Indice dei Contenuti
- 1. Panoramica del Prodotto
- 1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali
- 1.2 Applicazioni Target
- 2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici
- 2.1 Valori Massimi Assoluti
- 2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche
- 3. Specifiche del Sistema di Binning
- 3.1 Binning dell'Intensità Luminosa
- 3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante
- 4. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio
- 4.1 Disegno e Dimensioni
- 4.2 Specifiche di Imballaggio
- 5. Linee Guida per Montaggio, Manipolazione e Applicazione
- 5.1 Conservazione e Sensibilità all'Umidità
- 5.2 Istruzioni per Saldatura e Montaggio
- 5.3 Considerazioni di Progettazione Applicativa
- 6. Curve di Prestazione e Caratteristiche Tipiche
- 7. Confronto Tecnico e Differenziazione
- 8. Domande Frequenti (FAQ)
- 9. Studio di Caso di Progettazione e Utilizzo
1. Panoramica del Prodotto
Questo documento dettaglia le specifiche di una lampada indicatrice LED bicolore, a montaggio a foro passante. Il dispositivo presenta un alloggiamento plastico nero ad angolo retto, progettato per un facile assemblaggio e configurazioni impilabili su circuiti stampati (PCB). Integra sorgenti luminose a stato solido che offrono alta efficienza e basso consumo energetico.
1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali
- Contrasto Migliorato:Il materiale dell'alloggiamento nero fornisce un elevato rapporto di contrasto, migliorando la visibilità dell'indicatore.
- Sorgente a Due Colori:Integra chip semiconduttori AlInGaP per produrre sia luce Gialla che Giallo-Verde da un unico package.
- Efficienza Energetica:Basso consumo energetico con una tensione diretta tipica di 2,0V a una corrente di pilotaggio di 10mA.
- Conformità Ambientale:Costruzione senza piombo e pienamente conforme alle direttive RoHS.
- Compatibile con la Produzione:Fornito in imballaggio a nastro e bobina compatibile con i processi di assemblaggio automatizzati. Precondizionato a livello JEDEC 3 e classificato MSL3 per sensibilità all'umidità.
1.2 Applicazioni Target
Questo componente è adatto per l'indicazione di stato e l'illuminazione di sfondo in una varietà di apparecchiature elettroniche, tra cui:
- Dispositivi di comunicazione
- Periferiche e schede madri per computer
- Elettronica di consumo
- Elettrodomestici
2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici
Tutte le specifiche sono definite a una temperatura ambiente (TA) di 25°C salvo diversa indicazione.
2.1 Valori Massimi Assoluti
Sollecitazioni oltre questi limiti possono causare danni permanenti al dispositivo.
- Dissipazione di Potenza (Pd):52 mW (per entrambi i LED Giallo e Giallo-Verde)
- Corrente Diretta Continua (IF):20 mA DC
- Corrente Diretta di Picco (IFP):60 mA (larghezza impulso ≤ 10μs, ciclo di lavoro ≤ 1/10)
- Intervallo di Temperatura Operativa:-40°C a +85°C
- Intervallo di Temperatura di Conservazione:-40°C a +100°C
- Temperatura di Saldatura dei Terminali:Massimo 260°C per 5 secondi, misurata a 2,0mm dal corpo del LED.
2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche
La seguente tabella riassume i parametri prestazionali chiave quando pilotati a una corrente di test standard di 10mA.
Parametri Ottici:
- Intensità Luminosa (Iv):Il valore tipico è 11 mcd per entrambi i colori, con un intervallo da 4 mcd (Min) a 29 mcd (Max). L'intensità è misurata utilizzando un sensore filtrato secondo la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE.
- Angolo di Visione (2θ1/2):110 gradi. Questo ampio angolo di visione è ottenuto attraverso una lente diffondente bianca, garantendo una buona visibilità da posizioni fuori asse.
- Lunghezza d'Onda di Picco (λP):Circa 574 nm per il Giallo-Verde e 590 nm per il Giallo.
- Lunghezza d'Onda Dominante (λd):Definisce il colore percepito. Per il Giallo-Verde: 569 nm (Tip), intervallo 565-572 nm. Per il Giallo: 590 nm (Tip), intervallo 582-594 nm.
- Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):Circa 20 nm per entrambi i colori, indicando un'uscita spettrale relativamente pura.
Parametri Elettrici:
- Tensione Diretta (VF):Il valore tipico è 2,0V, con un intervallo da 1,6V (Min) a 2,5V (Max) a 10mA. Questo parametro è cruciale per il calcolo della resistenza limitatrice di corrente nella progettazione del circuito.
- Corrente Inversa (IR):Massimo 10 μA quando viene applicata una tensione inversa (VR) di 5V.Importante:Il dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa; questa condizione di test è solo per caratterizzazione.
3. Specifiche del Sistema di Binning
Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base all'intensità luminosa e alla lunghezza d'onda dominante.
3.1 Binning dell'Intensità Luminosa
Sono definiti due bin di intensità per ciascun colore, con una tolleranza di ±30% sui limiti del bin.
- Bin A:4 mcd a 13 mcd @ 10mA
- Bin B:13 mcd a 29 mcd @ 10mA
3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante
I bin di lunghezza d'onda forniscono un controllo stretto sul colore emesso, con una tolleranza di ±1nm sui limiti del bin.
Per il Giallo-Verde:
- Bin 1:565 nm a 569 nm
- Bin 2:569 nm a 572 nm
Per il Giallo:
- Bin 1:582 nm a 588 nm
- Bin 2:588 nm a 594 nm
I codici bin specifici per intensità e lunghezza d'onda sono marcati sull'imballaggio del prodotto, permettendo ai progettisti di selezionare i componenti che corrispondono ai requisiti della loro applicazione per uniformità di luminosità e colore.
4. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio
4.1 Disegno e Dimensioni
Il dispositivo utilizza uno stile di montaggio a foro passante ad angolo retto. Note dimensionali chiave:
- Tutte le dimensioni sono in millimetri.
- La tolleranza standard è ±0,25mm salvo diversa specificazione sul disegno dimensionale.
- Il materiale dell'alloggiamento è plastica nera.
- Il LED presenta una lente diffondente bianca.
4.2 Specifiche di Imballaggio
I componenti sono forniti nel formato standard di settore a nastro e bobina per l'inserimento automatizzato.
- Nastro Portacomponenti:Lega di polistirene conduttivo nero, spessore 0,50 mm ± 0,06 mm.
- Capacità della Bobina:500 pezzi per bobina da 13 pollici.
- Gerarchia di Imballaggio:
- 500 pezzi su 1 bobina sono posti in una Sacca a Barriera di Umidità (MBB) con essiccanti e una scheda indicatrice di umidità.
- 2 MBB (1000 pezzi totali) sono confezionate in una Scatola Interna.
- 10 Scatole Interne (10.000 pezzi totali) sono confezionate in una Scatola Esterna per la spedizione.
5. Linee Guida per Montaggio, Manipolazione e Applicazione
5.1 Conservazione e Sensibilità all'Umidità
Questo prodotto è classificato MSL3. Il rispetto delle seguenti procedure è fondamentale per prevenire danni indotti dall'umidità durante il reflow della saldatura.
- Confezione Sigillata:Conservare a ≤ 30°C e ≤ 70% UR. Utilizzare entro un anno dalla sigillatura della sacca.
- Confezione Aperta:Se la Sacca a Barriera di Umidità viene aperta, i componenti devono essere conservati a ≤ 30°C e ≤ 60% UR.
- Tempo di Esposizione (Floor Life):Dopo l'apertura della sacca originale, i componenti devono essere sottoposti a saldatura a reflow IR entro 168 ore (7 giorni).
- Conservazione Prolungata/Cottura (Baking):Per conservazione oltre le 168 ore al di fuori della sacca originale, conservare in un contenitore sigillato con essiccante. Prima dell'assemblaggio, cuocere a 60°C per almeno 48 ore per rimuovere l'umidità assorbita.
5.2 Istruzioni per Saldatura e Montaggio
- Formatura dei Terminali:Se necessario, piegare i terminali in un punto ad almeno 3mm di distanza dalla base della lente del LED. Non utilizzare la base della lente come fulcro. Eseguire la formatura prima della saldatura a temperatura ambiente.
- Assemblaggio su PCB:Applicare una forza minima di serraggio durante l'inserimento per evitare stress meccanici sul componente.
- Saldatura:Mantenere una distanza minima di 2mm tra la base della lente/dell'alloggiamento e il punto di saldatura sul terminale. Non immergere la lente nella saldatura o nel solvente di pulizia.
- Pulizia:Se è necessaria una pulizia post-assemblaggio, utilizzare solo solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico.
5.3 Considerazioni di Progettazione Applicativa
- Limitazione di Corrente:Utilizzare sempre una resistenza in serie per limitare la corrente diretta al massimo consigliato di 20mA DC. Calcolare il valore della resistenza usando R = (Valimentazione - VF) / IF, dove VF è la tensione diretta tipica o massima della scheda tecnica.
- Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, assicurarsi che la temperatura ambiente operativa non superi gli 85°C. Evitare di posizionare il LED vicino ad altri componenti che generano calore.
- Protezione dalla Tensione Inversa:Poiché il LED non è progettato per la polarizzazione inversa, assicurarsi che il progetto del circuito impedisca l'applicazione di tensione inversa, ad esempio, quando si utilizza in un circuito di pilotaggio AC o bipolare. Potrebbe essere necessario un diodo di protezione in parallelo (polarizzato inversamente).
- Progettazione Visiva:L'angolo di visione di 110 gradi e la lente diffondente forniscono un'illuminazione ampia e uniforme. L'alloggiamento nero minimizza la dispersione della luce e migliora il contrasto, rendendolo adatto per indicatori montati su pannello.
6. Curve di Prestazione e Caratteristiche Tipiche
La scheda tecnica include rappresentazioni grafiche delle relazioni chiave, essenziali per un'analisi di progettazione dettagliata.
- Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:Mostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, tipicamente in modo sub-lineare a correnti più elevate a causa degli effetti termici.
- Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:Illustra la caratteristica I-V del diodo, importante per comprendere i requisiti di tensione in diverse condizioni di pilotaggio.
- Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra la riduzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione, un fattore critico per applicazioni ad alta temperatura.
- Distribuzione Spettrale:Grafici che mostrano la potenza radiante relativa rispetto alla lunghezza d'onda per entrambi i LED Giallo e Giallo-Verde, evidenziando le lunghezze d'onda di picco e dominanti.
Queste curve permettono ai progettisti di prevedere le prestazioni in condizioni non standard (ad esempio, diverse correnti di pilotaggio o temperature) e di ottimizzare i loro circuiti per efficienza e longevità.
7. Confronto Tecnico e Differenziazione
Questo LED bicolore a foro passante offre vantaggi specifici nella sua categoria:
- Versatilità in un Unico Package:L'integrazione di due colori distinti (Giallo e Giallo-Verde) in un unico package ad angolo retto risparmia spazio sulla scheda e semplifica la gestione dell'inventario rispetto all'uso di due LED monocromatici separati.
- Ottimizzato per la Visibilità:La combinazione di una lente diffondente ad ampio angolo di visione e di un alloggiamento nero ad alto contrasto è specificamente progettata per l'indicazione di stato, dove l'angolo di visione e la chiarezza sono fondamentali.
- Costruzione Robusta per il Foro Passante:Le considerazioni di progettazione per la formatura dei terminali e il distanziamento per la saldatura indicano un componente costruito per le esigenze fisiche dell'assemblaggio a foro passante e della potenziale manipolazione manuale.
- Binning Standardizzato:La chiara struttura di binning sia per l'intensità che per la lunghezza d'onda supporta applicazioni che richiedono una stretta corrispondenza di colore e luminosità tra più unità.
8. Domande Frequenti (FAQ)
D1: Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco (λP) e Lunghezza d'Onda Dominante (λd)?
R1: La Lunghezza d'Onda di Picco è la lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica emessa è massima. La Lunghezza d'Onda Dominante è derivata dalle coordinate cromatiche sul diagramma di cromaticità CIE e rappresenta la singola lunghezza d'onda del colore spettrale puro che corrisponde al colore percepito del LED. λd è spesso più rilevante per la specifica del colore.
D2: Posso pilotare questo LED a 20mA in modo continuo?
R2: Sì, 20mA DC è la corrente diretta continua massima nominale. Per un funzionamento affidabile a lungo termine, è spesso consigliabile pilotare i LED a una corrente inferiore, come 10-15mA, per ridurre lo stress termico e aumentare la durata, specialmente se si prevedono alte temperature ambientali.
D3: Il MSL è classificato Livello 3. Cosa significa per il mio processo produttivo?
R3: Il Livello di Sensibilità all'Umidità 3 significa che il package può essere esposto alle condizioni del pavimento di fabbrica (≤ 30°C / 60% UR) fino a 168 ore (7 giorni) dopo l'apertura della sacca a barriera di umidità, prima che richieda la cottura (baking) prima della saldatura a reflow. È necessario tracciare il tempo di apertura della sacca e seguire le istruzioni di cottura se il limite di tempo viene superato.
D4: Come interpreto i codici bin quando ordino?
R4: Tipicamente si specifica la combinazione richiesta del bin di intensità luminosa (A o B) e del bin di lunghezza d'onda dominante (1 o 2) per il colore desiderato (Giallo o Giallo-Verde). Ad esempio, "Giallo, Bin B2" specificherebbe un LED Giallo con luminosità più alta (13-29 mcd) e una lunghezza d'onda dominante tra 588-594 nm. Consultare il produttore per le combinazioni disponibili.
9. Studio di Caso di Progettazione e Utilizzo
Scenario: Progettazione di un Indicatore a Doppio Stato per un Router di Rete
Un progettista necessita di due indicatori di stato su un pannello frontale: uno per "Alimentazione Accesa" (Giallo fisso) e uno per "Attività di Rete" (Giallo-Verde lampeggiante). Lo spazio è limitato.
Soluzione:Utilizzo di un LED LTL-R14FGSAJH61T per indicatore.
- Progettazione del Circuito:Vengono creati due circuiti di pilotaggio indipendenti da un'alimentazione a 5V. Per ogni LED, viene calcolata una resistenza limitatrice di corrente. Utilizzando la VF tipica di 2,0V a 10mA: R = (5V - 2,0V) / 0,01A = 300Ω. Una resistenza standard da 330Ω fornirebbe circa 9,1mA, una corrente di pilotaggio sicura ed efficiente.
- Interfaccia con Microcontrollore:I catodi dei due LED (probabilmente comuni) sono collegati a massa. Gli anodi per i chip Giallo e Giallo-Verde sono collegati a pin GPIO separati di un microcontrollore tramite le resistenze da 330Ω. Il MCU può accendere stabilmente il LED Giallo e far lampeggiare il LED Giallo-Verde per indicare l'attività.
- Implementazione Meccanica:L'alloggiamento ad angolo retto permette di montare i LED sulla scheda principale paralleli alla scheda, con le lenti che puntano verso l'alto attraverso fori nel pannello frontale del router. L'alloggiamento nero previene la dispersione di luce tra i due indicatori montati vicini.
- Selezione dei Componenti:Per garantire un aspetto coerente su migliaia di unità, il progettista specifica che tutti i LED per l'indicatore "Alimentazione Accesa" provengano dallo stesso bin di lunghezza d'onda e intensità (ad esempio, Giallo, Bin A1).
Questo approccio risparmia area sulla scheda, semplifica l'assemblaggio utilizzando l'inserimento automatico per i componenti a nastro e bobina, e fornisce una soluzione indicatore pulita e professionale.
Terminologia delle specifiche LED
Spiegazione completa dei termini tecnici LED
Prestazioni fotoelettriche
| Termine | Unità/Rappresentazione | Spiegazione semplice | Perché importante |
|---|---|---|---|
| Efficienza luminosa | lm/W (lumen per watt) | Uscita luce per watt di elettricità, più alto significa più efficiente energeticamente. | Determina direttamente il grado di efficienza energetica e il costo dell'elettricità. |
| Flusso luminoso | lm (lumen) | Luce totale emessa dalla sorgente, comunemente chiamata "luminosità". | Determina se la luce è abbastanza brillante. |
| Angolo di visione | ° (gradi), es. 120° | Angolo in cui l'intensità luminosa scende alla metà, determina la larghezza del fascio. | Influisce sulla gamma di illuminazione e uniformità. |
| CCT (Temperatura colore) | K (Kelvin), es. 2700K/6500K | Calore/freschezza della luce, valori più bassi giallastri/caldi, più alti biancastri/freddi. | Determina l'atmosfera di illuminazione e scenari adatti. |
| CRI / Ra | Senza unità, 0–100 | Capacità di riprodurre accuratamente i colori degli oggetti, Ra≥80 è buono. | Influisce sull'autenticità del colore, utilizzato in luoghi ad alta richiesta come centri commerciali, musei. |
| SDCM | Passi ellisse MacAdam, es. "5 passi" | Metrica di consistenza del colore, passi più piccoli significano colore più consistente. | Garantisce colore uniforme attraverso lo stesso lotto di LED. |
| Lunghezza d'onda dominante | nm (nanometri), es. 620nm (rosso) | Lunghezza d'onda corrispondente al colore dei LED colorati. | Determina la tonalità di LED monocromatici rossi, gialli, verdi. |
| Distribuzione spettrale | Curva lunghezza d'onda vs intensità | Mostra la distribuzione dell'intensità attraverso le lunghezze d'onda. | Influisce sulla resa cromatica e qualità del colore. |
Parametri elettrici
| Termine | Simbolo | Spiegazione semplice | Considerazioni di progettazione |
|---|---|---|---|
| Tensione diretta | Vf | Tensione minima per accendere il LED, come "soglia di avvio". | La tensione del driver deve essere ≥Vf, le tensioni si sommano per LED in serie. |
| Corrente diretta | If | Valore di corrente per il normale funzionamento del LED. | Solitamente azionamento a corrente costante, la corrente determina luminosità e durata. |
| Corrente di impulso massima | Ifp | Corrente di picco tollerabile per brevi periodi, utilizzata per dimmerazione o lampeggio. | La larghezza dell'impulso e il ciclo di lavoro devono essere rigorosamente controllati per evitare danni. |
| Tensione inversa | Vr | Tensione inversa massima che il LED può sopportare, oltre può causare rottura. | Il circuito deve prevenire connessione inversa o picchi di tensione. |
| Resistenza termica | Rth (°C/W) | Resistenza al trasferimento di calore dal chip alla saldatura, più bassa è meglio. | Alta resistenza termica richiede dissipazione termica più forte. |
| Immunità ESD | V (HBM), es. 1000V | Capacità di resistere a scariche elettrostatiche, più alto significa meno vulnerabile. | Sono necessarie misure antistatiche in produzione, specialmente per LED sensibili. |
Gestione termica e affidabilità
| Termine | Metrica chiave | Spiegazione semplice | Impatto |
|---|---|---|---|
| Temperatura di giunzione | Tj (°C) | Temperatura operativa effettiva all'interno del chip LED. | Ogni riduzione di 10°C può raddoppiare la durata; troppo alta causa decadimento della luce, spostamento del colore. |
| Deprezzamento del lumen | L70 / L80 (ore) | Tempo affinché la luminosità scenda al 70% o 80% dell'iniziale. | Definisce direttamente la "durata di servizio" del LED. |
| Manutenzione del lumen | % (es. 70%) | Percentuale di luminosità trattenuta dopo il tempo. | Indica la ritenzione della luminosità su uso a lungo termine. |
| Spostamento del colore | Δu′v′ o ellisse MacAdam | Grado di cambiamento del colore durante l'uso. | Influisce sulla consistenza del colore nelle scene di illuminazione. |
| Invecchiamento termico | Degradazione del materiale | Deterioramento dovuto ad alta temperatura a lungo termine. | Può causare calo di luminosità, cambio colore o guasto a circuito aperto. |
Imballaggio e materiali
| Termine | Tipi comuni | Spiegazione semplice | Caratteristiche e applicazioni |
|---|---|---|---|
| Tipo di imballaggio | EMC, PPA, Ceramica | Materiale di alloggiamento che protegge il chip, fornisce interfaccia ottica/termica. | EMC: buona resistenza al calore, basso costo; Ceramica: migliore dissipazione termica, vita più lunga. |
| Struttura del chip | Frontale, Flip Chip | Disposizione degli elettrodi del chip. | Flip chip: migliore dissipazione termica, maggiore efficienza, per alta potenza. |
| Rivestimento al fosforo | YAG, Silicato, Nitruro | Copre il chip blu, converte una parte in giallo/rosso, mescola a bianco. | Diversi fosfori influenzano efficienza, CCT e CRI. |
| Lente/Ottica | Piana, Microlente, TIR | Struttura ottica sulla superficie che controlla la distribuzione della luce. | Determina l'angolo di visione e la curva di distribuzione della luce. |
Controllo qualità e binning
| Termine | Contenuto di binning | Spiegazione semplice | Scopo |
|---|---|---|---|
| Bin del flusso luminoso | Codice es. 2G, 2H | Raggruppato per luminosità, ogni gruppo ha valori lumen min/max. | Garantisce luminosità uniforme nello stesso lotto. |
| Bin di tensione | Codice es. 6W, 6X | Raggruppato per intervallo di tensione diretta. | Facilita l'abbinamento del driver, migliora l'efficienza del sistema. |
| Bin del colore | Ellisse MacAdam 5 passi | Raggruppato per coordinate colore, garantendo un intervallo ristretto. | Garantisce consistenza del colore, evita colore non uniforme all'interno del dispositivo. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K ecc. | Raggruppato per CCT, ognuno ha corrispondente intervallo di coordinate. | Soddisfa diversi requisiti CCT della scena. |
Test e certificazione
| Termine | Standard/Test | Spiegazione semplice | Significato |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Test di manutenzione del lumen | Illuminazione a lungo termine a temperatura costante, registrando il decadimento della luminosità. | Utilizzato per stimare la vita LED (con TM-21). |
| TM-21 | Standard di stima della vita | Stima la vita in condizioni reali basandosi sui dati LM-80. | Fornisce una previsione scientifica della vita. |
| IESNA | Società di ingegneria dell'illuminazione | Copre metodi di test ottici, elettrici, termici. | Base di test riconosciuta dal settore. |
| RoHS / REACH | Certificazione ambientale | Garantisce nessuna sostanza nociva (piombo, mercurio). | Requisito di accesso al mercato a livello internazionale. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificazione di efficienza energetica | Certificazione di efficienza energetica e prestazioni per l'illuminazione. | Utilizzato negli appalti pubblici, programmi di sussidi, migliora la competitività. |