Scheda Tecnica LED Ovale 3474BKBR/MS - Colore Blu - Corrente Diretta 20mA - Dissipazione 110mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED ovale ad alte prestazioni ottiche, identificato come modello 3474BKBR/MS. Questo componente è progettato specificamente per applicazioni che richiedono alta visibilità e affidabilità nei sistemi di visualizzazione informazioni.

1.1 Vantaggi Principali e Posizionamento

L'obiettivo primario di questo LED ovale è servire la segnaletica per passeggeri e applicazioni di visualizzazione simili. I suoi vantaggi chiave derivano dal design ottico unico:

• Elevata Intensità Luminosa:Fornisce un'illuminazione brillante e nitida, essenziale per segnali leggibili in pieno giorno.
• Forma Ovale e Diagramma di Radiazione Definito:La geometria della lente ovale crea un diagramma di radiazione spaziale ben definito, ottimizzando la distribuzione della luce per le aperture rettangolari o ovali comuni nella segnaletica.
• Angolo di Visione Ampio e Asimmetrico:Caratterizzato da un angolo di visione (2θ1/2) di 110° su un asse e 60° sull'asse perpendicolare. Questo pattern asimmetrico è ideale per dirigere efficacemente la luce verso l'osservatore nelle tipiche configurazioni di montaggio dei segnali.
• Costruzione Robusta:Utilizza resina epossidica resistente ai raggi UV, migliorando l'affidabilità a lungo termine e prevenendo l'ingiallimento o il degrado della lente in ambienti esterni o ad alta esposizione UV.
• Conformità Ambientale:Il prodotto è progettato per essere conforme alla direttiva RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose), al regolamento REACH UE ed è privo di alogeni (con Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm).

1.2 Mercato di Riferimento e Applicazioni

Questo LED è destinato al mercato della segnaletica commerciale e dei trasporti. I suoi diagrammi di radiazione lo rendono adatto per essere combinato con filtri gialli, rossi o verdi o ottiche secondarie nelle applicazioni a colori. Casi d'uso tipici includono:

• Segnali Grafici a Colori
• Tabelloni Messaggi
• Segnali a Messaggio Variabile (VMS)
• Display Pubblicitari Esterni Commerciali

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e oggettiva dei principali parametri elettrici, ottici e termici definiti nella scheda tecnica.

2.1 Selezione del Dispositivo e Valori Massimi Assoluti

Il LED utilizza un chip in InGaN (Nitruro di Indio e Gallio) per produrre luce blu, che viene poi diffusa attraverso una lente colorata di blu. Comprendere i Valori Massimi Assoluti è fondamentale per garantire la longevità del dispositivo e prevenire guasti immediati.

• Tensione Inversa (V_R): 5V- Applicare una tensione inversa superiore a questo valore può causare danni irreversibili alla giunzione del LED.
• Corrente Diretta (I_F): 30mA- La massima corrente continua DC applicabile. Operare a o vicino a questo limite genererà più calore e potrebbe ridurre la durata di vita.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP): 100mA- Questo è un valore per impulsi (duty cycle 1/10 @ 1kHz). Non deve essere utilizzato per funzionamento in DC. Indica che il LED può sopportare brevi picchi di corrente, rilevanti in certi schemi di pilotaggio multiplexati.
• Dissipazione di Potenza (P_d): 110mW- La massima potenza che il package può dissipare come calore a Ta=25°C. Superare questo limite rischia il surriscaldamento. La potenza effettiva si calcola come Tensione Diretta (V_F) × Corrente Diretta (I_F).
• Temperatura di Funzionamento & Stoccaggio:Intervallo da -40°C a +85°C (funzionamento) e da -40°C a +100°C (stoccaggio). Questi ampi intervalli confermano l'idoneità per ambienti esterni severi.
• Temperatura di Saldatura (T_sol): 260°C per 5 secondi- Definisce la tolleranza del profilo di saldatura a rifusione, cruciale per l'assemblaggio su PCB senza danneggiare il package epossidico o i collegamenti interni.

2.2 Analisi delle Caratteristiche Elettro-Ottiche

Tutti i parametri sono specificati in condizioni di test standard Ta=25°C e I_F=20mA, che è il punto di funzionamento consigliato.

• Intensità Luminosa (I_v):Intervallo da 550 mcd (min) a 1130 mcd (max), con un valore tipico di 800 mcd. Questa alta intensità è una caratteristica chiave per la segnaletica.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):Confermato come 110° (asse X) / 60° (asse Y). Questa asimmetria è una caratteristica di design intenzionale per la segnaletica.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):Tipicamente 468 nm. Questa è la lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica emessa è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):Intervallo da 460 nm a 475 nm. Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano, che definisce il "colore" della luce blu.
• Tensione Diretta (V_F):Intervallo da 2.4V a 3.4V a 20mA. I progettisti devono assicurarsi che il circuito di pilotaggio possa accogliere questa variazione, specialmente quando si utilizzano alimentatori a tensione costante.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 50 µA a V_R=5V. Un valore basso indica una buona qualità della giunzione.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per gestire le variazioni di produzione, i LED vengono suddivisi in bin di prestazione. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano specifici requisiti di intensità e coerenza cromatica per la loro applicazione.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I bin sono definiti dai codici da BA a BD, con valori minimi e massimi di intensità luminosa misurati a I_F= 20mA. La tolleranza complessiva è ±10%.

• BA:550 mcd a 660 mcd
• BB:660 mcd a 790 mcd
• BC:790 mcd a 945 mcd
• BD:945 mcd a 1130 mcd

Selezionare un bin più alto (es. BD) garantisce la massima luminosità ma può comportare un costo maggiore. Per un aspetto uniforme in un segnale multi-LED, specificare un bin ristretto o un singolo bin è essenziale.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

I bin di lunghezza d'onda sono definiti dai codici da B1 a B5, ciascuno che copre un intervallo di 3 nm da 460 nm a 475 nm. La tolleranza è ±1 nm.

• B1:460 nm a 463 nm (Più blu, verso il ciano-blu)
• B2:463 nm a 466 nm
• B3:466 nm a 469 nm
• B4:469 nm a 472 nm
• B5:472 nm a 475 nm (Più profondo, blu reale)

La coerenza cromatica su un display è critica. Specificare un singolo bin di lunghezza d'onda (es. B3) garantisce che tutti i LED abbiano una tonalità quasi identica.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Le curve tipiche fornite offrono preziose informazioni sul comportamento del LED in condizioni non standard.

4.1 Distribuzione Spettrale e Direttività

La curvaIntensità Relativa vs. Lunghezza d'Ondamostra uno spettro tipico di LED blu centrato attorno a 468 nm con una Larghezza a Mezza Altezza (FWHM) di circa 20 nm. La curva diDirettivitàconferma visivamente l'angolo di visione di 110°/60°, mostrando il decadimento dell'intensità relativa in funzione dell'angolo dall'asse centrale.

4.2 Caratteristiche Elettriche e Termiche

• Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V):Questa curva è non lineare, tipica di un diodo. Mostra la relazione tra tensione e corrente, cruciale per progettare circuiti limitatori di corrente. La tensione di ginocchio è attorno a 2.8V-3.0V.
• Intensità Relativa vs. Corrente Diretta:L'output luminoso aumenta con la corrente ma non linearmente. Pilotare sopra i 20mA produce rendimenti decrescenti in efficienza e aumenta il calore.
• Intensità Relativa vs. Temperatura Ambiente:L'output luminoso del LED diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente (T_a). Questo derating deve essere considerato nel design termico, specialmente in segnali chiusi o climi caldi.
• Corrente Diretta vs. Temperatura Ambiente:Questa curva illustra probabilmente il derating consigliato della corrente massima operativa all'aumentare della temperatura per rimanere entro il limite di dissipazione di 110mW.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni e Tolleranze del Package

La scheda tecnica include un disegno dimensionato dettagliato del package del LED ovale. Le caratteristiche principali includono:

• Forma complessiva del package e spaziatura dei terminali.
• Posizione e dimensione dell'identificatore del catodo (tipicamente un lato piatto o un punto verde sul package).
• Note critiche specificano che tutte le dimensioni sono in millimetri con una tolleranza standard di ±0.25mm salvo diversa indicazione.
• Una massima sporgenza della resina sotto la flangia è specificata come 1.5mm, importante per il gioco durante il montaggio su PCB.

5.2 Identificazione della Polarità

La polarità corretta è essenziale. Il package include un marcatore visivo (es. un lato piatto, un intaglio o un punto colorato) per identificare il terminale catodo (-). L'anodo (+) è tipicamente il terminale più lungo nelle versioni through-hole, ma per questo componente SMD, il marcatore sul package stesso deve essere confrontato con il disegno dimensionale.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Una manipolazione corretta è fondamentale per mantenere l'affidabilità.

6.1 Formatura dei Terminali (Se Applicabile)

Se i terminali devono essere formati per il montaggio through-hole:

• Piegare in un punto ≥ 3mm dalla base del bulbo epossidico.
• Eseguire la formaturaprima soldering.
• Evitare di sollecitare il package; lo stress può danneggiare i collegamenti interni o crepare l'epossidico.
• 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

I LED sono dispositivi sensibili all'umidità (MSD):

• Conservare a ≤ 30°C e ≤ 70% di Umidità Relativa (UR) dopo la ricezione.
• La vita di conservazione consigliata in queste condizioni è di 3 mesi.
• Per conservazione oltre 3 mesi e 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 > 3mm dal giunto di saldatura al bulbo epossidico.
• Non saldare sulla base del LED stesso.
• Seguire il profilo di rifusione con una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 5 secondi.

7. Imballaggio e Informazioni d'Ordine

7.1 Imballaggio Resistente all'Umidità

I LED sono forniti in imballaggio resistente all'umidità, tipicamente comprendente:

• Nastro Portacomponenti:I LED sono posizionati in nastro portacomponenti goffrato per l'assemblaggio automatico pick-and-place.
• Rocchetto:Il nastro è avvolto su un rocchetto.
• Essiccante & Cartina Indicatrice Umidità:Inclusi nella busta sigillata per proteggere dall'umidità.
• Scatole Interna & Esterna:Per spedizione e stoccaggio all'ingrosso.

7.2 Spiegazione Etichetta e Specifiche del Nastro

L'etichetta dell'imballaggio include codici per:

• CPN (Numero Parte Cliente)
• P/N (Numero Prodotto: 3474BKBR/MS)
• QTY (Quantità)
• CAT (Bin Intensità Luminosa, es. BC)
• HUE (Bin Lunghezza d'Onda Dominante, es. B3)
• REF (Classe Tensione Diretta)
• LOT No. (Tracciabilità)

Vengono fornite le dimensioni dettagliate del nastro portacomponenti (D, F, P, W1, W3, ecc.) per garantire la compatibilità con le attrezzature standard di assemblaggio SMD.

7.3 Quantità d'Imballo e Numerazione Modello

• Imballo standard: 2500 pezzi per scatola interna.
• 10 scatole interne per master carton esterno (25.000 pezzi totali).
• Il numero di modello3474BKBR/MSsegue una designazione che probabilmente indica lo stile del package (3474), il colore (BKBR per Blu?), e il montaggio/stile (MS per Sensibile all'Umidità o simile). La scheda tecnica mostra un segnaposto per codici suffisso aggiuntivi (3474BKBR-□□□□) per specificare bin o altre varianti.

8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progetto

8.1 Circuiti Applicativi Tipici

Per un funzionamento affidabile:

• Pilotaggio a Corrente Costante:Fortemente raccomandato rispetto alla tensione costante. Una semplice resistenza in serie può bastare per applicazioni a bassa corrente, ma un driver LED dedicato a corrente costante fornisce maggiore stabilità, efficienza e protezione da picchi di tensione.
• Impostazione Corrente:Operare a o sotto la condizione di test tipica di 20mA per efficienza e longevità ottimali. Utilizzare la curva I-V per calcolare l'appropriata resistenza in serie o le impostazioni del driver in base alla tensione di alimentazione.
• Protezione da Tensione Inversa:Considerare l'aggiunta di un diodo di protezione in parallelo (catodo ad anodo, anodo a catodo) se il LED potrebbe essere esposto a transitori di tensione inversa.

8.2 Gestione Termica

Sebbene la potenza sia bassa (110mW max), il calore può ancora influenzare prestazioni e durata:

• Utilizzare un PCB con un'adeguata area di rame collegata ai pad del LED per fungere da dissipatore.
• In array ad alta densità, assicurare un adeguato spaziamento e considerare un raffreddamento attivo se racchiusi.
• Fare riferimento alla curvaIntensità Relativa vs. Temperatura Ambienteper derating dell'output luminoso atteso in ambienti ad alta temperatura.

8.3 Integrazione Ottica

• Il pattern del fascio ovale è progettato per adattarsi alle aperture comuni dei segnali. Allineare gli assi maggiore (110°) e minore (60°) del LED con il layout del segnale per uniformità ed efficienza ottimali.
• Quando si utilizzano filtri colore, assicurarsi che siano compatibili con lo spettro blu del LED e con la resina epossidica resistente ai UV per prevenire un invecchiamento accelerato.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Sebbene un confronto diretto con i concorrenti non sia nella scheda tecnica, i principali fattori di differenziazione di questo prodotto possono essere dedotti:

• vs. LED Rotondi Standard:Il fascio ovale fornisce una migliore copertura per i pixel rettangolari nei segnali, riducendo il numero di LED necessari o migliorando l'uniformità rispetto a un LED rotondo con fascio circolare.
• vs. LED Non Resistenti ai UV:La resina epossidica resistente ai UV è un vantaggio critico per qualsiasi applicazione esterna o a lunga durata, prevenendo la comune modalità di guasto dell'annerimento della lente e del degrado dell'output.
• vs. LED a Minore Intensità:L'alta intensità luminosa (fino a 1130 mcd) lo rende adatto per applicazioni leggibili alla luce solare dove la luce ambientale è alta.
• Binning Completo:La struttura dettagliata di binning per intensità e lunghezza d'onda consente display ad alta coerenza cromatica, un requisito chiave per la segnaletica professionale.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare questo LED a 30mA in continuo?

R: Il Valore Massimo Assoluto è 30mA, ma la condizione operativa tipica e tutte le specifiche elettro-ottiche sono fornite a 20mA. Operare a 30mA produrrà più calore, ridurrà l'efficienza (lumen per watt) e potenzialmente accorcerà la durata di vita. È consigliabile progettare per 20mA o meno per un'affidabilità ottimale.

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

R: La Lunghezza d'Onda di Picco (λp) è il picco fisico dello spettro di luce emesso. La Lunghezza d'Onda Dominante (λd) è la singola lunghezza d'onda che l'occhio umano percepirebbe come colore, calcolata dall'intero spettro. λd è più rilevante per l'abbinamento dei colori nei display.

D: Come interpreto i codici bin quando ordino?

R: Per garantire un segnale uniforme, specificare sia il Bin di Intensità Luminosa (es. BC) che il Bin di Lunghezza d'Onda Dominante (es. B3) nel tuo ordine. Ciò garantisce che tutti i LED abbiano luminosità e colore molto simili.

D: È necessario un dissipatore?

R: Per un singolo LED a 20mA (~2.8V * 0.02A = 56mW), un dissipatore generalmente non è richiesto se c'è del rame sul PCB. Per array di LED o funzionamento ad alte temperature ambiente, il design termico diventa importante.

11. Caso Pratico di Progetto e Utilizzo

Scenario: Progettare un Carattere per VMS (Segnale a Messaggio Variabile) a Linea Singola.

Un carattere è composto da una matrice di pixel 5x7. Ogni "pixel" è un'apertura rettangolare. Utilizzando questo LED ovale:

1. Posizionamento:Montare il LED dietro ogni apertura, allineando il suo asse largo di 110° con il lato lungo del rettangolo e il suo asse stretto di 60° con il lato corto. Ciò riempie l'apertura in modo efficiente.
2. Circuito:Utilizzare un driver a corrente costante in grado di pilotare 35 LED (5x7) in una matrice multiplexata per ridurre il cablaggio. Impostare la corrente a 18-20mA per LED quando attivo.
3. Binning:Ordinare tutti i LED per il segnale dallo stesso bin CAT (es. BC) e HUE (es. B3) per garantire uniformità di luminosità e colore su tutto il display.
4. Termico:Progettare il PCB con via termiche sotto i pad del LED collegati a un piano di massa sul lato posteriore per dissipare il calore dall'array di 35 LED.
5. Software:Implementare PWM (Pulse Width Modulation) tramite il driver IC per ottenere il controllo della luminosità per diverse condizioni di luce ambientale.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo LED opera sul principio dell'elettroluminescenza in un diodo a semiconduttore. Il cuore è un chip realizzato in materiali semiconduttori InGaN (Nitruro di Indio e Gallio). Quando viene applicata una tensione diretta che supera la tensione di ginocchio del diodo (circa 2.8-3.0V), gli elettroni vengono iniettati dalla regione di tipo n e le lacune dalla regione di tipo p nella regione attiva. Quando questi portatori di carica si ricombinano, rilasciano energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica composizione della lega InGaN determina l'energia del bandgap, che a sua volta definisce la lunghezza d'onda della luce emessa - in questo caso, blu (~468 nm). La lente epossidica ovale che circonda il chip è progettata per rifrangere e modellare questa luce grezza nel diagramma di radiazione desiderato di 110°/60°.

13. Tendenze Tecnologiche e Contesto

Questo componente rappresenta un'applicazione specializzata della tecnologia LED mainstream. Le tendenze generali nell'industria LED che forniscono contesto includono:

• Efficienza Aumentata:La R&S continua migliora costantemente i lumen per watt (efficacia), consentendo display più luminosi o un consumo energetico inferiore.
• Miniaturizzazione:Sebbene questo sia un package più grande per alto output, la tendenza nell'illuminazione generale è verso chip più piccoli e più densamente impacchettati (es. chip-scale packages).
• Illuminazione Intelligente e Connessa:Per la segnaletica, ciò si traduce nell'integrazione dei LED con driver intelligenti capaci di controllo in rete, contenuti dinamici e luminosità adattiva.
• Qualità e Coerenza del Colore:Binning più stretto e processi produttivi migliorati, come si vede nei bin dettagliati di questa scheda tecnica, sono guidati dalla domanda di prestazioni visive superiori e consistenti nei display professionali.
• Sostenibilità:La conformità agli standard senza alogeni, RoHS e REACH è ora un'aspettativa di base, riflettendo l'attenzione del settore alla responsabilità ambientale.

La lampada LED ovale rimane una soluzione costruita su misura dove il controllo ottico, l'affidabilità e l'output ad alta intensità per forme di apertura specifiche sono prioritari rispetto al fattore di forma più piccolo possibile.