Scheda Tecnica LED Lampada 333-2SURD/S530-A3 - 5mm Rosso Diffuso - Tensione 2.4V - Potenza 60mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per la lampada LED 333-2SURD/S530-A3. Questo componente è un LED a foro passante da 5mm di diametro, progettato per offrire prestazioni affidabili e robuste in una varietà di applicazioni di segnalazione e retroilluminazione. Il dispositivo utilizza un chip in materiale AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio) per produrre un'uscita luminosa rossa diffusa brillante, incapsulata in un contenitore di resina rossa diffusa. Il suo obiettivo progettuale principale è fornire una luminosità più elevata, adatta all'elettronica di consumo dove è richiesta una segnalazione visiva chiara.

Il LED è disponibile su nastro e bobina per processi di assemblaggio automatizzati ed è conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose), essendo prodotto come componente senza piombo (Pb-free). Ciò lo rende adatto all'uso in prodotti commercializzati a livello globale secondo le moderne normative ambientali.

2. Parametri e Specifiche Tecniche

2.1 Valori Massimi Assoluti

I valori massimi assoluti definiscono i limiti 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 al LED.
• Corrente Diretta di Picco (IFP):60 mA. Questa è la massima corrente diretta impulsiva, ammissibile con un ciclo di lavoro di 1/10 a una frequenza di 1 kHz.
• Tensione Inversa (VR):5 V. Applicare una tensione inversa superiore a questo valore può danneggiare la giunzione semiconduttrice del LED.
• Dissipazione di Potenza (Pd):60 mW. Questa è la massima potenza che il dispositivo può dissipare.
• Intervallo di Temperatura Operativa (Topr):-40°C a +85°C. L'intervallo di temperatura ambiente entro il quale il LED è progettato per funzionare.
• Intervallo di Temperatura di Stoccaggio (Tstg):-40°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura (Tsol):260°C per 5 secondi. La massima temperatura e il tempo a cui i terminali possono essere sottoposti durante la saldatura a onda o manuale.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Le caratteristiche elettro-ottiche sono misurate in una condizione di test standard di Ta=25°C e una corrente diretta (IF) di 20 mA, salvo diversa specificazione. Questi parametri definiscono le prestazioni tipiche del LED.

• Intensità Luminosa (Iv):100 mcd (Min), 200 mcd (Tip). Specifica la quantità di luce visibile emessa dal LED. Il valore tipico di 200 millicandele indica un'uscita di luminosità media per un LED standard da 5mm.
• Angolo di Visione (2θ1/2):30° (Tip). Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa è la metà dell'intensità a 0° (sull'asse). Un angolo di 30° indica un fascio relativamente stretto, adatto per luci indicatrici direzionali.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λp):632 nm (Tip). La lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale della luce emessa è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):624 nm (Tip). La singola lunghezza d'onda che descrive il colore percepito della luce. Questo valore colloca il LED nella regione del rosso brillante.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):20 nm (Tip). La larghezza spettrale della luce emessa, misurata a metà dell'intensità massima (FWHM).
• Tensione Diretta (VF):2.0 V (Min), 2.4 V (Tip). La caduta di tensione ai capi del LED quando è pilotato alla corrente specificata di 20 mA. I progettisti devono assicurarsi che il circuito di pilotaggio possa fornire questa tensione.
• Corrente Inversa (IR):10 μA (Max) a VR=5V. La piccola corrente di dispersione che scorre quando il LED è polarizzato inversamente.

Tolleranze di Misura:La scheda tecnica riporta specifiche incertezze: ±0.1V per la Tensione Diretta, ±10% per l'Intensità Luminosa e ±1.0nm per la Lunghezza d'Onda Dominante. Queste devono essere considerate nelle applicazioni di progettazione critiche.

3. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include diversi grafici caratteristici che illustrano il comportamento del LED in condizioni variabili. Comprendere queste curve è cruciale per una progettazione ottimale del circuito e una gestione termica adeguata.

3.1 Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Onda

Questo grafico mostra la distribuzione spettrale della luce emessa. Tipicamente avrà un picco intorno ai 632 nm specificati (Tip) con una larghezza di banda (FWHM) di circa 20 nm, confermando la caratteristica di uscita monocromatica rossa della tecnologia AlGaInP.

3.2 Diagramma di Direttività

Questo diagramma polare visualizza l'angolo di visione di 30°, mostrando come l'intensità luminosa diminuisce quando l'angolo di osservazione si allontana dall'asse centrale. Questo pattern è cruciale per applicazioni che richiedono forme di fascio specifiche.

3.3 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva IV)

Questa curva dimostra la relazione esponenziale tra corrente e tensione in un diodo. Per questo LED, nel tipico punto operativo di 20 mA, la tensione diretta è di circa 2.4V. La curva aiuta nella selezione di resistori limitatori di corrente appropriati o nella progettazione di piloti a corrente costante.

3.4 Intensità Relativa vs. Corrente Diretta

Questo grafico mostra che l'uscita luminosa (intensità) aumenta con la corrente diretta, ma non necessariamente in modo perfettamente lineare, specialmente a correnti più elevate. Sottolinea l'importanza di pilotare il LED con una corrente stabile, non una tensione, per una luminosità costante.

3.5 Curve di Dipendenza dalla Temperatura

Due grafici chiave illustrano gli effetti della temperatura:Intensità Relativa vs. Temperatura Ambiente:Mostra che l'uscita luminosa generalmente diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. Questo derating deve essere considerato per applicazioni che operano in ambienti a temperatura elevata.Corrente Diretta vs. Temperatura Ambiente:Può illustrare come la caratteristica della tensione diretta si sposti con la temperatura, il che è importante per la stabilità dei circuiti pilotati a tensione.

4. Informazioni Meccaniche e sul Package

4.1 Disegno Dimensionale del Package

Il LED presenta un package radiale standard rotondo da 5mm con terminali. Le dimensioni chiave dal disegno includono:

• Diametro complessivo: 5.0mm (nominale).
• Distanza tra i terminali: Circa 2.54mm (0.1 pollici), un'impronta standard per foro passante.
• Punto di piegatura minimo: I terminali devono essere piegati in un punto ad almeno 3mm dalla base del bulbo in epossidico per evitare stress sul package.
• Altezza della flangia: Deve essere inferiore a 1.5mm.

La tolleranza dimensionale generale è di ±0.25mm salvo diversa specificazione sul disegno. Gli ingegneri devono fare riferimento al disegno dimensionale esatto nella scheda tecnica originale per un layout PCB preciso.

4.2 Identificazione della Polarità

Il catodo (terminale negativo) è tipicamente identificato da due caratteristiche: un punto piatto sul bordo della flangia di plastica del LED e una lunghezza del terminale più corta. L'anodo (terminale positivo) è più lungo. La polarità corretta deve essere osservata durante l'assemblaggio.

5. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Una manipolazione corretta è fondamentale per garantire l'affidabilità e prevenire danni al LED.

5.1 Formatura dei Terminali

• La piegatura deve avvenire ad almeno 3mm dalla base del bulbo in epossidico.
• Formare i terminali prima della saldatura.
• Evitare di applicare stress al package; fori PCB disallineati possono indurre stress e degradare la resina epossidica.
• Tagliare i terminali a temperatura ambiente.

5.2 Condizioni di Stoccaggio

I LED dovrebbero essere stoccati a ≤30°C e ≤70% di Umidità Relativa. La vita di stoccaggio consigliata 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.

5.3 Processo di Saldatura

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

Saldatura Manuale:

• Temperatura della Puntina del Saldatore: 300°C Max (per un saldatore da 30W Max).
• Tempo di Saldatura: 3 secondi Max per terminale.

Saldatura a Onda (DIP):

• Temperatura di Preriscaldamento: 100°C Max (per 60 secondi Max).
• Temperatura e Tempo del Bagno di Saldatura: 260°C Max per 5 secondi Max.

Viene fornito un profilo di temperatura di saldatura consigliato, che enfatizza una rampa controllata, un plateau di temperatura di picco e una fase di raffreddamento controllata. Evitare raffreddamenti rapidi. La saldatura a immersione o manuale non dovrebbe essere eseguita più di una volta. Lasciare raffreddare il LED naturalmente a temperatura ambiente dopo la saldatura prima di sottoporlo a shock meccanici o vibrazioni.

5.4 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 test di prequalifica approfonditi, poiché l'energia ultrasonica può danneggiare il die interno o i bonding dei fili.

5.5 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (60mW), una corretta progettazione termica è comunque importante per la longevità. La corrente operativa dovrebbe essere deratata appropriatamente se il LED è utilizzato in alte temperature ambientali. I progettisti dovrebbero assicurare un'adeguata ventilazione ed evitare di posizionare il LED vicino ad altri componenti che generano calore.

5.6 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Il LED è sensibile alle ESD. Sono fortemente raccomandate precauzioni di manipolazione:

• Utilizzare braccialetti e calzature antistatiche a terra.
• Lavorare su pavimenti antistatici e utilizzare contenitori e imballaggi antistatici.
• Impiegare ionizzatori per neutralizzare le cariche nell'ambiente di lavoro.

6. Informazioni su Imballaggio e Ordine

6.1 Specifica di Imballaggio

I LED sono imballati per prevenire danni durante la spedizione e la manipolazione:

• Imballaggio Primario:Sacchetti antistatici.
• Imballaggio Secondario:Scatole interne, ciascuna contenente 5 sacchetti.
• Imballaggio Terziario:Scatole esterne, ciascuna contenente 10 scatole interne.

Quantità di Imballaggio:Minimo 200 a 500 pezzi per sacchetto. Pertanto, una scatola esterna contiene tra 10.000 e 25.000 pezzi (10 scatole interne * 5 sacchetti * 200-500 pz).

6.2 Spiegazione delle Etichette

Le etichette sull'imballaggio contengono informazioni chiave:

• CPN:Numero di Produzione del Cliente.
• P/N:Numero di Produzione (il numero di parte, es. 333-2SURD/S530-A3).
• QTY:Quantità di Imballaggio.
• CAT / Ranks:Può indicare i bin di prestazione (es. grado di intensità luminosa).
• HUE:Lunghezza d'Onda Dominante.
• LOT No:Numero di Lotto per la tracciabilità.

7. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione

7.1 Applicazioni Tipiche

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

• Televisori (indicatori di stato, retroilluminazione).
• Monitor (luci alimentazione/attività).
• Telefoni (indicatori stato linea, messaggi in attesa).
• Computer (luci alimentazione, attività HDD).
• Indicatori per pannelli generici, apparecchiature elettroniche ed elettrodomestici di consumo che richiedono un indicatore rosso brillante e affidabile.

7.2 Considerazioni di Progettazione del Circuito

Limitazione di Corrente:Un LED deve sempre essere pilotato con un dispositivo limitatore di corrente, tipicamente un resistore in serie con una sorgente di tensione. Il valore del resistore (R) può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (V_sorgente - V_F) / I_F. Ad esempio, con una sorgente da 5V, una V_F di 2.4V e una I_F desiderata di 20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohm. Un resistore standard da 130Ω o 150Ω sarebbe appropriato, considerando anche la potenza nominale del resistore (P = I²R).

Angolo di Visione:L'angolo di visione di 30° rende questo LED ideale per applicazioni in cui la luce deve essere visibile principalmente frontalmente, non da ampi angoli laterali.

Gestione Termica nel Layout PCB:Sebbene non sia un dispositivo ad alta potenza, fornire un'area di rame attorno ai terminali sul PCB può aiutare a dissipare il calore, specialmente se si opera vicino ai valori massimi o in un contenitore caldo.

8. Confronto Tecnico e Differenziazione

Il LED 333-2SURD/S530-A3 offre vantaggi specifici:

• Tecnologia del Chip (AlGaInP):Fornisce un'efficienza più elevata e una luce rossa/arancione/gialla più brillante rispetto a tecnologie più vecchie come il GaAsP, risultando nella tipica intensità specificata di 200 mcd.
• Lente Diffusa:La resina rossa diffusa crea un punto di visione morbido e ampio senza un punto centrale netto, esteticamente gradevole per indicatori di stato.
• Costruzione Robusta:La scheda tecnica enfatizza prestazioni affidabili e robuste, suggerendo una progettazione focalizzata sulla longevità e sull'uscita costante.
• Conformità Ambientale:Essere senza piombo e conforme RoHS è una caratteristica standard ma essenziale per la moderna produzione elettronica.

9. Domande Frequenti (FAQ)

9.1 Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco (λp) e Lunghezza d'Onda Dominante (λd)?

La Lunghezza d'Onda di Picco è la lunghezza d'onda fisica dove lo spettro di emissione è più forte. La Lunghezza d'Onda Dominante è l'equivalente percettivo del colore, calcolato dallo spettro e dalla sensibilità dell'occhio umano (funzioni di corrispondenza dei colori CIE). Per un LED rosso monocromatico come questo, sono spesso vicine, come si vede qui (632nm vs 624nm).

9.2 Posso pilotare questo LED con un'alimentazione da 3.3V senza un resistore?

No, è pericoloso e distruggerà il LED.Un LED si comporta come un diodo; la sua tensione diretta è relativamente costante (~2.4V). Collegarlo direttamente a una sorgente da 3.3V causerebbe il flusso di una corrente molto grande e incontrollata (limitata solo dalla resistenza interna della sorgente e dalla resistenza dinamica del LED), superando rapidamente il rating di corrente continua di 25mA e causando un guasto catastrofico. Utilizzare sempre un resistore limitatore di corrente in serie o un pilota a corrente costante.

9.3 Perché è specificata l'umidità di stoccaggio (≤70% UR)?

L'umidità può essere assorbita dal package in epossidico. Durante il processo di saldatura ad alta temperatura, questa umidità intrappolata può espandersi rapidamente, causando crepe interne o delaminazione (\"popcorning\"), che può danneggiare il die o i bonding dei fili e portare a guasti immediati o latenti.

9.4 Cosa significa \"Disponibile su nastro e bobina\"?

Significa che i LED sono forniti montati su un nastro portante continuo e avvolti su una bobina. Questo formato è progettato per l'uso con macchine pick-and-place automatizzate nelle linee di assemblaggio SMD ad alto volume. Sebbene questo sia un componente a foro passante, può essere consegnato in questa forma per macchine di inserimento automatizzate.

10. Principi Operativi e Tendenze Tecnologiche

10.1 Principio Operativo di Base

Un LED è un diodo semiconduttore. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la sua energia di bandgap, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva (il chip AlGaInP in questo caso). Questa ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). Il colore specifico (lunghezza d'onda) della luce è determinato dall'energia di bandgap del materiale semiconduttore. L'AlGaInP ha un bandgap adatto per produrre luce rossa, arancione e gialla.

10.2 Contesto e Tendenze del Settore

Sebbene questo sia un LED a foro passante standard, il settore si è in gran parte spostato verso package per dispositivi a montaggio superficiale (SMD) come 0603, 0805 e 3528 per la maggior parte dei nuovi progetti, grazie alle loro dimensioni ridotte, idoneità alla saldatura a rifusione e profilo più basso. Tuttavia, LED a foro passante come il tipo rotondo da 5mm rimangono popolari per prototipazione, progetti hobbistici, kit educativi e applicazioni che richiedono alta affidabilità con saldatura manuale o dove il componente stesso funge da indicatore montato su pannello che si estende attraverso un foro del contenitore. La tecnologia interna, AlGaInP, continua ad essere lo standard per LED rossi, arancioni e ambra ad alta efficienza.