Con la crescente domanda di chiare e puntuali comunicazioni relative alle informazioni critiche e rilevanti in vari ambienti operativi, l'impiego della tecnologia Led nella fase di progetto e di produzione di insegne elettroniche, è cresciuta in modo esponenziale negli ultimi anni. Questa crescente domanda ha costretto i fabbricanti di prodotti basati su Led a progettare soluzioni più piccole, meno costose, caratterizzate da una più elevata efficienza, con minor consumo per soddisfare le richieste di risparmio energetico, e realizzare soluzioni in grado di operare in varie condizioni ambientali. Anche con l'adozione diffusa della tecnologia Led il percorso dell'innovazione nel settore delle insegne continua. Lo standard attuale utilizza la tecnologia through-hole che, sfortunatamente, presenta ancora limitazioni tecniche a motivo del fatto che il Led TH richiede più spazio sul circuito stampato di un analogo Led che sfrutta la tecnologia del montaggio superficiale. Il Led through-hole limitano anche la progettazione, in quanto consentono solo l'utilizzo di un circuito stampato a doppia faccia, che presenta un impatto nelle dimensioni, nel peso e nel costo di uno schermo basato sull'impiego di questa tipologia di Led.
Led Smt ovali e rotondi
I Led Smt attualmente disponibili presentano alcune limitazioni nei valori di luminosità disponibili e nella sensibilità all'umidità. Per rispondere a questa necessità dei Led per insegne elettroniche, Avago ha annunciato la disponibilità delle prime lampade Led per montaggio superficiale ovali e rotonde ad alta luminosità, adatte all'impiego nelle insegne elettroniche da utilizzare in ambienti esterni o in ambienti protetti. Questi prodotti sono stati sviluppati come il risultato di una stretta collaborazione con i clienti che progettano, producono e supportano schermi di grandi dimensioni per l'intrattenimento, display per infotainment installati in aree pubbliche, e applicazioni per esterni come insegne a messaggio variabile con aree grafiche a colori RGBY e/o aree alfanumeriche, e insegne a messaggio singolo destinate al controllo delle corsie stradali, alla segnalazione di limiti di velocità variabili, e alla visualizzazione di segnali di allarme. I Led tondi ALMD-xx3D e ovali ALMD-Lx36 di Avago (disponibili nei colori ambra, rosso, verde e blu) forniscono sotto il profilo ottico prestazioni simili a quelle delle lampade Led through-hole ad alta luminosità, e possono essere assemblati utilizzando un processo standard per Smt. Per fornire al cliente una elevate uniformità, ciascuna bobina contiene dispositivi caratterizzati da una simile intensità luminosa e identico colore, fattori che consentono di ottenere una più uniforme presentazione dell'informazione per l'utilizzatore del pannello di messaggistica, anche sotto l'aspetto dell'angolo di visuale. Le caratteristiche principali comprendono: un fattore di forma compatto e un ben definito diagramma di radiazione spaziale; un angolo di visuale di 30 ° per il Led tondo, che diventa di 40 x 90 ° per il Led ovale; lenti colorate; materiale caratterizzato da elevate luminosità; compatibilità con i processi di saldatura a rifusione; impiego di una resina epossidica di grado ottico che garantisce un livello di sensibilità all'umidità di grado 2A.
Esigenze applicative
Uno dei clienti partner, Imago Screens, ha adottato la tecnologia dei Led Smt di Avago, e ha presentato l'ultima nata delle sue insegne a messaggio variabile all'International Road Safety and Equipment Exhibition. La collaborazione tra Avago e Imago Screens comprendeva uno specifico numero di questioni sottoposte agli ingegneri di Avago responsabili del progetto. Gli obiettivi che il progetto si era fissato erano i seguenti: ridurre i costi di assemblaggio; evitare di utilizzare la lente di copertura del Led che nei dispositivi Smt limita l'angolo di visuale; migliorare il contrasto impiegando lenti colorate che riducono la riflessione; sviluppare un Led “spider”, ovvero una lampada con contenitore quadrato; fornire prestazioni ottiche simili con un consumo ridotto. Gli ingegneri di Avago sono stati capaci di soddisfare la maggior parte delle richieste. L'alta luminosità, il basso consumo e un'affidabilità di livello superiore nell'utilizzo in esterni sono fattori determinanti nelle applicazioni delle insegne elettroniche. Per ottenere un'elevata luminosità con basso consumo di corrente è necessario che il flusso luminoso emesso dal Led sia concentrato in modo efficiente per ottenere un angolo di visuale di 30° per il tipo tondo, e di 40° x 100° per il tipo ovale. La base del semiconduttore e i terminali del frame devono essere progettati in modo da consentire il posizionamento del riflettore il più vicino possibile al Led. Oltre a questo si rende necessaria l'aggiunta di una lente ottica allo scopo di creare il contenitore completo. L'insieme di un riflettore posizionato sul frame e della lente epoxy usata come incapsulante, normalmente si traduce in una combinazione soggetta a severi stress termici e meccanici. Questo provoca un potenziale problema di affidabilità in un'applicazione per esterni, e a questo si aggiunge il fatto che non è semplice rendere la lente del Led compatibile con i processi di saldatura per rifusione mantenendo allo stesso tempo una resistenza all'umidità in accordo al livello richiesto. Per raggiungere questi obiettivi richiesti dall'industria delle insegne e fornire componenti con un elevato livello MLS, gli ingegneri di Avago hanno introdotto alcune innovazioni tecnologiche, per le quali sono stati depositati numerosi brevetti, che comprendono innovazioni nella forma e nella geometria delle lenti per massimizzare la luminosità, lo sviluppo di un frame di forma innovativa che consente una stretta integrazione del riflettore, e lo sviluppo di una miscela epoxy speciale in grado di fornire il livello di resistenza all'umidità richiesto per le lampade Led Smt utilizzate nelle applicazioni per esterni. I dispositivi Smt di Avago risultano compatti sia in termini di fattore di forma che nel diagramma spaziale di radiazione. La combinazione del progetto del contenitore e del materiale epossidico rappresentano la prima soluzione disponibile a livello mondiale in grado di soddisfare o superare le richieste poste dall'industria, offrendo allo stesso tempo le caratteristiche prestazionali necessarie nelle insegne e nei pannelli di segnalazione per esterni. Dal punto di vista del fabbricante di insegne, il gran numero di Led utilizzati nelle applicazioni di insegne elettroniche per pannello del display è estremamente elevato, e impone la necessità di disporre di lampade con package semplici, convenienti e di semplice assemblaggio. Gli ingegneri che progettano e producono segnaletica possono utilizzare processi familiari per assemblare i dispositivi di Avago, come ad esempio un processo di saldatura a rifusione che si traduce in un più rapido, più efficiente e conveniente assemblaggio della scheda. Questi miglioramenti tecnologici coperti da brevetti offrono al cliente una grande semplicità di assemblaggio grazie all'impiego di sistemi pick & place e un processo di saldatura a rifusione, fornendo ai progettisti la soluzione con la tempistica più breve per arrivare alla produzione di massa. Utilizzando la vecchia tecnologia Through-Hole, i progettisti sono costretti a utilizzare Pcb a due soli strati. I Led Smt di Avago consentono ai progettisti di realizzare Pcb multistrato che riducono il numero di stampati necessari. Impiegando l'Smt l'intera superficie frontale della scheda può contenere Led consentendo di poter piazzare i driver, i controllori e altri componenti sul lato posteriore della scheda, aumentando la densità dei componenti che a sua volta consente di ridurre lo spessore, il peso e il costo di tutta l'insegna basata sui Led.
