Scheda Tecnica LED Blu LTL17KTBP5D - Package T-1 3mm - 3.2V - 20mA - 470nm - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento descrive in dettaglio le specifiche di un LED a foro passante blu. I LED a foro passante sono progettati per l'indicazione di stato e l'illuminazione in un'ampia gamma di applicazioni elettroniche. Sono disponibili in package standard adatti per l'inserimento automatizzato o manuale nei circuiti stampati (PCB).

1.1 Caratteristiche

• Basso consumo energetico ed alta efficienza luminosa.
• Conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose) e senza piombo.
• Package popolare T-1 (3mm) di diametro per un'ampia compatibilità.
• Emette luce blu con una lunghezza d'onda di picco di 470 nm e lente diffusa per un'angolo di visione più ampio.

1.2 Applicazioni

Questo LED è adatto per varie applicazioni che richiedono un'indicazione di stato affidabile ed efficiente, tra cui:

• Apparecchiature di comunicazione
• Periferiche e schede madri per computer
• Elettronica di consumo
• Elettrodomestici
• Pannelli di controllo e macchinari industriali

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

2.1 Valori Nominali Assoluti Massimi

I seguenti valori nominali definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento in queste condizioni non è garantito.

• Dissipazione di Potenza (Pd):Massimo 66 mW. Questa è la potenza totale che il package del LED può dissipare sotto forma di calore.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):Massimo 60 mA. Questo è consentito solo in condizioni di impulso (ciclo di lavoro ≤ 1/10, larghezza dell'impulso ≤ 10 µs).
• Corrente Diretta Continua (I_F):Massimo 20 mA. Questa è la corrente diretta continua raccomandata per il funzionamento normale.
• Tensione Inversa (V_R):Massimo 5 V. Superare questo valore può causare un'immediata rottura della giunzione.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento (T_opr):-40°C a +85°C. L'intervallo di temperatura ambiente per un funzionamento affidabile.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione (T_stg):-40°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura dei Terminali:260°C per un massimo di 5 secondi, misurata a 2,0 mm dal corpo del LED.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi parametri sono misurati a una temperatura ambiente (T_A) di 25°C e definiscono le prestazioni tipiche.

• Intensità Luminosa (I_V):Da 1000 a 2200 mcd (millicandela) a I_F= 20mA. Questa è la luminosità percepita nella direzione di visione principale. Viene applicata una tolleranza di test del ±15%.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):50 gradi (tipico). Questo è l'angolo totale in cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore assiale (centrale). La lente diffusa fornisce un fascio di luce più ampio e morbido.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_p):468 nm (tipico). La lunghezza d'onda alla quale la potenza spettrale in uscita è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):Da 460 a 475 nm. Questa è la singola lunghezza d'onda che meglio rappresenta il colore percepito del LED, derivata dal diagramma di cromaticità CIE.
• Larghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ):22 nm (tipico). Questo indica la purezza spettrale; un valore più piccolo significa una luce più monocromatica.
• Tensione Diretta (V_F):Da 2,4V a 3,3V a I_F= 20mA, con un valore tipico di 3,2V. Questa è la caduta di tensione ai capi del LED durante il funzionamento.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 100 µA a V_R= 5V. Il dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa; questo test è solo per la caratterizzazione.

3. Specifiche della Tabella di Binning

Il prodotto viene suddiviso in bin in base a parametri ottici chiave per garantire la coerenza all'interno di un lotto di produzione. Il codice del bin è indicato sull'imballaggio.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

Classificato a I_F= 20mA. Tolleranza per ogni limite di bin: ±15%.

• Codice Bin P:1000 - 1200 mcd
• Codice Bin Q:1200 - 1500 mcd
• Codice Bin R:1500 - 1800 mcd
• Codice Bin S:1800 - 2200 mcd

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Classificato a I_F= 20mA. Tolleranza per ogni limite di bin: ±1 nm.

• Codice Bin B07:460,0 - 465,0 nm
• Codice Bin B08:465,0 - 470,0 nm
• Codice Bin B09:470,0 - 475,0 nm

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Le curve di prestazione tipiche (non riprodotte nel testo ma descritte) illustrano la relazione tra i parametri chiave. Sono essenziali per l'analisi di progetto.

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:Mostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, tipicamente con una relazione quasi lineare entro l'intervallo di funzionamento. Sottolinea l'importanza del controllo della corrente per una luminosità costante.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra l'effetto di quenching termico, dove l'emissione luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Questo è fondamentale per progetti che operano ad alte temperature ambiente.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:La curva caratteristica I-V, che mostra la relazione esponenziale. Il tipico V_Fa 20mA è un punto chiave di progetto per il calcolo dei resistori in serie.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra il picco a ~468 nm e la larghezza a mezza altezza spettrale di ~22 nm, definendo le caratteristiche del colore blu.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

5.1 Dimensioni di Contorno

Il dispositivo utilizza un package rotondo standard T-1 (3mm). Le dimensioni chiave includono:

• Diametro della lente: Circa 3mm.
• Distanza tra i terminali: Misurata dove i terminali emergono dal package.
• Resina sporgente sotto la flangia: Massimo 1,0mm.
• Tolleranza generale: ±0,25mm salvo diversa indicazione.

5.2 Identificazione della Polarità

Il terminale più lungo è l'anodo (positivo). Il corpo del LED può anche avere un lato piatto vicino al terminale del catodo (negativo).

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Formatura dei Terminali

• Piegare i terminali in un punto ad almeno 3mm dalla base della lente del LED.
• Non utilizzare la base del telaio dei terminali come fulcro.
• Eseguire la formatura prima della saldatura a temperatura ambiente.
• Utilizzare la forza minima di serraggio durante il montaggio sul PCB per evitare stress meccanici.

6.2 Condizioni di Saldatura

Mantenere una distanza minima di 2mm dalla base della lente al punto di saldatura. Non immergere la lente nella saldatura.

• Saldatore a Stagno:Temperatura massima 350°C. Tempo massimo 3 secondi (una sola volta).
• Saldatura a Onda:Preriscaldamento massimo 100°C per massimo 60 secondi. Onda di saldatura massimo 260°C per massimo 5 secondi.
• Importante:Il reflow IR NON è adatto per questo prodotto LED a foro passante. Temperature o tempi eccessivi possono deformare la lente o causare guasti catastrofici.

6.3 Pulizia

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

6.4 Conservazione

Per una durata di conservazione ottimale, conservare in un ambiente non superiore a 30°C e al 70% di umidità relativa. I LED rimossi dall'imballaggio originale dovrebbero essere utilizzati entro tre mesi. Per una conservazione prolungata, utilizzare un contenitore sigillato con essiccante o in atmosfera di azoto.

7. Informazioni su Imballaggio e Ordine

7.1 Specifiche di Imballaggio

• Quantità per busta: 1000, 500, 200 o 100 pezzi.
• 10 buste per cartone interno (es., 10.000 pz per buste da 1000 pz).
• 8 cartoni interni per cartone esterno (es., 80.000 pz totali).
• L'ultima confezione in un lotto di spedizione potrebbe non essere completa.

8. Suggerimenti Applicativi

8.1 Metodo di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando si collegano più LED in parallelo, èfortemente raccomandatoutilizzare un resistore limitatore di corrente in serie con ciascun LED (Circuito A). Non è raccomandato collegare i LED direttamente in parallelo senza resistori individuali (Circuito B) a causa delle variazioni nella tensione diretta (V_F), che possono portare a differenze significative nella corrente e quindi nella luminosità tra i dispositivi.

8.2 Protezione da ESD (Scarica Elettrostatica)

Questo LED è suscettibile ai danni da scarica elettrostatica. Le misure preventive includono:

• Utilizzare braccialetti o guanti antistatici collegati a terra durante la manipolazione.
• Assicurarsi che tutte le apparecchiature, le postazioni di lavoro e gli scaffali di stoccaggio siano correttamente messi a terra.
• Utilizzare ionizzatori per neutralizzare la carica statica che può accumularsi sulla lente in plastica.
• Implementare programmi di formazione e certificazione ESD per il personale.

8.3 Considerazioni Termiche

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, il funzionamento ad alte temperature ambiente (verso il massimo di 85°C) ridurrà l'emissione luminosa come mostrato nella curva caratteristica della temperatura. Assicurare un'adeguata ventilazione in spazi chiusi.

9. Confronto Tecnico e Considerazioni di Progettazione

Rispetto ai LED non diffusi, questo dispositivo offre un angolo di visione più ampio (50°), rendendolo adatto per applicazioni in cui l'indicatore deve essere visibile da un'ampia gamma di posizioni. La tensione diretta tipica di 3,2V è standard per i LED blu basati su InGaN. I progettisti devono tenere conto dell'intervallo della tensione diretta (2,4V-3,3V) quando calcolano i valori dei resistori in serie per garantire che la corrente rimanga entro il limite di 20mA su tutte le unità. L'alta intensità luminosa (fino a 2200 mcd) consente di utilizzarlo in condizioni di luce ambiente moderatamente luminose.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Posso pilotare questo LED con un'alimentazione a 5V?

Sì, ma DEVI utilizzare un resistore limitatore di corrente in serie. Per un'alimentazione a 5V e una corrente target di 20mA, assumendo un V_Ftipico di 3,2V, il valore del resistore sarebbe R = (5V - 3,2V) / 0,02A = 90 Ohm. Utilizzare il V_Fmassimo (3,3V) per calcolare il valore minimo sicuro del resistore: R_min = (5V - 3,3V) / 0,02A = 85 Ohm. Un resistore standard da 91 o 100 Ohm sarebbe appropriato, influenzando leggermente anche la corrente effettiva.

10.2 Perché è necessario un resistore in serie per ogni LED collegato in parallelo?

A causa delle naturali variazioni di produzione, nessun due LED ha esattamente la stessa tensione diretta (V_F). Se collegati in parallelo direttamente a una sorgente di tensione, il LED con V_Fleggermente inferiore assorbirà una quantità sproporzionata di corrente, potenzialmente superando i suoi valori nominali e guastandosi, mentre gli altri rimarranno deboli. Un resistore in serie per ogni LED aiuta a bilanciare la corrente fornendo una retroazione negativa, garantendo una luminosità più uniforme e proteggendo i dispositivi.

10.3 Cosa significa il codice di bin?

Il codice di bin (es., S-B08) indica la classificazione delle prestazioni. La prima lettera (P, Q, R, S) specifica l'intervallo di intensità luminosa. Il codice alfanumerico (B07, B08, B09) specifica l'intervallo della lunghezza d'onda dominante (colore). Ordinare un bin specifico garantisce coerenza in luminosità e colore per la tua applicazione.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Scenario:Progettazione di un pannello frontale per un controllore industriale con quattro LED indicatori di stato (Alimentazione, Funzionamento, Errore, Standby).

• Selezione dei Componenti:Questo LED blu è scelto per la sua alta luminosità e ampio angolo di visione, garantendo la visibilità in un ambiente di fabbrica.
• Progettazione del Circuito:Ogni LED è collegato tra un pin GPIO di un microcontrollore (che assorbe corrente) e la linea +5V tramite un resistore limitatore di corrente separato. Il valore del resistore è calcolato in base alla tensione di livello basso del GPIO e al V_Fdel LED per ottenere ~15-18mA, bilanciando luminosità e carico del microcontrollore.
• Layout del PCB:I fori sono posizionati secondo la distanza tra i terminali del LED. L'area di esclusione attorno al LED (2mm dal corpo per la saldatura) è rispettata nel layout.
• Montaggio:I LED vengono inseriti dopo che tutte le saldature a reflow dei componenti SMD sono completate. Vengono saldati a onda seguendo il profilo tempo/temperatura specificato.
• Risultato:Un set affidabile e costantemente luminoso di indicatori di stato con colore e intensità uniformi.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Un Diodo Emettitore di Luce (LED) è un dispositivo a semiconduttore a giunzione p-n. Quando viene applicata una tensione diretta, gli elettroni dalla regione n si ricombinano con le lacune della regione p all'interno della regione attiva, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica lunghezza d'onda (colore) della luce è determinata dal bandgap energetico dei materiali semiconduttori utilizzati. Questo dispositivo utilizza una struttura basata su Nitruro di Indio Gallio (InGaN) per produrre luce blu. La lente epossidica diffusa incapsula il chip semiconduttore, fornisce protezione meccanica e modella il fascio luminoso in uscita.

13. Tendenze di Sviluppo

Sebbene i LED a foro passante rimangano vitali per prototipazione, riparazione e alcune applicazioni industriali, la tendenza più ampia del settore è verso i LED a montaggio superficiale (SMD) per l'assemblaggio automatizzato ad alto volume. I package SMD offrono ingombri ridotti, una migliore gestione termica e una maggiore densità di posizionamento. Tuttavia, componenti a foro passante come questo continuano ad essere apprezzati per la loro robustezza meccanica, facilità di manipolazione manuale e idoneità per applicazioni che richiedono alta affidabilità in ambienti ostili dove l'integrità del giunto di saldatura è fondamentale. I progressi nei materiali continuano a migliorare l'efficienza e la durata di tutti i tipi di LED.