Scheda Tecnica LED Bianco 334-15/F1C2-7VXA - Package T-1 3/4 - 20mA - 3.2V Tip. - 110mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED bianco ad alta luminosità. Il dispositivo è alloggiato nel popolare package rotondo T-1 3/4, rendendolo adatto a un'ampia gamma di applicazioni di indicazione e illuminazione. Il suo vantaggio principale risiede nella combinazione di un fattore di forma compatto e standard del settore con un'elevata emissione luminosa.

I mercati target principali includono applicazioni che richiedono indicatori visivi chiari e luminosi, come pannelli messaggi, indicatori di stato, retroilluminazione per piccoli display e luci di segnalazione. Il prodotto è progettato per soddisfare i requisiti generali di affidabilità e prestazioni nell'elettronica di consumo e industriale.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo è progettato per operare entro limiti elettrici e termici rigorosi per garantire un'affidabilità a lungo termine. La corrente diretta continua (I_F) è nominalmente di 30 mA, con una corrente diretta di picco (I_FP) di 100 mA ammissibile in condizioni pulsate (duty cycle 1/10 a 1 kHz). La tensione inversa massima (V_R) è di 5 V. La dissipazione di potenza totale (P_d) non deve superare i 110 mW. L'intervallo di temperatura operativa è da -40°C a +85°C, e lo stoccaggio può avvenire da -40°C a +100°C. Il dispositivo può resistere a scariche elettrostatiche (ESD) fino a 4 kV (Modello Corpo Umano). La temperatura massima di saldatura è di 260°C per 5 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

I parametri prestazionali chiave sono misurati in una condizione di test standard di 20 mA di corrente diretta e una temperatura ambiente (T_a) di 25°C. La tensione diretta (V_F) tipicamente è compresa tra 2,8 V e 3,6 V. L'intensità luminosa (I_V) ha un valore tipico, con un'ampia gamma di binning da 11.250 mcd a 22.500 mcd. L'angolo di visione (2θ_1/2) è di circa 20 gradi, fornendo un fascio relativamente focalizzato. Le coordinate cromatiche tipiche sono x=0,30, y=0,29 secondo lo spazio colore CIE 1931, indicando un punto di bianco. La corrente inversa (I_R) è limitata a un massimo di 50 μA con una polarizzazione inversa di 5 V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I LED sono suddivisi in bin in base alla loro intensità luminosa misurata a 20 mA. Ciò garantisce coerenza nella luminosità per le applicazioni di produzione. I codici bin sono V (11.250-14.250 mcd), W (14.250-18.000 mcd) e X (18.000-22.500 mcd). Si applica una tolleranza generale di ±10% all'intensità luminosa.

3.2 Binning della Tensione Diretta

Per agevolare la progettazione del circuito per la caduta di tensione e la regolazione della corrente, i LED sono anche classificati per tensione diretta. I bin sono 0 (2,8-3,0V), 1 (3,0-3,2V), 2 (3,2-3,4V) e 3 (3,4-3,6V). L'incertezza di misura per questo parametro è di ±0,1V.

3.3 Binning del Colore

Il punto di bianco è controllato entro regioni specifiche sul diagramma cromatico CIE. Il prodotto utilizza una combinazione di gruppi di colore, specificatamente B5 e B6. Le coordinate per questi gruppi definiscono un'area quadrilatera sul grafico CIE, garantendo che l'emissione di luce bianca rientri in un intervallo accettabile di temperatura di colore correlata (CCT), indicato visivamente tra 5600K e 9000K sul diagramma fornito.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include diverse curve caratteristiche cruciali per i progettisti. Lacurva Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Ondamostra la distribuzione spettrale di potenza della luce bianca, che è uno spettro ampio risultante da un chip InGaN blu che eccita un fosforo. Ildiagramma di Direttivitàillustra la distribuzione spaziale della luce, confermando l'angolo di visione di 20 gradi. Lacurva Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)è essenziale per determinare il punto di lavoro e progettare il circuito di limitazione della corrente. Lacurva Intensità Relativa vs. Corrente Direttamostra come l'emissione luminosa scala con la corrente di pilotaggio, importante per considerazioni di dimmerazione o sovrapilotaggio. Ilgrafico Coordinate Cromatiche vs. Corrente Direttaindica come il punto di bianco può spostarsi con diverse correnti di pilotaggio. Infine, lacurva Corrente Diretta vs. Temperatura Ambienteè fondamentale per comprendere i requisiti di derating e le esigenze di gestione termica nell'applicazione.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il LED utilizza un package rotondo standard T-1 3/4 (5mm) con due terminali assiali. Viene fornito un disegno dimensionale dettagliato. Le dimensioni chiave includono il diametro dei terminali, il diametro del bulbo e la lunghezza totale. La spaziatura dei terminali è misurata dove essi escono dal corpo del package. Le note specificano che tutte le dimensioni sono in millimetri con una tolleranza standard di ±0,25mm salvo diversa indicazione. La massima sporgenza della resina sotto la flangia è di 1,5mm. Viene enfatizzato il corretto allineamento dei fori del PCB con i terminali del LED per evitare stress meccanici durante il montaggio.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

È richiesta una manipolazione corretta per mantenere l'integrità del dispositivo. Per laformatura dei terminali, la piegatura deve avvenire ad almeno 3mm dalla base del bulbo in epossidico e dovrebbe essere eseguita prima della saldatura. Lo stress sul package deve essere evitato. Il taglio dei terminali deve essere effettuato a temperatura ambiente. Per lostoccaggio, i LED dovrebbero essere conservati a ≤30°C e ≤70% UR. La durata di conservazione dalla spedizione è di 3 mesi; per stoccaggi più lunghi, è consigliato un ambiente controllato per l'umidità e riempito di azoto. Vanno evitati rapidi cambi di temperatura in condizioni umide. Per lasaldatura, il giunto deve essere ad almeno 3mm dal bulbo in epossidico. Le condizioni consigliate sono: per saldatura manuale, temperatura della punta del saldatore ≤300°C (max 30W) per ≤3 secondi; per saldatura ad onda o ad immersione, pre-riscaldo ≤100°C per ≤60 secondi e bagno di saldatura a ≤260°C per ≤5 secondi.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

I LED sono imballati in materiali resistenti all'umidità e anti-statici. Sono forniti in buste anti-elettrostatiche, poste in scatole interne, che sono poi imballate in scatole esterne. La quantità di imballaggio è flessibile: un minimo di 200 a un massimo di 500 pezzi per busta, con 5 buste per scatola interna e 10 scatole interne per cartone master (esterno). L'etichetta sull'imballaggio include campi per il Numero di Produzione del Cliente (CPN), Numero di Parte (P/N), Quantità (QTY), Classe di Intensità Luminosa e Tensione (CAT), Classe di Colore (HUE), Riferimento (REF), Numero di Lotto (LOT No.) e Luogo di Produzione.

8. Suggerimenti Applicativi

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED ad alta intensità è ideale per applicazioni che richiedono una luce puntiforme e brillante. Gli usi principali includono:Pannelli Messaggi e Segnaletica: Dove i singoli pixel devono essere chiaramente visibili.Indicatori di Stato Ottici: In apparecchiature dove è necessario un segnale luminoso "alimentazione accesa" o "sistema attivo", anche in ambienti ben illuminati.Retroilluminazione: Per piccoli display LCD, tastiere o legende di pannelli.Luci di Segnalazione e Posizione: Nell'elettronica di consumo, interni automobilistici o controlli industriali.

8.2 Considerazioni di Progettazione

Quando si progetta con questo LED, gli ingegneri devono considerare:Limitazione della Corrente: Utilizzare sempre una resistenza in serie o un driver a corrente costante per mantenere la corrente diretta a o al di sotto di 30 mA in continuo. La curva I-V dovrebbe essere consultata per la specifica V_F bin. Gestione Termica: Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, garantire che il dispositivo operi entro la sua temperatura nominale è vitale per la longevità, specialmente in spazi chiusi o ad alte temperature ambientali. Fare riferimento alla curva di derating.Angolo di Visione: Il fascio di 20 gradi è relativamente stretto. Per un'illuminazione più ampia, potrebbero essere necessari diffusori o lenti.Protezione ESD: Sebbene classificato per 4kV HBM, sono raccomandate le normali precauzioni ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto ai LED bianchi 5mm generici, questo prodotto si differenzia principalmente attraverso il suobinning ad alta intensità luminosa, offrendo emissioni minime garantite fino a 22.500 mcd, che è significativamente più luminoso delle offerte standard. La fornitura di un dettagliatobinning della tensione diretta e del coloreconsente un controllo di progettazione più stretto in applicazioni dove la coerenza del colore o la precisa caduta di tensione sono critiche, come in array multi-LED o dispositivi alimentati a batteria. L'inclusione di undiodo Zener(con specificati V_Ze I_Z) per la protezione dalla tensione inversa è una caratteristica non presente in tutti i LED di base, aggiungendo un livello di robustezza nei progetti di circuito suscettibili a transitori di tensione.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Quale valore di resistenza devo usare per un'alimentazione a 12V?

R: Usando la Legge di Ohm (R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F) e assumendo una V_Ftipica di 3,2V e una I_Fdesiderata di 20mA: R = (12V - 3,2V) / 0,02A = 440 Ω. Utilizzare il valore standard successivo (es. 470 Ω) e verificare la corrente effettiva e la potenza nominale della resistenza.

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

R: Sì, 30mA è la corrente diretta continua nominale. Tuttavia, operare al valore massimo nominale può ridurre la durata e aumentare la temperatura di giunzione. Per una longevità ottimale, si consiglia di pilotare a 20mA o meno se l'intensità luminosa è sufficiente.

D: Come influisce la temperatura sulle prestazioni?

R: Come mostrato nella curva Corrente Diretta vs. Temperatura Ambiente, la corrente diretta ammissibile diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente oltre i 25°C per mantenere la temperatura di giunzione entro limiti sicuri. L'emissione luminosa tipicamente diminuisce anche con l'aumentare della temperatura di giunzione.

D: Qual è lo scopo dei bin di colore B5 e B6?

R: Questi bin definiscono una regione specifica sul diagramma dei colori CIE. Mescolare LED da questi bin permette un aspetto del bianco coerente in un assemblaggio, anche se le singole unità hanno lievi variazioni. Garantisce che il punto di bianco rimanga entro un intervallo visivamente accettabile, tipicamente di bianco freddo.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Caso: Progettare un Indicatore di Stato ad Alta Visibilità per Attrezzature Esterne

Un ingegnere necessita di un LED di stato visibile alla luce solare diretta. Selezionare un LED dal bin di luminosità più alto (X: 18.000-22.500 mcd) è cruciale. Per garantire l'affidabilità in un ambiente esterno con temperature estreme, viene eseguita un'analisi termica utilizzando la curva di derating. Il LED sarà pilotato a 20mA utilizzando un circuito a corrente costante per mantenere la luminosità indipendentemente da piccole fluttuazioni della tensione della batteria. Lo stretto angolo di visione di 20 gradi è un vantaggio qui, concentrando la luce verso la linea di vista prevista dell'utente. Potrebbe essere applicato un rivestimento conformale al PCB, ma bisogna fare attenzione a non contaminare la lente del LED, e il rivestimento deve essere compatibile con la resina epossidica.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo è un LED bianco a conversione di fosforo. L'elemento emettitore di luce principale è un chip semiconduttore realizzato in Nitruro di Gallio e Indio (InGaN). Quando viene applicata una corrente diretta, elettroni e lacune si ricombinano all'interno del chip, emettendo fotoni principalmente nella regione blu dello spettro. Questa luce blu non viene emessa direttamente. Invece, colpisce uno strato di materiale fosforo (tipicamente Granato di Alluminio e Ittrio drogato con Cerio, o YAG:Ce) depositato all'interno della coppa riflettente del package del LED. Il fosforo assorbe una porzione della luce blu e la riemette come uno spettro ampio di luce gialla. La combinazione della luce blu residua e della luce gialla generata si mescola per produrre la percezione di luce bianca all'occhio umano. La tonalità esatta o temperatura di colore correlata (CCT) della luce bianca è determinata dalla composizione e dallo spessore dello strato di fosforo.

13. Tendenze Tecnologiche e Contesto

Il package rotondo per LED T-1 3/4 (5mm) è una tecnologia matura e ampiamente adottata. I suoi vantaggi chiave sono il basso costo, la facilità di manipolazione per l'assemblaggio a foro passante e l'alta affidabilità. La tendenza nel più ampio settore dei LED è verso i package per dispositivi a montaggio superficiale (SMD) (come 2835, 5050, ecc.) per una maggiore densità, una migliore gestione termica e un assemblaggio automatizzato. Tuttavia, il package a foro passante rimane rilevante per applicazioni che richiedono un'alta luminosità puntiforme, robustezza in ambienti ad alta vibrazione, assemblaggio o riparazione manuale, e in contesti educativi o hobbistici. La tecnologia qui descritta rappresenta l'ottimizzazione di un tipo di package classico, concentrandosi sul fornire un'alta intensità luminosa e parametri prestazionali ben definiti per soddisfare le esigenze sia delle applicazioni legacy che di specifiche applicazioni moderne dove il suo fattore di forma e le sue caratteristiche prestazionali sono ideali.