Scheda Tecnica LED Lamp 264-7SURD/S530-A3 - Rosso Brillante - 20mA - 125mcd - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche per un LED lamp ad alta luminosità, di colore rosso brillante. Il dispositivo fa parte di una serie progettata per applicazioni che richiedono un'uscita luminosa superiore. Utilizza la tecnologia a chip AlGaInP incapsulata in una resina diffondente rossa, ottenendo un'emissione rossa distinta e vibrante. Il prodotto è progettato con affidabilità e robustezza come principi fondamentali, garantendo prestazioni costanti in vari assemblaggi elettronici.

Il LED è conforme ai principali standard ambientali e di sicurezza, inclusi RoHS, REACH UE, ed è privo di alogeni (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). È disponibile con diversi angoli di visione e può essere fornito su nastro e bobina per processi di assemblaggio automatizzati, soddisfacendo le esigenze della produzione di grandi volumi.

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

2.1 Valori Massimi Assoluti

I Valori Massimi Assoluti definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Questi non sono condizioni per il funzionamento normale.

• Corrente Diretta Continua (IF):25 mA. Questa è la massima corrente continua che può essere applicata in modo continuo al LED senza rischio di degrado.
• Corrente Diretta di Picco (IFP):60 mA. Questo valore si applica in condizioni pulsate con un ciclo di lavoro di 1/10 a 1 kHz. Superare questo valore in funzionamento stazionario causerà probabilmente un guasto.
• Tensione Inversa (VR):5 V. Applicare una tensione di polarizzazione inversa superiore a questa può danneggiare la giunzione semiconduttrice del LED.
• Dissipazione di Potenza (Pd):60 mW. Questa è la massima potenza che il package può dissipare, calcolata come Tensione Diretta (VF) x Corrente Diretta (IF).
• Temperatura di Funzionamento & Stoccaggio:Il dispositivo è valutato per funzionare da -40°C a +85°C e può essere stoccato da -40°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura (Tsol):I terminali possono resistere a 260°C per 5 secondi durante i processi di saldatura.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati in condizioni di test standard di Ta=25°C e IF=20mA, fornendo i dati di prestazione di base.

• Intensità Luminosa (Iv):Il valore tipico è 125 mcd (millicandela), con un minimo di 63 mcd. Questo quantifica la luminosità percepita dall'occhio umano dell'emissione di luce rossa.
• Angolo di Visione (2θ1/2):60 gradi (tipico). Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore di picco, definendo l'ampiezza del fascio.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λp):632 nm (tipico). Questa è la lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale raggiunge il suo massimo.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):624 nm (tipico). Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano, che definisce la tonalità del colore (rosso brillante).
• Tensione Diretta (VF):Varia da 1.7V (min) a 2.4V (max), con un valore tipico di 2.0V a 20mA. Questa è la caduta di tensione ai capi del LED durante il funzionamento.
• Corrente Inversa (IR):Massimo di 10 µA quando viene applicata una polarizzazione inversa di 5V.

Si notano le incertezze di misura: ±0.1V per VF, ±10% per Iv, e ±1.0nm per λd.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

La scheda tecnica indica l'uso di un sistema di binning per i parametri chiave, come riferito nella spiegazione dell'etichetta di imballaggio. Questo sistema garantisce la coerenza di colore e luminosità entro tolleranze definite per i lotti di produzione.

• CAT (Classi di Intensità Luminosa):Binning per l'uscita luminosa (Iv).
• HUE (Classi di Lunghezza d'Onda Dominante):Binning per il punto colore (λd), cruciale per applicazioni che richiedono un abbinamento cromatico preciso.
• REF (Classi di Tensione Diretta):Binning per la caduta di tensione diretta (VF), che può essere importante per la progettazione del driver e la gestione dell'alimentazione.

I valori specifici dei codici bin e i loro intervalli non sono dettagliati in questo estratto ma sono tipicamente forniti in documenti di binning separati dal produttore.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include diversi grafici caratteristici che illustrano il comportamento del dispositivo in condizioni variabili.

4.1 Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Onda

Questa curva di distribuzione spettrale mostra l'uscita luminosa in funzione della lunghezza d'onda, centrata attorno al picco di 632 nm. La larghezza di banda stretta (Δλ tip. 20 nm) conferma un colore rosso saturo.

4.2 Diagramma di Direttività

Un grafico polare che illustra la distribuzione spaziale della luce, correlata all'angolo di visione di 60 gradi. Mostra come l'intensità diminuisce dall'asse centrale.

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

Questo grafico mostra la relazione esponenziale tra corrente e tensione, tipica di un diodo. La curva aiuta nella progettazione del circuito di limitazione della corrente.

4.4 Intensità Relativa vs. Corrente Diretta

Mostra che l'uscita luminosa aumenta con la corrente ma può diventare sub-lineare a correnti più elevate a causa dell'efficienza ridotta e degli effetti termici.

4.5 Intensità Relativa vs. Temperatura Ambiente

Dimostra il coefficiente di temperatura negativo dell'uscita luminosa. L'intensità luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente, aspetto critico per la gestione termica nell'applicazione.

4.6 Corrente Diretta vs. Temperatura Ambiente

Può illustrare le linee guida di derating, mostrando come la massima corrente diretta ammissibile dovrebbe essere ridotta a temperature ambiente più elevate per rimanere entro i limiti di dissipazione di potenza.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Disegno Dimensionale del Package

Viene fornito un disegno meccanico dettagliato che mostra le dimensioni fisiche del LED. Le note chiave includono: tutte le dimensioni sono in millimetri, l'altezza della flangia deve essere inferiore a 1.5mm e la tolleranza generale è ±0.25mm salvo diversa specificazione. Il disegno definisce la spaziatura dei terminali, le dimensioni del corpo e la forma complessiva, essenziali per la progettazione dell'impronta PCB.

5.2 Identificazione della Polarità

Il catodo è tipicamente identificato da un lato piatto sulla lente del LED o da un terminale più corto. Il disegno nella scheda tecnica dovrebbe indicarlo chiaramente, aspetto vitale per un'installazione corretta e per prevenire la polarizzazione inversa.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

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

6.1 Formatura dei Terminali

• Piegare i terminali in un punto ad almeno 3mm dalla base del bulbo in epossidico.
• Eseguire la formatura prima della saldatura.
• Evitare di stressare 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 Stoccaggio

• Conservare a ≤30°C e ≤70% UR. La durata di conservazione è di 3 mesi dopo la spedizione.
• Per conservazioni più lunghe (fino a 1 anno), utilizzare un contenitore sigillato con azoto e essiccante.
• Evitare rapidi cambiamenti di temperatura in ambienti umidi per prevenire la condensa.

6.3 Saldatura

Regola Generale:Mantenere una distanza minima di 3mm dal giunto di saldatura al bulbo in epossidico.

Saldatura Manuale:Temperatura punta del saldatore max 300°C (per un saldatore da 30W), tempo di saldatura max 3 secondi.

Saldatura ad Onda/Ad Immersione:Temperatura di preriscaldamento max 100°C per max 60 secondi. Temperatura del bagno di saldatura max 260°C per max 5 secondi.

Profilo:È incluso un grafico del profilo di temperatura di saldatura raccomandato, che mostra le zone di preriscaldamento, stabilizzazione, rifusione e raffreddamento per minimizzare lo shock termico.

Note Critiche:

• Evitare stress sui terminali durante le fasi ad alta temperatura.
• Non saldare (ad immersione o manuale) più di una volta.
• Proteggere il LED da shock meccanici finché non si raffredda a temperatura ambiente dopo la saldatura.
• Evitare un raffreddamento rapido dalla temperatura di picco.
• Utilizzare la temperatura di saldatura efficace più bassa.

6.4 Pulizia

• Se necessario, pulire solo con alcol isopropilico a temperatura ambiente per ≤1 minuto.
• Evitare la pulizia ad ultrasuoni. Se assolutamente necessaria, qualificare preventivamente il processo per assicurarsi che non si verifichino danni.

6.5 Gestione Termica

Una nota breve ma cruciale sottolinea che la gestione termica deve essere considerata durante la fase di progettazione dell'applicazione. La corrente operativa dovrebbe essere impostata tenendo conto della temperatura di giunzione, poiché il calore eccessivo riduce l'uscita luminosa e la durata di vita.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche di Imballaggio

I LED sono imballati in una busta anti-statico, posti in una scatola interna e poi in una scatola esterna per la protezione durante la spedizione.

Quantità di Imballaggio:Minimo 200 fino a 1000 pezzi per busta. Quattro buste sono imballate in una scatola interna. Dieci scatole interne sono imballate in una scatola esterna.

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta di imballaggio contiene diversi codici:

• CPN:Numero di Produzione del Cliente
• P/N:Numero di Produzione (es., 264-7SURD/S530-A3)
• QTY:Quantità di Imballaggio
• CAT, HUE, REF:Codici di binning rispettivamente per Intensità Luminosa, Lunghezza d'Onda Dominante e Tensione Diretta.
• LOT No:Numero di Lotto di Produzione per la tracciabilità.

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Le applicazioni elencate includono televisori, monitor, telefoni e computer. Ciò indica l'uso come luci spia, retroilluminazione per piccoli display o LED di stato nell'elettronica di consumo e nelle apparecchiature IT.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Limitazione della Corrente:Utilizzare sempre una resistenza in serie o un driver a corrente costante per limitare IF al valore desiderato (es., 20mA per la luminosità tipica), mai collegare direttamente a una sorgente di tensione.
• Progettazione Termica:Assicurarsi che il PCB e l'ambiente circostante consentano un'adeguata dissipazione del calore, specialmente se si opera vicino ai valori massimi assoluti o in spazi chiusi.
• Progettazione Ottica:L'angolo di visione di 60 gradi è adatto per una visione ampia. Considerare la progettazione di lenti o guide luminose se è necessario modellare il fascio.
• Protezione ESD:Sebbene non altamente sensibile, si raccomandano le precauzioni standard di manipolazione ESD durante l'assemblaggio.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Sebbene un confronto diretto con altri numeri di parte non sia fornito in questa singola scheda tecnica, le caratteristiche chiave di differenziazione di questa serie di LED possono essere dedotte:

• Materiale:Uso del materiale semiconduttore AlGaInP, altamente efficiente per i colori rosso e ambra, rispetto alle tecnologie più vecchie.
• Luminosità:Posizionata come una serie a "maggiore luminosità" all'interno della sua categoria.
• Conformità:La piena conformità alle moderne normative ambientali (RoHS, REACH, Senza Alogeni) è un vantaggio significativo.
• Robustezza:La scheda tecnica enfatizza una costruzione affidabile e robusta, suggerendo una buona resistenza meccanica e termica.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D1: Quale valore di resistenza dovrei usare con un'alimentazione a 5V per ottenere 20mA?

R1: Utilizzando la Legge di Ohm: R = (V_alimentazione - VF) / IF. Con V_alimentazione=5V, VF(tip)=2.0V, IF=0.02A, R = (5-2)/0.02 = 150 Ω. Utilizzare una resistenza standard da 150 Ω. Calcolare sempre per il caso peggiore VF(min) per assicurarsi che la corrente non superi i limiti.

D2: Posso pilotare questo LED con un'alimentazione a 3.3V?

R2: Sì. Utilizzando lo stesso calcolo: R = (3.3-2.0)/0.02 = 65 Ω. Una resistenza standard da 68 Ω sarebbe appropriata. Assicurarsi che l'alimentazione possa fornire la corrente richiesta.

D3: Perché l'uscita luminosa diminuisce ad alte temperature?

R3: Questa è una caratteristica fondamentale dei LED semiconduttori. L'aumento della temperatura aumenta il tasso di ricombinazione non radiativa all'interno del chip, riducendo l'efficienza quantica interna (IQE), diminuendo così l'uscita luminosa.

D4: Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco e Lunghezza d'Onda Dominante?

R4: La Lunghezza d'Onda di Picco (λp) è il picco fisico dello spettro emesso. La Lunghezza d'Onda Dominante (λd) è la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che corrisponderebbe alla percezione del colore della luce del LED. Per un colore saturo come questo rosso, sono vicine ma non identiche.

11. Esempio di Caso d'Uso Pratico

Scenario: Progettazione di un pannello indicatore di stato per un router di rete.

Il LED (264-7SURD/S530-A3) è selezionato per la sua uscita rossa brillante e affidabilità. Quattro LED sono utilizzati per indicare Alimentazione, Internet, Wi-Fi e attività Ethernet.

Passaggi di Progettazione:

1. Layout PCB: Posizionare i LED secondo il disegno meccanico, assicurando un distanziamento di 3mm dalle piazzole di saldatura a qualsiasi foro per la lente nel pannello.

2. Progettazione del Circuito: Utilizzando una linea di sistema a 3.3V, calcolare la resistenza in serie: R = (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65Ω. Selezionare resistenze da 68Ω, 1/8W. La dissipazione di potenza nella resistenza è I^2*R = (0.02^2)*68 = 0.0272W, ben entro il rating.

3. Considerazione Termica: Il pannello è ventilato e i LED sono distanziati. La temperatura ambiente operativa stimata è di 45°C. Facendo riferimento alla curva "Intensità Relativa vs. Temp. Ambiente", l'uscita sarà leggermente ridotta ma accettabile.

4. Assemblaggio: Seguire il profilo di saldatura ad onda specificato. Dopo l'assemblaggio, eseguire un'ispezione visiva e un test funzionale.

12. Introduzione al Principio

Questo LED opera sul principio dell'elettroluminescenza in una giunzione p-n semiconduttrice. La regione attiva è composta da Fosfuro di Alluminio Gallio Indio (AlGaInP). Quando viene applicata una tensione diretta, gli elettroni dalla regione di tipo n e le lacune dalla regione di tipo p vengono iniettati nella regione attiva. Quando questi portatori di carica si ricombinano, rilasciano energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega AlGaInP determina l'energia del bandgap, che a sua volta definisce la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa—in questo caso, nello spettro rosso (~624-632 nm). Il package in resina epossidica rossa diffondente serve a proteggere il chip semiconduttore, agire come una lente primaria per modellare l'uscita luminosa e diffondere la luce per creare un aspetto uniforme.

13. Tendenze di Sviluppo

L'evoluzione dei LED indicatori come questo segue diverse tendenze del settore:

• Aumento dell'Efficienza:I continui miglioramenti nella scienza dei materiali e nella crescita epitassiale mirano a produrre più luce (lumen) per unità di potenza elettrica in ingresso (watt), riducendo il consumo energetico.
• Miniaturizzazione:Sebbene i package through-hole rimangano popolari per la robustezza, c'è una tendenza parallela verso package per dispositivi a montaggio superficiale (SMD) più piccoli per progetti PCB ad alta densità.
• Affidabilità e Durata di Vita Migliorate:I miglioramenti nei materiali di incapsulamento, nelle tecniche di attacco del die e nella tecnologia dei fosfori (per LED bianchi) continuano a spingere le durate di vita nominali più a lungo, anche a temperature operative più elevate.
• Coerenza del Colore e Binning:Tolleranze di binning più strette per la lunghezza d'onda dominante, il flusso luminoso e la tensione diretta stanno diventando standard, consentendo un migliore abbinamento dei colori nelle applicazioni multi-LED senza selezione manuale.
• Integrazione:Le tendenze includono l'integrazione di resistenze limitatrici di corrente o IC di controllo all'interno del package del LED per semplificare la progettazione del circuito.

Queste tendenze sono guidate dalle richieste dei mercati automobilistico, dell'elettronica di consumo e dell'illuminazione generale per componenti più efficienti, affidabili e facili da integrare nel design.