Scheda Tecnica Lampada LED Ovale 3474BARR/MS - Forma Ovale - Angolo di Visione 110°/60° - Tensione Diretta 1.6-2.6V - Colore Rosso Brillante - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di una lampada LED ad alte prestazioni a forma ovale. Il dispositivo è progettato per applicazioni che richiedono prestazioni ottiche precise e un'illuminazione affidabile nei sistemi di visualizzazione informazioni.

1.1 Vantaggi Principali e Posizionamento

Il vantaggio principale di questo LED è il suo pattern di radiazione ovale unico, specificamente studiato per applicazioni di miscelazione colore in sistemi gialli, blu o verdi. È concepito per fornire un'elevata intensità luminosa all'interno di un ben definito inviluppo di radiazione spaziale. Il prodotto si posiziona come un componente specializzato per display commerciali e di informazione pubblica dove chiarezza, affidabilità e una specifica sagomatura del fascio sono critiche.

1.2 Mercato di Riferimento e Applicazioni

Il mercato target comprende i produttori di segnaletica professionale e sistemi informativi. Le applicazioni chiave includono:

• Cartelli Grafici a Colori
• Tabelloni a Messaggi
• Cartelli a Messaggio Variabile (VMS)
• Pubblicità Commerciale Esterna

Queste applicazioni beneficiano dell'alta luminosità del LED, del pattern del fascio definito e della robustezza ambientale.

2. Approfondimento Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'analisi oggettiva delle principali caratteristiche elettriche, ottiche e termiche del dispositivo.

2.1 Valori Massimi Assoluti

I Valori Massimi Assoluti definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non è raccomandato far funzionare il dispositivo continuativamente a o vicino a questi limiti, poiché ciò influirebbe sull'affidabilità.

• Tensione Inversa (V_R):5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Corrente Diretta (I_F):50 mA (Continua).
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):160 mA (impulsata, Duty Cycle 1/10 @ 1kHz). Questo valore consente una sovralimentazione di breve durata, utile nelle applicazioni di display multiplexati.
• Dissipazione di Potenza (P_d):120 mW. Questa è la massima potenza che il package può dissipare a Ta=25°C. È necessario un derating a temperature ambiente più elevate.
• Temperatura di Funzionamento (T_opr):-40°C a +85°C. Questo ampio intervallo garantisce la funzionalità in ambienti esterni severi.
• Temperatura di Stoccaggio (T_stg):-40°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura (T_sol):260°C per 5 secondi. Questo definisce la tolleranza del profilo di saldatura a rifusione.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati in condizioni di test standard di I_F= 15mA e Ta = 25°C, fornendo una baseline per il confronto delle prestazioni.

• Intensità Luminosa (I_v):715 mcd (Min), 1573 mcd (Max). Il valore tipico rientra in questo intervallo di binning (vedi Sezione 3). L'alta intensità è cruciale per la visibilità in pieno giorno nella segnaletica.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):110° (asse X) / 60° (asse Y). Questo pattern ovale asimmetrico è una caratteristica chiave, che fornisce un'ampia copertura orizzontale e un'emissione verticale più focalizzata, ideale per segnaletica vista da varie angolazioni orizzontali.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):632 nm (Tipica). Questa è la lunghezza d'onda alla quale la distribuzione spettrale di potenza è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):619 nm (Min), 621 nm (Tip), 629 nm (Max). Questa è la percezione monocromatica del colore del LED da parte dell'occhio umano ed è soggetta a binning.
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):20 nm (Tipica). Questo indica la purezza spettrale della luce rossa emessa dal chip AlGaInP.
• Tensione Diretta (V_F):1.6 V (Min), 2.6 V (Max) a I_F=15mA. Questo intervallo deve essere considerato per la progettazione del driver e i requisiti dell'alimentazione.
• Corrente Inversa (I_R):10 μA (Max) a V_R=5V. Una bassa corrente inversa indica una buona qualità della giunzione.

2.3 Caratteristiche Termiche

Sebbene non elencate esplicitamente in una tabella separata, le prestazioni termiche sono implicite nel valore di Dissipazione di Potenza e nell'intervallo di Temperatura di Funzionamento. Le prestazioni del dispositivo varieranno con la temperatura ambiente, come mostrato nelle curve caratteristiche. È necessario un layout PCB adeguato e, se necessario, l'uso di dissipatori per mantenere la temperatura di giunzione entro limiti sicuri, specialmente quando si opera ad alte correnti dirette o in temperature ambiente elevate.

3. Spiegazione Sistema di Binning

Per garantire colore e luminosità consistenti in un'assemblaggio, i LED vengono selezionati (binnati) in base a parametri chiave.

3.1 Binning Intensità Luminosa

I LED sono categorizzati in tre bin (RH, RJ, RK) in base alla loro intensità luminosa misurata a I_F= 15mA. La tolleranza all'interno di un bin è ±10%.

• Bin RH:715 mcd a 930 mcd
• Bin RJ:930 mcd a 1210 mcd
• Bin RK:1210 mcd a 1573 mcd

Specificare un codice bin è essenziale per applicazioni che richiedono una luminosità uniforme del pannello.

3.2 Binning Lunghezza d'Onda Dominante

I LED sono anche binnati per la loro lunghezza d'onda dominante per controllare la consistenza del colore. La tolleranza è ±1nm.

• Bin R1:619 nm a 624 nm
• Bin R2:624 nm a 629 nm

Per applicazioni di miscelazione colore o segnaletica che richiede una specifica tonalità di rosso, specificare il bin di lunghezza d'onda è critico.

4. Analisi Curve di Prestazione

Le curve caratteristiche tipiche forniscono informazioni sul comportamento del dispositivo in condizioni non standard.

4.1 Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Onda

Questa curva mostra la distribuzione spettrale di potenza, con un picco attorno a 632 nm e una larghezza di banda tipica (FWHM) di 20 nm. Conferma che l'emissione è all'interno dello spettro rosso di un chip AlGaInP.

4.2 Diagramma di Direttività

Il grafico polare rappresenta visivamente l'angolo di visione asimmetrico: circa 110° nel piano orizzontale (X) e 60° nel piano verticale (Y), confermando il pattern di radiazione ovale.

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

Questa curva è essenziale per la progettazione del driver. Mostra la relazione esponenziale tra corrente e tensione. Alla corrente operativa tipica, la tensione diretta è prevista essere tra 1.6V e 2.6V. La curva aiuta a calcolare le resistenze in serie o a progettare driver a corrente costante.

4.4 Intensità Relativa vs. Corrente Diretta

Questa curva dimostra la dipendenza dell'output luminoso dalla corrente di pilotaggio. Sebbene l'output aumenti con la corrente, non è perfettamente lineare e l'efficienza può calare a correnti molto elevate a causa degli effetti termici. È vietato operare al di sopra del valore massimo assoluto.

4.5 Curve di Dipendenza dalla Temperatura

Intensità Relativa vs. Temperatura Ambiente:Mostra la diminuzione dell'output luminoso all'aumentare della temperatura ambiente. Questo derating deve essere considerato nel progetto termico per mantenere una luminosità sufficiente in ambienti caldi.
Corrente Diretta vs. Temperatura Ambiente:Probabilmente illustra come la caratteristica della tensione diretta si sposti con la temperatura, il che è importante negli scenari di pilotaggio a tensione costante.

5. Informazioni Meccaniche e di Package

5.1 Dimensioni del Package

Il disegno dimensionale fornisce misure critiche per la progettazione dell'impronta PCB, il posizionamento e le distanze di sicurezza. Le caratteristiche chiave includono la forma ovale della lente, la spaziatura dei terminali (passo 2.54mm) e la massima sporgenza della resina sotto la flangia (1.5mm). Tutte le dimensioni non specificate hanno una tolleranza di ±0.25mm. I progettisti devono attenersi a queste dimensioni per garantire un corretto montaggio e saldatura.

5.2 Identificazione Polarità

Il diagramma della scheda tecnica indica i terminali anodo e catodo. Tipicamente, il terminale più lungo è l'anodo (+), ma la progettazione dell'impronta PCB deve corrispondere chiaramente al disegno del package per prevenire l'installazione inversa. La polarità corretta è essenziale per il funzionamento del dispositivo e per prevenire danni da polarizzazione inversa.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Una manipolazione corretta è cruciale per l'affidabilità.

6.1 Formatura dei Terminali

• La piegatura deve avvenire ad almeno 3mm dalla base del bulbo in epossidico.
• Formare i terminaliprima soldering.
• Evitare di applicare stress al package durante la piegatura.
• Tagliare i terminali a temperatura ambiente.
• Assicurarsi che i fori del PCB siano perfettamente allineati con i terminali del LED per evitare stress di montaggio.

6.2 Condizioni di Stoccaggio

• Stoccaggio raccomandato: ≤30°C e ≤70% Umidità Relativa.
• Durata di conservazione dopo la spedizione: 3 mesi in queste condizioni.
• Per stoccaggi più lunghi (fino a 1 anno): Utilizzare un contenitore sigillato con atmosfera di azoto e essiccante.
• Evitare rapidi cambi di temperatura in ambienti umidi per prevenire la condensa.

6.3 Processo di Saldatura

• Mantenere una distanza di oltre 3mm dal punto di saldatura al bulbo in epossidico.
• La saldatura non deve estendersi oltre la base della barra di collegamento (tie bar) sul leadframe.
• Rispettare il limite di temperatura di picco di saldatura di 260°C per 5 secondi durante la rifusione.

7. Imballaggio e Informazioni d'Ordine

7.1 Imballo Resistente all'Umidità

I componenti sono forniti in imballaggio resistente all'umidità, che include nastro portacomponenti e bobina, posti all'interno di cartoni interni e cartoni esterni.

7.2 Quantità per Imballo

• 2500 pezzi per Cartone Interno.
• 10 Cartoni Interni per Cartone Esterno (25.000 pezzi totali).

7.3 Spiegazione Etichetta

L'etichetta della bobina contiene informazioni essenziali per la tracciabilità e la verifica: Numero Prodotto Cliente (CPN), Numero Prodotto (P/N), Quantità Imballata (QTY) e i Codici di Binning per Intensità Luminosa (CAT), Lunghezza d'Onda Dominante (HUE) e Tensione Diretta (REF), insieme al Numero di Lotto (LOT No).

7.4 Specifiche Nastro Portacomponenti e Bobina

Vengono fornite dimensioni dettagliate per il nastro portacomponenti (passo tasca, profondità, ecc.) e la bobina per la compatibilità con le attrezzature di assemblaggio automatico pick-and-place. I parametri chiave includono un passo componente (F) di 2.54mm e un passo foro di avanzamento nastro (P) di 12.70mm.

7.5 Designazione Prodotto / Numerazione Parte

Il numero di parte segue un formato strutturato:3474 B A R R - □ □ □ □. Il "3474" probabilmente denota la famiglia/dimensione del package. Le lettere successive (B, A, R, R) specificano attributi come colore (Rosso Brillante), tipo di lente e grado di prestazione. I quattro segnaposto finali (□) sono per specificare i codici di binning per intensità (CAT) e lunghezza d'onda (HUE), consentendo agli utenti di ordinare l'esatto grado di prestazione richiesto per la loro applicazione.

8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progetto

8.1 Circuiti Applicativi Tipici

Per un'alimentazione semplice a tensione costante (es. 5V), è obbligatoria una resistenza di limitazione della corrente in serie. Il valore della resistenza (R_s) può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R_s= (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Utilizzare il massimo V_Fdalla scheda tecnica per garantire che la corrente non superi i limiti. Per array multi-LED o applicazioni critiche, è fortemente raccomandato un driver a corrente costante per garantire luminosità stabile e longevità, poiché compensa le variazioni di V_Fe gli effetti della temperatura.

8.2 Gestione Termica

Sebbene sia un dispositivo a bassa potenza, la gestione termica è importante in segnaletica ad alta densità o in ambienti ad alta temperatura (es. armadi esterni). Assicurare un'adeguata ventilazione e considerare l'uso di PCB a nucleo metallico (MCPCB) per grandi array per dissipare efficacemente il calore e mantenere l'output luminoso.

8.3 Integrazione Ottica

Il pattern del fascio ovale è progettato per miscelarsi con altri colori. Quando si progetta un pixel multicolore (es. per segnaletica a colori completi), il posizionamento fisico e l'orientamento dei LED rosso, verde e blu devono tenere conto dei rispettivi angoli di visione per ottenere una corretta miscelazione dei colori nelle posizioni di visione previste.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Il principale elemento di differenziazione di questo LED è il suopattern di radiazione ovale (110°x60°). Rispetto ai LED rotondi standard con angoli di visione simmetrici (es. 120°), questa forma fornisce una distribuzione della luce ottimizzata per la segnaletica orizzontale, potenzialmente riducendo la luce sprecata e migliorando l'efficienza per l'applicazione target. L'uso diepossidico resistente ai raggi UVè critico per le applicazioni esterne per prevenire l'ingiallimento della lente e mantenere l'output luminoso nel tempo. La conformità agli standardSenza Alogeni(limiti Br/Cl) eRoHS/REACHlo rende adatto ai mercati globali con normative ambientali severe.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D1: Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco e Lunghezza d'Onda Dominante?
R1: La Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p) è il picco fisico della curva di output spettrale (632 nm qui). La Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d) è il punto di colore percepito (621 nm tipico). La lunghezza d'onda dominante è più rilevante per la specifica del colore nei display.

D2: Posso pilotare questo LED a 20mA invece che a 15mA?
R2: Sì, ma è necessario consultare la curva "Intensità Relativa vs. Corrente Diretta". L'intensità luminosa sarà maggiore, ma bisogna assicurarsi che il prodotto di I_Fe V_Fnon superi la dissipazione di potenza massima assoluta (120mW), specialmente ad alte temperature ambiente. Potrebbe essere necessario un derating.

D3: Perché la durata di conservazione è solo di 3 mesi?
R3: Questa è una precauzione per i dispositivi sensibili all'umidità. Il package in epossidico può assorbire umidità dall'aria. Se un dispositivo "umido" viene sottoposto a saldatura ad alta temperatura, la rapida vaporizzazione dell'umidità può causare danni interni ("popcorning"). Il limite di 3 mesi presuppone condizioni standard di magazzino. Per stoccaggi più lunghi, è prescritto il metodo del sacchetto in azoto.

D4: Come interpreto i codici di bin quando ordino?
R4: È necessario specificare la combinazione richiesta di Bin Intensità Luminosa (es. RK) e Bin Lunghezza d'Onda Dominante (es. R1) nei campi segnaposto del numero di parte. Ciò garantisce di ricevere LED con luminosità e colore consistenti.

11. Caso di Studio: Progetto e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un VMS a Linea Singola per un'Autostrada.
Un ingegnere sta progettando un cartello a messaggio variabile. Ogni pixel richiede un sottopixel rosso. Seleziona questo LED ovale per la sua alta luminosità (visibilità diurna) e ampio angolo di visione orizzontale, garantendo la leggibilità per gli automobilisti su più corsie. Sceglie il bin RK per la massima intensità e il bin R1 per una tonalità di rosso consistente. I LED sono pilotati da un driver a corrente costante impostato a 15mA per LED per garantire longevità e output stabile. Il layout PCB segue esattamente le dimensioni del package e il progetto include via termiche sotto il pad del LED per dissipare il calore nell'alloggiamento metallico del cartello. Il pattern del fascio asimmetrico è orientato con l'asse di 110° in orizzontale per massimizzare il corridoio di visione lungo l'autostrada.

12. Principio di Funzionamento

Questo LED si basa su un chip semiconduttore AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio). Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva dove si ricombinano. Nei materiali AlGaInP, questo evento di ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce) nella parte rossa/ambra dello spettro visibile. La specifica composizione degli strati AlGaInP determina la lunghezza d'onda dominante. La luce generata viene poi sagomata dalla lente in epossidico ovale stampata, che funge da ottica primaria per creare il pattern di radiazione 110°x60° desiderato.

13. Tendenze Tecnologiche

Nel mercato dei LED per segnaletica e display, le tendenze continuano verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), riducendo il consumo energetico e il carico termico. C'è anche una spinta verso un miglioramento della consistenza del colore e tolleranze di binning più strette per consentire display a colori completi di alta qualità senza calibrazioni complesse. La tecnologia di packaging si sta evolvendo per offrire una maggiore affidabilità e temperature operative massime più elevate per ambienti impegnativi. Sebbene questo prodotto utilizzi un package tradizionale con terminali, il settore si sta muovendo ampiamente verso package a montaggio superficiale (SMD) per l'assemblaggio automatizzato, sebbene i package con terminali rimangano rilevanti per alcune applicazioni che richiedono robustezza del montaggio a foro passante o specifiche caratteristiche ottiche.