Scheda Tecnica LED Blu Ovale 5484BN - Dimensioni Package - Tensione 2.8-3.6V - Intensità Luminosa 720-1450mcd - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED ovale a prestazioni ottiche di precisione. Il dispositivo è progettato specificamente per applicazioni in cartelli informativi per passeggeri e sistemi di visualizzazione simili. Il suo principio di progettazione fondamentale si concentra sul fornire un diagramma di radiazione spaziale ben definito, cruciale per ottenere un'illuminazione uniforme e una miscelazione del colore nei display grafici.

Il LED presenta un'elevata intensità luminosa, rendendolo adatto per ambienti esterni e con luce ambientale elevata. La forma ovale della lente è un differenziatore chiave, creando un angolo di visione asimmetrico ottimizzato per la segnaletica orizzontale. Questa caratteristica, combinata con un ampio angolo di visione di 110 gradi su un asse e 40 gradi sull'asse perpendicolare, garantisce una buona visibilità da varie prospettive. Il materiale di incapsulamento utilizza epossidico resistente ai raggi UV, migliorando l'affidabilità a lungo termine e la stabilità del colore se esposto alla luce solare, essenziale per la pubblicità esterna e i cartelli a messaggio variabile.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo è progettato per operare entro limiti elettrici e termici rigorosi per garantire l'affidabilità. I valori massimi assoluti definiscono le soglie oltre le quali può verificarsi un danno permanente.

• Corrente Diretta (I_F):30 mA (CC). Questa è la massima corrente continua che può essere applicata.
• Corrente Diretta Impulsiva (I_FP):100 mA, ammissibile in condizioni impulsive con un ciclo di lavoro di 1/10 a 1 kHz. Ciò consente brevi periodi di luminosità più elevata.
• Tensione Inversa (V_R):5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può danneggiare la giunzione del LED.
• Dissipazione di Potenza (P_d):100 mW. Questo parametro limita la potenza elettrica totale che può essere convertita in calore.
• Temperatura di Funzionamento & Magazzinaggio:Il dispositivo può funzionare da -40°C a +85°C e può essere stoccato da -40°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura:Resiste a 260°C per un massimo di 5 secondi, compatibile con i processi standard di saldatura senza piombo.
• Scarica Elettrostatica (ESD):Resiste a 1000V (Modello del Corpo Umano), indicando un livello moderato di protezione ESD. Si raccomandano comunque le corrette procedure di manipolazione ESD.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati in condizioni di prova standard (T_a=25°C, I_F=20mA) e definiscono le prestazioni fondamentali del LED.

• Intensità Luminosa (I_V):Varia da un minimo di 720 mcd a un massimo di 1450 mcd. Il valore tipico rientra in questo intervallo, offrendo un'elevata luminosità.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):Asimmetrico a 110° x 40°. Il maggiore angolo di 110° è tipicamente allineato per un'ampia visione orizzontale, mentre l'angolo di 40° fornisce un fascio verticale più focalizzato.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):Tipicamente 468 nm, indica il punto di massima emissione di potenza spettrale.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):Varia da 465 nm a 475 nm. Questo definisce il colore percepito della luce (blu).
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):Tipicamente 26 nm. Misura la purezza spettrale; una larghezza più stretta indica un colore blu più saturo.
• Tensione Diretta (V_F):Varia da 2,8V a 3,6V a 20mA. Questo è critico per la progettazione del circuito di pilotaggio per garantire una corretta regolazione della corrente.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo di 50 μA a V_R=5V, indica una buona qualità della giunzione.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri chiave.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I LED sono classificati in quattro livelli (G2, H1, H2, J1) in base alla loro intensità luminosa misurata a 20mA.

• G2:720 ~ 860 mcd
• H1:860 ~ 1030 mcd
• H2:1030 ~ 1210 mcd
• J1:1210 ~ 1450 mcd

L'incertezza di misura è ±10%. I progettisti possono selezionare i bin per ottenere livelli di luminosità specifici o uniformità su un display.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

La coerenza del colore è gestita attraverso quattro livelli di lunghezza d'onda (1a, 1b, 2a, 2b).

• 1a:465,0 ~ 467,5 nm
• 1b:467,5 ~ 470,0 nm
• 2a:470,0 ~ 472,5 nm
• 2b:472,5 ~ 475,0 nm

L'incertezza di misura è ±1,0 nm. Questo binning è cruciale per applicazioni che richiedono un abbinamento preciso del colore, come i cartelli a colori completi dove il blu si mescola con altri colori.

3.3 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è suddivisa in quattro livelli (0, 1, 2, 3) per aiutare nella progettazione del driver e nella gestione dell'alimentazione.

• 0:2,8 ~ 3,0 V
• 1:3,0 ~ 3,2 V
• 2:3,2 ~ 3,4 V
• 3:3,4 ~ 3,6 V

L'incertezza di misura è ±0,1V. Utilizzare LED dello stesso bin di tensione può semplificare i calcoli delle resistenze limitatrici di corrente in array in serie o parallelo.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento a tipiche curve delle caratteristiche elettro-ottiche. Sebbene i grafici specifici non siano forniti nel testo, le curve standard per tali LED includerebbero tipicamente:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta (Curva I-V):Mostra come l'emissione luminosa aumenta con la corrente, tipicamente in una relazione quasi lineare fino alla corrente massima nominale. Evidenzia l'importanza del pilotaggio a corrente costante per una luminosità stabile.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra la derating termico dell'emissione luminosa. L'intensità luminosa generalmente diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione, una considerazione critica per la gestione termica nei cartelli chiusi.
• Tensione Diretta vs. Temperatura di Giunzione:Mostra il coefficiente di temperatura negativo di V_F. La tensione diretta diminuisce all'aumentare della temperatura, il che può influenzare le prestazioni di semplici circuiti di pilotaggio basati su resistenza.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico che traccia l'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, mostrando il picco a ~468 nm e la larghezza a mezza altezza di 26 nm, confermando l'emissione di colore blu.
• Diagramma dell'Angolo di Visione:Un diagramma polare che illustra il diagramma di radiazione asimmetrico (110° x 40°), cruciale per il progetto ottico nella segnaletica per dirigere la luce dove necessario.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED presenta un package specifico con lente ovale. Le note dimensionali chiave della scheda tecnica includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri (mm).
• La tolleranza standard è ±0,25 mm salvo diversa specificazione.
• La massima sporgenza della resina sotto la flangia è di 1,5 mm.
• Dopo il taglio della barra di collegamento, la lega di rame nudo è esposta in quella porzione. Quest'area può essere suscettibile all'ossidazione se non adeguatamente protetta durante l'assemblaggio o la verniciatura conformale.

Il disegno dimensionale esatto è referenziato ma non dettagliato nel testo. Il package è progettato per il montaggio a foro passante (DIP).

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Formatura dei Terminali

• La piegatura deve avvenire ad almeno 3 mm dalla base del bulbo epossidico per prevenire stress sul die interno e sui fili di collegamento.
• La formatura dei terminali deve essere completataprimadel processo di saldatura.
• Evitare di applicare stress al package del LED durante la piegatura.
• Tagliare i terminali a temperatura ambiente. Il taglio ad alta temperatura può indurre shock termico.
• I fori del PCB devono allinearsi precisamente con i terminali del LED. Un disallineamento che causi stress sui terminali può degradare la resina epossidica e le prestazioni del LED.

6.2 Condizioni di Magazzinaggio

• Magazzinaggio raccomandato: ≤30°C e ≤70% Umidità Relativa (UR).
• Durata massima di magazzinaggio in queste condizioni: 3 mesi dalla spedizione.
• Per un magazzinaggio più lungo (fino a 1 anno), posizionare i LED in un contenitore sigillato con atmosfera di azoto e essiccante.
• Evitare rapidi cambi di temperatura in alta umidità per prevenire la condensa, che può portare all'ingresso di umidità e successivo guasto durante la saldatura ("popcorning").

6.3 Processo di Saldatura

Vengono fornite raccomandazioni dettagliate sia per la saldatura manuale che a onda.

• Regola Generale:Mantenere una distanza minima di 3 mm 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 per terminale.
• Saldatura a Onda/DIP:
  • Temperatura di preriscaldamento: ≤100°C (per ≤60 secondi).
  • Temperatura del bagno di saldatura: ≤260°C.
  • Tempo di saldatura nel bagno: ≤5 secondi.
• Evitare stress sui terminali mentre il LED è ad alta temperatura.
• Non saldare (a immersione o manualmente) un LED più di una volta.
• Proteggere il bulbo epossidico da urti/vibrazioni meccanici finché non si raffredda a temperatura ambiente dopo la saldatura.
• Evitare un raffreddamento rapido dalla temperatura di picco di saldatura.

Viene referenziato un profilo di temperatura di saldatura raccomandato, che mostra tipicamente una rampa di riscaldamento, preriscaldamento, picco alla temperatura massima (260°C) e un raffreddamento controllato.

7. Informazioni su Imballaggio e Ordini

7.1 Specifiche di Imballaggio

I LED sono imballati con protezione ESD ed etichettatura chiara.

• Imballaggio Primario:500 pezzi per busta anti-elettrostatica.
• Imballaggio Secondario:5 buste sono poste in una scatola interna (totale 2.500 pezzi).
• Imballaggio Terziario:10 scatole interne sono imballate in una scatola esterna master (totale 25.000 pezzi).

7.2 Informazioni sulle Etichette

Le etichette sulla busta e sulle scatole contengono informazioni critiche per la tracciabilità e la corretta applicazione:

• CPN (Numero di Parte del Cliente):Il riferimento interno del cliente.
• P/N (Numero di Parte di Produzione):Il numero di parte del produttore (es. 5484BN/BADC-AGJA/P/MS).
• QTY (Quantità):Numero di pezzi nella confezione.
• CAT (Categoria):Codice combinato per i bin di Intensità Luminosa e Tensione Diretta (es. H1-2).
• HUE (Tonalità):Codice di livello per il bin della Lunghezza d'Onda Dominante (es. 1b).
• REF (Riferimento):Informazioni di riferimento aggiuntive.
• LOT No (Numero di Lotto):Numero di lotto di produzione tracciabile.
• Luogo di Produzione:Indica il paese di produzione.

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Come specificato, questo LED è progettato per:

• Cartelli Grafici a Colori & Pannelli Messaggi:La sua alta intensità e il pattern ovale lo rendono ideale per l'illuminazione posteriore o diretta dei cartelli, garantendo la leggibilità.
• Cartelli a Messaggio Variabile (VMS):Utilizzati su autostrade, aeroporti e sistemi di trasporto pubblico. Il sistema di binning consente una coerenza di colore e luminosità su grandi display multi-LED.
• Pubblicità Commerciale Esterna:L'epossidico resistente ai raggi UV e il design robusto supportano l'affidabilità a lungo termine in ambienti esterni difficili con esposizione a sole e agenti atmosferici.
• Cartelli Informativi per Passeggeri:Il diagramma di radiazione spaziale specifico è adattato per la miscelazione con LED rossi e verdi per creare vari colori nei display a colori completi.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Circuito di Pilotaggio:Utilizzare un driver a corrente costante impostato a 20mA (o inferiore per ridurre luminosità/potenza) per garantire un funzionamento stabile e longevità. Tenere conto del binning V_Fquando si progettano stringhe in serie.
• Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia di soli 100mW per LED, array ad alta densità in cartelli chiusi possono generare calore significativo. Assicurare un'adeguata ventilazione o dissipazione per mantenere la temperatura di giunzione entro limiti sicuri, preservando l'emissione luminosa e la durata.
• Progetto Ottico:Sfruttare l'angolo di visione di 110° x 40°. Orientare il LED in modo che l'asse di 110° copra l'area di visione orizzontale desiderata. Ottiche secondarie (diffusori, lenti) possono essere utilizzate per modellare ulteriormente il fascio se necessario.
• Protezione ESD:Implementare le precauzioni ESD standard durante la manipolazione e l'assemblaggio, nonostante la classificazione ESD di 1kV.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Sebbene un confronto diretto con altri numeri di parte non sia nella scheda tecnica, le caratteristiche differenzianti chiave di questo LED possono essere dedotte:

• Lente Ovale vs. Lente Rotonda Standard:Il differenziatore primario. Una lente ovale crea un pattern di radiazione rettangolare, più efficiente per illuminare aree di cartelli rettangolari rispetto a un pattern circolare da una lente rotonda, riducendo la luce sprecata.
• Radiazione Abbinata per la Miscelazione del Colore:La scheda tecnica afferma esplicitamente che il diagramma di radiazione è abbinato per applicazioni di miscelazione rosso/verde/blu. Ciò suggerisce un'attenta progettazione ottica per garantire una miscelazione uniforme del colore a vari angoli di visione nei cluster di pixel RGB.
• Binning ad Alta Intensità:Offrire bin fino a 1450mcd fornisce un'opzione ad alta luminosità adatta per applicazioni leggibili alla luce del sole.
• Epossidico Resistente ai Raggi UV:Una caratteristica critica per la longevità esterna, prevenendo l'ingiallimento e la perdita di trasmittanza dell'incapsulante nel tempo.

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 (λ_p~468 nm)è la lunghezza d'onda alla quale il LED emette la massima potenza ottica.La Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d465-475 nm)è la lunghezza d'onda della luce monocromatica che apparirebbe avere lo stesso colore del LED all'occhio umano. La lunghezza d'onda dominante è più rilevante per la specifica del colore nei display.

10.2 Posso pilotare questo LED a 30mA in continuo per la massima luminosità?

Sì, 30mA è la massima corrente diretta continua assoluta. Tuttavia, operare al massimo rating genererà più calore e potrebbe accelerare la riduzione del flusso luminoso nel tempo. Per una durata e affidabilità ottimali, si raccomanda di pilotare a o al di sotto della corrente di prova di 20mA, a meno che la maggiore luminosità non sia essenziale e la gestione termica sia eccellente.

10.3 Come interpreto i codici di bin (es. H1-2, 1b) quando ordino?

Il codice "CAT" (es. H1-2) combina il bin dell'intensità luminosa (H1 = 860-1030 mcd) e il bin della tensione diretta (2 = 3,2-3,4V). Il codice "HUE" (es. 1b = 467,5-470,0 nm) specifica il bin della lunghezza d'onda dominante. Specificare questi bin garantisce di ricevere LED con caratteristiche di prestazione strettamente raggruppate per risultati di display coerenti.

10.4 Perché la durata di magazzinaggio è limitata a 3 mesi, e cosa succede dopo?

Il limite di 3 mesi in condizioni standard di fabbrica (≤30°C/70%UR) è una precauzione contro l'assorbimento di umidità attraverso il package plastico. Dopo 3 mesi, il livello di umidità può superare i limiti sicuri per la saldatura, rischiando delaminazione interna o rottura durante il processo di rifusione ad alta temperatura ("popcorning"). Per un magazzinaggio più lungo, l'ambiente confezionato in azoto ed essiccato previene l'ingresso di umidità, estendendo il tempo di magazzinaggio sicuro a un anno.

11. Caso di Studio di Progettazione

Scenario: Progettazione di un Cartello a Messaggio Variabile (VMS) Esterno ad Alta Luminosità

1. Analisi dei Requisiti:Il cartello deve essere leggibile alla luce del sole, operare a temperature da -20°C a +60°C e avere un aspetto di colore uniforme.
2. Selezione del LED:Questo LED blu ovale è scelto per la sua alta intensità (selezionando il bin J1 per la massima luminosità), l'epossidico resistente ai raggi UV per uso esterno e il diagramma di radiazione abbinato per la miscelazione del colore con partner rossi e verdi.
3. Progettazione Elettrica:I LED sono disposti in stringhe in serie. Il driver è di tipo a corrente costante impostato a 18mA (leggermente sotto i 20mA per margine). Il caso peggiore di V_F(3,6V dal bin 3) è utilizzato per calcolare la tensione minima richiesta del driver per ogni stringa.
4. Progettazione Termica:Il PCB è a nucleo metallico (MCPCB) per condurre efficientemente il calore lontano dall'array di LED. Vengono eseguite simulazioni termiche per garantire che la temperatura di giunzione del LED rimanga sotto gli 85°C alla massima temperatura ambiente.
5. Progettazione Ottica & Meccanica:I LED sono montati con il loro asse di 110° allineato orizzontalmente lungo il cartello. Un diffusore secondario è posizionato sopra l'array per fondere i singoli punti LED in un pannello di luce uniforme e morbido.
6. Approvvigionamento & Assemblaggio:I LED sono ordinati con codici di bin specifici (es. J1 per intensità, 2a per lunghezza d'onda) per garantire coerenza tra tutti i lotti di produzione. Durante l'assemblaggio viene mantenuta una stretta aderenza al profilo di saldatura e alle linee guida di magazzinaggio.

12. Principio di Funzionamento

Questo LED è basato su un chip semiconduttore InGaN (Nitruro di Indio Gallio). Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia del diodo (circa 2,8-3,6V), elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva del semiconduttore. Essi si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La composizione specifica della lega InGaN determina l'energia della banda proibita, che a sua volta definisce la lunghezza d'onda della luce emessa—in questo caso, nello spettro blu (~468 nm). La lente epossidica ovale che circonda il chip funge da elemento ottico primario, rifrangendo e modellando la luce emessa nel diagramma di radiazione desiderato di 110° x 40°.

13. Tendenze Tecnologiche

I LED per la segnaletica continuano a evolversi. Sebbene questa scheda tecnica rappresenti un prodotto maturo a foro passante (DIP), le tendenze generali del settore includono:

• Efficienza Aumentata (lm/W):Nuove tecnologie di chip e fosfori consentono un'emissione luminosa più elevata alle stesse o inferiori correnti di pilotaggio, riducendo il consumo energetico e il carico termico.
• Adozione di Dispositivi a Montaggio Superficiale (SMD):I package SMD consentono una maggiore densità, assemblaggio automatizzato e spesso percorsi termici migliori rispetto ai tradizionali package DIP, sebbene il DIP rimanga rilevante per alcuni progetti ad alta potenza o legacy.
• Resa Cromatica & Gamma Migliorate:I progressi nei materiali semiconduttori e nei sistemi di fosfori consentono LED con picchi spettrali più stretti e colori più saturi, espandendo la gamma di colori dei display a colori completi.
• Funzioni Intelligenti Integrate:Alcuni moderni LED per segnaletica incorporano driver integrati (LED pilotati da IC) o indirizzabilità, semplificando la progettazione del sistema.
• Affidabilità & Durata Migliorate:I miglioramenti continui nei materiali di incapsulamento, come siliconi più robusti che sostituiscono gli epossidici in alcune applicazioni ad alta potenza, portano a una maggiore durata operativa e a una migliore resistenza agli ambienti difficili.

Il prodotto descritto in questa scheda tecnica si colloca in questo panorama come un componente specializzato, otticamente ottimizzato per una nicchia applicativa specifica dove il suo pattern di fascio ovale e l'emissione ad alta intensità forniscono vantaggi distinti.