Scheda Tecnica LED Verde Diffuso LTL307GC5D - Package T-1 3/4 - 2.6V Max - 75mW - Documento Tecnico Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTL307GC5D è un LED verde diffuso progettato per il montaggio through-hole su circuiti stampati (PCB) o pannelli. Utilizza un materiale semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) come sorgente luminosa, noto per produrre luce verde efficiente e brillante. Il dispositivo è alloggiato nel popolare e ampiamente compatibile package di diametro T-1 3/4, rendendolo adatto a una vasta gamma di applicazioni di indicazione e illuminazione dove è desiderata un'emissione luminosa diffusa e ad ampio angolo.

I vantaggi chiave di questo prodotto includono la sua elevata intensità luminosa in rapporto al basso consumo energetico, risultando in un'eccellente efficienza. È progettato per essere compatibile con circuiti integrati (IC) grazie ai suoi bassi requisiti di corrente. Inoltre, il prodotto è fabbricato in modo ecologico, essendo privo di piombo (Pb) e conforme alla direttiva RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose). È anche classificato come prodotto privo di alogeni, con il contenuto di cloro (Cl) e bromo (Br) mantenuto al di sotto dei limiti specificati (Cl<900 ppm, Br<900 ppm, Cl+Br<1500 ppm).

2. Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Sono specificati a una temperatura ambiente (T_A) di 25°C. Non è raccomandato operare a o vicino a questi limiti per periodi prolungati, poiché ciò influenzerà l'affidabilità.

• Dissipazione di Potenza (P_D):75 mW. Questa è la potenza totale massima che il dispositivo può dissipare in sicurezza sotto forma di calore.
• Corrente Diretta di Picco (I_F(PEAK)):60 mA. Questa corrente massima è consentita solo in condizioni pulsate con un duty cycle di 1/10 e una larghezza di impulso di 0.1 ms.
• Corrente Diretta Continua (I_F):20 mA. Questa è la massima corrente diretta continua raccomandata per un funzionamento affidabile.
• Intervallo di Temperatura Operativa:-40°C a +85°C. Il dispositivo è valutato per funzionare entro questo intervallo di temperatura ambiente.
• Intervallo di Temperatura di Stoccaggio:-40°C a +100°C. Il dispositivo può essere stoccato entro questo intervallo quando non in funzione.
• Temperatura di Saldatura dei Terminali:265°C per 5 secondi. Questo rating si applica quando si saldano i terminali a un punto distante 2.0 mm (0.078 pollici) dal corpo del LED.

3. Caratteristiche Elettriche e Ottiche

I seguenti parametri sono misurati a una temperatura ambiente di 25°C e definiscono le prestazioni tipiche del LED. La colonna 'Tip.' rappresenta il valore atteso in condizioni di test standard, mentre 'Min.' e 'Max.' definiscono i limiti garantiti.

3.1 Caratteristiche Ottiche

• Intensità Luminosa (I_V):20-85 mcd (Tip. 30 mcd) a I_F= 10 mA. Questa è la misura della potenza luminosa percepita emessa. La garanzia include una tolleranza di ±15%. La misurazione viene eseguita con un sensore e un filtro che approssimano la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):50 gradi (Tipico). Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore assiale (sull'asse). La lente diffusa contribuisce a questo ampio angolo di visione.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):565 nm (Tipico). Questa è la lunghezza d'onda alla quale la distribuzione spettrale di potenza della luce emessa è al massimo.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):572 nm (Tipico) a I_F= 10 mA. Questa è derivata dal diagramma di cromaticità CIE e rappresenta la singola lunghezza d'onda che meglio definisce il colore percepito della luce.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):11 nm (Tipico). Questa è la larghezza di banda spettrale misurata a metà dell'intensità massima (Full Width at Half Maximum - FWHM).

3.2 Caratteristiche Elettriche

• Tensione Diretta (V_F):1.7 V a 2.6 V (Max.) a I_F= 20 mA. Questa è la caduta di tensione ai capi del LED quando opera alla corrente specificata.
• Corrente Inversa (I_R):100 μA (Max.) a V_R= 5 V. È fondamentale notare che questo parametro è solo per scopi di test; il LED non è progettato per operare in polarizzazione inversa. Applicare una tensione inversa in un circuito può danneggiare il dispositivo.

4. Specifiche del Sistema di Binning

Per garantire coerenza nelle applicazioni, i LED vengono selezionati (binnati) in base alla loro intensità luminosa misurata. Il LTL307GC5D utilizza i seguenti codici bin, definiti a una corrente di test di 10 mA. La tolleranza per ogni limite di bin è ±15%.

Questo sistema di binning consente ai progettisti di selezionare LED con un intervallo di luminosità specifico per la loro applicazione, aiutando a ottenere un aspetto uniforme nei design con più LED.

5. Specifiche di Imballaggio

I LED sono forniti in imballaggi standard del settore per la gestione automatizzata e la gestione dell'inventario.

• Confezione Primaria:1000, 500 o 250 pezzi per busta anti-statico.
• Scatola Interna:8 buste di imballaggio sono poste in una scatola interna, per un totale di 8.000 pezzi.
• Scatola Esterna (Scatola di Spedizione):8 scatole interne sono imballate in una scatola esterna, per un totale di 64.000 pezzi.
• Una nota specifica che in ogni lotto di spedizione, solo la confezione finale può essere una confezione non piena.

6. Linee Guida Applicative e di Manipolazione

6.1 Uso Previsto e Stoccaggio

Questo LED è destinato all'uso in apparecchiature elettroniche ordinarie come apparecchiature per ufficio, dispositivi di comunicazione ed elettrodomestici. Per applicazioni che richiedono un'affidabilità eccezionale dove un guasto potrebbe mettere in pericolo la vita o la salute (es. aviazione, sistemi medici), è necessaria una consultazione specifica prima dell'uso. Per lo stoccaggio, l'ambiente non deve superare i 30°C e il 70% di umidità relativa. I LED rimossi dalla loro confezione originale dovrebbero idealmente essere utilizzati entro tre mesi. Per uno stoccaggio più lungo al di fuori della confezione originale, si raccomanda lo stoccaggio in un contenitore sigillato con essiccante o in un ambiente di azoto.

6.2 Pulizia e Assemblaggio Meccanico

Se è necessaria la pulizia, dovrebbero essere utilizzati solo solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico. Durante la formatura dei terminali, che deve essere effettuata a temperatura ambiente e prima della saldatura, la piega deve essere effettuata ad almeno 3 mm dalla base della lente del LED. La base del telaio dei terminali non deve essere utilizzata come fulcro. Durante l'assemblaggio del PCB, dovrebbe essere applicata una forza di serraggio minima per evitare stress meccanici sul package del LED.

6.3 Processo di Saldatura

Deve essere mantenuta una distanza minima di 2 mm tra la base della lente e il punto di saldatura. La lente non deve mai essere immersa nella lega di saldatura. Non deve essere applicato alcuno stress esterno ai terminali mentre il LED è caldo per la saldatura. Le condizioni di saldatura raccomandate sono:

• Saldatore a Stagno:Temperatura massima 350°C, tempo massimo 3 secondi (una sola volta).
• Saldatura a Onda:Temperatura di pre-riscaldo massima 100°C per un massimo di 60 secondi, seguita da un'onda di saldatura a un massimo di 265°C per un massimo di 5 secondi. Superare questi limiti di temperatura o tempo può causare deformazione della lente o guasto catastrofico.

6.4 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando più LED sono collegati in parallelo, si raccomanda vivamente di utilizzare una resistenza limitatrice di corrente in serie con ciascun singolo LED (Modello di Circuito A). Pilotare più LED in parallelo direttamente da una singola sorgente di corrente (Modello di Circuito B) non è raccomandato, poiché lievi variazioni nelle caratteristiche della tensione diretta (V_F) tra i singoli LED causeranno differenze significative nella ripartizione della corrente e, di conseguenza, nella luminosità.

6.5 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

I LED sono suscettibili ai danni da scariche elettrostatiche. Per prevenire danni da ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio, si suggeriscono le seguenti pratiche: gli operatori dovrebbero indossare braccialetti conduttivi o guanti anti-statici; tutte le attrezzature, macchinari e superfici di lavoro devono essere correttamente messi a terra; e può essere utilizzato un soffiatore di ioni per neutralizzare la carica statica che può accumularsi sulla lente di plastica. È anche implicita una lista di controllo per mantenere una postazione di lavoro sicura dalle scariche statiche, inclusa la verifica della certificazione ESD per il personale e la corretta segnaletica nelle aree di lavoro.

7. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento a curve di prestazione tipiche che sono essenziali per un'analisi di progettazione dettagliata. Sebbene i grafici specifici non siano forniti nell'estratto del testo, tipicamente includono:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:Mostra come l'emissione luminosa aumenta con la corrente di pilotaggio, spesso diventando sub-lineare a correnti più elevate a causa degli effetti termici.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:Illustra la caratteristica I-V del diodo, cruciale per selezionare il valore appropriato della resistenza in serie.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra la diminuzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione, un fattore chiave per la gestione termica.
• Distribuzione Spettrale di Potenza:Un grafico che mostra l'intensità della luce emessa su diverse lunghezze d'onda, centrato attorno alla lunghezza d'onda di picco di 565 nm con una tipica larghezza a mezza altezza di 11 nm.

I progettisti dovrebbero consultare queste curve per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni non standard (correnti diverse, temperature) e per ottimizzare la loro applicazione per efficienza e longevità.

8. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il LED utilizza un package radiale con terminali standard T-1 3/4 (5mm). Le note dimensionali chiave includono: tutte le dimensioni sono in millimetri (con equivalenti in pollici); la tolleranza standard è ±0.25 mm salvo diversa indicazione; la sporgenza massima della resina sotto la flangia è di 0.6 mm; e la spaziatura dei terminali è misurata nel punto in cui i terminali emergono dal corpo del package. Il disegno dimensionale esatto fornirebbe misure critiche per il design dell'impronta PCB, incluso il diametro dei terminali, il diametro e l'altezza della lente e i dettagli del piano di appoggio.

9. Confronto Tecnico e Scenari Applicativi

I principali fattori di differenziazione del LTL307GC5D sono la sua tecnologia AlInGaP (che offre alta efficienza per la luce verde), la sua lente diffusa per un ampio angolo di visione e la sua conformità agli standard ambientali moderni (RoHS, privo di alogeni). Rispetto a tecnologie più vecchie come il GaP, l'AlInGaP fornisce maggiore luminosità ed efficienza. Scenari applicativi tipici includono indicatori di stato su elettronica di consumo, indicatori su pannelli di apparecchiature industriali, retroilluminazione per scritte su interruttori o pannelli e segnalazione generica dove è richiesta una luce verde soffusa e non abbagliante. Il suo design through-hole lo rende adatto sia per processi di assemblaggio automatizzati che manuali.

10. Considerazioni di Progettazione e FAQ

D: Che valore di resistenza dovrei usare con un'alimentazione a 5V?

A: Utilizzando la tensione diretta tipica (V_F) di ~2.1V a 10mA (per il bin 3Z), il valore della resistenza R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F= (5 - 2.1) / 0.01 = 290 Ω. Una resistenza standard da 300 Ω sarebbe appropriata. Calcola sempre in base alla tua tensione di alimentazione effettiva e alla corrente desiderata.

D: Posso pilotare questo LED a 20mA in modo continuo?

R: Sì, 20mA è la massima corrente diretta continua raccomandata. Tuttavia, operare alla corrente massima genererà più calore e potrebbe ridurre la durata. Per una longevità ed efficienza ottimali, pilotare a 10-15mA è spesso preferibile.

D: Come influisce la temperatura sulle prestazioni?

R: All'aumentare della temperatura ambiente, l'intensità luminosa diminuirà e la tensione diretta tipicamente scenderà leggermente. Per una luminosità costante in ambienti ad alta temperatura, potrebbe essere necessaria una gestione termica o una compensazione della corrente.

D: Perché una resistenza in serie è obbligatoria?

R: La relazione corrente-tensione di un LED è esponenziale. Un piccolo aumento della tensione causa un grande aumento della corrente. Una resistenza in serie fornisce una retroazione negativa, stabilizzando la corrente contro le variazioni della tensione di alimentazione e della tensione diretta del LED stesso, che può variare da unità a unità e con la temperatura.

11. Principi Operativi e Tendenze

Il LTL307GC5D opera sul principio dell'elettroluminescenza in una giunzione p-n semiconduttrice. Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva (lo strato AlInGaP) dove si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La composizione specifica della lega AlInGaP determina l'energia del bandgap e quindi la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa, in questo caso verde. La lente epossidica diffusa disperde la luce, creando un angolo di visione più ampio e uniforme rispetto a una lente trasparente. Una tendenza nella tecnologia LED è il continuo miglioramento dell'efficienza luminosa (lumen per watt), guidato dai progressi nella crescita epitassiale, nel design del chip e nell'efficienza del package. C'è anche una forte spinta a livello di settore verso un'affidabilità più elevata, tolleranze di prestazione più strette e la piena conformità alle normative ambientali.