Scheda Tecnica Array LED A203B/SUR/S530-A3 - Dimensioni 5.0x2.0x4.0mm - Tensione 2.0V - Potenza 60mW - Rosso Brillante - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

L'A203B/SUR/S530-A3 è un array di LED a basso consumo e alta efficienza, progettato principalmente per l'uso come indicatore in strumenti elettronici. Il prodotto è costituito da un supporto plastico combinato con singoli LED, formando un array versatile che può essere facilmente montato su circuiti stampati o pannelli. I suoi vantaggi principali includono un consumo energetico minimo, un ottimo rapporto qualità-prezzo e un'eccellente flessibilità di progettazione per combinazioni di colori. Il mercato di riferimento comprende i produttori di elettronica di consumo, pannelli di controllo industriali, strumentazione e qualsiasi applicazione che richieda un'indicazione di stato o funzione chiara e affidabile.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

• Basso Consumo Energetico:Ottimizzato per un funzionamento ad alta efficienza energetica, ideale per dispositivi alimentati a batteria o sensibili alla potenza.
• Alta Efficienza e Basso Costo:Fornisce una luminosità elevata rispetto alla potenza in ingresso, offrendo un rapporto prestazioni-costo favorevole.
• Flessibilità di Progettazione:Consente un buon controllo e combinazioni libere dei colori dei LED all'interno dell'array, abilitando soluzioni di indicazione personalizzate.
• Design Meccanico:Presenta un meccanismo di bloccaggio sicuro ed è progettato per un facile assemblaggio. L'array è impilabile sia verticalmente che orizzontalmente, facilitando progetti modulari e che ottimizzano lo spazio.
• Montaggio Versatile:Può essere montato facilmente su PCB o pannelli.
• Conformità Ambientale:Il prodotto è senza piombo (Pb-free), conforme alla direttiva RoHS, soddisfa i requisiti REACH dell'UE ed è privo di alogeni (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

2. Analisi 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 oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento a questi limiti non è garantito.

• Corrente Diretta Continua (I_F):25 mA. Questa è la massima corrente continua che può essere applicata in modo continuo al LED.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):60 mA (Duty 1/10 @ 1kHz). Sono consentiti brevi impulsi di corrente più elevata in specifiche condizioni di impulso.
• Tensione Inversa (V_R):5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Dissipazione di Potenza (P_d):60 mW. La massima potenza che il package può dissipare a Ta=25°C.
• Temperatura di Esercizio (T_opr):-40 a +85 °C. L'intervallo di temperatura ambiente per un funzionamento affidabile.
• Temperatura di Magazzinaggio (T_stg):-40 a +100 °C.
• Temperatura di Saldatura (T_sol):260 °C per 5 secondi. Definisce la tolleranza del profilo di saldatura a rifusione.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati a Ta=25°C e I_F=20mA, salvo diversa indicazione.

• Tensione Diretta (V_F):2.0V (Tip.), con un intervallo da 1.7V a 2.4V. Questa è la caduta di tensione ai capi del LED durante il funzionamento. I progettisti devono assicurarsi che il circuito di pilotaggio possa fornire questa tensione.
• Intensità Luminosa (I_V):200 mcd (Tip.), con un minimo di 100 mcd. Questo quantifica la luminosità percepita della luce rossa emessa.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):30 gradi (Tip.). Questo definisce l'ampiezza angolare in cui l'intensità luminosa è almeno la metà dell'intensità di picco. Un angolo di 30 gradi indica un fascio relativamente focalizzato, adatto per indicazioni direzionali.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):632 nm (Tip.). La lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica in uscita è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):624 nm (Tip.). La singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano, che definisce il colore come "Rosso Brillante".
• Larghezza di Banda dello Spettro di Radiazione (Δλ):20 nm (Tip.). La larghezza spettrale della luce emessa, che indica la purezza del colore.
• Materiale del Chip:AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio). Questo materiale semiconduttore è noto per l'alta efficienza nella gamma di colori dal rosso all'ambra.
• Colore della Resina:Rosso Diffuso. La lente è colorata di rosso e diffusa per ammorbidire l'emissione luminosa e migliorare l'uniformità dell'angolo di visione.

3. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include diverse curve caratteristiche cruciali per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni variabili.

3.1 Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Onda

Questa curva mostra la distribuzione spettrale di potenza, con un picco intorno a 632 nm (tipico) e una larghezza di banda di circa 20 nm. Conferma che il colore emesso è nello spettro del rosso.

3.2 Diagramma di Direttività

Illustra la distribuzione spaziale dell'intensità luminosa, correlata all'angolo di visione di 30 gradi. Il diagramma mostra una distribuzione lambertiana o quasi-lambertiana comune per i LED diffusi.

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

Questa curva non lineare è essenziale per la progettazione del driver. Mostra che V_Faumenta con I_F. Per un funzionamento stabile, è obbligatorio un resistore limitatore di corrente o un driver a corrente costante, poiché i LED sono dispositivi pilotati in corrente.

3.4 Intensità Relativa vs. Corrente Diretta

Dimostra che l'emissione luminosa (intensità) è approssimativamente proporzionale alla corrente diretta nell'intervallo di funzionamento. Tuttavia, l'efficienza può diminuire a correnti molto elevate a causa dell'aumento del calore.

3.5 Intensità Relativa vs. Temperatura Ambiente

Mostra la dipendenza negativa della temperatura sull'emissione luminosa. All'aumentare della temperatura ambiente (T_a), l'intensità luminosa tipicamente diminuisce. Questo derating termico deve essere considerato nelle applicazioni ad alta temperatura.

3.6 Corrente Diretta vs. Temperatura Ambiente

Indica come la caratteristica della corrente diretta possa variare con la temperatura. Sottolinea l'importanza della gestione termica per mantenere prestazioni costanti.

4. Informazioni Meccaniche e sul Package

4.1 Dimensioni del Package

Il disegno meccanico specifica le dimensioni fisiche dell'array di LED. Le dimensioni chiave includono la lunghezza, larghezza e altezza complessive, la spaziatura dei terminali e la posizione del bulbo in epossidico. Tutte le dimensioni sono in millimetri con una tolleranza standard di ±0,25 mm salvo diversa indicazione. La spaziatura dei terminali è misurata nel punto in cui essi emergono dal corpo del package, aspetto critico per la progettazione dell'impronta sul PCB.

4.2 Identificazione della Polarità

Sebbene non dettagliato esplicitamente nel testo fornito, i tipici array LED presentano marcature (come un lato piatto, una tacca o un terminale più lungo) per indicare il catodo. L'impronta sul PCB deve essere progettata per corrispondere a questa polarità, garantendo l'orientamento corretto durante l'assemblaggio.

5. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Una manipolazione corretta è fondamentale per prevenire danni e garantire l'affidabilità a lungo termine.

5.1 Formatura dei Terminali

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

5.2 Condizioni di Magazzinaggio

• Magazzinaggio consigliato: ≤ 30°C e ≤ 70% Umidità Relativa.
• La durata di conservazione dopo la spedizione è di 3 mesi in queste condizioni.
• Per conservazioni più lunghe (fino a 1 anno), utilizzare un contenitore sigillato con atmosfera di azoto e essiccante.
• Evitare rapidi cambiamenti di temperatura in ambienti umidi per prevenire la condensa.

5.3 Processo di Saldatura

Regola Generale:Mantenere una distanza minima di 3 mm tra il giunto di saldatura e il bulbo in epossidico.

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

Saldatura ad Onda/Per Immersione:Preriscaldamento ≤ 100°C (per ≤ 60 sec), temperatura del bagno di saldatura ≤ 260°C per ≤ 5 secondi.

Note Critiche:

• Evitare stress sui terminali durante le fasi ad alta temperatura.
• Non saldare (ad immersione o manualmente) più di una volta.
• Proteggere il LED da urti meccanici finché non si raffredda a temperatura ambiente dopo la saldatura.
• Evitare un raffreddamento rapido dalla temperatura di picco.
• Utilizzare sempre la temperatura di saldatura efficace più bassa.

5.4 Pulizia

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

5.5 Gestione Termica

Una corretta progettazione termica è essenziale. La corrente di esercizio dovrebbe essere opportunamente deratata in base alla temperatura ambiente dell'applicazione e al percorso termico, facendo riferimento alle curve di derating (implicite nella scheda tecnica). Una dissipazione del calore inadeguata può portare a una ridotta emissione luminosa, un invecchiamento accelerato e un guasto prematuro.

6. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

6.1 Specifiche di Imballaggio

I componenti sono imballati per prevenire scariche elettrostatiche (ESD) e danni da umidità. Il sistema di imballaggio include:

• Piastre o vassoi anti-elettrostatici.
• Scatole interne.
• Scatole esterne (master).

6.2 Quantità per Imballo

• 200 pezzi per busta.
• 4 buste per scatola interna (totale 800 pezzi per scatola interna).
• 10 scatole interne per scatola esterna (totale 8000 pezzi per scatola master).

6.3 Spiegazione delle Etichette

Le etichette contengono informazioni chiave per la tracciabilità e l'identificazione:

• CPN: Numero di Parte del Cliente.
• P/N: Numero di Parte del Produttore (es., A203B/SUR/S530-A3).
• QTY: Quantità nel pacco.
• CAT: Classe di prestazione o bin.
• HUE: Lunghezza d'onda dominante.
• REF: Codice di riferimento.
• LOT No: Numero di lotto di produzione per la tracciabilità.

7. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione

7.1 Scenari Applicativi Tipici

Utilizzato principalmente come indicatori per visualizzare stato, livello, funzione o posizione in una vasta gamma di strumenti elettronici. Esempi includono:

• Indicatori di accensione/spegnimento su elettrodomestici.
• Indicatori di modalità o stato su pannelli di controllo industriali.
• Indicatori di livello su apparecchiature audio o strumenti di test.
• Marcatori di posizione su dispositivi con impostazioni multiple.

7.2 Considerazioni sul Circuito

• Limitazione di Corrente:Utilizzare sempre un resistore in serie o un driver a corrente costante per impostare la corrente diretta (I_F). Il valore del resistore può essere calcolato usando R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F.
• Margine di Tensione:Tenere conto della variazione di V_F(da 1,7V a 2,4V) durante la progettazione del circuito di pilotaggio per garantire una luminosità uniforme tra le unità.
• Protezione dalla Tensione Inversa:Sebbene il LED possa sopportare 5V in inversa, è buona pratica evitare condizioni di polarizzazione inversa nel circuito. In applicazioni con segnali AC o bipolari, potrebbe essere necessario un diodo di protezione in parallelo (polarizzato inversamente).
• Layout del PCB:Progettare l'impronta secondo le dimensioni del package e la spaziatura dei terminali. Assicurare un'adeguata distanza attorno al bulbo in epossidico come da linee guida di saldatura.

7.3 Impilamento e Assemblaggio

Il design impilabile (verticalmente e orizzontalmente) consente di creare array densi o forme di indicatori personalizzate. Durante l'impilamento, assicurarsi dello spazio meccanico e considerare l'eventuale accoppiamento termico tra unità adiacenti.

8. Confronto e Differenziazione Tecnologica

Sebbene un confronto diretto richieda dati specifici della concorrenza, l'A203B/SUR/S530-A3 offre diverse caratteristiche distintive:

• Formato Array:Il supporto plastico integrato con lampade combinabili semplifica l'assemblaggio e l'allineamento rispetto al montaggio di più LED discreti.
• Impilabilità:Questa caratteristica modulare non è comune in tutti i LED indicatori, offrendo una flessibilità di progettazione unica per disposizioni verticali o orizzontali.
• Conformità Completa:La conformità simultanea a RoHS, REACH e severi standard senza alogeni lo rende adatto ai mercati globali più esigenti e a progetti ambientalmente consapevoli.
• Prestazioni Bilanciate:Offre una buona combinazione di luminosità (200 mcd tip.), angolo di visione (30 gradi) e bassa tensione diretta (2,0V tip.) per un LED rosso AlGaInP.

9. Domande Frequenti (FAQ)

D1: Qual è la corrente di esercizio consigliata per questo LED?
R1: La scheda tecnica specifica le caratteristiche a I_F=20mA, che è un punto di lavoro comune. La massima corrente continua è 25 mA. Per una longevità e un'efficienza ottimali, si consiglia di operare a o al di sotto di 20mA.

D2: Posso pilotare questo LED direttamente da un'alimentazione logica a 5V o 3,3V?
R2: Sì, ma è necessario utilizzare un resistore limitatore di corrente. Per un'alimentazione a 5V e una I_Fobiettivo di 20mA, con una V_Ftipica di 2,0V, il valore del resistore sarebbe (5V - 2,0V) / 0,02A = 150 Ohm. Usare un calcolo simile per 3,3V.

D3: Come identifico l'anodo e il catodo?
R3: Fare riferimento al disegno del package per le marcature di polarità. Tipicamente, il terminale più lungo è l'anodo (positivo), oppure il package potrebbe avere un lato piatto o una tacca vicino al catodo.

D4: Questo LED è adatto per applicazioni esterne?
R4: L'intervallo di temperatura di esercizio è -40 a +85°C, che copre molte condizioni esterne. Tuttavia, il package non è specificamente classificato per essere impermeabile o resistente ai raggi UV. Per uso esterno, sarebbe necessaria una protezione ambientale aggiuntiva (rivestimento conformale, contenitore sigillato).

D5: Perché le condizioni di magazzinaggio sono importanti?
R5: I LED sono sensibili all'assorbimento di umidità. Un magazzinaggio improprio può portare al fenomeno del "popcorning" o a danni interni durante il processo di saldatura ad alta temperatura a causa della rapida espansione del vapore.

10. Esempio di Applicazione Pratica

Scenario: Progettazione di un indicatore di carica batteria multilivello per un dispositivo portatile.
Implementazione:Utilizzare più array di lampade A203B/SUR/S530-A3, ciascuno rappresentante un livello di carica (es., 25%, 50%, 75%, 100%). Possono essere impilati verticalmente per formare un grafico a barre. Un semplice microcontrollore o un IC dedicato per la misura della batteria monitorerebbe la tensione della batteria. A diverse soglie di tensione, accenderebbe il corrispondente numero di array LED tramite interruttori a transistor. L'angolo di visione di 30 gradi garantisce che l'indicatore sia chiaramente visibile frontalmente, mentre la bassa V_Fe il requisito di corrente minimizzano il carico sulla batteria monitorata. Il design impilabile semplifica il layout fisico sul PCB.

11. Principio di Funzionamento

L'A203B/SUR/S530-A3 è una sorgente luminosa a stato solido basata su una giunzione p-n semiconduttrice. Quando viene applicata una tensione diretta che supera il potenziale interno della giunzione, gli elettroni dal semiconduttore AlGaInP di tipo n si ricombinano con le lacune del materiale di tipo p nella regione attiva. Questo processo di ricombinazione rilascia 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 rosso brillante a circa 624-632 nm. La lente in resina epossidica rossa diffusa serve a estrarre la luce dal semiconduttore, modellare il fascio (angolo di visione di 30 gradi) e fornire protezione meccanica e ambientale al chip.

12. Tendenze Tecnologiche

I LED indicatori come l'A203B/SUR/S530-A3 continuano a evolversi all'interno delle più ampie tendenze della tecnologia LED. C'è una costante spinta verso una maggiore efficienza luminosa (più luce emessa per watt di ingresso elettrico), che per i LED colorati spesso comporta l'ottimizzazione della struttura epitassiale e dei sistemi di fosfori (sebbene meno rilevante per l'AlGaInP a colore diretto). La miniaturizzazione rimane una tendenza chiave, consentendo indicatori più piccoli in dispositivi compatti. L'integrazione è un'altra direzione, con circuiti di pilotaggio più complessi o più colori (RGB) incorporati in singoli package. Inoltre, la domanda di una conformità ambientale e sostenibilità ancora più rigorose guida lo sviluppo di nuovi materiali più ecologici per package e substrati. Il concetto impilabile e modulare visto in questo prodotto si allinea con la tendenza verso la flessibilità di progettazione e la facilità di assemblaggio nella moderna produzione elettronica.