Scheda Tecnica LED 523-2UYD/S530-A3 - 5mm Rotondo - Tensione 2.0V - Giallo Brillante - 60mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 523-2UYD/S530-A3 è un LED a foro passante ad alta luminosità progettato per applicazioni generiche come indicatore. Utilizza la tecnologia a chip AlGaInP per produrre un'emissione luminosa diffusa di colore giallo brillante. Il dispositivo è caratterizzato da prestazioni affidabili, ampio angolo di visione e conformità alle principali direttive ambientali, tra cui RoHS, REACH e requisiti senza alogeni.

1.1 Vantaggi Principali

• Alta Luminosità:Progettato specificamente per applicazioni che richiedono un'intensità luminosa superiore.
• Ampio Angolo di Visione:Un tipico angolo di metà intensità di 120 gradi garantisce una buona visibilità da diverse prospettive.
• Conformità Ambientale:Il prodotto è conforme alle normative UE RoHS e REACH. È inoltre privo di alogeni, con contenuto di Bromo (Br) e Cloro (Cl) ciascuno inferiore a 900 ppm e la loro somma inferiore a 1500 ppm.
• Flessibilità di Confezionamento:Disponibile su nastro e bobina per processi di assemblaggio automatizzati.
• Costruzione Robusta:Progettato per un funzionamento affidabile e di lunga durata in ambienti elettronici tipici.

1.2 Mercato di Riferimento & Applicazioni

Questo LED è principalmente destinato ai settori dell'elettronica di consumo e delle tecnologie dell'informazione. Le sue principali applicazioni includono indicatori di stato, retroilluminazione e illuminazione di pannelli in dispositivi come televisori, monitor per computer, telefoni e periferiche informatiche generiche.

2. Parametri Tecnici: Analisi Oggettiva Approfondita

La seguente sezione fornisce una dettagliata e oggettiva suddivisione delle principali specifiche tecniche del LED come definite nella scheda tecnica. Tutti i valori sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C salvo diversa indicazione.

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 e dovrebbe essere evitato per un'operazione affidabile.

• Corrente Diretta Continua (I_F):25 mA - La massima corrente continua che può essere applicata in modo continuativo.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):60 mA - Applicabile solo in condizioni pulsate con un ciclo di lavoro di 1/10 a 1 kHz.
• Tensione Inversa (V_R):5 V - La massima tensione che può essere applicata in direzione inversa.
• Dissipazione di Potenza (P_d):60 mW - La massima potenza che il dispositivo può dissipare.
• Temperatura di Esercizio (T_opr):-40°C a +85°C - L'intervallo di temperatura ambiente per il funzionamento normale.
• Temperatura di Magazzinaggio (T_stg):-40°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura (T_sol):260°C per 5 secondi - La massima temperatura ammissibile durante la saldatura a onda o manuale.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri definiscono le prestazioni del dispositivo in condizioni operative tipiche (I_F= 20 mA).

• Intensità Luminosa (I_v):12.5 mcd (Tipico), 6.3 mcd (Minimo). Questa è la luminosità percepita del LED. L'incertezza di misura è ±10%.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):120° (Tipico). L'ampiezza angolare in cui l'intensità luminosa è almeno la metà dell'intensità di picco.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):591 nm (Tipico). La lunghezza d'onda alla quale l'emissione spettrale è più forte.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):589 nm (Tipico). L'unica lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano, che definisce il colore. L'incertezza di misura è ±1.0 nm.
• Larghezza di Banda della Radiazione Spettrale (Δλ):15 nm (Tipico). La larghezza dello spettro emesso a metà dell'intensità di picco.
• Tensione Diretta (V_F):2.0 V (Tipico), con un intervallo da 1.7 V (Min) a 2.4 V (Max). L'incertezza di misura è ±0.1 V.
• Corrente Inversa (I_R):10 μA (Massimo) a V_R= 5 V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

La scheda tecnica indica l'uso di un sistema di binning per classificare i LED in base alle variazioni delle prestazioni chiave. Ciò garantisce coerenza all'interno di un lotto di produzione per parametri di progettazione critici. Le etichette a cui si fa riferimento sono:

• CAT:Classi di Intensità Luminosa (I_v). Raggruppa i LED in base alla loro luminosità misurata.
• HUE:Classi di Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d). Raggruppa i LED in base al loro preciso punto di colore.
• REF:Classi di Tensione Diretta (V_F). Raggruppa i LED in base alla loro caduta di tensione a una corrente specificata.

I progettisti dovrebbero consultare le informazioni specifiche di binning del produttore per una selezione precisa in applicazioni critiche per il colore o la luminosità.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fornisce diverse curve caratteristiche che illustrano il comportamento del dispositivo in condizioni variabili. Queste sono essenziali per un robusto design del circuito.

4.1 Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Onda

Questa curva mostra la distribuzione di potenza spettrale, con un picco intorno a 591 nm (giallo) e una larghezza di banda tipica di 15 nm, confermando la natura monocromatica del chip AlGaInP.

4.2 Diagramma di Direttività

Il grafico polare illustra il tipico angolo di visione di 120 gradi, mostrando un pattern di emissione di tipo Lambertiano comune per i LED diffusi, fornendo un'illuminazione ampia e uniforme.

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

Questa curva dimostra la relazione esponenziale tipica di un diodo. Al punto di lavoro consigliato di 20 mA, la tensione diretta è di circa 2.0V. La curva è cruciale per progettare la resistenza limitatrice di corrente.

4.4 Intensità Relativa vs. Corrente Diretta

L'emissione luminosa aumenta in modo super-lineare con la corrente. Sebbene il dispositivo sia classificato per una corrente continua di 25 mA, l'emissione luminosa a 20 mA è lo standard caratterizzato. Operare al di sopra di 20 mA aumenta la luminosità ma anche la dissipazione di potenza e la temperatura di giunzione.

4.5 Caratteristiche Termiche

Vengono fornite due curve chiave:
Intensità Relativa vs. Temperatura Ambiente:Mostra che l'emissione luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. Questo è un fattore critico di derating per ambienti ad alta temperatura.
Corrente Diretta vs. Temperatura Ambiente:Implicitamente si riferisce alla necessità di derating della corrente ad alte temperature per mantenere l'affidabilità e prevenire un deprezzamento accelerato dei lumen.

5. Informazioni Meccaniche & sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED è un package standard rotondo da 5mm con terminali radiali. Le note dimensionali chiave tratte dal disegno includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri (mm).
• L'altezza della flangia (il bordo alla base della cupola) deve essere inferiore a 1.5mm.
• La tolleranza predefinita per le dimensioni non specificate è ±0.25mm.
• Il disegno specifica la spaziatura dei terminali, il diametro e l'altezza della cupola, e la lunghezza e il diametro dei terminali, che sono standard per il montaggio su PCB a foro passante.

5.2 Identificazione della Polarità

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

6. Linee Guida per Saldatura & Assemblaggio

Una manipolazione corretta è essenziale per prevenire danni al LED.

6.1 Formatura dei Terminali

• La piegatura deve avvenire ad almeno 3mm dalla base del bulbo in epossidico.
• Formare i terminali prima della saldatura.
• Evitare sollecitazioni sul package. Fori PCB disallineati che causano stress sui terminali possono degradare la resina epossidica.
• Tagliare i terminali a temperatura ambiente.

6.2 Processo di Saldatura

Saldatura Manuale:Temperatura punta saldatore max 300°C (per saldatore max 30W), tempo di saldatura max 3 secondi. Mantenere una distanza minima di 3mm dal punto di saldatura al bulbo epossidico.
Saldatura a Onda (DIP):Temperatura di preriscaldamento max 100°C (per max 60 sec). Temperatura bagno di saldatura max 260°C per 5 secondi. Mantenere distanza minima di 3mm.
Regole Generali:Evitare stress sui terminali durante l'alta temperatura. Non saldare più di una volta. Proteggere il LED dagli urti finché non si raffredda a temperatura ambiente. Evitare raffreddamenti rapidi. Viene fornito un grafico consigliato del profilo di temperatura di saldatura, che mostra una rampa graduale, un picco di 260°C per 5 secondi e una rampa controllata di discesa.

6.3 Pulizia

Se necessario, pulire solo con alcol isopropilico a temperatura ambiente per non più di un minuto. Non utilizzare la pulizia ad ultrasuoni a meno che i suoi effetti non siano stati prequalificati per l'assemblaggio specifico, poiché l'energia ultrasonica può danneggiare la struttura del LED.

6.4 Condizioni di Magazzinaggio

Dopo la spedizione, i LED dovrebbero essere conservati a ≤30°C e ≤70% di Umidità Relativa. La vita di magazzinaggio consigliata è di 3 mesi. Per conservazioni più lunghe (fino a un anno), utilizzare un contenitore sigillato con atmosfera di azoto e assorbente di umidità.

7. Gestione Termica & ESD

7.1 Gestione del Calore

Un corretto design termico è fondamentale. La corrente di esercizio dovrebbe essere opportunamente deratata in base alla temperatura ambiente, facendo riferimento alla curva di derating. Controllare la temperatura attorno al LED nell'applicazione prolunga la durata e mantiene l'emissione luminosa.

7.2 Sensibilità alle Scariche Elettrostatiche (ESD)

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

8. Confezionamento & Informazioni d'Ordine

8.1 Specifiche di Imballaggio

I LED sono confezionati in materiali antistatici e resistenti all'umidità.

• Confezione Unitaria:Minimo 200 a 500 pezzi per busta antistatica.
• Scatola Interna:5 buste per scatola interna.
• Scatola Master (Esterna):10 scatole interne per scatola master.

8.2 Spiegazione Etichette

Le etichette sul confezionamento contengono le seguenti informazioni:

• CPN:Numero di Produzione del Cliente.
• P/N:Numero di Produzione (codice articolo del produttore).
• QTY:Quantità di Imballaggio.
• CAT/HUE/REF:Codici di binning rispettivamente per Intensità Luminosa, Lunghezza d'Onda Dominante e Tensione Diretta.
• LOT No:Numero di Lotto Tracciabile.

9. Considerazioni di Progettazione per l'Applicazione

9.1 Progettazione del Circuito

È necessaria una semplice resistenza in serie per limitare la corrente attraverso il LED. Il valore della resistenza (R) può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Utilizzando la V_Ftipica di 2.0V e una I_Fdesiderata di 20 mA con un'alimentazione di 5V: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. La potenza nominale della resistenza dovrebbe essere I²R = (0.02)²* 150 = 0.06W, quindi una resistenza standard da 1/8W o 1/4W è sufficiente.

9.2 Layout del PCB

Assicurarsi che i diametri dei fori PCB corrispondano al diametro dei terminali con un'adeguata tolleranza. I fori devono essere allineati per evitare stress sui terminali durante l'inserimento. Per i migliori risultati di saldatura, seguire la regola della distanza minima di 3mm dal bulbo epossidico.

9.3 Coerenza della Luminosità

Per applicazioni che richiedono un aspetto uniforme tra più indicatori, specificare bin stretti per intensità luminosa (CAT) e lunghezza d'onda dominante (HUE) al fornitore.

10. Confronto Tecnico & Differenziazione

Il 523-2UYD/S530-A3 si differenzia attraverso la sua specifica combinazione di attributi:

• Tecnologia del Chip:Utilizza AlGaInP, che è altamente efficiente per i colori giallo, arancione e rosso rispetto a tecnologie più vecchie come GaAsP.
• Colore & Luminosità:Offre un colore "giallo brillante" con una buona intensità luminosa (12.5 mcd tip) per un LED standard da 5mm.
• Angolo di Visione:L'ampio angolo di visione di 120 gradi è superiore ai LED con angolo più stretto per applicazioni in cui la visibilità fuori asse è importante.
• Conformità:La completa conformità ambientale (RoHS, REACH, Senza Alogeni) è un vantaggio chiave per la moderna produzione elettronica.

11. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare questo LED alla sua massima corrente continua di 25 mA?
R: Sì, ma nota che le caratteristiche elettro-ottiche sono specificate a 20 mA. Operare a 25 mA produrrà una maggiore emissione luminosa ma aumenterà anche la dissipazione di potenza (P_d= V_F* I_F) e la temperatura di giunzione, il che può influire sull'affidabilità a lungo termine e causare un deprezzamento più rapido dei lumen. Considerare sempre la gestione termica.

D: Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco e Lunghezza d'Onda Dominante?
R: La Lunghezza d'Onda di Picco (591 nm) è il picco fisico dello spettro luminoso emesso dal LED. La Lunghezza d'Onda Dominante (589 nm) è l'unica lunghezza d'onda che l'occhio umano percepisce come colore, calcolata dallo spettro completo e dalla sensibilità dell'occhio. La lunghezza d'onda dominante è più rilevante per la specifica del colore.

D: Quanto è critica la regola della distanza di 3mm per la saldatura?
R: Molto critica. Saldare a meno di 3mm dal bulbo epossidico può trasferire calore eccessivo nel package del LED, potenzialmente danneggiando il chip semiconduttore, degradando la lente epossidica o rompendo i fili di connessione interni, portando a guasti immediati o latenti.

12. Case Study di Integrazione nel Progetto

Scenario:Progettazione di un pannello indicatore di stato per un router di rete con quattro LED gialli.
Requisiti:Luminosità e colore uniformi, visibilità da un ampio angolo, funzionamento affidabile in un ambiente fino a 60°C.
Passaggi di Progettazione:

1. Selezione:Il 523-2UYD/S530-A3 è scelto per la sua emissione giallo brillante, angolo di visione di 120° e intervallo di temperatura di esercizio da -40 a +85°C.
2. Binning:Per garantire coerenza visiva, l'ordine specifica bin stretti per CAT (Intensità Luminosa) e HUE (Lunghezza d'Onda Dominante).
3. Progettazione del Circuito:Utilizzando un'alimentazione di sistema a 3.3V, la resistenza limitatrice è calcolata: R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ω (usare il valore standard 68 Ω). Potenza: (0.02^2)*68 = 0.027W.
4. Considerazione Termica:A una temperatura ambiente di 60°C, è necessario consultare la curva di derating. La corrente di pilotaggio potrebbe dover essere ridotta al di sotto di 20 mA per mantenere la durata, oppure il layout del PCB dovrebbe assicurare che i LED non siano posizionati vicino ad altre fonti di calore.
5. Assemblaggio:I fori PCB sono forati secondo specifica. Durante la saldatura a onda, il profilo è impostato per corrispondere ai 260°C consigliati per 5 secondi, assicurando che i corpi dei LED non siano immersi oltre il punto di 3mm.

13. Introduzione al Principio Tecnologico

Il LED è basato su un chip semiconduttore di AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio). Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del chip, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica composizione della lega AlGaInP determina l'energia del bandgap, che corrisponde direttamente alla lunghezza d'onda (colore) della luce emessa—in questo caso, giallo (~589-591 nm). Il chip è incapsulato in una resina epossidica gialla diffusa. Le particelle di diffusione nella resina disperdono la luce, creando l'ampio angolo di visione di 120 gradi e un aspetto più morbido e uniforme rispetto a una lente trasparente.

14. Tendenze del Settore & Contesto

Sebbene i LED a montaggio superficiale (SMD) dominino i nuovi progetti per le loro dimensioni ridotte e l'idoneità per l'assemblaggio automatizzato pick-and-place, i LED a foro passante come il package rotondo da 5mm rimangono rilevanti. La loro domanda persiste in diverse aree: kit educativi e prototipazione grazie alla facilità di saldatura manuale; applicazioni che richiedono un'affidabilità molto elevata e connessioni meccaniche robuste; manutenzione e produzione di prodotti legacy; e situazioni in cui la dimensione maggiore della lente è vantaggiosa per l'emissione luminosa o l'angolo di visione. La tendenza per tali componenti è verso una maggiore efficienza, una luminosità superiore per unità di potenza in ingresso e una conformità più rigorosa alle normative ambientali e sui materiali globali, tutto ciò riflesso nelle specifiche di questa scheda tecnica.