Scheda Tecnica Lampada LED Ovale 3474DKBR/MS - Colore Blu - Corrente Diretta 20mA - Tensione Diretta Massima 3.4V - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per una lampada LED di precisione a forma ovale. L'obiettivo progettuale principale di questo componente è fungere da sorgente luminosa ad alte prestazioni per sistemi di informazione passeggeri e varie applicazioni di segnaletica. La sua caratteristica distintiva è una geometria della lente ovale che crea un pattern di radiazione spaziale asimmetrico e ben definito, rendendolo particolarmente adatto per applicazioni di miscelazione del colore in segnali che richiedono un'uscita gialla, rossa o verde tramite ottiche secondarie o filtri.

Il dispositivo è realizzato con materiale epossidico resistente ai raggi UV, garantendo affidabilità a lungo termine e stabilità del colore in ambienti esterni. Conformemente alle principali normative ambientali, tra cui RoHS, REACH UE e standard alogeni-free, con contenuto di bromo e cloro rigorosamente controllato.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I vantaggi principali di questo LED includono l'elevata intensità luminosa in uscita, il pattern di radiazione ovale specializzato per un'illuminazione uniforme della segnaletica e una costruzione robusta per applicazioni impegnative. Il mercato di riferimento comprende i produttori di infrastrutture di trasporto, pubblicità commerciale e sistemi di informazione pubblica. Le principali aree di applicazione sono:

• Cartelli Grafici a Colori e Pannelli a Messaggi
• Pannelli a Messaggio Variabile (VMS) per la gestione del traffico
• Display per Pubblicità Esterna Commerciale

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

2.1 Valori Massimi Assoluti

I limiti operativi del dispositivo sono definiti in condizioni ambientali specifiche (Ta=25°C). Superare questi valori può causare danni permanenti.

• Tensione Inversa (V_R):5V. La massima tensione che può essere applicata in direzione inversa ai terminali del LED.
• Corrente Diretta (I_F):30 mA (continua). La massima corrente DC raccomandata per un funzionamento affidabile.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):100 mA. Questo valore è ammissibile solo in condizioni pulsate (duty cycle 1/10 @ 1kHz) e non deve essere utilizzato per il funzionamento continuo.
• Dissipazione di Potenza (P_d):110 mW. La massima potenza che il package può dissipare sotto forma di calore.
• Temperatura di Funzionamento & Stoccaggio:Intervallo da -40°C a +85°C (funzionamento) e da -40°C a +100°C (stoccaggio).
• Temperatura di Saldatura:Resiste a 260°C per 5 secondi, compatibile con i processi standard di saldatura a rifusione.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Le prestazioni sono specificate a una corrente di test standard di I_F=20mA e Ta=25°C.

• Intensità Luminosa (I_v):Intervallo da un minimo di 934 mcd a un massimo di 2130 mcd, con un valore tipico di 1140 mcd. Questa elevata intensità è cruciale per la visibilità diurna nella segnaletica.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):Asimmetrico a 90° (asse X) per 45° (asse Y). Questo pattern ovale è progettato per corrispondere al tipico rapporto d'aspetto del testo e dei simboli informativi sui cartelli.
• Lunghezza d'Onda di Picco & Dominante:Il chip emette nello spettro blu. La lunghezza d'onda di picco (λ_p) è tipicamente 468 nm. La lunghezza d'onda dominante (λ_d) varia da 460 nm a 475 nm, suddivisa in bin.
• Tensione Diretta (V_F):Tra 2.4V e 3.4V a 20mA. I progettisti devono tenere conto di questa caduta di tensione quando progettano i circuiti di pilotaggio.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo di 50 µA a V_R=5V, indicando una buona qualità della giunzione.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza del colore e della luminosità nei prodotti finali, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri chiave.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità è suddivisa in cinque bin (da BA a BE), ciascuno con un intervallo minimo/massimo definito misurato a I_F=20mA. La tolleranza totale è ±10%. Ad esempio, il bin BC copre da 1340 a 1600 mcd. I progettisti di sistema dovrebbero specificare il bin richiesto o essere consapevoli delle possibili variazioni di luminosità tra diversi lotti di produzione.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

La lunghezza d'onda è suddivisa in cinque bin (da B1 a B5), ciascuno di 3 nm, da 460-463 nm (B1) a 472-475 nm (B5). La tolleranza è ±1 nm. Questo binning preciso consente un controllo rigoroso del colore, particolarmente importante quando il LED blu viene utilizzato con fosfori o filtri per creare altri colori.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fornisce diverse curve caratteristiche vitali per comprendere il comportamento del dispositivo in diverse condizioni.

4.1 Distribuzione Spettrale e Direttività

Lacurva Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Ondamostra una larghezza di banda spettrale stretta (Δλ) di circa 20 nm, centrata nella regione blu. Ilgrafico di Direttivitàconferma visivamente il pattern di radiazione ovale asimmetrico, con l'intensità che scende alla metà del suo valore di picco agli angoli specificati di 90° e 45°.

4.2 Caratteristiche Elettriche e Termiche

Lacurva Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (I-V)mostra la tipica relazione esponenziale di un diodo. Lacurva Intensità Relativa vs. Corrente Direttamostra che l'uscita luminosa 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 Ambientedimostrano l'impatto negativo dell'aumento della temperatura sia sull'uscita luminosa che sulla corrente di pilotaggio richiesta per una tensione fissa, evidenziando l'importanza della gestione termica nella progettazione dell'applicazione.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package e Disegno

Il disegno meccanico specifica l'ingombro fisico della lampada ovale. Le dimensioni chiave includono la spaziatura dei terminali (pitch), le dimensioni complessive del corpo e la sporgenza della lente in resina. Tutte le dimensioni sono in millimetri con una tolleranza standard di ±0.25 mm salvo diversa indicazione. La massima sporgenza della resina sotto la flangia è di 1.5 mm, importante per il gioco nel montaggio finale.

5.2 Identificazione della Polarità e Progetto dei Pad

La polarità è indicata dalla struttura fisica dei terminali (tipicamente un terminale più lungo o un lato piatto sul package). È necessario consultare il disegno nella scheda tecnica per identificare l'anodo e il catodo. Il progetto dei pad sul PCB deve corrispondere all'impronta raccomandata per garantire una corretta saldatura e stabilità meccanica.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Formatura dei Terminali e Manipolazione

• La piegatura deve avvenire ad almeno 3 mm dalla base del bulbo epossidico per evitare crepe da stress.
• La formatura dei terminali deve essere completataprimadel processo di saldatura.
• Uno stress eccessivo sul package durante la manipolazione o l'inserimento in un PCB può danneggiare l'attacco del die interno o i fili di connessione, degradando le prestazioni o causando guasti.
• I terminali devono essere tagliati a temperatura ambiente.

6.2 Condizioni di Stoccaggio

Per prevenire l'assorbimento di umidità che può causare il fenomeno del \"popcorning\" durante la rifusione, i LED devono essere stoccati a ≤30°C e ≤70% di Umidità Relativa. La durata di conservazione dalla spedizione è di 3 mesi. Per uno stoccaggio più lungo (fino a un anno), i dispositivi devono essere conservati in una busta sigillata barriera all'umidità con essiccante e in atmosfera di azoto.

6.3 Processo di Saldatura

Durante la saldatura a onda o manuale, il giunto di saldatura deve essere ad almeno 3 mm dal corpo epossidico per prevenire shock termici e danni alla resina. Il dispositivo è classificato per una temperatura di picco di saldatura di 260°C per 5 secondi, in linea con i profili standard di rifusione senza piombo.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Imballaggio Resistente all'Umidità

I componenti sono forniti in imballaggio resistente all'umidità, tipicamente tramite nastro portacomponenti e bobina. La scheda tecnica include le dimensioni dettagliate per il nastro portacomponenti, compreso il passo delle tasche (P=12.70 mm), la larghezza del nastro (W3=18.00 mm) e altre dimensioni critiche per le attrezzature automatiche pick-and-place.

7.2 Spiegazione dell'Etichetta e Quantità di Imballo

L'etichetta della bobina contiene informazioni cruciali: Numero di Parte del Cliente (CPN), Numero di Parte del Produttore (P/N), Quantità (QTY) e i Codici di Binning specifici per l'Intensità Luminosa (CAT), la Lunghezza d'Onda Dominante (HUE) e la Tensione Diretta (REF). La quantità di imballo standard è di 2500 pezzi per cartone interno, con 10 cartoni interni (25.000 pezzi) per cartone esterno master.

7.3 Designazione del Numero di Modello

Il numero di parte 3474DKBR/MS segue un formato strutturato dove \"3474\" indica probabilmente la serie o il package, \"D\" può denotare il colore (Blu/Diffuso), e le lettere successive specificano i bin di prestazione o altre varianti. I quadrati segnaposto (□□□□) alla fine sono per specificare i codici bin esatti (es. CAT e HUE) al momento dell'ordine.

8. Raccomandazioni Applicative

8.1 Circuiti Applicativi Tipici

Questo LED dovrebbe essere pilotato da una sorgente di corrente costante, non da una sorgente di tensione costante, per garantire un'uscita luminosa stabile e prevenire la fuga termica. Una semplice resistenza in serie può essere utilizzata con un'alimentazione DC stabile, calcolata come R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Ad esempio, con un'alimentazione di 5V e una V_Ftipica di 3.0V a 20mA, R = (5-3)/0.02 = 100 Ω. La potenza nominale del resistore dovrebbe essere I²R = 0.04W, quindi un resistore da 1/8W o 1/4W è sufficiente.

8.2 Considerazioni di Progetto

• Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, mantenere una bassa temperatura di giunzione è fondamentale per l'affidabilità a lungo termine e l'uscita luminosa stabile, specialmente in segnali chiusi o ad alte temperature ambientali.
• Integrazione Ottica:Il pattern del fascio ovale è progettato per funzionare con diffusori, guide luminose o filtri colori comunemente utilizzati nella segnaletica. L'orientamento del LED (quale asse è 90° vs. 45°) deve essere considerato durante il layout del PCB.
• Protezione ESD:Sebbene non dichiarato esplicitamente come sensibile, implementare precauzioni standard ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio è considerata una buona pratica per tutti i dispositivi a semiconduttore.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

La principale differenziazione di questo LED risiede nel suopattern di radiazione ovale. La maggior parte dei LED standard ha un angolo di visione circolare (simmetrico). Questo pattern specializzato fornisce una distribuzione della luce più efficiente per elementi di segnaletica rettangolari, potenzialmente riducendo il numero di LED necessari per un'illuminazione uniforme rispetto all'uso di LED con pattern circolare. Inoltre, il suo binning ad alta intensità luminosa (fino a 2130 mcd) lo rende competitivo per applicazioni che richiedono alta luminosità.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare questo LED alla sua massima corrente continua di 30mA?

R: Sì, ma devi garantire un'adeguata gestione termica. Il funzionamento a 30mA produrrà un'uscita luminosa più alta ma genererà anche più calore, il che può ridurre la durata e causare uno spostamento della lunghezza d'onda. La condizione di test a 20mA è lo standard per specificare le prestazioni.

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

R: La Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p) è la lunghezza d'onda alla quale lo spettro di emissione ha la massima intensità. La Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d) è la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che corrisponderebbe al colore percepito del LED. λ_dè più rilevante per applicazioni colorimetriche.

D: Perché le condizioni di stoccaggio sono così specifiche (3 mesi, poi azoto)?

R: Il package epossidico può assorbire umidità dall'aria. Durante il processo di saldatura a rifusione ad alta temperatura, questa umidità intrappolata può vaporizzare rapidamente, creando una pressione interna che può delaminare il package o crepare l'epossidico - un fenomeno noto come \"popcorning\". Il livello di sensibilità all'umidità (MSL) determina questi requisiti di stoccaggio e manipolazione.

11. Esempio Pratico di Caso d'Uso

Scenario: Progettazione di un Pannello a Messaggio Variabile (VMS) a linea singola per un'autostrada.

Il cartello richiede caratteri luminosi e uniformemente illuminati. Il progettista seleziona questo LED ovale. Più LED sono posizionati dietro un pannello diffusore segmentato che forma ogni carattere. I LED sono orientati in modo che l'asse largo di 90° sia allineato con la larghezza orizzontale del tratto del carattere, e l'asse stretto di 45° sia allineato con l'altezza verticale. Questo orientamento, combinato con il diffusore, garantisce che la luce sia distribuita uniformemente sulla larghezza del tratto senza eccessiva dispersione nei segmenti adiacenti, migliorando il contrasto e la leggibilità. Una scheda driver a corrente costante è progettata per fornire 20mA a ciascuna stringa in serie di LED, con i codici bin appropriati (es. BC per l'intensità, B4 per la lunghezza d'onda) specificati nella distinta base per garantire uniformità su tutti i cartelli.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo è un diodo a emissione luminosa a semiconduttore. Si basa su un materiale di chip InGaN (Nitruro di Indio Gallio). Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia del diodo, elettroni e lacune si ricombinano all'interno della regione attiva della giunzione del semiconduttore. Questo processo di ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica energia della banda proibita del materiale InGaN determina che i fotoni emessi siano nell'intervallo di lunghezze d'onda blu (circa 468 nm). La luce blu esce attraverso una lente epossidica modellata che è diffusa (indicata da \"MS\" che probabilmente significa Bianco Latteo o Diffuso) per disperdere la luce e modellarla nel pattern di fascio ovale specificato.

13. Tendenze e Contesto Tecnologico

I LED per segnaletica e illuminazione professionale continuano a evolversi verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), un miglioramento della coerenza del colore attraverso un binning più stretto e un'affidabilità potenziata. L'uso di ottiche specializzate, come si vede in questa lente ovale, è una tendenza per aumentare l'efficienza applicativa dirigendo la luce precisamente dove è necessaria, riducendo le perdite ottiche. Inoltre, la conformità alle normative ambientali (RoHS, REACH, Halogen-Free) è ormai un requisito standard nel settore, guidato dalle politiche ambientali globali e dalla domanda dei clienti di prodotti sostenibili. L'attenzione all'imballaggio resistente all'umidità e alle istruzioni dettagliate di manipolazione riflette la tendenza del settore verso processi produttivi più robusti e affidabili per i dispositivi a montaggio superficiale.