Scheda Tecnica LED Ovale 3474BKGR/MS - Forma Ovale - 2.4-3.4V - 30mA - Verde Brillante - Documento Tecnico Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED ovale ad alte prestazioni ottiche. L'obiettivo progettuale principale di questo componente è l'utilizzo in cartelli informativi per passeggeri e applicazioni simili che richiedono un'illuminazione nitida e definita. La sua forma ovale e i diagrammi di radiazione corrispondenti sono progettati per facilitare una miscelazione efficace dei colori in applicazioni che utilizzano colori giallo, blu o rosso insieme all'emissione primaria verde.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

La lampada offre diversi vantaggi chiave che la rendono adatta per applicazioni di visualizzazione impegnative:

• Elevata Intensità Luminosa:Fornisce alti livelli di luminosità essenziali per cartelli leggibili in pieno giorno.
• Forma Ovale e Diagramma di Radiazione Definito:La lente ovale unica crea uno specifico diagramma di radiazione spaziale (angolo di visione 110° x 60°), ottimizzando la distribuzione della luce per aperture rettangolari o ovali dei cartelli.
• Materiali e Conformità:Costruita con resina epossidica resistente ai raggi UV per durabilità in esterno. Il prodotto è conforme agli standard RoHS, REACH UE e senza alogeni (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm), garantendo il rispetto ambientale e della sicurezza.

I mercati target e le applicazioni sono chiaramente definiti per display grafici e informativi:

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

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

Questa sezione fornisce un'analisi dettagliata e oggettiva delle caratteristiche elettriche, ottiche e termiche della lampada come definite nella scheda tecnica. Tutti i parametri sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C salvo diversa indicazione.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Per una prestazione affidabile a lungo termine, non è consigliabile operare a o vicino a questi limiti.

• Tensione Inversa (V_R):5V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Corrente Diretta (I_F):30mA (Continuo).
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):100mA (a ciclo di lavoro 1/10, 1kHz). Solo per funzionamento impulsato.
• Dissipazione di Potenza (P_d):110mW. La massima perdita di potenza ammissibile sotto forma di calore.
• Temperatura di Esercizio (T_opr):-40°C a +85°C. L'intervallo di temperatura ambiente per il funzionamento normale.
• Temperatura di Stoccaggio (T_stg):-40°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura (T_sol):260°C per 5 secondi. Definisce la tolleranza del profilo di saldatura a rifusione.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri definiscono l'emissione luminosa e il comportamento elettrico in condizioni operative normali (I_F=20mA).

• Intensità Luminosa (I_v):2781-5760 mcd (Tipico: 4635 mcd). Questa è la misura primaria della luminosità. L'ampio intervallo è gestito attraverso un sistema di binning (vedi Sezione 3).
• Angolo di Visione (2θ_1/2):110° (asse X) / 60° (asse Y). Questo conferma il diagramma di radiazione ovale.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):522 nm (Tipico). La lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica emessa è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):520-535 nm (Tipico: 528 nm). Il colore percepito della luce, anch'esso gestito tramite binning.
• Larghezza di Banda dello Spettro di Radiazione (Δλ):20 nm (Tipico). La larghezza spettrale della luce emessa a metà dell'intensità massima (FWHM).
• Tensione Diretta (V_F):2.4V - 3.4V (a I_F=20mA). La caduta di tensione ai capi del LED quando conduce.
• Corrente Inversa (I_R):50 μA (Max) a V_R=5V. La piccola corrente di dispersione quando il LED è polarizzato inversamente.

2.3 Caratteristiche Termiche

Sebbene non elencate in una tabella separata, la gestione termica è implicita attraverso il valore di Dissipazione di Potenza (P_d) e l'intervallo di Temperatura di Esercizio. Le curve di prestazione (Sezione 4) mostrano come l'emissione luminosa e la corrente diretta siano influenzate dalla temperatura ambiente, aspetto critico per applicazioni esterne soggette a temperature estreme.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire coerenza nella luminosità e nel colore dei prodotti finali, i LED vengono selezionati (binnati) in base a parametri chiave. La scheda tecnica definisce due categorie principali di binning.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I LED sono suddivisi in quattro bin (GA, GB, GC, GD) in base alla loro intensità luminosa misurata a 20mA. La tolleranza per l'intensità luminosa è ±10% all'interno di ciascun bin.

• Bin GA:2781 - 3335 mcd
• Bin GB:3335 - 4000 mcd
• Bin GC:4000 - 4800 mcd
• Bin GD:4800 - 5760 mcd

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

I LED sono anche suddivisi in cinque gruppi (G1 a G5) in base alla loro lunghezza d'onda dominante, che determina la tonalità precisa del verde. La tolleranza per la lunghezza d'onda dominante è ±1 nm all'interno di ciascun bin.

• Bin G1:520 - 523 nm
• Bin G2:523 - 526 nm
• Bin G3:526 - 529 nm
• Bin G4:529 - 532 nm
• Bin G5:532 - 535 nm

Specificare i bin durante l'ordine consente ai progettisti di ottenere uniformità di colore e luminosità su un display.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Le curve caratteristiche tipiche forniscono una visione visiva del comportamento del dispositivo in condizioni variabili, aspetto cruciale per un robusto progetto del circuito e termico.

4.1 Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Onda

Questa curva mostra la distribuzione spettrale di potenza, con un picco attorno a 522 nm (verde) e una larghezza di banda tipica (FWHM) di 20 nm. Conferma la natura monocromatica della sorgente luminosa.

4.2 Diagramma di Direttività

Questo grafico polare illustra il diagramma di radiazione spaziale, confermando visivamente la forma del fascio ovale 110° x 60°. Questo è fondamentale per il progetto ottico negli assemblaggi dei cartelli.

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

Questo grafico mostra la relazione esponenziale tra corrente e tensione. È essenziale per progettare il circuito di pilotaggio a limitazione di corrente. La curva si sposta con la temperatura.

4.4 Intensità Relativa vs. Corrente Diretta

Questa curva dimostra che l'emissione luminosa è relativamente lineare con la corrente fino al livello nominale, ma i progettisti non devono superare i Valori Massimi Assoluti.

4.5 Curve di Dipendenza dalla Temperatura

Intensità Relativa vs. Temperatura Ambiente:Mostra che l'emissione luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente, un fattore critico per le applicazioni esterne. In ambienti ad alta temperatura può essere necessario un adeguato dissipatore o una derating.
Corrente Diretta vs. Temperatura Ambiente:Mostra probabilmente la regolazione necessaria per mantenere costante l'emissione luminosa o altri parametri al variare della temperatura, importante per i driver a corrente costante con feedback termico.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

La scheda tecnica include un disegno dimensionale dettagliato. Le caratteristiche principali includono:

• Dimensioni complessive del package e passo dei terminali.
• Posizione e dimensioni della lente epossidica.
• Lunghezza e spessore dei terminali.
• Nota:Le dimensioni sono in millimetri con una tolleranza standard di ±0.25mm salvo diversa specifica. La sporgenza massima della resina sotto la flangia è di 1.5mm.

5.2 Identificazione della Polarità

Il terminale catodico (negativo) è tipicamente identificato da un punto piatto sul bordo del package del LED, da un terminale più corto (se tagliato) o da una marcatura sul diagramma. Consultare il disegno nella scheda tecnica per il metodo esatto di identificazione per questo package.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

Una manipolazione corretta è cruciale per mantenere affidabilità e prestazioni.

6.1 Formatura dei Terminali

• Piegare i terminali in un punto ad almeno 3mm dalla base del bulbo epossidico.
• Eseguire la formatura dei terminaliprima soldering.
• Evitare di sollecitare il package durante la formatura per prevenire danni interni o rotture.
• Tagliare i terminali a temperatura ambiente. Il taglio ad alta temperatura può causare guasti.
• Assicurarsi che i fori del PCB siano perfettamente allineati con i terminali del LED per evitare stress di montaggio, che può degradare la resina e il LED.

6.2 Saldatura

• La valutazione di saldatura è di 260°C per 5 secondi (tempo di contatto per rifusione o saldatura manuale).
• Mantenere una distanza di oltre 3mm tra il giunto di saldatura e il bulbo epossidico per prevenire danni termici.

6.3 Condizioni di Stoccaggio

• Stoccaggio consigliato dopo la ricezione: ≤30°C e ≤70% Umidità Relativa.
• Durata di conservazione in queste condizioni: 3 mesi.
• Per stoccaggio oltre 3 mesi e fino a 1 anno, posizionare i componenti in un contenitore sigillato con atmosfera di azoto e materiale assorbente di umidità.
• Evitare transizioni rapide di temperatura in ambienti umidi per prevenire la condensa.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Imballaggio Resistente all'Umidità

I componenti sono forniti in imballaggio resistente all'umidità, tipicamente inclusi essiccante e cartine indicatrici di umidità, per prevenire l'assorbimento di umidità durante lo stoccaggio e il trasporto.

7.2 Specifiche del Nastro e della Bobina

I LED sono forniti su nastro portacomponenti e bobina per il montaggio automatizzato. La scheda tecnica fornisce le dimensioni dettagliate del nastro portacomponenti, incluso il passo delle tasche (P=12.70mm), le dimensioni della cavità del componente e le larghezze del nastro (W1=13.00mm, W3=18.00mm).

7.3 Quantità per Imballo

• 2500 pezzi per cartone interno.
• 10 cartoni interni per cartone master (esterno) (25.000 pezzi totali).

7.4 Spiegazione Etichetta e Numerazione Modello

L'etichetta della bobina include informazioni chiave: Numero Parte Cliente (CPN), Numero Prodotto (P/N), Quantità (QTY) e i Codici di Binning specifici per Intensità Luminosa (CAT), Lunghezza d'Onda Dominante (HUE) e Tensione Diretta (REF), insieme al Numero di Lotto.
Il numero di modello segue una struttura come:3474 B K G R - □ □ □ □, dove i campi indicano probabilmente il tipo di package (3474), il colore/tipo della lente, il colore del chip e i quadrati vuoti per i codici bin specifici di intensità, lunghezza d'onda e tensione selezionati.

8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progettazione

8.1 Circuiti Applicativi Tipici

Questo LED richiede un driver a corrente costante o una resistenza limitatrice di corrente in serie con una sorgente di tensione. Il valore della resistenza (R) può essere calcolato usando: R = (V_sorgente- V_F) / I_F. Utilizzare sempre il valore massimo di V_Fdalla scheda tecnica per un progetto conservativo, per garantire che la corrente non superi il livello desiderato. Ad esempio, con un'alimentazione di 5V e obiettivo I_F=20mA: R = (5V - 3.4V) / 0.02A = 80 Ohm. Una resistenza standard da 82 Ohm sarebbe adatta.

8.2 Considerazioni di Progettazione per Applicazioni a Display

• Uniformità:Specificare codici bin stretti (CAT e HUE) per intensità luminosa e lunghezza d'onda per garantire coerenza visiva su un display multi-LED.
• Gestione Termica:Per funzionamento ad alta luminosità o alte temperature ambiente (es. cartelli esterni al sole diretto), considerare il layout del PCB per la dissipazione del calore. Operare a correnti più basse può migliorare la longevità.
• Integrazione Ottica:Il diagramma del fascio ovale dovrebbe essere abbinato alla forma della guida luminosa o del diffusore nel cartello per massimizzare l'efficienza e le prestazioni dell'angolo di visione.
• Selezione del Driver:Utilizzare driver con stabilità di corrente appropriata e, se possibile, con protezione termica (fold-back) per proteggere i LED in condizioni estreme.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Sebbene un confronto diretto richieda dati specifici dei concorrenti, i fattori chiave di differenziazione di questo LED, basati sulla sua scheda tecnica, sono:

• Lente Ovale per Aperture Rettangolari:A differenza dei LED rotondi standard, la forma del suo fascio è intrinsecamente più efficiente per illuminare i tipici segmenti rettangolari dei display alfanumerici o grafici, potenzialmente riducendo il numero di LED necessari o migliorando l'uniformità.
• Radiazione Abbinata per la Miscelazione dei Colori:È specificamente caratterizzato per l'uso in sistemi che combinano colori, suggerendo che le sue proprietà spettrali e spaziali sono progettate per interagire in modo prevedibile con filtri o altri LED colorati.
• Binning ad Alta Intensità:Offrire bin fino a 5760 mcd fornisce un'opzione ad alta luminosità per applicazioni leggibili alla luce del sole.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco e Lunghezza d'Onda Dominante?

Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):La lunghezza d'onda fisica alla quale il LED emette la massima potenza ottica. È una proprietà del materiale semiconduttore.
Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):Il colore percepito della luce. È determinato da come l'occhio umano risponde all'intero spettro del LED. Per un LED verde monocromatico, sono spesso vicine, ma λ_dè il parametro critico per l'abbinamento dei colori nei display.

10.2 Posso pilotare questo LED a 30mA in modo continuativo?

Sì, 30mA è la corrente diretta continua nominale (I_F). Tuttavia, operare al valore massimo nominale genererà più calore e potrebbe ridurre l'affidabilità a lungo termine. Per una durata ottimale, specialmente in ambienti ad alta temperatura, è spesso consigliato pilotare a una corrente inferiore (es. 20mA), accettando una riduzione proporzionale dell'emissione luminosa.

10.3 Come interpreto l'angolo di visione di 110°/60°?

Questo è un cono ellittico. L'intensità luminosa scende alla metà del suo valore massimo (i punti di mezza intensità) a 55 gradi a sinistra e a destra dell'asse centrale (110° totale) sul piano X, e a 30 gradi su e giù (60° totale) sul piano Y. Questo crea un diagramma del fascio ampio e corto, ideale per la segnaletica orizzontale vista da varie angolazioni.

10.4 Perché le condizioni di stoccaggio e la durata di conservazione sono importanti?

I package dei LED possono assorbire umidità dall'aria. Durante il processo di saldatura ad alta temperatura, questa umidità intrappolata può espandersi rapidamente, causando delaminazione interna o "popcorning", che incrina la resina e distrugge il dispositivo. Le condizioni di stoccaggio e la durata di conservazione prescritte minimizzano questo rischio.

11. Esempio Pratico di Utilizzo

Scenario: Progettazione di un Cartello Informativo Passeggeri per Fermata Autobus.
Un progettista sta creando un cartello esterno che visualizza numeri di linea e orari. Il cartello utilizza uno sfondo scuro con caratteri ritagliati retroilluminati.

1. Selezione del Componente:Il LED ovale è scelto perché la forma del suo fascio illumina in modo efficiente i segmenti dei caratteri alti e stretti. L'alta intensità luminosa (specificando Bin GC o GD) garantisce la leggibilità in pieno giorno.
2. Progettazione del Circuito:Viene selezionato un driver IC a corrente costante per fornire una stabile 20mA a ciascuna stringa di LED, compensando le variazioni di tensione diretta e garantendo uniformità di luminosità. La tensione di uscita del driver è dimensionata in base alla somma del massimo V_Fdei LED in serie più un margine.
3. Progettazione Termica:Il PCB è progettato con pad di alleggerimento termico ed è montato sul telaio metallico del cartello per fungere da dissipatore, mantenendo la temperatura di giunzione del LED entro limiti sicuri durante il caldo estivo.
4. Approvvigionamento:L'ordine specifica il numero di parte completo, inclusi i codici bin desiderati per intensità luminosa (CAT) e lunghezza d'onda dominante (HUE), per garantire coerenza su tutti i cartelli prodotti.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo LED è una sorgente luminosa a stato solido basata su un diodo semiconduttore. Il materiale di base è Nitruro di Indio Gallio (InGaN), come indicato nella Guida alla Selezione del Dispositivo. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia del diodo (V_F), elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del chip semiconduttore. In un chip InGaN, questa ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce) con una lunghezza d'onda corrispondente all'energia del bandgap del materiale, sintonizzata per produrre luce verde (~522 nm). La lente epossidica modella quindi la luce emessa nel definito diagramma di radiazione ovale.

13. Tendenze Tecnologiche (Contesto Oggettivo)

I LED per applicazioni di segnaletica e display continuano a evolversi. Le tendenze generali del settore che forniscono contesto per questo tipo di componente includono:

• Aumento dell'Efficienza (lm/W):Miglioramenti continui nel design del chip e nei materiali producono una maggiore emissione luminosa per lo stesso ingresso elettrico, riducendo il consumo energetico e il carico termico.
• Miniaturizzazione:I package continuano a ridursi mantenendo o aumentando l'emissione luminosa, consentendo display a risoluzione più elevata.
• Migliore Coerenza del Colore:Binning avanzato e controlli di produzione consentono tolleranze più strette su lunghezza d'onda e intensità, cruciali per display grandi e uniformi.
• Affidabilità Migliorata:Miglioramenti nei materiali epossidici, nel packaging e nella gestione termica portano a una maggiore durata operativa, specialmente importante per installazioni esterne inaccessibili.
• Integrazione Intelligente:Una tendenza più ampia coinvolge l'integrazione di elettronica di controllo o sensori direttamente con i package LED, sebbene questo componente specifico sia un LED discreto e tradizionale.