Scheda Tecnica LED 583SYGD/S530-E2 - Giallo Verde Brillante - 20mA - 5mcd - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 583SYGD/S530-E2 è un componente LED ad alta luminosità progettato per applicazioni che richiedono un'illuminazione affidabile e robusta. Emette una luce giallo-verde brillante, ottenuta tramite un chip in AlGaInP incapsulato in una resina diffondente verde. Questa serie offre una scelta di vari angoli di visione ed è disponibile in confezione a nastro e bobina per processi di assemblaggio automatizzati.

Il prodotto è conforme alle principali normative ambientali e di sicurezza, inclusa la direttiva UE RoHS, il regolamento UE REACH e i requisiti senza alogeni (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm), garantendone l'idoneità per la moderna produzione elettronica.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I vantaggi principali di questo LED includono l'alta intensità luminosa per la sua categoria, un angolo di visione molto ampio di 170 gradi per un'illuminazione diffusa e prestazioni costanti. Il suo design privilegia l'affidabilità in condizioni operative standard. Le applicazioni target sono principalmente nella retroilluminazione per l'elettronica di consumo, inclusi televisori, monitor per computer, telefoni e apparecchiature informatiche generali dove è richiesta un'indicazione colorata o una retroilluminazione uniforme.

2. Analisi dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e oggettiva dei principali parametri elettrici, ottici e termici specificati nella scheda tecnica. Comprendere questi valori è fondamentale per una corretta progettazione del circuito e per garantire l'affidabilità a lungo termine.

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 per il funzionamento normale.

• Corrente Diretta Continua (IF):25 mA. Superare continuamente questa corrente genererà un calore eccessivo, degradando la struttura interna del LED e la sua emissione luminosa.
• Corrente Diretta di Picco (IFP):60 mA (con duty cycle 1/10, 1 kHz). Questo valore consente brevi impulsi di corrente, utili per schemi di multiplexing o dimmerazione PWM, ma la corrente media deve rimanere entro il valore continuo.
• Tensione Inversa (VR):5 V. Applicare una tensione inversa superiore a questa può causare un'immediata rottura della giunzione. Si raccomanda una protezione del circuito (ad es., un diodo in serie) se è possibile una polarizzazione inversa.
• Dissipazione di Potenza (Pd):60 mW. Questa è la massima potenza che il package può dissipare come calore a 25°C ambiente. La dissipazione effettiva utilizzabile diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente.
• Temperatura di Funzionamento e di Stoccaggio:-40°C a +85°C (Funzionamento), -40°C a +100°C (Stoccaggio). Questi definiscono i limiti ambientali per la funzionalità e lo stoccaggio non operativo.
• Temperatura di Saldatura (Tsol):260°C per 5 secondi. Questo è critico per l'assemblaggio su PCB, definendo il profilo termico massimo che il LED può sopportare durante il reflow o la saldatura manuale.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Queste caratteristiche sono misurate a Ta=25°C e IF=20mA salvo diversa indicazione. Rappresentano le prestazioni tipiche attese dal dispositivo.

• Intensità Luminosa (Iv):2.5 mcd (Min), 5 mcd (Tip). Questa è la misura della luce percepita nella direzione di massima intensità. Il valore minimo è garantito, mentre quello tipico è la media della produzione.
• Angolo di Visione (2θ1/2):170° (Tip). Questo angolo eccezionalmente ampio indica che il LED emette luce su quasi un emisfero completo, rendendolo adatto ad applicazioni che richiedono un'illuminazione diffusa su un'ampia area piuttosto che un fascio focalizzato.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λp):575 nm (Tip). La lunghezza d'onda alla quale la distribuzione spettrale di potenza è massima. Per questo LED giallo-verde, si colloca nella regione dei 575nm.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):573 nm (Tip). Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano, che può differire leggermente dalla lunghezza d'onda di picco. La scheda tecnica riporta un'incertezza di misura di ±1.0nm.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):20 nm (Tip). Questo definisce l'ampiezza spettrale (Larghezza a Mezza Altezza) della luce emessa, indicando la purezza del colore.
• 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. I progetti di circuito devono tenere conto della VF massima per garantire una tensione di pilotaggio sufficiente. Una resistenza limitatrice di corrente o un driver a corrente costante sono essenziali.
• Corrente Inversa (IR):10 μA (Max) a VR=5V. Questa è la corrente di dispersione quando il dispositivo è polarizzato inversamente al suo valore massimo.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

La scheda tecnica fa riferimento a un sistema di etichettatura che include classifiche per parametri chiave, indicando che il prodotto viene selezionato (binning) dopo la produzione.

• CAT:Classifiche di Intensità Luminosa. I LED sono raggruppati in base all'emissione luminosa misurata.
• HUE:Classifiche di Lunghezza d'Onda Dominante. I LED sono suddivisi in gruppi in base al loro punto colore preciso (es., 573nm ± pochi nm).
• REF:Classifiche di Tensione Diretta. I LED vengono binnati in base alla loro Vf per garantire un comportamento uniforme in circuiti paralleli o per l'abbinamento di tensione.

Per un abbinamento preciso di colore e luminosità in un'applicazione, è necessario specificare o comprendere i codici di bin.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

I grafici forniti offrono una visione più approfondita del comportamento del LED in condizioni variabili.

4.1 Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Onda

Questa curva di distribuzione spettrale mostra l'emissione luminosa in funzione della lunghezza d'onda, centrata attorno a 575nm con una larghezza di banda tipica di 20nm. Conferma la natura monocromatica dell'emissione luminosa.

4.2 Diagramma di Direttività

Il grafico del diagramma di radiazione illustra l'angolo di visione di 170°, mostrando come l'intensità diminuisce dal centro (0 gradi). Il pattern è tipico di un LED stile lampadina con lente diffondente, fornendo un'illuminazione molto ampia e uniforme.

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

Questa curva mostra la relazione esponenziale tra corrente e tensione. La tensione di ginocchio è attorno a 1.7V-2.0V. Operando al di sopra di questa tensione di ginocchio, la Vf aumenta solo leggermente con grandi aumenti di corrente, evidenziando perché i LED sono pilotati al meglio da una sorgente di corrente piuttosto che da una sorgente di tensione.

4.4 Intensità Relativa vs. Corrente Diretta

Questo grafico dimostra che l'emissione luminosa del LED (intensità relativa) aumenta con la corrente diretta. Tuttavia, non è perfettamente lineare e l'efficienza può diminuire a correnti molto elevate a causa dell'aumento del calore. Operare al di sotto o al valore raccomandato di 20mA garantisce prestazioni ottimali e longevità.

4.5 Curve di Prestazione Termica

Intensità Relativa vs. Temperatura Ambiente:Mostra che l'emissione luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. Questa è una caratteristica chiave dei LED; la gestione termica è cruciale per mantenere la luminosità.
Corrente Diretta vs. Temperatura Ambiente:Probabilmente illustra la necessità di derating della corrente ad alte temperature per evitare di superare la massima temperatura di giunzione e mantenere l'affidabilità. La scheda tecnica sottolinea che la gestione del calore deve essere considerata durante la fase di progettazione.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il package è un formato standard di LED lampada rotondo da 5mm. Le note dimensionali chiave includono:
- Tutte le dimensioni sono in millimetri.
- L'altezza della flangia deve essere inferiore a 1.5mm.
- La tolleranza generale è ±0.25mm salvo diversa specifica.
Il disegno dimensionale fornisce misure critiche per il design dell'impronta sul PCB, inclusa la spaziatura dei terminali (tipicamente 2.54mm), il diametro della lente e l'altezza complessiva. Viene sottolineata la corretta allineamento dei fori per evitare stress di montaggio.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Vengono fornite procedure dettagliate per garantire che l'assemblaggio non danneggi il LED.

6.1 Formatura dei Terminali

• Piegare i terminali in un punto ad almeno 3mm dalla base del bulbo in epossidico.
• Eseguire la formatura prima della saldatura.
• Evitare stress sul package; fori PCB disallineati possono causare stress e crepe nella resina.
• Tagliare i terminali a temperatura ambiente.

6.2 Stoccaggio

• Conservare a ≤30°C e ≤70% UR dopo la ricezione. La durata di conservazione è di 3 mesi in queste condizioni.
• Per conservazioni più lunghe (fino a 1 anno), utilizzare un contenitore sigillato con azoto e essiccante.
• Evitare rapidi cambi di temperatura in ambienti umidi per prevenire la condensa.

6.3 Processo di Saldatura

Regola Critica:Mantenere una distanza minima di 3mm dal giunto di saldatura al bulbo in epossidico.

Saldatura Manuale:Temperatura punta saldatore max 300°C (per saldatore max 30W), tempo di saldatura max 3 secondi.

Saldatura a Onda/Ad immersione:Preriscaldamento max 100°C per max 60 sec. Temperatura bagno di saldatura max 260°C per max 5 secondi.

Viene fornito un grafico del profilo di saldatura raccomandato, che enfatizza una rampa controllata, una permanenza alla temperatura di picco e un raffreddamento controllato. Non è raccomandato un processo di raffreddamento rapido. La saldatura (ad immersione o manuale) non dovrebbe essere eseguita più di una volta. Evitare shock meccanici mentre il LED è caldo.

6.4 Pulizia

Se necessario, pulire solo con alcol isopropilico a temperatura ambiente per ≤1 minuto. Non utilizzare la pulizia ad ultrasuoni a meno che non sia prequalificata, poiché può danneggiare la struttura interna.

6.5 Gestione Termica

La scheda tecnica afferma esplicitamente che la gestione del calore deve essere considerata durante la progettazione. La corrente operativa dovrebbe essere deratata in base alla temperatura ambiente, facendo riferimento alla curva di derating. Controllare la temperatura attorno al LED è essenziale per mantenere l'emissione luminosa e la durata del dispositivo.

6.6 Precauzioni ESD (Scarica Elettrostatica)

Il LED è sensibile all'ESD e alle sovratensioni, che possono danneggiare il die. Devono essere utilizzate le corrette procedure di manipolazione ESD (postazioni di lavoro messe a terra, braccialetti) durante l'assemblaggio e la manipolazione.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

I LED sono imballati per proteggerli dalle scariche elettrostatiche e dall'umidità.

• Materiali di Imballaggio:Busta anti-static, posta all'interno di una scatola interna, che viene poi imballata in una scatola esterna.
• Quantità di Imballaggio:Minimo 200 a 500 pezzi per busta. 5 buste per scatola interna. 10 scatole interne per scatola esterna (totale: 10.000 a 25.000 pezzi per cartone master, a seconda del numero di buste).
• Spiegazione Etichette:Le etichette includono CPN (Numero Parte Cliente), P/N (Numero Parte Produttore), QTY (Quantità), CAT (Bin Intensità), HUE (Bin Lunghezza d'Onda), REF (Bin Tensione) e LOT No. (Numero Lotto).

8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progettazione

Applicazioni Tipiche:Retroilluminazione per televisori, monitor, telefoni e computer dove è necessario un indicatore giallo-verde o un'illuminazione estetica. L'ampio angolo di visione lo rende adatto per l'illuminazione di pannelli dove si desidera un'illuminazione uniforme.

Considerazioni di Progettazione:
1. Circuito di Pilotaggio:Utilizzare sempre una resistenza limitatrice di corrente in serie o un driver a corrente costante. Calcolare il valore della resistenza in base alla tensione di alimentazione (Vs), alla tensione diretta massima (Vf_max) e alla corrente desiderata (I_f, es. 20mA): R = (Vs - Vf_max) / I_f.
2. Progettazione Termica:Assicurarsi che il PCB e l'area circostante consentano la dissipazione del calore, specialmente se si utilizzano più LED o se la temperatura ambiente è alta. Considerare l'uso di un dissipatore o materiali termoconduttori se necessario.
3. Progettazione Ottica:La lente diffondente fornisce una luce ampia e morbida. Per una luce più focalizzata, sarebbe necessario un'ottica secondaria esterna.
4. Affidabilità:Attenersi rigorosamente ai valori massimi assoluti e alle linee guida di saldatura. Operare al di sotto dei 20mA raccomandati può prolungare significativamente la durata operativa.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Sebbene un confronto diretto con i concorrenti non sia presente nella scheda tecnica, i principali fattori di differenziazione di questo componente possono essere dedotti:
- Angolo di Visione Molto Ampio (170°):Più ampio di molti LED standard da 5mm, offrendo una luce più diffusa.
- Conformità Ambientale:La piena conformità RoHS, REACH e senza alogeni è esplicitamente dichiarata, il che è fondamentale per l'elettronica moderna.
- Note Applicative Dettagliate:La scheda tecnica fornisce ampie indicazioni su saldatura, stoccaggio e manipolazione, supportando la progettazione per la producibilità e l'affidabilità.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D: Posso pilotare questo LED a 30mA per una maggiore luminosità?
R: No. Il Valore Massimo Assoluto per la corrente diretta continua è 25mA. Superarlo rischia danni permanenti e riduzione della durata. Operare al di sotto o alla condizione di test di 20mA per prestazioni affidabili.

D: Di quale resistenza ho bisogno per un'alimentazione a 5V?
R: Utilizzando la Vf massima di 2.4V e una corrente target di 20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohm. Utilizzare il valore standard successivo (es. 150 Ohm) per una corrente leggermente più sicura. Verificare sempre la corrente effettiva nel circuito.

D: Posso usarlo per applicazioni esterne?
R: L'intervallo di temperatura operativa è -40°C a +85°C, che copre molte condizioni esterne. Tuttavia, il package non è specificamente classificato per impermeabilità o resistenza ai raggi UV. Per uso esterno, sarebbe necessaria una protezione ambientale aggiuntiva (verniciatura conformale, involucro sigillato).

D: Perché la condizione di stoccaggio è così specifica (3 mesi)?
R: I package LED possono assorbire umidità dall'aria. Durante la saldatura ad alta temperatura, questa umidità intrappolata può vaporizzarsi rapidamente e causare delaminazione interna o crepe (\"popcorning\"). La durata di conservazione di 3 mesi si basa sui tipici livelli di sensibilità all'umidità (MSL). Per conservazioni più lunghe, è prescritto il metodo della busta asciutta.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Caso: Progettazione di un Pannello Indicatore di Stato:Un progettista necessita di più indicatori giallo-verde uniformi su un pannello di controllo. Seleziona il 583SYGD/S530-E2 per il suo colore e l'ampio angolo di visione. Per garantire uniformità, collabora con il fornitore per procurarsi LED dello stesso lotto di produzione e di specifici bin HUE e CAT. Sul PCB, posiziona i LED con l'impronta raccomandata, assicurando che i fori siano allineati per prevenire stress sui terminali. Utilizza un driver IC a corrente costante impostato a 18mA (leggermente al di sotto dello spec di 20mA) per massimizzare la longevità e minimizzare lo stress termico. Durante l'assemblaggio, segue le linee guida per la saldatura manuale, utilizzando un saldatore a temperatura controllata. Il risultato è un pannello con indicatori luminosi, uniformi e affidabili.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a semiconduttore che emettono luce quando una corrente elettrica li attraversa. Questo fenomeno è chiamato elettroluminescenza. Nel 583SYGD/S530-E2, la regione attiva è realizzata in un semiconduttore composto di Fosfuro di Alluminio Gallio Indio (AlGaInP). Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva dai lati opposti della giunzione p-n. Quando questi portatori di carica si ricombinano, rilasciano energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega AlGaInP determina l'energia del bandgap, che a sua volta determina la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa – in questo caso, giallo-verde (~573-575nm). Il package in resina epossidica verde diffondente funge sia da involucro protettivo che da lente, modellando l'emissione luminosa nel caratteristico pattern a fascio ampio.

13. Tendenze Tecnologiche e Contesto

Il formato LED lampada da 5mm, come il 583SYGD/S530-E2, rappresenta una tecnologia through-hole matura e ampiamente utilizzata. Le attuali tendenze nel settore LED sono fortemente focalizzate sui package a montaggio superficiale (SMD) (es. 2835, 3535, 5050) per le loro dimensioni ridotte, migliore prestazione termica tramite i pad PCB e idoneità per l'assemblaggio automatizzato ad alta velocità pick-and-place. Tuttavia, i LED through-hole rimangono rilevanti per applicazioni che richiedono una maggiore robustezza del singolo componente, una prototipazione manuale più semplice, la riparazione o in situazioni in cui la dimensione maggiore della lente è otticamente vantaggiosa. L'enfasi in schede tecniche come questa su materiali senza alogeni e una completa conformità ambientale riflette la più ampia tendenza del settore verso un'elettronica più verde e normative di filiera più severe. Inoltre, le dettagliate indicazioni termiche e di affidabilità indicano un focus dell'intero settore sulla massimizzazione della durata e delle prestazioni dei LED attraverso una corretta progettazione applicativa, fondamentale man mano che i LED penetrano in applicazioni più impegnative oltre i semplici indicatori.