Scheda Tecnica LED 513SURD/S530-A3 - Iper Rosso - Angolo di Visione 180° - Tensione Diretta Tip. 2.0V - Intensità Luminosa Tip. 20mcd - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 513SURD/S530-A3 è un LED a montaggio superficiale progettato per applicazioni che richiedono elevata luminosità e prestazioni affidabili. Utilizza un chip in AlGaInP per produrre un colore Iper Rosso con una lunghezza d'onda dominante tipica di 624nm. Questo componente è caratterizzato dal suo ampio angolo di visione di 180 gradi, rendendolo adatto per retroilluminazione e applicazioni indicatori dove un'ampia visibilità è essenziale.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I vantaggi principali di questo LED includono la sua robusta costruzione, la conformità alle normative ambientali come RoHS, REACH e standard Senza Alogeni, e la disponibilità su nastro e bobina per il montaggio automatizzato. È specificamente rivolto al mercato dell'elettronica di consumo, incluse applicazioni in televisori, monitor per computer, telefoni e apparecchiature informatiche generali dove è richiesta un'indicazione o una retroilluminazione rossa luminosa e uniforme.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'analisi dettagliata e oggettiva dei principali parametri tecnici specificati nella scheda tecnica.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo è valutato per una corrente diretta continua (IF) di 25 mA. Superare questo valore può causare danni permanenti. La tensione inversa massima (VR) è 5V. Il dispositivo può sopportare una scarica elettrostatica (ESD) di 2000V (Modello Corpo Umano), che è un livello standard per la manipolazione di base dei componenti. La dissipazione di potenza (Pd) è limitata a 60 mW. L'intervallo di temperatura di funzionamento (Topr) è da -40°C a +85°C, e la temperatura di conservazione (Tstg) arriva fino a +100°C. La temperatura di saldatura nominale è 260°C per 5 secondi, compatibile con i processi standard di rifusione senza piombo.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Tutte le misurazioni sono specificate a una temperatura di giunzione (Tj) di 25°C e una corrente diretta di 20 mA. L'intensità luminosa tipica (Iv) è 20 millicandele (mcd). L'angolo di visione (2θ1/2), definito come l'angolo in cui l'intensità scende alla metà del suo valore di picco, è di ben 180 gradi. La lunghezza d'onda di picco (λp) è tipicamente 632 nm, mentre la lunghezza d'onda dominante (λd) è tipicamente 624 nm. La larghezza di banda della radiazione spettrale (Δλ) è 20 nm. La tensione diretta (VF) ha un valore tipico di 2.0V e un massimo di 2.4V a 20mA. La corrente inversa (IR) è specificata con un massimo di 10 µA a una tensione inversa di 5V.

2.3 Tolleranze di Misura

La scheda tecnica riporta importanti incertezze di misura: ±0.1V per la tensione diretta, ±10% per l'intensità luminosa e ±1.0nm per la lunghezza d'onda dominante. Queste tolleranze devono essere considerate durante la progettazione del circuito e la selezione del binning per garantire che le prestazioni del sistema soddisfino le specifiche.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto utilizza un sistema di binning per classificare le unità in base a parametri ottici ed elettrici chiave. Ciò garantisce la coerenza all'interno di un lotto di produzione e consente ai progettisti di selezionare LED che soddisfano requisiti applicativi specifici.

3.1 Binning della Lunghezza d'Onda e dell'Intensità Luminosa

I LED vengono suddivisi in classi per la Lunghezza d'Onda Dominante (HUE) e l'Intensità Luminosa (CAT). La lunghezza d'onda dominante tipica è 624nm, ma le unità effettive rientreranno in un intervallo di bin specifico attorno a questo valore. Analogamente, sebbene l'intensità luminosa tipica sia 20mcd, le unità effettive vengono classificate in categorie (CAT) in base all'output misurato. I progettisti devono consultare la documentazione specifica dei codici bin del produttore per selezionare i codici HUE e CAT appropriati per le esigenze di coerenza cromatica e di luminosità della loro applicazione.

3.2 Binning della Tensione Diretta

Le unità sono classificate anche per Tensione Diretta (REF). La VF tipica è 2.0V con un massimo di 2.4V. Il binning per tensione aiuta nella progettazione di circuiti di pilotaggio efficienti e garantisce una distribuzione uniforme della corrente quando più LED sono collegati in parallelo.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include diverse curve caratteristiche che illustrano il comportamento del dispositivo in condizioni variabili.

4.1 Distribuzione Spettrale e Direttività

Lacurva Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Ondamostra lo spettro di emissione, centrato attorno a 632nm (picco) con una larghezza di banda di circa 20nm. Lacurva di Direttivitàconferma visivamente l'ampissimo angolo di visione di 180 gradi, mostrando un pattern di emissione quasi-Lambertiano in cui l'intensità diminuisce gradualmente dal centro.

4.2 Caratteristiche Elettriche e Termiche

Lacurva Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva IV)dimostra la relazione esponenziale del diodo. Lacurva Intensità Relativa vs. Corrente Direttamostra che l'output luminoso aumenta con la corrente ma può diventare sub-lineare a correnti più elevate a causa degli effetti termici. Lecurve Intensità Relativa vs. Temperatura AmbienteeCorrente Diretta vs. Temperatura Ambientesono cruciali per la gestione termica. Mostrano che l'output luminoso diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente e che la tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo (diminuisce all'aumentare della temperatura).

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package e Disegno

Il LED è alloggiato in un package a montaggio superficiale. Il disegno dimensionale specifica la lunghezza, la larghezza e l'altezza del componente, nonché l'interasse e le dimensioni dei terminali. Note chiave includono: 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. L'aderenza precisa a queste dimensioni è fondamentale per il progetto dell'impronta PCB e il montaggio automatizzato pick-and-place.

5.2 Identificazione della Polarità e Progetto dei Pad

Il catodo è tipicamente identificato da un marcatore visivo sul package, come una tacca, un punto o un terminale accorciato. Il land pattern PCB (impronta) deve essere progettato secondo il layout dei pad raccomandato nel disegno dimensionale per garantire una corretta saldatura e stabilità meccanica. È obbligatorio un sufficiente spazio libero tra il giunto di saldatura e la lente epossidica (minimo 3mm) per prevenire danni termici durante la saldatura.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

Una corretta manipolazione e assemblaggio sono vitali per l'affidabilità.

6.1 Formatura dei Terminali e Conservazione

Se i terminali richiedono formatura, deve essere effettuata prima della saldatura. La piega deve essere ad almeno 3mm dal bulbo epossidico per evitare stress sulla tenuta. Il taglio deve essere effettuato a temperatura ambiente. I LED devono essere conservati a ≤30°C e ≤70% UR. Per la conservazione a lungo termine oltre 3 mesi, è consigliata un'atmosfera di azoto con essiccante. Evitare rapidi cambi di temperatura in ambienti umidi per prevenire la condensa.

6.2 Parametri e Profilo di Saldatura

Vengono fornite le condizioni di saldatura consigliate sia per la saldatura manuale che a onda/immersione. Per saldatura manuale: temperatura punta saldatore ≤300°C (max 30W), tempo ≤3 secondi, con una distanza minima di 3mm dal giunto al bulbo. Per saldatura a onda: preriscaldamento ≤100°C per ≤60 secondi, bagno di saldatura a ≤260°C per ≤5 secondi, con la stessa regola di distanza di 3mm. È consigliato un grafico del profilo di saldatura, che mostri una rampa di temperatura graduale, un picco di 260°C e un raffreddamento controllato. Evitare raffreddamenti rapidi. La saldatura (a immersione o manuale) non deve essere eseguita più di una volta.

6.3 Pulizia e Gestione Termica

La pulizia, se necessaria, dovrebbe utilizzare alcol isopropilico a temperatura ambiente per ≤1 minuto. La pulizia a ultrasuoni non è raccomandata a meno che non sia pre-qualificata, poiché può causare danni. Un efficace dissipatore di calore è cruciale. La corrente operativa dovrebbe essere deratata in base alla temperatura ambiente, facendo riferimento alla curva di derating. Controllare la temperatura attorno al LED nell'applicazione finale è essenziale per mantenere l'output luminoso e l'affidabilità a lungo termine.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche di Imballaggio

I LED sono imballati in sacchetti anti-statici per la protezione ESD. La gerarchia di imballaggio è: 200-500 pezzi per sacchetto, 5 sacchetti per scatola interna e 10 scatole interne per cartone master. I materiali di imballaggio sono resistenti all'umidità.

7.2 Spiegazione Etichetta e Numero di Modello

Le etichette di imballaggio includono diversi codici: CPN (Numero Parte Cliente), P/N (Numero Parte Produttore: 513SURD/S530-A3), QTY (Quantità), CAT (Classe Intensità Luminosa), HUE (Classe Lunghezza d'Onda Dominante), REF (Classe Tensione Diretta) e LOT No. (Numero Lotto di Tracciabilità).

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è ideale per indicatori di stato, retroilluminazione per pulsanti o pannelli e illuminazione generale nell'elettronica di consumo. Il suo ampio angolo di visione lo rende particolarmente adatto per applicazioni in cui il LED può essere visto da varie angolazioni, come sul pannello frontale di un monitor o di una TV.

8.2 Considerazioni di Progetto

Quando si progetta il circuito di pilotaggio, utilizzare una sorgente di corrente costante o una resistenza limitatrice di corrente in serie con il LED per mantenere una luminosità stabile e prevenire la fuga termica. Tenere conto del binning della tensione diretta e del coefficiente di temperatura. Assicurarsi che il layout PCB fornisca un adeguato rilievo termico, specialmente se si opera vicino ai valori massimi assoluti. Rispettare sempre la distanza minima (3mm) tra il pad di saldatura e la lente epossidica nel progetto dell'impronta PCB.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto ai LED rossi standard, questo dispositivo Iper Rosso in AlGaInP offre un'efficienza luminosa superiore, risultando in una maggiore luminosità a parità di corrente di pilotaggio. L'angolo di visione di 180 gradi è significativamente più ampio di molti LED SMD, che spesso hanno angoli di visione di 120-140 gradi. Ciò lo rende una scelta superiore per applicazioni che richiedono visibilità omnidirezionale. La sua conformità agli standard ambientali moderni (RoHS, Senza Alogeni) è un differenziatore chiave nei mercati regolamentati.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Qual è la differenza tra lunghezza d'onda di picco e lunghezza d'onda dominante?

La lunghezza d'onda di picco (λp=632nm) è la lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale è massima. La lunghezza d'onda dominante (λd=624nm) è la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che corrisponde al colore percepito del LED. I progettisti interessati alla percezione del colore dovrebbero concentrarsi sulla lunghezza d'onda dominante.

10.2 Posso pilotare questo LED a 25mA in modo continuativo?

Sebbene 25mA sia il valore massimo assoluto, le caratteristiche elettro-ottiche sono specificate a 20mA. Per un funzionamento affidabile a lungo termine e per tenere conto dell'aumento di temperatura, è consigliabile pilotare il LED a 20mA o meno, applicando un opportuno derating se la temperatura ambiente è elevata.

10.3 Quanto è critica la regola della distanza minima di 3mm per la saldatura?

È molto critica. Saldare a meno di 3mm dal bulbo epossidico può trasferire calore eccessivo al die interno e ai bonding wires, potenzialmente causando un guasto immediato o un degrado a lungo termine della tenuta epossidica, portando a un'affidabilità ridotta e a un guasto prematuro.

11. Caso Pratico di Progetto e Utilizzo

Caso: Progettazione di un Pannello Indicatori di Stato per un Router di Rete

Un progettista necessita di più LED indicatori di stato rossi luminosi visibili da tutti i lati del router. Il 513SURD/S530-A3 è selezionato per il suo angolo di visione di 180° e il colore Iper Rosso. Viene progettato un circuito di pilotaggio a corrente costante per fornire 18mA a ciascun LED (deratato da 20mA per margine). L'impronta PCB è creata esattamente secondo il disegno dimensionale, garantendo un'intercapedine di 3.5mm tra il bordo del pad di saldatura e la posizione di collocamento del LED. Vengono ordinati LED dello stesso bin HUE e CAT per garantire uniformità di colore e luminosità su tutto il pannello. Dopo l'assemblaggio utilizzando il profilo di rifusione raccomandato, gli indicatori forniscono una visibilità ampia e uniforme.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo LED è basato su un chip semiconduttore in AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio). Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva del semiconduttore. Essi si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La specifica composizione della lega AlGaInP determina l'energia della banda proibita, che a sua volta definisce la lunghezza d'onda della luce emessa, in questo caso, nello spettro Iper Rosso (~624nm). La lente epossidica incapsula il chip, fornisce protezione meccanica e modella l'output luminoso per ottenere l'angolo di visione desiderato di 180 gradi.

13. Tendenze Tecnologiche e Contesto

La tecnologia AlGaInP è matura e altamente efficiente per produrre LED rossi, arancioni e gialli. La tendenza nei LED indicatori e per retroilluminazione è verso una maggiore efficienza (più output luminoso per watt), package più piccoli e angoli di visione più ampi. Questo dispositivo si allinea con la tendenza degli ampi angoli di visione. Inoltre, la spinta dell'intero settore per la conformità ambientale si riflette nelle sue qualifiche RoHS, REACH e Senza Alogeni. Gli sviluppi futuri potrebbero concentrarsi su un'efficienza ancora maggiore e sull'integrazione con driver intelligenti, ma per applicazioni indicatori standard, componenti affidabili come questo rimangono fondamentali.