Scheda Tecnica LED 513UYD/S530-A3 - Super Giallo - 20mA - 32mcd - Angolo Visivo 150° - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 513UYD/S530-A3 è una lampada LED forata ad alta luminosità, progettata per applicazioni che richiedono un'uscita luminosa superiore e un'elevata affidabilità. Appartiene a una serie specificamente ingegnerizzata per prestazioni di luminosità potenziate. Il dispositivo utilizza la tecnologia del chip AlGaInP per produrre un colore emesso Super Giallo, incapsulato in un package in resina diffusa gialla. Questa combinazione è ottimizzata per applicazioni in cui visibilità chiara e prestazioni robuste sono critiche.

1.1 Vantaggi Principali

Il LED offre diversi vantaggi chiave che lo rendono adatto per applicazioni elettroniche impegnative. Fornisce una scelta di vari angoli di visione per soddisfare diverse esigenze progettuali. Il prodotto è disponibile su nastro e bobina per processi di assemblaggio automatizzati, migliorando l'efficienza produttiva. È progettato per essere affidabile e robusto, garantendo stabilità delle prestazioni a lungo termine. Inoltre, il dispositivo è conforme ai principali standard ambientali e di sicurezza, inclusi RoHS, EU REACH, ed è privo di alogeni, con contenuto di Bromo (Br) e Cloro (Cl) rigorosamente controllato al di sotto di 900 ppm ciascuno e la loro somma al di sotto di 1500 ppm.

1.2 Mercato di Riferimento & Applicazioni

Questo LED è destinato all'industria dell'elettronica di consumo e dei display. Le sue applicazioni principali includono retroilluminazione e funzioni di indicatore in televisori, monitor per computer, telefoni e periferiche informatiche generali. L'elevata luminosità e l'output giallo diffuso lo rendono ideale per indicatori di stato, luci di alimentazione e retroilluminazione dove è richiesto un segnale visibile e caldo.

2. Parametri & Specifiche Tecniche

Questa sezione fornisce un'analisi dettagliata e oggettiva delle specifiche tecniche del LED come definite nella sua scheda tecnica.

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. La corrente diretta continua (IF) non deve superare i 25 mA. Il dispositivo può sopportare una scarica elettrostatica (ESD) fino a 2000V (Modello Corpo Umano). La tensione inversa massima ammissibile (VR) è di 5V. La dissipazione di potenza totale (Pd) è nominalmente di 60 mW. L'intervallo di temperatura di funzionamento (Topr) va da -40°C a +85°C, mentre la temperatura di stoccaggio (Tstg) si estende da -40°C a +100°C. La temperatura di saldatura (Tsol) è specificata a 260°C per una durata massima di 5 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Le Caratteristiche Elettro-Ottiche sono misurate in condizioni di test standard di Ta=25°C e una corrente diretta (IF) di 20mA, salvo diversa indicazione. L'intensità luminosa (Iv) ha un valore tipico di 32 millicandele (mcd), con un minimo di 20 mcd. L'angolo di visione (2θ1/2), definito come l'angolo totale a metà intensità, è tipicamente di 150 gradi. La lunghezza d'onda di picco (λp) è tipicamente di 591 nanometri (nm), e la lunghezza d'onda dominante (λd) è tipicamente di 589 nm. La larghezza di banda dello spettro di radiazione (Δλ) è tipicamente di 20 nm. La tensione diretta (VF) misura tipicamente 2.0V, con un massimo di 2.4V a 20mA. La corrente inversa (IR) ha un valore massimo di 10 microampere (μA) quando viene applicata una tensione inversa (VR) di 5V. Sono riportate importanti incertezze di misura: ±0.1V per la tensione diretta, ±10% per l'intensità luminosa e ±1.0nm per la lunghezza d'onda dominante.

2.3 Caratteristiche Termiche

Sebbene non elencate esplicitamente in una tabella separata, la gestione termica è un aspetto critico deducibile dai valori massimi e dalle note di manipolazione. La potenza di dissipazione nominale di 60 mW e l'intervallo di temperatura di funzionamento fino a +85°C definiscono l'inviluppo termico operativo. Un adeguato dissipatore di calore o una riduzione della corrente sono essenziali quando si opera vicino ai limiti superiori di corrente o temperatura ambiente per garantire longevità e mantenere le prestazioni ottiche.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

La scheda tecnica indica l'uso di un sistema di binning per classificare i LED in base a parametri prestazionali chiave. Ciò garantisce coerenza all'interno di un lotto di produzione e consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano esigenze applicative specifiche. La spiegazione dell'etichettatura definisce tre ranghi di binning primari: CAT per i ranghi di Intensità Luminosa, HUE per i ranghi di Lunghezza d'Onda Dominante e REF per i ranghi di Tensione Diretta. Acquistando LED con codici bin specifici, i progettisti possono ottenere uniformità di luminosità, colore e caratteristiche elettriche nei loro prodotti.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include diverse curve caratteristiche tipiche che forniscono una visione più approfondita del comportamento del LED in condizioni variabili.

4.1 Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Onda

Questa curva traccia la distribuzione spettrale di potenza della luce emessa. Mostra l'intensità relativa su diverse lunghezze d'onda, centrata attorno alla tipica lunghezza d'onda di picco di 591 nm. La forma e la larghezza di questa curva (relativa alla larghezza di banda di 20 nm) determinano la purezza del colore e l'aspetto visivo della luce gialla.

4.2 Diagramma di Direttività

La curva di direttività illustra come l'intensità luminosa varia con l'angolo di visione rispetto all'asse centrale del LED. Per un dispositivo con un angolo di visione di 150°, questa curva mostrerà un profilo ampio e arrotondato, confermando l'ampia e diffusa caratteristica di emissione luminosa del package in resina diffusa gialla.

4.3 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva IV)

Questa curva elettrica fondamentale mostra la relazione tra la corrente che scorre attraverso il LED e la caduta di tensione ai suoi capi. È non lineare, tipica di un diodo. La curva consente ai progettisti di determinare il punto di funzionamento e i valori necessari della resistenza limitatrice di corrente per una data tensione di alimentazione.

4.4 Intensità Relativa vs. Corrente Diretta

Questa curva dimostra come l'output luminoso (intensità relativa) cambia con l'aumento della corrente diretta. Generalmente mostra una relazione sub-lineare, dove l'efficienza può diminuire a correnti molto elevate a causa dell'aumento della generazione di calore.

4.5 Curve di Dipendenza dalla Temperatura

Due curve chiave mostrano l'effetto della temperatura ambiente:Intensità Relativa vs. Temperatura AmbienteeCorrente Diretta vs. Temperatura Ambiente(probabilmente a tensione costante). Tipicamente, l'output luminoso del LED diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. Anche la tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo, il che significa che diminuisce leggermente all'aumentare della temperatura. Queste curve sono cruciali per progettare circuiti stabili nell'intervallo di temperatura operativa specificato.

5. Informazioni Meccaniche & Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED è alloggiato in un package standard forato rotondo da 3mm o 5mm (dimensione specifica da determinare dal disegno dimensionale). Il disegno fornisce tutte le dimensioni meccaniche critiche, inclusa la spaziatura dei terminali, il diametro del corpo, l'altezza complessiva e la posizione della lente in epossidico. Note chiave 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.

5.2 Identificazione Terminali/Polarità

Per i LED forati, la polarità è tipicamente indicata dalla lunghezza del terminale (il terminale più lungo è l'anodo) o da un punto piatto sul bordo della lente di plastica. Il catodo è solitamente collegato al terminale adiacente a questo punto piatto. La polarità corretta deve essere osservata durante l'assemblaggio della scheda a circuito stampato.

6. Linee Guida per Saldatura & Assemblaggio

Una manipolazione corretta è essenziale per prevenire danni al LED.

6.1 Formatura dei Terminali

I terminali devono essere piegati in un punto ad almeno 3mm dalla base del bulbo in epossidico. La formatura deve essere eseguita prima della saldatura, a temperatura ambiente, e con cura per evitare sollecitazioni al package o ai terminali, che potrebbero causare rotture o prestazioni degradate. I fori del PCB devono allinearsi perfettamente con i terminali del LED per evitare stress di montaggio.

6.2 Parametri di Saldatura

Per la saldatura manuale, la temperatura della punta del saldatore non deve superare i 300°C (per un saldatore massimo 30W), e il tempo di saldatura per terminale dovrebbe essere di 3 secondi massimo. Per la saldatura a immersione, la temperatura di preriscaldamento dovrebbe essere di 100°C massimo per 60 secondi massimo, e il bagno di stagno dovrebbe essere a 260°C massimo per 5 secondi massimo. In entrambi i casi, la giunzione saldata deve essere ad almeno 3mm di distanza dal bulbo in epossidico. Viene fornito un profilo di saldatura raccomandato, sottolineando l'importanza del preriscaldamento, della temperatura di picco controllata e del raffreddamento controllato. La saldatura a immersione o manuale non dovrebbe essere eseguita più di una volta. Non dovrebbe essere applicato stress ai terminali mentre il LED è caldo, e il bulbo dovrebbe essere protetto dagli urti fino a quando non si raffredda a temperatura ambiente.

6.3 Condizioni di Stoccaggio

I LED dovrebbero essere stoccati a 30°C o meno e al 70% di umidità relativa o meno dopo la spedizione. La vita di stoccaggio raccomandata è di 3 mesi. Per stoccaggi più lunghi fino a un anno, dovrebbero essere conservati in un contenitore sigillato con atmosfera di azoto e assorbente di umidità. Le transizioni rapide di temperatura in ambienti ad alta umidità devono essere evitate per prevenire la condensa.

6.4 Pulizia

Se la pulizia è necessaria, utilizzare alcol isopropilico a temperatura ambiente per non più di un minuto, quindi asciugare all'aria. La pulizia a ultrasuoni non è raccomandata in quanto può danneggiare il package del LED. Se assolutamente richiesta, il processo deve essere attentamente pre-qualificato.

7. Imballaggio & Informazioni d'Ordine

7.1 Specifica d'Imballaggio

I LED sono imballati in sacchetti anti-elettrostatici per prevenire danni da ESD. Questi sono posizionati in scatole interne, che sono poi imballate in scatole esterne per la spedizione. La quantità di imballaggio è tipicamente un minimo di 200 a 500 pezzi per sacchetto, con 5 sacchetti per scatola e 10 scatole per cartone.

7.2 Spiegazione Etichetta

Le etichette di imballaggio contengono diversi codici: CPN (Numero di Produzione del Cliente), P/N (Numero di Produzione), QTY (Quantità d'Imballaggio), CAT (Rango Intensità Luminosa), HUE (Rango Lunghezza d'Onda Dominante), REF (Rango Tensione Diretta) e LOT No (Numero di Lotto per tracciabilità).

8. Note Applicative & Considerazioni di Progetto

8.1 Circuiti Applicativi Tipici

L'applicazione più comune è come luce indicatrice pilotata da una sorgente di tensione CC attraverso una resistenza limitatrice di corrente. Il valore della resistenza è calcolato usando la Legge di Ohm: R = (V_alimentazione - VF_LED) / I_desiderata. Ad esempio, con un'alimentazione di 5V, una VF tipica di 2.0V e una corrente desiderata di 20mA, la resistenza sarebbe (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ohm. Un valore leggermente più alto (es. 180 Ohm) è spesso usato per margine e per ridurre la dissipazione di potenza.

8.2 Gestione del Calore

Una gestione efficace del calore è critica per la longevità del LED e la stabilità dell'output luminoso. La corrente dovrebbe essere ridotta appropriatamente se la temperatura ambiente supera i 25°C. I progettisti devono garantire un'adeguata ventilazione o dissipazione del calore nell'applicazione finale, specialmente se vengono utilizzati più LED o se sono operati vicino alla loro corrente massima nominale. La temperatura attorno al LED deve essere controllata entro l'intervallo operativo specificato.

9. Confronto Tecnico & Differenziazione

Rispetto ai LED gialli standard, l'uso della tecnologia AlGaInP del 513UYD/S530-A3 offre tipicamente maggiore efficienza e luminosità. L'ampio angolo di visione di 150° fornito dalla lente diffusa è un differenziatore chiave per applicazioni che richiedono ampia visibilità. La sua conformità a rigorosi standard ambientali (RoHS, REACH, Senza Alogeni) lo rende adatto per l'elettronica moderna con requisiti materiali stringenti. La disponibilità su nastro e bobina supporta la produzione automatizzata ad alto volume.

10. Domande Frequenti (FAQ)

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

R: La lunghezza d'onda di picco (λp) è la lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica emessa è massima. La lunghezza d'onda dominante (λd) è la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che corrisponde al colore percepito dell'output del LED. Per un LED a spettro stretto, sono spesso molto vicine, come si vede qui (591 nm vs 589 nm).

D: Posso pilotare questo LED con una sorgente di tensione costante senza una resistenza?

R: No. I LED sono dispositivi pilotati in corrente. La loro tensione diretta ha una tolleranza e un coefficiente di temperatura negativo. Collegarli direttamente a una sorgente di tensione causerà un flusso di corrente eccessivo, potenzialmente distruggendo il LED. Utilizzare sempre una resistenza limitatrice di corrente in serie o un driver a corrente costante.

D: Perché la vita di stoccaggio è limitata a 3 mesi?

R: Questa è una precauzione contro l'assorbimento di umidità da parte del package plastico, che può causare "popcorning" o delaminazione durante il processo di saldatura ad alta temperatura. Per stoccaggi più lunghi, l'ambiente secco confezionato in azoto mitiga questo rischio.

D: Come interpreto l'angolo di visione di 150°?

R: L'angolo di visione (2θ1/2) è l'ampiezza angolare totale in cui l'intensità luminosa è almeno la metà dell'intensità misurata a 0° (direttamente sull'asse). Un angolo di 150° significa che il LED emette luce utilizzabile su un'area molto ampia, rendendolo buono per indicatori omnidirezionali.

11. Esempi Pratici di Progetto & Utilizzo

Esempio 1: Indicatore di Alimentazione Frontale:Un singolo LED 513UYD/S530-A3, pilotato a 15-20mA tramite una resistenza da un rail di 3.3V o 5V sulla scheda principale, può servire come indicatore di accensione altamente visibile. L'ampio angolo di visione garantisce visibilità da varie posizioni.

Esempio 2: Retroilluminazione per Pulsanti a Membrana:Diversi di questi LED possono essere disposti dietro un pannello di pulsanti a membrana traslucido. La luce gialla diffusa fornisce un'illuminazione uniforme e morbida per scritte o icone in condizioni di scarsa illuminazione.

Esempio 3: Array di Indicatori di Stato:Più LED possono essere utilizzati in un cluster per indicare diversi stati del sistema (es. standby, attivo, guasto) su apparecchiature come monitor o telefoni. L'uso di parti dagli stessi bin di intensità (CAT) e colore (HUE) garantisce coerenza visiva.

12. Tecnologia & Principio Operativo

Il LED è basato su un chip semiconduttore AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio). Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del semiconduttore, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega AlGaInP determina l'energia del bandgap, che a sua volta definisce la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa, in questo caso, gialla. L'incapsulante in resina diffusa gialla serve a proteggere il chip, modellare il fascio di luce in uscita e diffondere la luce per creare un ampio e uniforme angolo di visione.

13. Tendenze & Contesto del Settore

Sebbene i LED a montaggio superficiale (SMD) dominino i nuovi progetti per le loro piccole dimensioni e idoneità alla saldatura a rifusione, i LED forati come il 513UYD/S530-A3 rimangono rilevanti in applicazioni che richiedono maggiore luminosità a punto singolo, prototipazione manuale più facile o sostituzione in apparecchiature legacy. La tendenza verso una maggiore efficienza e una più rigorosa conformità ambientale si riflette nelle specifiche di questo prodotto. Il passaggio ad angoli di visione più ampi e un binning del colore coerente sono anche aspettative standard del settore per i LED di tipo indicatore.