Indice
- 1. Panoramica del Prodotto
- 1.1 Caratteristiche Principali
- 1.2 Applicazioni Target
- 2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita
- 2.1 Valori Massimi Assoluti
- 2.2 Caratteristiche Elettriche & Ottiche
- 3. Spiegazione del Sistema di Classificazione (Binning)
- 3.1 Classificazione per Intensità Luminosa
- 3.2 Classificazione per Lunghezza d'Onda Dominante
- 4. Analisi delle Curve di Prestazione
- 5. Informazioni Meccaniche & di Confezionamento
- 5.1 Dimensioni di Contorno
- 5.2 Identificazione della Polarità
- 6. Linee Guida per Saldatura & Assemblaggio
- 6.1 Condizioni di Magazzinaggio
- 6.2 Formatura dei Terminali
- 6.3 Processo di Saldatura
- 6.4 Pulizia
- 7. Confezionamento & Informazioni d'Ordine
- 8. Raccomandazioni Applicative
- 8.1 Scenari Applicativi Tipici
- 8.2 Progettazione del Circuito di Pilotaggio
- 8.3 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)
- 9. Confronto Tecnico & Differenziazione
- 10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)
- 11. Caso Pratico di Progettazione & Utilizzo
- 12. Introduzione al Principio di Funzionamento
- 13. Tendenze Tecnologiche
- Terminologia delle specifiche LED
- Prestazioni fotoelettriche
- Parametri elettrici
- Gestione termica e affidabilità
- Imballaggio e materiali
- Controllo qualità e binning
- Test e certificazione
1. Panoramica del Prodotto
Questo documento dettaglia le specifiche per una lampada LED bicolore a montaggio through-hole. Il dispositivo è progettato come Indicatore per Circuiti Stampati (CBI), alloggiato in un supporto plastico nero ad angolo retto per facilitare il montaggio su PCB. Integra due distinti chip LED all'interno di un unico package stile T-1 con lente diffusa bianca.
1.1 Caratteristiche Principali
- Sorgente a Doppio Colore:Combina un chip AlInGaP per l'emissione gialla (590nm) e un chip InGaN per l'emissione verde (525nm).
- Contrasto Migliorato:Il materiale nero dell'involucro migliora il rapporto di contrasto visivo dell'indicatore illuminato.
- Design Efficiente:Caratterizzato da basso consumo energetico ed alta efficienza luminosa.
- Conformità Ambientale:Questo è un prodotto senza piombo conforme alle direttive RoHS.
- Il supporto ad angolo retto è impilabile e facilita il montaggio diretto sui circuiti stampati.The right-angle holder is stackable and facilitates straightforward assembly onto printed circuit boards.
1.2 Applicazioni Target
Questa lampada LED è adatta per un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche che richiedono funzioni di stato o indicazione. Le aree applicative principali includono sistemi informatici, dispositivi di comunicazione, elettronica di consumo e apparecchiature industriali.
2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita
2.1 Valori Massimi Assoluti
Tutti i valori sono specificati a una temperatura ambiente (TA) di 25°C. Superare questi limiti può causare danni permanenti.
- Dissipazione di Potenza (PD):Giallo: 52 mW max; Verde: 76 mW max. Questo parametro definisce la massima potenza che il LED può dissipare in sicurezza sotto forma di calore.
- Corrente Diretta:La corrente continua diretta è nominale a 20 mA per entrambi i colori. È ammessa una corrente di picco diretta di 60 mA in condizioni pulsate (ciclo di lavoro ≤ 1/10, larghezza impulso ≤ 10µs).
- Intervalli di Temperatura:Funzionamento: -30°C a +85°C; Magazzinaggio: -40°C a +100°C.
- Temperatura di Saldatura:I terminali possono resistere a 260°C per un massimo di 5 secondi, misurati a 2,0 mm dal corpo del LED.
2.2 Caratteristiche Elettriche & Ottiche
Le prestazioni tipiche sono misurate a TA=25°C con una corrente diretta (IF) di 10mA, salvo diversa indicazione.
- Intensità Luminosa (Iv):Una metrica di prestazione chiave. Giallo: 85 mcd (tip.), intervallo 38-180 mcd. Verde: 240 mcd (tip.), intervallo 110-520 mcd. Nota: il test include una tolleranza di ±30%.
- Angolo di Visione (2θ1/2):Circa 140 gradi per entrambi i colori, indicando un pattern di luce ampio e diffuso adatto all'uso come indicatore.
- Lunghezza d'Onda:Picco Giallo (λP): 590 nm; Dominante (λd): 585-595 nm. Picco Verde (λP): 517 nm; Dominante (λd): 520-532 nm. La semilarghezza spettrale (Δλ) è di 20 nm per il giallo e 35 nm per il verde.
- Tensione Diretta (VF):Giallo: 2,1V (tip.), intervallo 1,6-2,6V. Verde: 3,2V (tip.), intervallo 2,4-3,4V. La differenza è dovuta ai materiali semiconduttori utilizzati.
- Corrente Inversa (IR):Massimo 10 µA a una tensione inversa (VR) di 5V. Il dispositivo non è progettato per funzionamento in polarizzazione inversa.
3. Spiegazione del Sistema di Classificazione (Binning)
I LED sono selezionati (classificati) in base a parametri ottici chiave per garantire coerenza all'interno di un lotto di produzione. Le tabelle di classificazione forniscono gli intervalli di riferimento.
3.1 Classificazione per Intensità Luminosa
Vengono utilizzati codici di classificazione separati per i LED gialli e verdi in base alla loro intensità luminosa misurata a 10mA.
- Classi Gialle:BC (38-65 mcd), DE (65-110 mcd), FG (110-180 mcd).
- Classi Verdi:FG (110-180 mcd), HJ (180-310 mcd), KL (310-520 mcd).
- Tolleranza per ogni limite di classe: ±15%.
3.2 Classificazione per Lunghezza d'Onda Dominante
I LED sono anche classificati per la loro lunghezza d'onda dominante per controllare la coerenza del colore.
- Classi Lunghezza d'Onda Gialla:Codice 1 (585-590 nm), Codice 2 (590-595 nm).
- Classi Lunghezza d'Onda Verde:Codice G10 (520-526 nm), Codice G11 (526-532 nm).
- Tolleranza per ogni limite di classe: ±2 nm.
4. Analisi delle Curve di Prestazione
La scheda tecnica fa riferimento a tipiche curve caratteristiche essenziali per la progettazione. Sebbene grafici specifici non siano riprodotti qui, tipicamente includono:
- Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:Mostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, tipicamente con una relazione quasi lineare prima del calo di efficienza.
- Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:Illustra la caratteristica I-V del diodo, cruciale per progettare circuiti limitatori di corrente.
- Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra il coefficiente di temperatura negativo dell'emissione luminosa; l'intensità diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione.
- Distribuzione Spettrale:Grafici che mostrano la potenza radiante relativa in funzione della lunghezza d'onda, evidenziando le lunghezze d'onda di picco e dominante.
5. Informazioni Meccaniche & di Confezionamento
5.1 Dimensioni di Contorno
Il dispositivo utilizza un fattore di forma standard T-1 (3mm) montato in un supporto plastico nero ad angolo retto. Note dimensionali critiche includono:
- Tutte le dimensioni sono in millimetri (con equivalenti in pollici).
- La tolleranza standard è ±0,25 mm salvo diversa specifica.
- L'involucro è realizzato in plastica nera.
- L'unità contiene tre posizioni LED (LED1~3), ciascuna con un chip bicolore giallo/verde e lente diffusa bianca.
5.2 Identificazione della Polarità
Per i LED a montaggio through-hole, il catodo è tipicamente identificato da un punto piatto sulla lente, un terminale più corto o altre marcature sul supporto. Il metodo di identificazione specifico deve essere verificato dal disegno dimensionale.
6. Linee Guida per Saldatura & Assemblaggio
6.1 Condizioni di Magazzinaggio
Per una durata di conservazione ottimale, conservare i LED in un ambiente non superiore a 30°C e 70% di umidità relativa. Se rimossi dalla busta barriera all'umidità originale, utilizzare entro tre mesi. Per conservazioni più lunghe, utilizzare un contenitore sigillato con essiccante o in atmosfera di azoto.
6.2 Formatura dei Terminali
Se i terminali devono essere piegati, farlo prima della saldatura e a temperatura ambiente. La piega deve essere ad almeno 3 mm dalla base della lente del LED. Non utilizzare il corpo del LED come fulcro. Applicare una forza minima durante l'inserimento nel PCB per evitare stress.
6.3 Processo di Saldatura
Regola Critica:Mantenere una distanza minima di 2 mm dalla base della lente/dal supporto al punto di saldatura. Non immergere mai la lente/il supporto nella lega di saldatura.
- Saldatura Manuale (Saldatore):Temperatura massima 350°C, tempo massimo 3 secondi per terminale (una sola volta).
- Saldatura a Onda:Preriscaldamento a max 120°C per max 100 secondi. Onda di saldatura a max 260°C per max 5 secondi. Assicurarsi che il PCB sia progettato in modo che l'onda di saldatura non arrivi entro 2 mm dalla base della lente.
- Non Raccomandato:La saldatura a rifusione IR non è adatta per questo prodotto di tipo through-hole.
Avvertenza:Temperature o tempi eccessivi possono deformare la lente o causare un guasto catastrofico del LED.
6.4 Pulizia
Se necessaria la pulizia, utilizzare solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico.
7. Confezionamento & Informazioni d'Ordine
La specifica di confezionamento dettaglia come i LED sono forniti, tipicamente in formato nastro e bobina per assemblaggio automatizzato o in tubi sfusi. Le dimensioni specifiche della bobina, la spaziatura delle tasche e l'orientamento sono definiti nel relativo diagramma di confezionamento. Il numero di parte LTL14FTGSGAJ3H273Y codifica attributi specifici come colore, classe di intensità e classe di lunghezza d'onda.
8. Raccomandazioni Applicative
8.1 Scenari Applicativi Tipici
Questo LED è ben adatto per indicatori di stato, luci di accensione e segnalazione in vari dispositivi elettronici per interni, segnaletica esterna e apparecchiature elettroniche generali.
8.2 Progettazione del Circuito di Pilotaggio
I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando si pilotano più LED, specialmente in parallelo, èfortemente raccomandatoutilizzare un resistore limitatore di corrente individuale in serie con ciascun LED (Modello Circuito A). Pilotare più LED in parallelo direttamente da una sorgente di tensione (Modello Circuito B) è sconsigliato, poiché piccole variazioni nella tensione diretta (VF) causeranno differenze significative nella corrente e, di conseguenza, nella luminosità.
8.3 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)
Il LED è suscettibile a danni da scariche elettrostatiche o sovratensioni. Devono essere osservate le precauzioni standard di manipolazione ESD durante l'assemblaggio e la manipolazione, inclusi l'uso di postazioni di lavoro e braccialetti collegati a terra.
9. Confronto Tecnico & Differenziazione
La differenziazione principale di questo prodotto risiede nella sua capacità bicolore integrata all'interno di un unico package through-hole facile da assemblare. Rispetto all'uso di due LED monocromatici separati, risparmia spazio sul PCB e semplifica l'assemblaggio. L'ampio angolo di visione e la lente diffusa forniscono visibilità omnidirezionale. Il sistema di classificazione specifico consente ai progettisti di selezionare componenti adatti alla luminosità e al punto colore richiesti, consentendo una migliore coerenza nei prodotti finali.
10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)
D: Posso pilotare questo LED alla sua corrente continua massima di 20mA in modo continuo?
R: Sì, ma è necessario assicurarsi che la dissipazione di potenza (VF * IF) non superi i valori nominali di 52 mW (Giallo) o 76 mW (Verde) e che la temperatura ambiente sia entro l'intervallo di funzionamento. Per un funzionamento continuo alla corrente massima, è raccomandato un layout PCB adeguato per la dissipazione del calore.
D: Perché la tensione diretta tipica è diversa per i chip giallo e verde?
R: La differenza deriva dall'energia del bandgap dei materiali semiconduttori. L'AlInGaP (giallo) ha un bandgap inferiore all'InGaN (verde), risultando in una tensione diretta più bassa a parità di corrente.
D: Cosa significa la "tolleranza di test ±30%" sull'intensità luminosa?
R: Significa che il valore Iv misurato utilizzato per verificare la specifica ha una tolleranza strumentale intrinseca di ±30%. L'emissione effettiva del LED è entro l'intervallo Min-Max indicato in tabella, e l'accuratezza dell'apparecchiatura di test tiene conto di questa banda di tolleranza aggiuntiva.
D: È necessario un dissipatore di calore?
R: Per un tipico uso come indicatore a 10-20mA, un dissipatore dedicato non è necessario. La dissipazione di potenza è bassa e i terminali forniscono un percorso termico sufficiente verso il PCB. Per la massima affidabilità ai valori massimi assoluti, considerare l'area di rame del PCB come diffusore di calore.
11. Caso Pratico di Progettazione & Utilizzo
Scenario:Progettazione di un pannello indicatore multi-stato per un router di rete con indicatori Alimentazione (Verde), Attività (Verde Lampeggiante) e Guasto (Giallo) utilizzando un unico tipo di componente.
Implementazione:Utilizzare tre di questi LED bicolore. Pilotare il chip verde di ciascun LED per gli stati Alimentazione e Attività. Pilotare il chip giallo del terzo LED per lo stato Guasto. Utilizzando un componente comune, la gestione dell'inventario è semplificata. L'ampio angolo di visione garantisce la visibilità da varie angolazioni. Il progettista selezionerebbe classi di intensità appropriate (es., classe KL per il verde, FG per il giallo) in base alla luminosità richiesta e utilizzerebbe resistori in serie individuali per ogni chip LED pilotato per garantire corrente e luminosità coerenti su tutte le unità.
12. Introduzione al Principio di Funzionamento
I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a giunzione p-n semiconduttori che emettono luce per elettroluminescenza. Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva, rilasciando energia sotto forma di fotoni. Il colore (lunghezza d'onda) della luce emessa è determinato dall'energia del bandgap del materiale semiconduttore. Questo dispositivo contiene due chip semiconduttori indipendenti: uno realizzato in AlInGaP per la luce gialla e uno in InGaN per la luce verde, alloggiati insieme. Applicando corrente alle rispettive coppie anodo/catodo si attiva un colore alla volta.
13. Tendenze Tecnologiche
La tendenza generale negli LED indicatori continua verso una maggiore efficienza, un minor consumo energetico e gamme di colori più ampie. Sebbene i package through-hole rimangano rilevanti per alcune applicazioni che richiedono assemblaggio manuale o alta affidabilità in ambienti ostili, lo spostamento generale dell'industria è verso i package a montaggio superficiale (SMD) per l'assemblaggio automatizzato, la miniaturizzazione e una migliore gestione termica. I progressi nella tecnologia dei fosfori e nel design dei chip consentono anche colori più saturi e una coerenza cromatica più stretta (intervalli di classificazione più piccoli) nei prodotti LED moderni.
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. |