Scheda Tecnica LED Bicolore T-1 3/4 - Diametro 5.0mm - Rosso 2.4V / Verde 2.6V - Potenza 75mW - Documento Tecnico

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED bicolore a foro passante in un package standard T-1 3/4. Il dispositivo integra sia il chip emettitore rosso che quello verde all'interno di una singola lente epossidica trasparente, consentendo la generazione di due colori distinti da un unico componente. È progettato per applicazioni di indicazione generale in un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche.

I vantaggi principali di questo LED includono la conformità agli standard ambientali senza piombo (Pb-Free) e RoHS, garantendo l'idoneità per le moderne esigenze produttive. I chip rosso e verde sono selezionati in coppia per fornire caratteristiche di emissione luminosa uniformi. Inoltre, il design a stato solido offre una lunga durata operativa e un basso consumo energetico, contribuendo a un design di sistema efficiente e affidabile.

Il mercato di riferimento comprende applicazioni in apparecchiature per l'automazione d'ufficio, dispositivi di comunicazione, elettrodomestici e altri prodotti di elettronica di consumo dove è richiesta un'indicazione di stato chiara e affidabile.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo è caratterizzato ad una temperatura ambiente (T_A) di 25°C. I valori massimi assoluti definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente. La dissipazione di potenza per entrambi i chip, rosso e verde, è nominale a 75 mW. La corrente diretta di picco, applicabile in condizioni impulsive (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms), è di 90 mA. La massima corrente diretta continua è di 30 mA per ciascun chip. Un fattore di derating di 0.57 mA/°C si applica linearmente da 50°C in su, il che significa che la corrente continua ammissibile diminuisce all'aumentare della temperatura per prevenire il surriscaldamento.

L'intervallo di temperatura di funzionamento è specificato da -40°C a +85°C, e l'intervallo di temperatura di conservazione è da -55°C a +100°C, indicando prestazioni robuste in varie condizioni ambientali. Per il montaggio, i terminali possono resistere alla saldatura a 260°C per un massimo di 5 secondi, a condizione che il punto di saldatura sia ad almeno 2.0 mm dal corpo del LED.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

I parametri prestazionali chiave sono misurati a T_A=25°C e una corrente diretta (I_F) di 20 mA, che è la condizione di prova standard.

Intensità Luminosa (I_v):L'emissione luminosa è suddivisa in bin. Per entrambi i chip, rosso e verde, l'intensità luminosa tipica è di 880 mcd, con valori minimi a partire da 520 mcd e valori massimi fino a 1500 mcd. Una tolleranza di ±15% si applica ai limiti del bin. L'intensità luminosa è misurata utilizzando una combinazione sensore-filtro che approssima la curva di risposta fotopica (CIE) dell'occhio umano.

Angolo di Visione (2θ_1/2):L'angolo di visione, definito come l'angolo totale in cui l'intensità scende alla metà del valore assiale, è di 30 gradi per entrambi i colori. Ciò indica un fascio relativamente focalizzato, adatto per la visione diretta.

Caratteristiche della Lunghezza d'Onda:

- Lunghezza d'Onda di Picco di Emissione (λ_p):Rosso: 650 nm, Verde: 565 nm. Questa è la lunghezza d'onda alla quale la distribuzione spettrale di potenza è massima.

- Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):Rosso: 634-644 nm (Tip. 639 nm), Verde: 565-578 nm (Tip. 569 nm). Questa è l'unica lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano, derivata dal diagramma di cromaticità CIE.

- Larghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ):Rosso: 20 nm, Verde: 30 nm. Questo parametro descrive la purezza spettrale o la larghezza della luce emessa.

Parametri Elettrici:

- Tensione Diretta (V_F):Rosso: 2.0-2.4 V (Tip. 2.4 V), Verde: 2.1-2.6 V (Tip. 2.6 V).

- Corrente Inversa (I_R):Massimo 100 μA ad una tensione inversa (V_R) di 5V. È fondamentale notare che il dispositivo non è progettato per il funzionamento in inversione; questa condizione di prova è solo per caratterizzazione.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

L'intensità luminosa dei LED è suddivisa in bin per garantire coerenza nell'applicazione. Il binning è identico per i chip rosso e verde.

• Codice Bin M:520 mcd (Min) a 680 mcd (Max)
• Codice Bin N:680 mcd (Min) a 880 mcd (Max)
• Codice Bin P:880 mcd (Min) a 1150 mcd (Max)
• Codice Bin Q:1150 mcd (Min) a 1500 mcd (Max)

Il dispositivo completo è specificato da una combinazione di due codici: X-X (Intensità Luminosa ROSSO – Intensità Luminosa VERDE). Ad esempio, un componente contrassegnato "N-P" avrebbe un chip rosso del Bin N (680-880 mcd) e un chip verde del Bin P (880-1150 mcd). La tolleranza per ciascun limite di bin è di ±15%.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene dati grafici specifici siano referenziati nella scheda tecnica (es. Fig.1 per la distribuzione spettrale, Fig.5 per l'angolo di visione), le curve tipiche illustrerebbero le seguenti relazioni essenziali per la progettazione:

Curva I-V:Mostra la relazione tra corrente diretta (I_F) e tensione diretta (V_F). Per i LED, questa è una curva esponenziale. La V_Fspecificata a 20mA fornisce un punto operativo chiave. I progettisti devono utilizzare una resistenza limitatrice di corrente in serie per impostare la corrente di lavoro, come mostrato nel circuito di pilotaggio consigliato.

Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:L'emissione luminosa è generalmente proporzionale alla corrente diretta entro l'intervallo operativo. Operare al di sopra dei valori massimi assoluti può portare a un degrado accelerato o al guasto.

Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:L'emissione luminosa del LED tipicamente diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. La specifica di derating per la corrente diretta è direttamente collegata alla gestione di questo effetto termico per mantenere prestazioni e affidabilità.

Distribuzione Spettrale:I grafici per la lunghezza d'onda di picco di emissione (λ_p) mostrano l'intensità relativa della luce attraverso diverse lunghezze d'onda, confermando il colore dominante e la larghezza spettrale.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il LED è alloggiato in un package T-1 3/4, che corrisponde a una lente rotonda standard di 5.0 mm di diametro. Le note dimensionali chiave includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri, con una tolleranza generale di ±0.25mm se non diversamente specificato.
• La resina sotto la flangia può sporgere al massimo di 1.0mm.
• La distanza tra i terminali è misurata nel punto in cui i terminali escono dal corpo del package.
• La polarità è tipicamente indicata dal terminale più lungo che è l'anodo (+) e/o da un punto piatto sul bordo della lente vicino al terminale del catodo (-). Lo specifico pinout per la funzione bicolore (anodo comune o catodo comune) deve essere verificato dal disegno del package referenziato nella scheda tecnica completa.

6. Linee Guida per Saldatura e Montaggio

Una manipolazione corretta è cruciale per l'affidabilità.

Conservazione:I LED devono essere conservati in un ambiente non superiore a 30°C e al 70% di umidità relativa. Se rimossi dalla busta barriera all'umidità originale, devono essere utilizzati entro tre mesi. Per una conservazione più lunga, utilizzare un contenitore sigillato con essiccante o in atmosfera di azoto.

Pulizia:Utilizzare solo solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico se è necessaria la pulizia.

Formatura dei Terminali:La piegatura deve essere effettuata a temperatura ambiente, prima della saldatura. La piega deve essere ad almeno 3mm dalla base della lente del LED. Non utilizzare il corpo del package come fulcro.

Montaggio su PCB:Applicare una forza di serraggio minima per evitare stress meccanici sui terminali.

Saldatura:

- Mantenere una distanza minima di 2mm tra la base della lente e il punto di saldatura.

- Non immergere mai la lente nella saldatura.

- Evitare stress sui terminali durante la saldatura ad alta temperatura.

- Condizioni Consigliate:

  * Saldatore a Stagno:Max 350°C per max 3 secondi (una sola volta).

  * Saldatura a Onda:Preriscaldamento ≤100°C per ≤60 sec, onda di saldatura ≤260°C per ≤5 sec.

- Importante:La saldatura a rifusione IR NON è adatta per questo tipo di LED a foro passante. Calore o tempo eccessivi possono deformare la lente o causare guasti catastrofici.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

Il flusso di imballaggio standard è il seguente:

- 500 o 200 pezzi per busta anti-statico.

- 10 buste di imballaggio sono poste in una scatola interna (totale 5.000 pezzi).

- 8 scatole interne sono imballate in una scatola esterna (totale 40.000 pezzi).

Il numero di parte specifico per questo dispositivo è LTL30EKDKGK.

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED bicolore è ideale per indicatori multi-stato. Usi comuni includono indicatori di alimentazione/standby (rosso/verde), luci di stato guasto/ok, indicatori di selezione modalità su elettronica di consumo e indicatori su pannelli di apparecchiature di controllo industriale. Il suo design a foro passante lo rende adatto sia per schede prototipo che per prodotti che utilizzano il montaggio tradizionale su PCB.

8.2 Considerazioni di Progettazione

Circuito di Pilotaggio:I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire una luminosità uniforme, specialmente quando si collegano più LED in parallelo, siraccomanda vivamentedi utilizzare una resistenza limitatrice di corrente dedicata in serie con ciascun LED (Circuito Modello A). L'uso di una singola resistenza per più LED in parallelo (Circuito Modello B) non è consigliato a causa delle variazioni nella tensione diretta (V_F) di ciascun LED, che può causare differenze significative nella corrente e, di conseguenza, nella luminosità.

Protezione ESD:I LED sono sensibili alle Scariche Elettrostatiche (ESD). Misure preventive durante la manipolazione e il montaggio sono obbligatorie:

- Utilizzare braccialetti o guanti antistatici collegati a terra.

- Assicurarsi che tutte le apparecchiature, le postazioni di lavoro e gli scaffali di stoccaggio siano correttamente collegati a terra.

- Utilizzare ionizzatori per neutralizzare le cariche statiche nell'area di lavoro.

Gestione Termica:Rispettare le specifiche di dissipazione di potenza e derating della corrente. Garantire un'adeguata spaziatura sul PCB e considerare l'ambiente operativo per prevenire che la temperatura di giunzione del LED superi i limiti di sicurezza, preservando così l'emissione luminosa e la durata.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto ai LED monocromatici, questo dispositivo bicolore risparmia spazio sulla scheda e semplifica il montaggio combinando due funzioni in un unico package. L'uso della tecnologia AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) per entrambi i chip rosso e verde offre vantaggi rispetto alle tecnologie più datate come il GaAsP, inclusa una maggiore efficienza, una migliore stabilità termica e una purezza del colore più consistente. Le prestazioni dei chip abbinati garantiscono che le emissioni rosso e verde siano ben bilanciate quando pilotate in condizioni identiche. Il package T-1 3/4 è una dimensione standard del settore, garantendo un'ampia compatibilità con i layout PCB esistenti e i fori sul pannello.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D1: Posso pilotare i chip rosso e verde simultaneamente per creare luce gialla/arancione?

R1: Questa scheda tecnica non specifica le caratteristiche per il funzionamento simultaneo. Miscelare i colori pilotando entrambi i chip richiede un attento controllo della corrente per ottenere la tonalità desiderata ed è soggetto a variazioni tra i singoli LED. Per applicazioni dedicate multi-colore o di miscelazione del colore, sarebbe più appropriato un LED RGB dedicato o un LED tricolore con specifiche caratterizzate per i colori miscelati.

D2: Qual è la differenza tra lunghezza d'onda di picco e lunghezza d'onda dominante?

R2: La lunghezza d'onda di picco (λ_p) è la lunghezza d'onda fisica alla quale il LED emette la massima potenza ottica. La lunghezza d'onda dominante (λ_d) è un valore calcolato basato sulla percezione del colore umana (grafico CIE) che rappresenta il colore "puro" che vediamo. Per LED monocromatici come questi, sono vicine ma non identiche; λ_dè il parametro più rilevante per la specifica del colore.

D3: Perché è necessaria una resistenza in serie anche se la tensione del mio alimentatore corrisponde alla V_F?

del LED?_FR3: La V_Fè un valore tipico con un intervallo. Una piccola variazione di tensione può causare una grande variazione di corrente a causa della curva I-V esponenziale del LED. Una resistenza in serie rende la corrente molto meno sensibile alle variazioni della tensione di alimentazione e della V

, fornendo un funzionamento stabile e sicuro.

D4: Posso utilizzare questo LED per l'illuminazione interna automobilistica?

R4: Questa scheda tecnica afferma che il LED è per "apparecchiature elettroniche ordinarie". Applicazioni che richiedono un'affidabilità eccezionale, come quelle automobilistiche, aeronautiche o mediche, richiedono la consultazione con il produttore e probabilmente un prodotto qualificato secondo specifici standard di grado automobilistico (es. AEC-Q102). Questo prodotto standard potrebbe non essere adatto.

11. Studio di Caso Pratico di ProgettazioneScenario:

Progettazione di un indicatore a doppio stato per un'unità di alimentazione. Verde indica "Alimentazione Accesa/Uscita OK", e rosso indica "Guasto/Sovraccarico".

1. Implementazione:Progettazione del Circuito:

2. Utilizzare una configurazione a catodo comune (verificare dal disegno del package). Collegare i due anodi (rosso e verde) ai pin GPIO del microcontrollore o a circuiti logici tramite resistenze limitatrici di corrente separate. Il catodo comune si collega a massa.Calcolo della Resistenza:_CCAssumendo un'alimentazione di 5V (V_F), corrente target I_F= 20mA, e V

tipica di 2.4V (Rosso) e 2.6V (Verde)._{- R}rosso_CC= (V_{- V}F_rosso_F) / I

= (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ω. Utilizzare una resistenza standard da 130 Ω o 150 Ω._{- R}verde

3. = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω. Utilizzare una resistenza standard da 120 Ω.Layout PCB:

4. Posizionare il LED sul pannello frontale. Assicurarsi che i fori per i terminali corrispondano alla distanza specificata. Tenere lontani altri componenti che generano calore per evitare impatti termici sulle prestazioni del LED.Software/Logica:

Assicurarsi che la logica di pilotaggio impedisca che entrambi i LED siano accesi contemporaneamente in modo continuo, se non desiderato, per gestire la dissipazione di potenza.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a semiconduttore che emettono luce attraverso l'elettroluminescenza. Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n, gli elettroni del materiale di tipo n si ricombinano con le lacune del materiale di tipo p nella regione attiva. Questo processo di ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica lunghezza d'onda (colore) della luce emessa è determinata dal bandgap del materiale semiconduttore utilizzato. In questo dispositivo, l'AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) è utilizzato per entrambi i chip rosso e verde, con diverse composizioni del materiale che producono i diversi bandgap richiesti per l'emissione rossa (~650 nm) e verde (~565 nm).

13. Tendenze Tecnologiche

- L'industria dei LED continua ad evolversi verso una maggiore efficienza, una maggiore affidabilità e un'applicazione più ampia. Per LED indicatori come questo, le tendenze includono:Miniaturizzazione:

- Sviluppo di dimensioni di package più piccole (es. 3mm, 2mm, 1.6mm) mantenendo o migliorando l'emissione luminosa.Prestazioni Migliorate:

- Miglioramenti continui nei materiali AlInGaP e InGaN (per blu/verde/bianco) portano a una maggiore efficienza luminosa (più luce per watt).Integrazione:

- Maggiore adozione di package multi-chip (RGB, bi-colore, tri-colore) e persino LED con controller integrati (IC) per applicazioni di illuminazione intelligente.Robustezza:

Materiali e design del package migliorati per una migliore resistenza all'umidità, ai cicli termici e allo stress meccanico, espandendosi in ambienti più impegnativi.