foro passante, la tendenza del settore è fortemente orientata verso package a montaggio superficiale (SMD) come 0603, 0805 e 2835 per un assemblaggio PCB ad alta densità. Tuttavia, LED a foro passante come la serie 523 continuano ad essere rilevanti in applicazioni che richiedono una maggiore luminosità puntuale, un assemblaggio/riparazione manuale più semplice o dove la robustezza alle vibrazioni è una priorità. I progressi nella tecnologia dei chip AlGaInP e InGaN continuano a migliorare l'efficienza luminosa (lumen per watt) e la coerenza del colore dei LED in tutti i tipi di package. Inoltre, c'è un'enfasi crescente sulla caratterizzazione a spettro completo e su un binning più stretto per soddisfare le esigenze di applicazioni che richiedono una resa cromatica precisa e uniformità.