Scheda Tecnica LED T1-3/4 334-15/T1C1-4WYA - Pacchetto 5mm - 3.2V Tipico - Angolo Visivo 15° - Luce Bianca - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED bianco ad alta luminosità incapsulato nel popolare pacchetto rotondo T-1 3/4. Il dispositivo è realizzato utilizzando un chip semiconduttore InGaN. La luce blu emessa da questo chip viene convertita in luce bianca attraverso uno strato di fosforo depositato all'interno della coppa riflettente. Questo design è ottimizzato per applicazioni che richiedono elevata luminosità e chiara visibilità.

I vantaggi principali di questo LED includono l'elevata potenza luminosa erogata e un fattore di forma compatto e standard del settore che facilita l'integrazione in progetti esistenti. È adatto per un ampio mercato target, inclusi pannelli di controllo industriali, elettronica di consumo e segnaletica.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo non deve essere operato oltre questi limiti per prevenire danni permanenti.

• Corrente Diretta Continua (I_F):30 mA
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):100 mA (Ciclo di Lavoro 1/10 @ 1 kHz)
• Tensione Inversa (V_R):5 V
• Dissipazione di Potenza (P_d):110 mW
• Temperatura di Esercizio (T_opr):-40°C a +85°C
• Temperatura di Stoccaggio (T_stg):-40°C a +100°C
• Robustezza ESD (HBM):4 kV
• Temperatura di Saldatura (T_sol):260°C per un massimo di 5 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati a una temperatura ambiente (T_a) di 25°C in condizioni di test standard.

• Tensione Diretta (V_F):2.8 V (Min), 3.2 V (Tip), 3.6 V (Max) a I_F= 20 mA.
• Intensità Luminosa (I_V):14250 mcd (Min), Valore tipico non specificato, 28500 mcd (Max) a I_F= 20 mA.
• Angolo Visivo (2θ_1/2):15 gradi (Tipico) a I_F= 20 mA.
• Coordinate Cromatiche:x = 0.30 (Tip), y = 0.29 (Tip) secondo lo standard CIE 1931 a I_F= 20 mA.
• Corrente Inversa (I_R):50 μA (Max) a V_R= 5V.
• Tensione Inversa Zener (V_z):5.2 V (Tip) a I_z= 5 mA. Questo indica la presenza di un diodo Zener di protezione integrato.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri prestazionali chiave.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I LED sono categorizzati in tre bin (W, X, Y) in base alla loro intensità luminosa minima e massima misurata a 20 mA.

• Bin W:14250 mcd a 18000 mcd
• Bin X:18000 mcd a 22500 mcd
• Bin Y:22500 mcd a 28500 mcd

La tolleranza complessiva per l'intensità luminosa è ±10%.

3.2 Binning della Tensione Diretta

I LED sono anche suddivisi in bin per la caduta di tensione diretta a 20 mA in quattro gruppi (0, 1, 2, 3).

• Bin 0:2.8 V a 3.0 V
• Bin 1:3.0 V a 3.2 V
• Bin 2:3.2 V a 3.4 V
• Bin 3:3.4 V a 3.6 V

L'incertezza di misura per la tensione diretta è ±0.1V.

3.3 Combinazione Colore

L'output di colore è definito da un gruppo specifico. Per questo prodotto, il gruppo designato è4, che corrisponde a una combinazione dei ranghi coloreA0, B5 e B6. Questi ranghi definiscono regioni specifiche sul diagramma cromatico CIE per garantire che il punto di bianco rientri in un'area controllata.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fornisce diverse curve caratteristiche cruciali per la progettazione del circuito e la gestione termica.

4.1 Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Onda

Questa curva mostra la distribuzione spettrale di potenza della luce bianca emessa. Tipicamente presenta un picco blu primario dal chip InGaN e un'emissione più ampia del fosforo giallo, che si combinano per formare la luce bianca.

4.2 Diagramma di Direttività

Un grafico polare che illustra la distribuzione spaziale dell'intensità luminosa, confermando il ristretto angolo visivo di 15 gradi. Il diagramma mostra un'alta intensità direttamente sull'asse, che diminuisce rapidamente ad angoli più ampi.

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

Questo grafico descrive la relazione esponenziale tra corrente e tensione, tipica di un diodo. È essenziale per progettare il circuito limitatore di corrente. La curva mostra la tensione di soglia e la resistenza dinamica nella regione operativa.

4.4 Intensità Relativa vs. Corrente Diretta

Questa curva mostra come l'output luminoso aumenti con la corrente di pilotaggio. È generalmente lineare nell'intervallo operativo raccomandato, ma può saturare o subire un calo di efficienza a correnti molto elevate.

4.5 Coordinate Cromatiche vs. Corrente Diretta

Questo grafico indica come il punto di bianco (temperatura di colore e tonalità) possa spostarsi con variazioni della corrente di pilotaggio, aspetto importante per applicazioni critiche per il colore.

4.6 Corrente Diretta vs. Temperatura Ambiente

Questa curva di derating mostra la massima corrente diretta ammissibile in funzione della temperatura ambiente. Per garantire l'affidabilità e prevenire il surriscaldamento, la corrente di pilotaggio deve essere ridotta durante il funzionamento ad alte temperature.

5. Informazioni Meccaniche e sul Pacchetto

5.1 Dimensioni del Pacchetto

Il LED è alloggiato in un pacchetto rotondo T-1 3/4 (5mm) con lente in resina trasparente. Le note dimensionali chiave includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri (mm).
• La tolleranza predefinita è ±0.25mm salvo diversa specifica.
• La distanza tra i terminali è misurata nel punto in cui essi escono dal corpo del pacchetto.
• La sporgenza massima della resina sotto la flangia è di 1.5mm.

Il disegno dimensionale fornisce le misure esatte per il diametro della lente, l'altezza del pacchetto, la lunghezza e il diametro dei terminali.

5.2 Identificazione della Polarità

Il catodo è tipicamente identificato da un punto piatto sul bordo della flangia in plastica o dal terminale più corto. Il diagramma nella scheda tecnica indica chiaramente l'anodo e il catodo.

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 essere effettuata ad almeno 3mm dalla base del bulbo in epossidico.
• Formare i terminali prima della saldatura.
• Evitare di applicare stress al pacchetto durante la piegatura, poiché potrebbe causare danni interni o rottura.
• 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 Condizioni di Stoccaggio

• Stoccaggio raccomandato: ≤30°C e ≤70% Umidità Relativa.
• Durata di conservazione dopo la spedizione: 3 mesi nelle condizioni raccomandate.
• Per stoccaggi più lunghi (fino a 1 anno), utilizzare un contenitore sigillato con atmosfera di azoto e essiccante.
• Evitare rapidi cambiamenti di temperatura in ambienti umidi per prevenire la condensa.

6.3 Parametri di Saldatura

Mantenere una distanza minima di 3mm tra il giunto di saldatura e il bulbo in epossidico.

• Saldatura Manuale:Temperatura punta saldatore ≤300°C (per saldatore max 30W), tempo di saldatura ≤3 secondi.
• Saldatura a Onda/Immersione:Temperatura di preriscaldamento ≤100°C (per ≤60 sec), temperatura bagno di saldatura ≤260°C per ≤5 secondi.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche di Imballaggio

I LED sono imballati per prevenire scariche elettrostatiche (ESD) e l'ingresso di umidità.

• Imballaggio Primario:Sacchetti anti-statici.
• Quantità:Da 200 a 500 pezzi per sacchetto.
• Imballaggio Secondario:5 sacchetti sono posti in una scatola interna.
• Imballaggio Terziario:10 scatole interne sono imballate in una scatola master (esterna).

7.2 Spiegazione dell'Etichetta

Le etichette sull'imballaggio contengono le seguenti informazioni: Numero Parte Cliente (CPN), Numero Parte di Produzione (P/N), Quantità di Imballo (QTY), Codice Binning per Intensità Luminosa e Tensione (CAT), Rango Colore (HUE), Riferimento (REF) e Numero di Lotto (LOT No).

7.3 Designazione del Numero di Modello

Il numero di parte334-15/T1C1-4WYAsegue una struttura di codifica specifica in cui elementi come il numero di parte base (334-15), il tipo di pacchetto (T1), il tipo/colore del chip (C1) e i codici di binning per il gruppo colore, l'intensità luminosa e il gruppo tensione sono incorporati. La decodifica esatta dei codici segnaposto finali (rappresentati da quadrati) sarebbe definita in una chiave completa del numero di parte.

8. Suggerimenti Applicativi

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Pannelli Messaggi & Segnaletica:Ideale per spie indicatrici ad alta luminosità in display informativi.
• Indicatori Ottici:Adatto per spie di stato su apparecchiature industriali, elettrodomestici e cruscotti automobilistici dove è richiesta alta visibilità.
• Retroilluminazione:Può essere utilizzato per retroilluminazione su piccola scala di scritte, simboli o piccoli pannelli LCD.
• Luci di Posizione/Marcatrici:Efficace per luci di posizione o marcatrici.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Limitazione di Corrente:Utilizzare sempre un resistore in serie o un driver a corrente costante per limitare la corrente diretta a un valore sicuro, tipicamente 20 mA per prestazioni e longevità ottimali.
• Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, assicurare un'adeguata ventilazione ed evitare di raggruppare i LED strettamente su un PCB per prevenire riscaldamento localizzato, che può ridurre l'output luminoso e la durata di vita.
• Protezione ESD:Sebbene il dispositivo abbia una protezione ESD HBM di 4kV, durante l'assemblaggio devono essere comunque osservate le normali precauzioni di manipolazione ESD.
• Progettazione Ottica:Il ristretto angolo visivo di 15 gradi rende questo LED adatto per l'illuminazione diretta. Per un'illuminazione più ampia, potrebbero essere necessarie ottiche secondarie (come diffusori o lenti).

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Rispetto ai LED T1 3/4 standard, questo dispositivo offre un'intensità luminosa significativamente più elevata, rendendolo adatto per applicazioni che richiedono una luminosità superiore. Il diodo Zener integrato per la protezione dalla tensione inversa è una caratteristica preziosa che migliora la robustezza nei progetti di circuito dove potrebbero verificarsi picchi di tensione o connessioni di polarità errate. Il sistema di binning specifico per intensità, tensione e colore fornisce ai progettisti prestazioni prevedibili, aspetto critico per la coerenza nei prodotti prodotti in massa.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Qual è la corrente operativa raccomandata?

Le caratteristiche elettro-ottiche sono specificate a 20 mA, che è la condizione di test standard e un tipico punto operativo raccomandato per un equilibrio ottimale tra luminosità, efficienza e affidabilità.

10.2 Posso pilotare questo LED a 30 mA in modo continuo?

Sebbene la corrente continua massima assoluta sia 30 mA, operare a questo limite genererà più calore e potrebbe ridurre la durata di vita del LED. Generalmente si consiglia di operare al di sotto del massimo, a 20 mA, a meno che il design termico dell'applicazione non tenga conto specificamente della maggiore dissipazione di potenza.

10.3 Come interpreto i codici colore A0, B5, B6?

Questi sono codici che definiscono quadrilateri (o regioni) specifici sul diagramma cromatico CIE 1931. I LED vengono testati dopo la produzione e le loro coordinate cromatiche (x, y) sono misurate. Se le coordinate rientrano nell'area definita per A0, B5 o B6, al LED viene assegnato quel rango colore. Il Gruppo 4 è una specifica miscela di LED provenienti da questi tre ranghi per ottenere una caratteristica complessiva desiderata del punto di bianco.

10.4 È necessario un resistore limitatore di corrente?

Sì, assolutamente. Un LED è un dispositivo pilotato a corrente. La sua tensione diretta ha una tolleranza (da 2.8V a 3.6V). Collegarlo direttamente a una sorgente di tensione come un rail da 3.3V o 5V senza un resistore in serie comporterà una corrente incontrollata che può facilmente superare il valore massimo e distruggere istantaneamente il LED.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Caso: Progettazione di un Pannello Indicatori di Stato ad Alta Visibilità

Un progettista sta creando un pannello di controllo per macchinari industriali che richiede diverse spie di stato luminose e inequivocabili (es. Acceso, Guasto, Standby). Il pannello sarà visualizzato da diversi metri di distanza in un ambiente ben illuminato.

Razionale della Selezione:L'elevata intensità luminosa (fino a 28.500 mcd) di questo LED garantisce la visibilità anche in condizioni di luce ambientale intensa. Il ristretto angolo visivo di 15 gradi concentra la luce in un fascio, facendo apparire l'indicatore come una distinta sorgente puntiforme.

Progettazione del Circuito:Ogni LED è pilotato da un segnale logico a 5V attraverso un transistor di commutazione. Un resistore in serie è calcolato in base alla tensione diretta tipica (3.2V) e alla corrente desiderata di 20 mA: R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 Ohm. Viene selezionato un resistore standard da 91 Ohm, 1/4W. Il diodo Zener integrato protegge il LED se la polarità viene accidentalmente invertita durante la manutenzione.

Layout:I LED sono distanziati adeguatamente sul PCB per consentire la dissipazione del calore. I terminali sono inseriti nella scheda e durante la saldatura a onda, il profilo di temperatura è controllato per rimanere entro il limite di 260°C per 5 secondi.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo LED si basa su un'eterostruttura semiconduttrice realizzata in Nitruro di Gallio e Indio (InGaN). Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del chip, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La composizione specifica della lega InGaN è sintonizzata per emettere luce blu con una lunghezza d'onda intorno a 450-470 nm.

Questa luce blu colpisce quindi un rivestimento di fosforo (tipicamente a base di Granato di Alluminio e Ittrio drogato con Cerio, o YAG:Ce) depositato all'interno della coppa riflettente che circonda il chip. Il fosforo assorbe una parte dei fotoni blu e riemette luce su uno spettro ampio nella regione del giallo. L'occhio umano percepisce la miscela della luce blu residua e della luce gialla emessa come bianco. Questo metodo è noto come tecnologia LED bianco a conversione di fosforo.

13. Tendenze Tecnologiche

Lo sviluppo dei LED bianchi è stato guidato dai progressi sia nella tecnologia dei chip che dei fosfori. Le tendenze includono l'aumento dell'efficienza luminosa (più lumen per watt), il miglioramento dell'indice di resa cromatica (CRI) per una luce bianca più naturale e il raggiungimento di maggiore affidabilità e durata di vita. Le tendenze nel packaging si concentrano sulla miniaturizzazione, sul miglioramento della gestione termica per gestire densità di potenza più elevate e sulla standardizzazione delle impronte per un'integrazione più semplice nel design. L'uso di chip blu basati su InGaN con sistemi di fosforo avanzati rimane la tecnologia dominante e più efficiente per generare luce bianca ad alta intensità da sorgenti allo stato solido.