Scheda Tecnica LED Ovale 3474DKRR/MS - Dimensioni 3.4x7.4mm - Tensione 1.6-2.6V - Potenza 120mW - Rosso Brillante - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per il 3474DKRR/MS, un LED di precisione di forma ovale. Il dispositivo è realizzato con tecnologia a chip AlGaInP per emettere un colore rosso brillante, incapsulato in una lente diffondente rossa. Il suo scopo progettuale principale è l'utilizzo in sistemi di informazione passeggeri e varie applicazioni di segnaletica dove una comunicazione visiva chiara e definita è fondamentale.

I vantaggi principali di questo LED includono l'elevata intensità luminosa in uscita, un pattern di radiazione spaziale ovale unico e ben definito, e una configurazione ad ampio angolo di visione di 90° sull'asse X e 45° sull'asse Y. Questo angolo di visione asimmetrico è specificamente studiato per soddisfare i requisiti delle applicazioni di miscelazione colore nella segnaletica. Il package è realizzato in resina epossidica resistente ai raggi UV, garantendo affidabilità a lungo termine in ambienti esterni. Inoltre, il prodotto è conforme agli standard RoHS, REACH UE e senza alogeni (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm), rendendolo adatto ai mercati globali con normative ambientali stringenti.

1.1 Applicazioni Target

Il 3474DKRR/MS è ideale per applicazioni che richiedono alta visibilità e coerenza cromatica. I suoi mercati target principali includono:

• Segnaletica Grafica a Colori:Utilizzata nei trasporti pubblici, aeroporti e stadi.
• Pannelli Messaggi:Per la visualizzazione di informazioni dinamiche in spazi pubblici.
• Segnali a Messaggio Variabile (VMS):Fondamentali per la gestione del traffico e i sistemi informativi autostradali.
• Pubblicità Commerciale Esterna:Fornisce un'illuminazione brillante e affidabile per display pubblicitari.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento a questi limiti non è garantito.

• Tensione Inversa (V_R):5V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Corrente Diretta (I_F):50 mA (Continuo).
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):160 mA (Ciclo di lavoro 1/10 @ 1kHz). Ciò consente brevi impulsi di corrente più elevata, utili per il multiplexing nelle applicazioni di visualizzazione.
• Dissipazione di Potenza (P_d):120 mW. Questa è la massima potenza che il package può dissipare a Ta=25°C. È necessaria una corretta gestione termica se si opera vicino alla corrente massima.
• Temperatura di Esercizio (T_opr):-40°C a +85°C. Questo ampio intervallo garantisce la funzionalità in ambienti esterni ostili.
• Temperatura di Conservazione (T_stg):-40°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura (T_sol):260°C per 5 secondi. Questo è tipico per i processi di saldatura a onda o a rifusione.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche (Ta=25°C)

Questi parametri sono misurati in condizioni di test standard (I_F=20mA) e rappresentano le prestazioni tipiche del dispositivo.

• Intensità Luminosa (I_v):1976-4600 mcd (Tipico: 2800 mcd). Questa elevata emissione è una caratteristica chiave per la visibilità in pieno giorno.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):X: 90°, Y: 45°. Il pattern ovale è ottimizzato per la visione orizzontale nella segnaletica.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):632 nm (Tipico). La specifica lunghezza d'onda di massima emissione spettrale.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):619-629 nm (Tipico: 621 nm). Definisce il colore percepito (rosso brillante).
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):20 nm (Tipico). Indica la purezza spettrale della luce emessa.
• Tensione Diretta (V_F):1.6V - 2.6V (a I_F=20mA). Deve essere considerata nella progettazione del circuito di pilotaggio.
• Corrente Inversa (I_R):10 μA Max (a V_R=5V).

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin. Ciò consente ai progettisti di selezionare i componenti che soddisfano requisiti applicativi specifici.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I bin sono definiti con una tolleranza di ±10%. I progettisti possono scegliere i bin in base ai livelli di luminosità richiesti, con i bin più alti (es. RE) che offrono l'intensità massima.

• RA:1976 - 2370 mcd
• RB:2370 - 2840 mcd
• RC:2840 - 3400 mcd
• RD:3400 - 4080 mcd
• RE:4080 - 4600 mcd

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

I bin di lunghezza d'onda garantiscono l'uniformità del colore su un display. La tolleranza è di ±1nm.

• R1:619 - 624 nm
• R2:624 - 629 nm

4. Analisi delle Curve di Prestazione

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

4.1 Distribuzione Spettrale

La curva Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Onda mostra una distribuzione stretta, simile a una Gaussiana, centrata attorno a 632 nm (picco), con una larghezza di banda tipica di 20 nm. Ciò conferma l'emissione di colore rosso puro.

4.2 Diagramma di Direttività

Il grafico del pattern di radiazione conferma visivamente la forma ovale, con i punti a metà intensità a 90° (orizzontale) e 45° (verticale). Questo è cruciale per progettare sistemi ottici per ottenere i profili di illuminazione desiderati.

4.3 Caratteristiche Elettriche

La curva Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (I-V) mostra la tipica relazione esponenziale di un diodo. Alla corrente di test di 20mA, la tensione diretta tipicamente cade tra 1.6V e 2.6V. La curva Intensità Relativa vs. Corrente Diretta è quasi lineare nell'intervallo operativo, indicando che la luminosità può essere efficacemente controllata tramite la corrente.

4.4 Dipendenza dalla Temperatura

La curva Intensità Relativa vs. Temperatura Ambiente mostra che l'emissione luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura, una caratteristica comune dei LED. La curva Corrente Diretta vs. Temperatura Ambiente (probabilmente a tensione costante) illustra come il punto di lavoro del dispositivo si sposti con la temperatura, importante per la gestione termica nell'applicazione finale.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED presenta un package standard a lampada ovale. Le dimensioni chiave includono la dimensione complessiva del corpo e la spaziatura dei terminali. I terminali hanno un passo di 2.54mm, compatibile con i layout PCB standard. Una nota critica è la sporgenza massima di 1.5mm della resina sotto la flangia, che deve essere considerata nel montaggio meccanico e nelle aree di esclusione del PCB. Tutte le dimensioni non specificate hanno una tolleranza di ±0.25mm.

5.2 Identificazione della Polarità

Il catodo è tipicamente indicato da un lato piatto sulla lente o da un terminale più corto. Per la marcatura esatta su questo specifico package (3474DKRR/MS) si deve consultare il diagramma nella scheda tecnica. La corretta polarità è essenziale per prevenire danni da polarizzazione inversa.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

Una manipolazione corretta è fondamentale per mantenere le prestazioni e l'affidabilità del LED.

6.1 Formatura dei Terminali

• La piegatura deve avvenire ad almeno 3mm dalla base del bulbo epossidico per evitare stress sull'attacco interno del die.
• La formatura deve sempre essere eseguitaprima soldering.
• della saldatura. Uno stress eccessivo durante la formatura può crepare la resina epossidica o danneggiare i bonding wires.
• Tagliare i terminali a temperatura ambiente; il taglio ad alta temperatura può indurre shock termico.
• I fori del PCB devono allinearsi perfettamente con i terminali del LED per evitare stress di montaggio, che possono degradare la tenuta epossidica nel tempo.

6.2 Condizioni di Conservazione

• Conservazione raccomandata: ≤30°C e ≤70% Umidità Relativa.
• Durata di conservazione dopo la spedizione: 3 mesi in queste condizioni.
• Per conservazioni più lunghe (fino a 1 anno), i dispositivi devono essere conservati in un contenitore sigillato con atmosfera di azoto e essiccante.
• Evitare rapidi cambi di temperatura in ambienti umidi per prevenire la condensa sui componenti.

6.3 Processo di Saldatura

• Durante la saldatura manuale o a onda, la giunzione saldata deve essere a più di 3mm di distanza dal bulbo epossidico.
• Si raccomanda di saldare solo fino alla base della barra di collegamento (tie bar) del leadframe.
• La temperatura massima di saldatura è di 260°C per 5 secondi, compatibile con i profili standard di rifusione senza piombo.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Imballaggio Resistente all'Umidità

I LED sono forniti in imballaggio resistente all'umidità per prevenire danni durante la conservazione e il trasporto. Sono tipicamente alloggiati su nastri portacomponenti a rilievo.

7.2 Specifiche del Nastro Portacomponenti e del Rullo

Vengono fornite le dimensioni dettagliate del nastro, incluso il passo dei fori di avanzamento (P=12.70mm), il passo dei componenti (F=2.54mm) e le dimensioni delle tasche. Queste sono essenziali per impostare le attrezzature automatiche pick-and-place.

7.3 Quantità di Imballaggio

• Imballaggio standard: 2500 pezzi per cartone interno.
• Imballaggio per spedizione: 10 cartoni interni (25.000 pezzi) per cartone esterno.

7.4 Spiegazione Etichetta & Numerazione del Part Number

L'etichetta dell'imballaggio include informazioni critiche per la tracciabilità e la specifica:

• CPN:Numero di parte interno del cliente.
• P/N:Numero di parte del produttore (es., 3474DKRR/MS).
• QTY:Quantità nel pacco.
• CAT:Codice bin dell'intensità luminosa (es., RA, RB, RC...).
• HUE:Codice bin della lunghezza d'onda dominante (es., R1, R2).
• REF:Codice bin della tensione diretta (se applicabile).
• LOT No:Numero di lotto di produzione per il tracciamento della qualità.

La struttura del part number 3474 D K R R - □ □ □ □ consente la specifica di diversi bin e caratteristiche opzionali.

8. Considerazioni per la Progettazione dell'Applicazione

8.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

A causa della caratteristica I-V esponenziale del diodo, è fortemente raccomandata la regolazione di corrente (non di tensione) per pilotare i LED. Una semplice resistenza in serie può essere utilizzata per applicazioni di base, ma un driver a corrente costante fornisce una migliore stabilità rispetto alle variazioni di temperatura e tensione di alimentazione. La massima corrente continua è 50mA; per il funzionamento in impulsi, fare riferimento alla I_FP rating.

8.2 Gestione Termica

Sebbene il dispositivo abbia un ampio intervallo di temperatura operativa, mantenere una temperatura di giunzione più bassa prolunga la durata e mantiene l'emissione luminosa. Assicurare un'adeguata area di rame sul PCB o un dissipatore se si opera vicino alla corrente massima (I_F=50mA) o ad alte temperature ambientali.

8.3 Integrazione Ottica

Il pattern di radiazione asimmetrico (ovale) è ideale per illuminare aree rettangolari comuni nella segnaletica. Quando si progetta un array, considerare gli angoli di visione per garantire un aspetto uniforme dalle posizioni di visione previste. Si dovrebbe evitare di miscelare bin di intensità/lunghezza d'onda diversi nello stesso display per prevenire incoerenze visibili.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Il 3474DKRR/MS si differenzia attraverso il suo specifico pattern di fascio ovale, che non è comune nei LED rotondi standard. Ciò fornisce una distribuzione della luce più efficiente e su misura per la segnaletica orizzontale senza bisogno di ottiche secondarie. La sua elevata intensità luminosa da un chip AlGaInP offre una luminosità e una saturazione del colore superiori rispetto ad alcune tecnologie alternative per l'emissione rossa. La combinazione di un ampio intervallo di temperatura operativa, conformità ambientale e una struttura di binning ben definita lo rende una scelta robusta e prevedibile per applicazioni professionali di segnaletica.

10. Domande Frequenti (FAQ)

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) è la lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale è massima (632 nm tipico). La Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d) è la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che corrisponde al colore percepito del LED (621 nm tipico). Per i LED, la lunghezza d'onda dominante è spesso più rilevante per la specifica del colore.

10.2 Posso pilotare questo LED a 160mA in modo continuo?

No. Il valore di 160mA è per la corrente direttadi picco in condizioni impulsive (ciclo di lavoro 1/10 @ 1kHz). La massima corrente direttacontinua (I_F) è 50mA. Superare questo valore può portare a surriscaldamento, accelerato decadimento del flusso luminoso e guasto catastrofico.

10.3 Come interpreto l'angolo di visione di 90°/45°?

Ciò indica l'ampiezza angolare in cui l'intensità luminosa è almeno la metà dell'intensità massima (i punti a metà intensità). Il pattern è ovale: 90° nel piano orizzontale (X) e 45° nel piano verticale (Y). Questo è ideale per un'ampia visione orizzontale come quella dei segnali stradali.

10.4 Perché le condizioni di conservazione sono importanti per i LED?

I package dei LED possono assorbire umidità dall'atmosfera. Durante il processo di saldatura ad alta temperatura, questa umidità intrappolata può espandersi rapidamente, causando delaminazione interna o "popcorning", che crepa il package e distrugge il dispositivo. Le condizioni di conservazione specificate e la durata di conservazione prevengono un eccessivo assorbimento di umidità.

11. Esempio di Applicazione Pratica

Scenario: Progettazione di un Display a Linea Singola per una Fermata dell'Autobus.

1. Requisiti:Testo rosso brillante visibile alla luce solare diretta, ampia visione orizzontale per i pedoni, funzionamento continuo.
2. Selezione del LED:Il 3474DKRR/MS è scelto per la sua alta intensità (selezionare il bin RD o RE per la massima luminosità) e l'angolo di visione orizzontale di 90°.
3. Progettazione del Circuito:Viene progettato un driver a corrente costante impostato a 20mA per LED. Ciò fornisce l'intensità luminosa tipica garantendo affidabilità e coerenza a lungo termine. Le resistenze in serie sono calcolate in base alla tensione di uscita del driver e alla V_F range.
4. Layout Meccanico:I LED sono posizionati su un PCB con fori corrispondenti al passo dei terminali di 2.54mm. L'orientamento della lente ovale è allineato per massimizzare la diffusione di 90° lungo la riga di testo. Un pannello diffusore può essere posizionato davanti per fondere i singoli punti in caratteri uniformi.
5. Considerazione Termica:Il PCB è progettato con un'adeguata area di rame per dissipare il calore, poiché il display potrebbe essere racchiuso ed esposto al sole estivo.

12. Principio di Funzionamento

Il 3474DKRR/MS è una sorgente luminosa a semiconduttore. Il suo cuore è un chip realizzato in Fosfuro di Alluminio Gallio Indio (AlGaInP). Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva del semiconduttore dove si ricombinano. Questo processo di ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica composizione della lega AlGaInP determina l'energia del bandgap, che definisce direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa - in questo caso, nello spettro rosso (~621-632 nm). La lente epossidica rossa diffondente incapsula il chip, fornendo protezione meccanica, modellando il pattern di radiazione in una forma ovale e diffondendo la luce per creare un aspetto più uniforme.

13. Tendenze Tecnologiche

Nel campo della segnaletica e dell'illuminazione specializzata, la tecnologia LED continua ad evolversi verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), un miglioramento della resa cromatica e un maggiore controllo ottico. Mentre i LED bianchi standard avanzano rapidamente, i LED colorati discreti come il rosso basato su AlGaInP rimangono cruciali per applicazioni che richiedono colori saturi specifici, alta affidabilità ed elettronica di pilotaggio semplice. Le tendenze includono l'integrazione di circuiti di controllo a bordo (es., LED RGB indirizzabili) e un'ulteriore miniaturizzazione. Tuttavia, per applicazioni monocromatiche robuste e ad alta luminosità come la segnaletica dei trasporti, i componenti discreti con affidabilità collaudata e pattern di fascio specifici, come la lampada ovale qui discussa, mantengono un ruolo significativo nella progettazione.