Scheda Tecnica LED Bicolore T-1 3/4 - Diametro 5.0mm - Tensione 2.0-2.6V - Potenza 75-120mW - Rosso/Verde - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per un componente LED bicolore a foro passante, alloggiato in un contenitore diffondente standard T-1 3/4 (5mm). Il dispositivo integra due chip semiconduttori distinti in un unico package: uno che emette nello spettro rosso utilizzando la tecnologia AllnGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio), e un altro che emette nello spettro verde utilizzando la tecnologia GaP (Fosfuro di Gallio). Questo design consente la generazione di due colori da un singolo componente, utile per indicatori di stato, segnali bi-stato e semplici display multicolore. La lente bianca diffondente offre un ampio angolo di visione e un'emissione luminosa morbida e uniformemente dispersa. Il prodotto è progettato per applicazioni di indicazione generica nell'elettronica di consumo, nei controlli industriali e nella strumentazione.

1.1 Vantaggi Principali

• Sorgente a Doppio Colore:L'integrazione dei chip rosso e verde in un unico package risparmia spazio sulla scheda e semplifica l'assemblaggio rispetto all'uso di due LED separati.
• Emissione Uniforme:I chip sono selezionati e abbinati per fornire caratteristiche di emissione luminosa uniformi, garantendo un aspetto coerente nell'applicazione.
• Affidabilità allo Stato Solido:I LED offrono una lunga vita operativa, tipicamente superiore a 50.000 ore, grazie all'assenza di filamenti o parti in movimento.
• Basso Consumo Energetico:Opera a correnti standard basse (es. 20mA), risultando energeticamente efficiente e adatto a dispositivi alimentati a batteria.
• Conformità Ambientale:Il prodotto è fabbricato senza piombo (Pb-Free) e conforme alla direttiva RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento a questi limiti non è garantito e va evitato per prestazioni affidabili.

• Dissipazione di Potenza (P_d):75 mW per il chip Rosso, 120 mW per il chip Verde. Questa è la massima quantità di potenza che il chip LED può dissipare come calore a una temperatura ambiente (T_A) di 25°C. Superarla può portare a surriscaldamento e degrado accelerato.
• Corrente Diretta Continua (I_F):30 mA per entrambi i colori. Questa è la massima corrente continua che può essere applicata in modo continuativo.
• Corrente Diretta di Picco:90 mA per entrambi i colori, ammissibile solo in condizioni pulsate (duty cycle 1/10, larghezza impulso 0.1ms). Ciò consente brevi lampi ad alta intensità.
• Fattore di Derating:0.4 mA/°C per entrambi i colori. Per temperature ambiente superiori a 50°C, la corrente continua massima ammissibile deve essere ridotta linearmente di questo fattore per prevenire il surriscaldamento.
• Tensione Inversa (V_R):5 V. Applicare una tensione inversa superiore a questa può causare la rottura della giunzione.
• Temperatura di Funzionamento & Stoccaggio:-55°C a +100°C. Il dispositivo può essere stoccato e operato in questo intervallo completo.
• Temperatura di Saldatura dei Terminali:260°C per 5 secondi, misurata a 2.0mm dal corpo del LED. Questo definisce la finestra di processo per la saldatura manuale o a onda.

2.2 Caratteristiche Elettriche & Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati a T_A=25°C e I_F=20mA, rappresentativi delle normali condizioni operative.

• Intensità Luminosa (I_v):Una misura chiave della luminosità percepita.
  • Rosso (AllnGaP):Tipica 180 mcd, con un range da un minimo di 110 mcd a un massimo di 310 mcd.
  • Verde (GaP):Tipica 50 mcd, con un range da un minimo di 30 mcd a un massimo di 85 mcd.
  • La garanzia include una tolleranza di ±15% su questi valori.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):Circa 30 gradi per entrambi i colori. Questo è l'angolo totale in cui l'intensità luminosa scende alla metà del valore sull'asse. La lente diffondente crea questa ampia caratteristica di visione.
• Tensione Diretta (V_F):La caduta di tensione ai capi del LED durante il funzionamento.
  • Rosso:Tipica 2.4V (range 2.0V - 2.4V).
  • Verde:Tipica 2.6V (range 2.1V - 2.6V).
  • La differenza in V_Fè dovuta alle diverse energie di bandgap dei materiali AllnGaP e GaP.
• Lunghezza d'Onda:
  • Lunghezza d'Onda di Picco di Emissione (λ_p):La lunghezza d'onda alla quale l'emissione spettrale è più forte. Rosso: ~650 nm. Verde: ~565 nm.
  • Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):L'unica lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano che definisce il colore. Rosso: 634-644 nm. Verde: 563-580 nm.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):La larghezza di banda della luce emessa. Rosso: ~20 nm. Verde: ~30 nm. Una mezza larghezza più stretta indica un colore spettralmente più puro.
• Corrente Inversa (I_R):< 100 μA a V_R=5V. Questa è la piccola corrente di dispersione quando il LED è polarizzato inversamente.
• Capacità (C):Misurata a polarizzazione zero. Rosso: ~80 pF. Verde: ~35 pF. Questo parametro può essere rilevante in applicazioni di commutazione ad alta frequenza.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per gestire le variazioni naturali del processo di fabbricazione dei semiconduttori, i LED vengono suddivisi in bin di prestazione. Questo componente utilizza un codice bin a due caratteri (X-X) che rappresenta rispettivamente il bin di intensità luminosa per il chip Rosso e per il chip Verde.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

Bin del Chip Rosso (AllnGaP):

F: 110 - 140 mcd

G: 140 - 180 mcd

H: 180 - 240 mcd

J: 240 - 310 mcd

Bin del Chip Verde (GaP):

A: 30 - 38 mcd

B: 38 - 50 mcd

C: 50 - 65 mcd

D: 65 - 85 mcd

Esempio:Un codice bin "H-B" indica un chip Rosso del bin H (180-240 mcd) abbinato a un chip Verde del bin B (38-50 mcd). I progettisti possono specificare i bin per garantire la coerenza della luminosità tra più unità in un assemblaggio. Si applica una tolleranza di ±15% a ciascun limite del bin.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene grafici specifici siano referenziati nella scheda tecnica (Fig.1, Fig.6), le loro implicazioni generali sono qui analizzate sulla base della fisica standard dei LED.

4.1 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta (Curva I-V)

L'emissione luminosa (I_v) è approssimativamente proporzionale alla corrente diretta (I_F) in un ampio intervallo. Operare al di sopra dei 20mA consigliati aumenterà la luminosità ma genererà anche più calore, potenzialmente riducendo la durata e alterando il colore. Operare al di sotto dei 20mA ridurrà l'emissione. La relazione è lineare solo entro certi limiti; a correnti molto elevate, l'efficienza cala (diminuzione dell'efficacia).

4.2 Dipendenza dalla Temperatura

Le prestazioni dei LED sono sensibili alla temperatura.

• Tensione Diretta (V_F):Diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Ha un coefficiente di temperatura negativo minore.
• Intensità Luminosa (I_v):Diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Alte temperature ambiente o eccessiva corrente di pilotaggio che portano all'autoriscaldamento ridurranno l'emissione luminosa. Il fattore di derating (0.4 mA/°C sopra i 50°C) viene applicato per gestire questo effetto termico.
• Lunghezza d'Onda:Le lunghezze d'onda di picco e dominante tipicamente si spostano leggermente (solitamente verso lunghezze d'onda maggiori) con l'aumentare della temperatura.

4.3 Distribuzione Spettrale

Il grafico di distribuzione spettrale referenziato (Fig.1) mostrerebbe la potenza radiante relativa in funzione della lunghezza d'onda per ciascun chip. Il chip Rosso AllnGaP tipicamente mostra un picco più stretto e simmetrico centrato attorno ai 650 nm. Il chip Verde GaP ha un picco più ampio attorno ai 565 nm. La lunghezza d'onda dominante è calcolata da questo spettro utilizzando gli standard colorimetrici CIE per definire la tonalità percepita.

5. Informazioni Meccaniche & di Confezionamento

5.1 Dimensioni del Package

Il dispositivo utilizza un package radiale a terminali standard T-1 3/4 con lente epossidica bianca diffondente. Note dimensionali chiave includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri (pollici forniti tra parentesi).
• Si applica una tolleranza standard di ±0.25mm (±0.010") se non diversamente specificato.
• La resina sotto la flangia può sporgere fino a un massimo di 1.0mm.
• La distanza tra i terminali è misurata nel punto in cui essi escono dal corpo del package, aspetto critico per il design dell'impronta sul PCB.

5.2 Identificazione della Polarità & Formatura dei Terminali

Tipicamente, il terminale più lungo denota l'anodo (lato positivo). Per un LED bicolore con due anodi e un catodo comune (o viceversa, a seconda del circuito interno), lo schema interno della scheda tecnica definisce il pinout. Durante la formatura dei terminali, la piega deve essere effettuata ad almeno 3mm dalla base della lente per evitare stress sulla tenuta. La formatura deve essere eseguita a temperatura ambiente e prima del processo di saldatura.

5.3 Sezione Trasversale & Materiali

Il componente è costituito da:

1. Lead Frame:Lega di ferro con placcatura in rame e argento, finitura a immersione in stagno per migliorare la saldabilità.
2. Die Bond:Pasta epossidica caricata d'argento che fissa i chip semiconduttori al lead frame.
3. Chip LED:Dadi separati AllnGaP (Rosso) e GaP (Verde).
4. Filo di Bonding:Filo d'oro che collega la parte superiore dei chip ai corrispondenti post del lead frame.
5. Incapsulamento:Resina epossidica con indurente che forma la lente diffondente e fornisce protezione ambientale.
6. Peso del Prodotto:Circa 0.36 grammi.

6. Linee Guida per Saldatura & Assemblaggio

6.1 Parametri del Processo di Saldatura

Saldatura Manuale (Saldatore):

• Temperatura: massimo 350°C - 400°C.
• Tempo: massimo 3.0 secondi per terminale.
• Distanza: Mantenere almeno 2.0mm di distanza tra la base della lente e il punto di saldatura.

Saldatura a Onda:

• Temperatura di Pre-riscaldo: massimo < 100°C.
• Tempo di Pre-riscaldo: massimo < 60 secondi.
• Temperatura dell'Onda di Saldatura: massimo < 260°C.
• Tempo di Contatto: massimo < 5 secondi.

Avvertenza Critica:Temperatura o tempo eccessivi possono fondere la lente epossidica, causare delaminazione interna o distruggere la giunzione semiconduttrice. Non immergere mai la lente nella saldatura.

6.2 Stoccaggio & Manipolazione

• Condizioni di Stoccaggio:Non dovrebbero superare i 30°C e il 70% di umidità relativa.
• Durata di Conservazione:Una volta rimossi dalla busta barriera all'umidità originale, i componenti dovrebbero essere utilizzati entro tre mesi.
• Stoccaggio a Lungo Termine:Per periodi prolungati fuori dalla confezione originale, conservare in un contenitore sigillato con essiccante o in atmosfera di azoto.
• Pulizia:Utilizzare solo solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico (IPA). Evitare pulizie aggressive o ad ultrasuoni che possano stressare il package.

7. Confezionamento & Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche di Confezionamento

I componenti sono confezionati in buste anti-statiche per prevenire danni da scariche elettrostatiche.

• Unità Base:500 pezzi o 250 pezzi per busta di confezionamento.
• Scatola Interna:Contiene 16 buste di confezionamento, per un totale di 8.000 pezzi.
• Scatola Esterna (Imballo di Spedizione):Contiene 8 scatole interne, per un totale di 64.000 pezzi.
• In qualsiasi lotto di spedizione, solo la confezione finale può contenere una quantità non piena.

7.2 Interpretazione del Numero di Parte

Il numero di parte LTL30EKDFGJ segue un sistema di codifica interno. Sebbene la logica completa non sia qui divulgata, tipicamente codifica attributi come tipo di package (T-1 3/4), colore (Bicolore), stile della lente (Diffondente) e i codici specifici dei bin di intensità (es. "J" per il Rosso, implicito dal contesto). Il suffisso "FGJ" è probabilmente correlato al binning delle prestazioni.

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED bicolore è ideale per applicazioni che richiedono un'indicazione a due stati da un singolo punto:

• Indicatori di Stato:Alimentazione Accesa (Verde) / Standby (Rosso) o Normale (Verde) / Guasto (Rosso).
• Allarmi Bi-Stato:Allarme (Rosso Lampeggiante) / Chiaro (Verde).
• Display Semplici:Luci di pannello base, retroilluminazione per interruttori o scritte dove sono necessari due colori.
• Elettronica di Consumo:Stato di carica, indicatori di connettività su router, modem o apparecchi audio.
• Controlli Industriali:Indicatori di stato macchina, segnali go/no-go.

8.2 Considerazioni sul Design del Circuito

Il Pilotaggio in Corrente è Essenziale:I LED sono dispositivi pilotati in corrente. La tensione diretta (V_F) ha una tolleranza e varia con la temperatura. Non è consigliabile collegare i LED direttamente a una sorgente di tensione o in parallelo senza limitazione di corrente individuale, poiché piccole differenze in V_Fcauseranno uno squilibrio significativo nella ripartizione della corrente e nella luminosità.

Circuito Consigliato (Modello A):Utilizzare una resistenza di limitazione della corrente in serie per ogni chip LED (o per ogni canale colore del LED bicolore). Il valore della resistenza è calcolato usando la Legge di Ohm: R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Ad esempio, con un'alimentazione di 5V, per un LED Verde (V_F~2.6V) a 20mA: R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω. Ciò garantisce una luminosità stabile e uniforme.

Gestione del Calore:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, assicurare un'adeguata ventilazione se utilizzato in alte temperature ambiente o spazi chiusi. Rispettare le linee guida di derating della corrente sopra i 50°C.

9. Confronto Tecnico & Differenziazione

Rispetto all'uso di due LED monocromatici discreti, questa soluzione bicolore integrata offre chiari vantaggi:

• Efficienza Spaziale:Un'impronta di un componente contro due.
• Semplicità di Assemblaggio:Un'operazione di posizionamento e saldatura contro due, riducendo costi e potenziali difetti.
• Allineamento Ottico:Garantisce che le sorgenti rossa e verde siano co-locate, fornendo un punto visivo coerente.

Rispetto a un LED tricolore (RGB), questo dispositivo è più semplice, spesso ha un'emissione luminosa per colore più elevata grazie a chip dedicati, e richiede meno linee di controllo (2 anodi contro 3 per un RGB a catodo comune), rendendolo adatto per applicazioni in cui sono necessari solo due stati distinti senza la complessità della miscelazione dei colori.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D1: Posso pilotare questo LED direttamente da un pin di un microcontrollore?

R: Dipende dalla capacità di erogazione/assorbimento di corrente del pin. La maggior parte dei pin MCU può erogare/assorbire fino a 20-25mA, che corrisponde alla corrente tipica del LED. Tuttavia, DEVI includere una resistenza in serie per limitare la corrente. Non collegare mai un LED direttamente tra un pin MCU e l'alimentazione o massa.

D2: Perché le tensioni dirette tipiche sono diverse per il Rosso e il Verde?

R: La tensione diretta è determinata dall'energia di bandgap del materiale semiconduttore. Il Fosfuro di Gallio (GaP, Verde) ha un bandgap maggiore del Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AllnGaP, Rosso), richiedendo una tensione leggermente più alta per "accendersi" e condurre corrente.

D3: Cosa significa il codice bin e devo specificarlo?

R: Il codice bin (es. H-B) indica l'intervallo garantito di intensità luminosa per i chip Rosso e Verde. Per applicazioni in cui l'uniformità della luminosità tra più unità è critica (es. un pannello di indicatori identici), specificare un bin stretto è importante. Per indicatori singoli non critici, è accettabile un intervallo di bin più ampio.

D4: Come identifico l'anodo e il catodo per ogni colore?

R: Il pinout specifico (anodo comune o catodo comune) è definito dallo schema circuitale interno, che dovrebbe essere consultato dalla scheda tecnica completa. Tipicamente, per un LED bicolore a 3 pin, il pin centrale è il terminale comune, e i due pin esterni sono per i singoli colori.

11. Esempi Pratici di Design & Utilizzo

11.1 Indicatore di Alimentazione a Doppio Stato

Scenario:Un dispositivo necessita di un indicatore per mostrare "Alimentazione di Rete Presente" (Verde) e "Batteria in Carica" (Rosso).

Implementazione:Utilizzare il LED bicolore. Collegare l'anodo Verde attraverso una resistenza a una linea regolata a 5V che è attiva quando l'alimentazione di rete è accesa. Collegare l'anodo Rosso attraverso una resistenza a un segnale di controllo dal circuito di carica che diventa alto durante la carica. Utilizzare un catodo comune collegato a massa. Un semplice transistor o porta logica può pilotare gli anodi se i segnali di controllo sono deboli.

11.2 Semplice Sistema di Allerta Bi-Stato

Scenario:Un modulo sensore necessita di un allarme visivo: Verde fisso per "Normale"