Scheda Tecnica LED Blu LTL17KCBH5D - Package T-1 5mm - 3.2V 20mA - 240mcd - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTL17KCBH5D è un diodo a emissione luminosa (LED) blu ad alta efficienza, progettato per il montaggio a foro passante su circuiti stampati (PCB). Appartiene alla popolare famiglia di package T-1 (5mm), rendendolo una scelta standard per un'ampia gamma di applicazioni di indicazione e illuminazione. Il dispositivo utilizza la tecnologia a semiconduttore InGaN (Indio Gallio Nitruro) per produrre luce a una lunghezza d'onda dominante di 470 nm, apparendo di un colore blu diffuso.

1.1 Vantaggi Principali

• Alta Efficienza & Basso Consumo Energetico:Fornisce un'elevata intensità luminosa con un input elettrico minimo, contribuendo a design energeticamente efficienti.
• Conforme RoHS & Senza Piombo:Prodotto in conformità alle normative ambientali, rendendolo adatto ai mercati globali.
• Package Standard:Il fattore di forma T-1 5mm garantisce un'ampia compatibilità con i layout PCB esistenti e i processi produttivi.
• Flessibilità di Progettazione:Disponibile in specifici bin di intensità luminosa e lunghezza d'onda, consentendo una selezione precisa in base alle esigenze applicative.

1.2 Mercati di Riferimento e Applicazioni

Questo LED è versatile e adatto per l'indicazione di stato, la retroilluminazione e l'illuminazione decorativa in molteplici settori. Le principali aree applicative includono:

• Apparecchiature di Comunicazione:Indicatori di stato su router, switch e modem.
• Periferiche per Computer:Luci di alimentazione e attività su tastiere, unità esterne e hub.
• Elettronica di Consumo:Luci indicatrici in apparecchi audio/video, giocattoli ed elettrodomestici.
• Elettrodomestici:Indicatori per display e pannelli di controllo.
• Controlli Industriali:Pannelli di stato macchina, indicatori per sistemi di controllo e strumentazione.

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

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 o oltre non è garantito.

• Dissipazione di Potenza (Pd):108 mW massimi. Questa è la potenza totale (Tensione Diretta x Corrente Diretta) che il package LED può dissipare come calore a una temperatura ambiente (TA) di 25°C.
• Corrente Diretta Continua (IF):30 mA massimi in corrente continua.
• Corrente Diretta di Picco:100 mA, ammissibile solo in condizioni pulsate (ciclo di lavoro ≤ 1/10, larghezza impulso ≤ 10ms) per gestire brevi sovratensioni.
• Derating:La massima corrente diretta continua ammissibile diminuisce linearmente di 0,5 mA per ogni aumento di 1°C della temperatura ambiente oltre i 30°C. Questo è fondamentale per la gestione termica in ambienti chiusi o ad alta temperatura.
• Temperatura di Funzionamento & Stoccaggio:Il dispositivo può funzionare da -30°C a +80°C ed essere stoccato da -40°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura dei Terminali:260°C per un massimo di 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 Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati a TA=25°C e IF=20mA, rappresentando le condizioni operative tipiche.

• Intensità Luminosa (Iv):240 mcd (tipico). Questa è la luminosità percepita del LED dall'occhio umano. Il prodotto spedito effettivamente è classificato in bin con valori minimi che vanno da 180 mcd a 520 mcd (vedi Tabella Bin). A questi valori si applica una tolleranza di test di ±15%.
• Angolo di Visione (2θ1/2):50 gradi (tipico). Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore di picco (sull'asse). Un angolo di 50° fornisce un fascio relativamente focalizzato adatto per l'indicazione diretta.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λp):468 nm (tipico). La specifica lunghezza d'onda dove la potenza ottica emessa è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):470 nm (tipico), classificata da 460 nm a 475 nm. Questa è la singola lunghezza d'onda che meglio rappresenta il colore percepito della luce, derivata dal diagramma di cromaticità CIE.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):22 nm (tipico). Questo indica la purezza spettrale o la larghezza di banda della luce blu emessa.
• Tensione Diretta (VF):3,2 V (tipico), con un range da 2,7 V a 3,6 V a 20mA. Questa è la caduta di tensione ai capi del LED durante il funzionamento.
• Corrente Inversa (IR):100 μA massimi a una Tensione Inversa (VR) di 5V.Importante:Questo LED non è progettato per funzionamento in polarizzazione inversa; questa condizione di test è solo per caratterizzazione.

3. Specifica del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza di luminosità e colore per le applicazioni produttive, i LED vengono suddivisi in bin.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

Unità: millicandela (mcd) @ IF = 20mA. Il codice del bin è stampato sulla busta di imballaggio.

• Bin HJ:180 mcd (Min) a 310 mcd (Max)
• Bin KL:310 mcd (Min) a 520 mcd (Max)
• Bin MN:520 mcd (Min) a 880 mcd (Max)

Nota: La tolleranza su ciascun limite del bin è ±15%.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Unità: nanometro (nm) @ IF = 20mA.

• Bin B07:460,0 nm (Min) a 465,0 nm (Max)
• Bin B08:465,0 nm (Min) a 470,0 nm (Max)
• Bin B09:470,0 nm (Min) a 475,0 nm (Max)

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Le curve di prestazione tipiche (non riprodotte in dettaglio qui ma referenziate nella scheda tecnica) forniscono una guida visiva per i progettisti. Queste tipicamente includono:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:Mostra come la luminosità aumenta con la corrente, fino al valore massimo nominale.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra l'effetto di quenching termico, dove l'output luminoso diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:Illustra la caratteristica I-V non lineare del diodo.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico che mostra la potenza relativa emessa attraverso diverse lunghezze d'onda, centrata attorno alla lunghezza d'onda di picco.

Queste curve sono essenziali per prevedere le prestazioni in condizioni non standard (es. diverse correnti di pilotaggio o temperature ambiente).

5. Informazioni Meccaniche e di Package

5.1 Dimensioni di Contorno

Il LED ha una lente rotonda standard T-1 5mm. Le dimensioni chiave includono:

• Diametro Lente:5,4 mm (0,212 pollici) massimi.
• Altezza Package:8,6 mm (0,339 pollici) dal fondo dei terminali alla sommità della lente.
• Diametro Terminali:0,5 mm ±0,05 mm (0,0197 ±0,002 pollici).
• Distanza Terminali:2,54 mm (0,1 pollici) nominale, misurata dove i terminali emergono dal package.
• Identificatore Catodo:Il terminale catodo è tipicamente identificato da un punto piatto sulla flangia della lente o da un terminale più corto (verificare la marcatura del produttore). Il diagramma fornito indica il lato catodo.

Note Importanti:La tolleranza è ±0,25mm se non specificato. È consentito un massimo di 1,0mm di resina sporgente sotto la flangia. La formatura e la saldatura dei terminali devono mantenere le distanze minime dal corpo del LED come specificato nella sezione Precauzioni.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Stoccaggio e Manipolazione

• Stoccare in un ambiente non superiore a 30°C e 70% di umidità relativa.
• Utilizzare entro tre mesi se rimossi dalla confezione originale a barriera di umidità. Per stoccaggio più lungo, utilizzare un contenitore sigillato con essiccante o in atmosfera di azoto.
• Maneggiare con precauzioni ESD: utilizzare braccialetti, postazioni di lavoro e ionizzatori collegati a terra per neutralizzare la statica sulla lente.
• Pulire solo con solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico se necessario.

6.2 Formatura Terminali e Montaggio su PCB

• Piegare i terminali in un punto ad almeno 3mm dalla base della lente del LED.
• Non utilizzare il corpo del LED come fulcro durante la piegatura.
• Eseguire tutta la formatura dei terminali a temperatura ambiente eprima soldering.
• Applicare una forza minima di serraggio durante l'inserimento nel PCB per evitare stress meccanici.

6.3 Processo di Saldatura

Mantenere una distanza minima di 3mm (per saldatore) o 2mm (per onda) tra il punto di saldatura e la base della lente. Non immergere mai la lente nella saldatura.

• Saldatore a Stagno:Temperatura massima 350°C, tempo massimo 3 secondi per terminale (una sola volta).
• Saldatura a Onda:Preriscaldare a max 100°C per un massimo di 60 secondi. Onda di saldatura a max 260°C per un massimo di 5 secondi.
• Critico:La saldatura a rifusione a infrarossi (IR) ènon adattaper questo prodotto LED a foro passante. Calore o tempo eccessivi possono deformare la lente o causare guasti.

7. Imballaggio e Informazioni d'Ordine

7.1 Specifica di Imballaggio

I LED sono imballati in buste antistatiche per prevenire danni da ESD durante il trasporto e la manipolazione.

• 500 pezzi per busta di imballaggio.
• 10 buste di imballaggio per cartone interno (5.000 pezzi totali).
• 8 cartoni interni per cartone esterno master (40.000 pezzi totali).
• In un lotto di spedizione, solo la confezione finale può contenere una quantità non completa.

8. Raccomandazioni per il Design Applicativo

8.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire una luminosità uniforme e prevenire danni da sovracorrente, deve essere utilizzata una resistenza limitatrice di corrente in serie con ciascun LED.

• Circuito Raccomandato (Circuito A):Utilizzare una resistenza separata per ciascun LED, collegata in serie. Questo compensa la naturale variazione della tensione diretta (VF) da un LED all'altro, garantendo che ciascuno riceva la stessa corrente e quindi abbia una luminosità simile.
• Non Raccomandato (Circuito B):Sconsigliato collegare più LED direttamente in parallelo con una singola resistenza condivisa. Piccole differenze in VF causeranno una divisione non uniforme della corrente, portando a differenze significative di luminosità tra i LED.

Il valore della resistenza (R) può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (Valimentazione - VF_LED) / IF, dove IF è la corrente diretta desiderata (es. 20mA).

8.2 Considerazioni sulla Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, la specifica di derating deve essere rispettata nelle applicazioni ad alta temperatura ambiente. Assicurare un adeguato flusso d'aria o dissipazione se il LED è pilotato a o vicino alla sua corrente massima in un ambiente sopra i 30°C. Il derating lineare di 0,5 mA/°C sopra i 30°C impatta direttamente sulla massima corrente operativa sicura.

8.3 Progettazione Ottica

L'angolo di visione di 50 gradi fornisce un fascio diretto. Per un'illuminazione più ampia, possono essere impiegate ottiche secondarie come diffusori o light pipe. La lente blu diffusa aiuta a ottenere un aspetto più uniforme da diversi angoli di visione rispetto a una lente trasparente.

9. Confronto e Differenziazione Tecnologica

Rispetto a tecnologie più datate come i LED blu in GaP (Fosfuro di Gallio), questo dispositivo basato su InGaN offre un'efficienza luminosa significativamente più alta e un colore blu più saturo. All'interno della categoria dei LED blu T-1 5mm, i principali fattori di differenziazione per il LTL17KCBH5D includono la sua specifica struttura di binning per intensità e lunghezza d'onda, i suoi valori massimi assoluti e la curva di derating chiaramente definiti, e le sue dettagliate precauzioni di manipolazione e saldatura, che aiutano in una produzione affidabile.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Posso pilotare questo LED a 30mA in modo continuo?

Sì, ma solo se la temperatura ambiente (TA) è pari o inferiore a 30°C. Se TA è più alta, è necessario ridurre la corrente secondo il fattore di derating di 0,5 mA/°C sopra i 30°C per evitare di superare la massima temperatura di giunzione e degradare l'affidabilità.

10.2 Perché è necessaria una resistenza separata per ogni LED in parallelo?

A causa delle tolleranze di produzione, la tensione diretta (VF) dei LED varia. Senza resistenze individuali, i LED con una VF leggermente inferiore assorbiranno una quantità sproporzionata di corrente, diventando più luminosi e potenzialmente surriscaldandosi, mentre quelli con VF più alta saranno più deboli. Le resistenze in serie garantiscono l'equalizzazione della corrente.

10.3 Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco e Lunghezza d'Onda Dominante?

Lunghezza d'Onda di Picco (λp)è la lunghezza d'onda fisica dove la potenza ottica in uscita è maggiore.Lunghezza d'Onda Dominante (λd)è un valore calcolato basato sulla percezione del colore umano (grafico CIE) che meglio rappresenta il colore che vediamo. Per LED monocromatici come questo blu, sono spesso vicine, ma λd è il parametro più rilevante per la specifica del colore.

10.4 Posso utilizzare questo LED per applicazioni esterne?

La scheda tecnica afferma che è adatto per segnaletica interna ed esterna. Tuttavia, per ambienti esterni aggressivi, considerare protezioni aggiuntive come un rivestimento conformale sul PCB, lenti stabili ai raggi UV se esposte alla luce solare diretta per lunghi periodi, e assicurarsi che l'intervallo di temperatura operativa (-30°C a +80°C) non venga superato.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un pannello multi-indicatore per uno switch di rete.Il pannello richiede dieci luci di stato blu uniformi. L'alimentazione del sistema è a 5V.

1. Selezione dei Componenti:Specificare LED LTL17KCBH5D dallo stesso bin di intensità (es. KL) e bin di lunghezza d'onda (es. B08) per garantire coerenza visiva.
2. Progettazione del Circuito:Progettare dieci circuiti di pilotaggio identici. Per una corrente target di 20mA e una VF tipica di 3,2V, calcolare la resistenza in serie: R = (5V - 3,2V) / 0,020A = 90 Ohm. Utilizzare una resistenza standard da 91 Ohm o 100 Ohm. Posizionare una resistenza in serie con l'anodo di ciascun LED.
3. Layout PCB:Seguire il disegno dimensionale per la distanza dei fori (2,54mm). Assicurarsi che il catodo (terminale identificato) sia correttamente orientato sulla serigrafia del PCB. Mantenere la distanza raccomandata di 3mm tra il corpo del LED e la piazzola di saldatura.
4. Assemblaggio:Inserire i LED, formare delicatamente i terminali a 3mm dal corpo se necessario, e saldare a onda utilizzando il profilo specificato (max 260°C per 5s, preriscaldamento).
5. Risultato:Un pannello con dieci indicatori blu uniformemente luminosi e colorati, garantendo un funzionamento affidabile a lungo termine.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo LED funziona sul principio dell'elettroluminescenza in una giunzione p-n di semiconduttore. La regione attiva è composta da InGaN. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia del diodo, gli elettroni dalla regione di tipo n e le lacune dalla regione di tipo p vengono iniettati nella regione attiva. Lì, si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica composizione della lega InGaN determina l'energia del bandgap, che a sua volta definisce la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa – in questo caso, blu attorno ai 470 nm. La lente in epossidico serve a proteggere il chip semiconduttore, modellare il fascio luminoso in uscita e fornire supporto meccanico ai terminali.

13. Tendenze Tecnologiche

Lo sviluppo di LED blu ad alta luminosità basati su InGaN è stato un risultato fondamentale nell'illuminazione a stato solido, consentendo la creazione di LED bianchi (tramite conversione di fosfori) e display a colori completi. Le tendenze attuali nei LED di tipo indicatore includono:

• Miniaturizzazione:Movimento verso package per montaggio superficiale (SMD) più piccoli come 0402 e 0201, sebbene i package a foro passante rimangano vitali per robustezza, manutenibilità e certe applicazioni.
• Aumento dell'Efficienza:Miglioramenti continui nell'efficienza quantica interna e nell'estrazione della luce dal package portano a una maggiore intensità luminosa per unità di input elettrico.
• Soluzioni Integrate:Crescita di LED con resistenze limitatrici di corrente integrate o driver IC per una progettazione del circuito semplificata.
• Coerenza del Colore:Specifiche di binning più strette e controlli di produzione avanzati per ridurre la variazione di colore e luminosità all'interno di un lotto di produzione.

LED a foro passante come il LTL17KCBH5D continuano a essere rilevanti grazie alla loro facilità d'uso, affidabilità e costo-efficacia per prototipazione, educazione e applicazioni dove è richiesto assemblaggio manuale o alta resistenza meccanica.