Scheda Tecnica LED Lampada 3294-15SURC/S 400-A7 - Rosso Brillante - 2.0V - 20mA - 200mcd - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questa scheda tecnica fornisce informazioni tecniche complete per la lampada LED 3294-15SURC/S 400-A7. Questo componente è un diodo emettitore di luce a foro passante (stile lampadina) progettato per applicazioni che richiedono un'illuminazione indicatore affidabile e robusta con un'elevata luminosità in uscita. Il dispositivo utilizza un chip AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio) per produrre un colore rosso brillante con una lente in resina trasparente, offrendo un ampio angolo di visione adatto a vari scopi di visualizzazione e indicazione.

I vantaggi principali di questo LED includono la conformità a standard ambientali e di sicurezza chiave come RoHS, REACH UE e requisiti senza alogeni (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). È disponibile su nastro e bobina per processi di assemblaggio automatizzati, migliorando l'efficienza produttiva. I mercati target principali per questo componente sono l'elettronica di consumo e le periferiche informatiche, dove un'indicazione di stato visibile e costante è fondamentale.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

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 valori sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C e non devono essere superati in nessuna condizione operativa.

• Corrente Diretta Continua (IF):25 mA. Questa è la massima corrente continua che può essere applicata in modo continuo all'anodo del LED.
• Corrente Diretta di Picco (IFP):60 mA. Questo valore si applica in condizioni pulsate con un ciclo di lavoro di 1/10 a 1 kHz. Superarlo in funzionamento continuo degraderebbe il LED.
• Tensione Inversa (VR):5 V. Applicare una tensione di polarizzazione inversa superiore a questa può causare la rottura della giunzione.
• Dissipazione di Potenza (Pd):60 mW. Questa è la massima potenza che il package può dissipare, calcolata come Tensione Diretta (VF) * Corrente Diretta (IF).
• Temperatura di Funzionamento & Stoccaggio:Il dispositivo può funzionare da -40°C a +85°C ed essere stoccato da -40°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura (Tsol):I terminali possono resistere a 260°C per 5 secondi, il che è compatibile con i processi standard di saldatura a onda o manuale.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Le Caratteristiche Elettro-Ottiche sono misurate a Ta=25°C con una corrente diretta (IF) di 20 mA, che è la condizione di test standard. Questi parametri definiscono l'emissione luminosa e il comportamento elettrico del LED.

• Intensità Luminosa (Iv):100 mcd (Min), 200 mcd (Tip). Questa è la misura della potenza luminosa percepita emessa in una direzione specifica. Il valore tipico di 200 millicandele indica un'uscita luminosa adatta alla visione diretta.
• Angolo di Visione (2θ1/2):90° (Tip). Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa è la metà di quella a 0° (sull'asse). Un angolo di 90° fornisce un cono di visione ampio.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λp):632 nm (Tip). Questa è la lunghezza d'onda alla quale l'emissione spettrale è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):624 nm (Tip). Questa è l'unica lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano, che definisce il colore come rosso brillante.
• Tensione Diretta (VF):1.7V (Min), 2.0V (Tip), 2.4V (Max) a IF=20mA. Questo parametro è cruciale per il progetto del circuito per determinare il valore necessario della resistenza di limitazione della corrente.
• Corrente Inversa (IR):10 μA (Max) a VR=5V. Una bassa corrente inversa indica una buona qualità della giunzione.

Vengono fornite le incertezze di misura: Intensità Luminosa (±10%), Lunghezza d'Onda Dominante (±1.0nm) e Tensione Diretta (±0.1V).

3. Spiegazione del Sistema di Binning

La scheda tecnica fa riferimento a un sistema di binning per i parametri chiave, indicato da codici sull'etichetta di imballaggio (CAT, HUE, REF). Il binning è il processo di suddivisione dei LED in gruppi in base alle prestazioni misurate per garantire la coerenza all'interno di un lotto di produzione.

• CAT (Classi di Intensità Luminosa):I LED vengono suddivisi in bin in base alla loro intensità luminosa misurata (es. 150-200 mcd, 200-250 mcd). Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti con un intervallo di luminosità specifico.
• HUE (Classi di Lunghezza d'Onda Dominante):I LED vengono binnati in base alla loro lunghezza d'onda dominante, garantendo la coerenza del colore. Per un LED rosso brillante, i bin potrebbero definire intervalli specifici di nanometri attorno al valore tipico di 624 nm.
• REF (Classi di Tensione Diretta):La tensione diretta viene binnata per raggruppare LED con caratteristiche Vf simili. Ciò può essere importante per applicazioni in cui si desidera una caduta di tensione costante su più LED in serie, sebbene sia tipicamente meno critica della regolazione della corrente.

È necessario consultare il documento dettagliato di specifica del binning del produttore per comprendere le definizioni esatte dei codici e gli intervalli disponibili per il 3294-15SURC/S 400-A7.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include diverse curve caratteristiche tipiche, essenziali per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni non standard.

4.1 Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Onda

Questa curva mostra la distribuzione spettrale di potenza. Per un LED rosso AlGaInP, ci si aspetta uno spettro relativamente stretto centrato attorno a 624-632 nm (lunghezze d'onda dominante e di picco). La curva conferma la natura monocromatica dell'uscita, ideale per applicazioni indicatore specifiche per colore.

4.2 Diagramma di Direttività

La curva di direttività (o diagramma di radiazione) illustra come l'intensità luminosa varia con l'angolo di visione. Un diagramma tipico per un LED stile lampadina con lente trasparente mostra una distribuzione ampia e uniforme, supportando la specifica dell'angolo di visione di 90°.

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

Questo grafico mostra la relazione esponenziale tipica di un diodo. La curva consente ai progettisti di stimare la Vf a correnti diverse dalla condizione di test standard di 20mA. È cruciale per progettare il circuito di pilotaggio, specialmente per applicazioni alimentate a batteria dove il margine di tensione è limitato.

4.4 Intensità Relativa vs. Corrente Diretta

Questa curva dimostra la relazione tra l'uscita luminosa (intensità relativa) e la corrente di pilotaggio. L'uscita luminosa generalmente aumenta linearmente con la corrente fino a un certo punto. Operare significativamente sopra i 20mA può dare rendimenti decrescenti e aumentare il calore, potenzialmente riducendo la durata di vita.

4.5 Curve di Dipendenza dalla Temperatura

Intensità Relativa vs. Temperatura Ambiente:L'uscita luminosa del LED tipicamente diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Questa curva quantifica tale derating, che è critico per applicazioni che operano in ambienti ad alta temperatura.

Corrente Diretta vs. Temperatura Ambiente:Questa curva può mostrare la relazione tra la corrente diretta ammissibile e la temperatura ambiente, spesso indicando una linea di derating per rimanere entro il limite di massima dissipazione di potenza (Pd).

5. Informazioni Meccaniche & Package

5.1 Disegno Dimensionale del Package

La scheda tecnica fornisce un disegno meccanico dettagliato della lampada LED. Le dimensioni chiave includono il diametro totale della lente epossidica (tipicamente 5mm per questo stile), la distanza tra i terminali (standard 2.54mm / 0.1\" per PCB a foro passante) e l'altezza totale. Le note specificano che tutte le dimensioni sono in millimetri, l'altezza della flangia deve essere inferiore a 1.5mm e la tolleranza generale è ±0.25mm salvo diversa indicazione. Il disegno indica chiaramente anche i terminali anodo e catodo, di solito con il terminale più lungo che è l'anodo (+).

5.2 Identificazione della Polarità

La polarità corretta è essenziale per il funzionamento del LED. Il dispositivo utilizza la convenzione standard: il terminale più lungo è l'anodo (positivo) e il terminale più corto è il catodo (negativo). Inoltre, spesso c'è un punto piatto sul bordo della base della lente di plastica vicino al terminale catodo. Il footprint del PCB deve accogliere il diametro e la distanza specificati dei terminali.

6. Linee Guida per Saldatura & Assemblaggio

Una manipolazione corretta è fondamentale per mantenere l'affidabilità e le prestazioni del LED.

6.1 Formatura dei Terminali

• Piegare i terminali in un punto ad almeno 3mm dalla base del bulbo epossidico per evitare stress sui bond interni dei fili.
• Eseguire la formatura dei terminaliprima soldering.
• Evitare di stressare il package. Fori PCB disallineati che causano un'inserzione forzata possono degradare la resina epossidica e il LED.
• Tagliare i terminali a temperatura ambiente.

6.2 Stoccaggio

• Conservare a ≤30°C e ≤70% UR. La durata di conservazione è di 3 mesi dalla spedizione.
• Per una conservazione più lunga (fino a 1 anno), utilizzare un contenitore sigillato con azoto e essiccante.
• Dopo l'apertura, utilizzare entro 24 ore.
• Evitare rapidi cambiamenti di temperatura in ambienti umidi per prevenire la condensa.

6.3 Processo di Saldatura

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

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

Saldatura a Onda/Per Immersione:Preriscaldamento ≤100°C per ≤60 secondi. Temperatura del bagno di saldatura ≤260°C per ≤5 secondi.

Viene fornito un profilo di temperatura di saldatura consigliato, che tipicamente mostra una rampa graduale, un preriscaldamento stabile, un breve tempo sopra il liquidus (es. 260°C) e un raffreddamento controllato. Evitare un raffreddamento rapido. Non applicare stress ai terminali mentre sono caldi. Non è consigliata la risaldatura (più di un ciclo).

6.4 Pulizia

Se la pulizia è necessaria, utilizzare alcol isopropilico a temperatura ambiente per non più di un minuto. Non utilizzare la pulizia ad ultrasuoni a meno che non sia assolutamente necessario e solo dopo prequalifica, poiché può danneggiare la struttura interna.

6.5 Gestione del Calore

Sebbene la dissipazione di potenza sia relativamente bassa (60 mW max), una corretta gestione del calore deve essere considerata durante la progettazione. Operare ad alte temperature ambientali o ad alte correnti aumenterà la temperatura di giunzione, il che può ridurre l'uscita luminosa (deprezzamento dei lumen) e accelerare il degrado a lungo termine. Garantire un'adeguata spaziatura sul PCB e possibilmente utilizzare un piccolo dissipatore di calore sui terminali può aiutare in applicazioni impegnative.

7. Imballaggio & Informazioni d'Ordine

7.1 Specifica d'Imballaggio

I LED sono imballati per prevenire scariche elettrostatiche (ESD) e danni da umidità:

1. I LED sono posti in sacchetti anti-statici.

2. Più sacchetti sono confezionati in una scatola interna.

3. Più scatole interne sono confezionate in una scatola esterna master.

Quantità d'Imballaggio:Minimo 200 a 1000 pezzi per sacchetto. Tipicamente, 4 sacchetti per scatola interna e 10 scatole interne per scatola esterna.

7.2 Spiegazione Etichetta

L'etichetta di imballaggio contiene diversi codici:

CPN:Numero di Produzione del Cliente (opzionale).

P/N:Numero di Produzione (il numero di parte: 3294-15SURC/S 400-A7).

QTY:Quantità nel sacchetto/scatola.

CAT, HUE, REF:Codici di binning rispettivamente per Intensità Luminosa, Lunghezza d'Onda Dominante e Tensione Diretta.

LOT No:Numero di lotto di produzione tracciabile.

8. Suggerimenti Applicativi

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Come elencato nella scheda tecnica, questo LED è adatto per:

Televisori & Monitor:Stato alimentazione, modalità standby o indicatori di funzione.

Telefoni:Linea in uso, messaggio in attesa o indicatori di alimentazione.

Computer & Periferiche:Attività disco rigido, accensione/spegnimento o luci di stato rete su router/modem.

Il suo colore rosso brillante e la buona luminosità lo rendono ideale per qualsiasi applicazione che richieda un'indicazione di stato o di avviso chiara e visibile.

8.2 Considerazioni di Progetto

• Limitazione Corrente:Utilizzare sempre una resistenza in serie per limitare la corrente diretta al valore desiderato (es. 20mA per la luminosità tipica). Calcolare il valore della resistenza come R = (Vsupply - Vf_LED) / I_desiderata.
• Layout del Circuito:Assicurarsi che i fori del PCB siano perfettamente allineati con i terminali del LED per evitare stress meccanici durante l'inserimento.
• Angolo di Visione:L'angolo di visione di 90° è adatto per indicatori su pannello frontale. Per una visibilità più ampia, considerare cappucci lente o light pipe.
• LED Multipli:Per pilotare più LED, collegarli in serie con un'alimentazione a tensione più alta e una singola resistenza limitatrice di corrente, o collegarli in parallelo ciascuno con la propria resistenza (preferibile per una luminosità uniforme).

9. Confronto Tecnico & Differenziazione

Rispetto a tecnologie più vecchie come i LED rossi GaAsP (Fosfuro di Gallio Arseniuro), questo LED basato su AlGaInP offre un'efficienza luminosa significativamente più alta, risultando in un'uscita più luminosa alla stessa corrente di pilotaggio. La resina trasparente, al contrario di una resina diffusa o colorata, fornisce la massima estrazione di luce possibile e un colore rosso più saturo e vivido. La sua conformità agli standard ambientali moderni (RoHS, Senza Alogeni) lo rende una scelta adatta per prodotti venduti in mercati regolamentati come l'UE. Il package robusto e le linee guida dettagliate di manipolazione indicano un progetto focalizzato sull'affidabilità nella produzione di volume.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Che valore di resistenza dovrei usare con un'alimentazione da 5V per pilotare questo LED a 20mA?

R: Utilizzando la Vf tipica di 2.0V: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ohm. Usare il valore standard più vicino (es. 150Ω o 160Ω). Considerare sempre la Vf massima (2.4V) per garantire corrente sufficiente nel caso peggiore.

D: Posso pilotare questo LED direttamente da un pin di un microcontrollore (3.3V o 5V)?

R: Non è consigliabile collegarlo direttamente senza una resistenza limitatrice di corrente. Un tipico pin MCU può erogare/assorbire solo 20-25mA, che è al limite massimo assoluto di questo LED. Usare sempre una resistenza. Per logica 3.3V: R ≈ (3.3V - 2.0V)/0.02A = 65Ω.

D: L'intensità luminosa è tipicamente 200 mcd. È abbastanza luminoso per uso esterno in pieno giorno?

R: 200 mcd è adatto per indicatori interni o visione ravvicinata. Per la visibilità alla luce solare diretta, sarebbe necessaria un'intensità molto più alta (spesso >1000 mcd) o una lente focalizzata.

D: Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco (632 nm) e Lunghezza d'Onda Dominante (624 nm)?

R: La Lunghezza d'Onda di Picco è dove lo spettro di emissione fisico è più forte. La Lunghezza d'Onda Dominante è l'unica lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano, tenendo conto della sensibilità al colore dell'occhio (risposta fotopica). La lunghezza d'onda dominante è la metrica migliore per descrivere il colore percepito.

11. Caso Pratico di Progetto & Utilizzo

Caso: Progettare un Indicatore di Alimentazione per un Alimentatore a Commutazione (SMPS) per Desktop.

Lo SMPS fornisce una tensione di standby da 5V. L'obiettivo è aggiungere un indicatore di accensione luminoso e affidabile.

Implementazione:Posizionare il LED sul pannello frontale. Collegare l'anodo attraverso una resistenza limitatrice di corrente da 150Ω alla linea di standby da 5V. Collegare il catodo a massa. La potenza nominale della resistenza necessaria è P = I²R = (0.02)² * 150 = 0.06W, quindi una resistenza standard da 1/8W (0.125W) è sufficiente.

Considerazioni:Assicurarsi che il LED sia montato in modo sicuro, con i terminali formati correttamente prima della saldatura sul PCB di controllo. L'angolo di visione di 90° fornirà una buona visibilità da varie angolazioni. Il colore rosso brillante è un indicatore universale per \"alimentazione accesa\". L'affidabilità a lungo termine delineata nella scheda tecnica garantisce che l'indicatore duri per tutta la vita dell'unità di alimentazione.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a semiconduttore che emettono luce attraverso l'elettroluminescenza. Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n, gli elettroni dalla regione di tipo n e le lacune dalla regione di tipo p vengono iniettati nella regione attiva. Quando questi portatori di carica (elettroni e lacune) si ricombinano, rilasciano energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica lunghezza d'onda (colore) della luce emessa è determinata dal bandgap del materiale semiconduttore utilizzato nella regione attiva. Per questo dispositivo, il sistema di materiale AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio) ha un bandgap corrispondente alla luce rossa. La resina epossidica trasparente funge da lente, modellando l'uscita luminosa e proteggendo il delicato chip semiconduttore.

13. Tendenze Tecnologiche

L'industria dei LED continua a evolversi, con tendenze generali focalizzate su un'efficienza aumentata (più lumen per watt), maggiore affidabilità e costi inferiori. Per LED di tipo indicatore come la serie 3294, le tendenze includono lo sviluppo di angoli di visione ancora più ampi, tensioni dirette più basse per ridurre il consumo energetico nei dispositivi a batteria e una maggiore compatibilità con i processi di saldatura senza piombo e ad alta temperatura richiesti per l'assemblaggio moderno di PCB. C'è anche una tendenza verso un'ulteriore miniaturizzazione nei package a montaggio superficiale (SMD), sebbene le lampade a foro passante rimangano popolari per prototipazione, riparazione e applicazioni che richiedono elevata luminosità in un singolo punto o un montaggio meccanico specifico.