Scheda Tecnica LED Blu LTL1CHTBK5 da 3.1mm - Diametro 3.1mm - Tensione 3.8V - Potenza 120mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche tecniche di un diodo a emissione luminosa (LED) blu ad alta efficienza e basso consumo, progettato per il montaggio a foro passante su circuiti stampati (PCB) o pannelli. Il dispositivo presenta un package cilindrico da 3.1mm di diametro e utilizza la tecnologia InGaN (Indio Gallio Nitruro) per produrre luce blu. I suoi vantaggi principali includono la compatibilità con i circuiti integrati grazie ai bassi requisiti di corrente e opzioni di montaggio versatili, rendendolo adatto a un'ampia gamma di applicazioni come indicatori e retroilluminazione nell'elettronica di consumo, strumentazione e apparecchiature elettroniche generiche.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

I limiti operativi del dispositivo sono definiti a una temperatura ambiente (T_A) di 25°C. Superare questi valori può causare danni permanenti.

• Dissipazione di Potenza (P_D):120 mW - La potenza totale massima che il dispositivo può dissipare in sicurezza.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):100 mA - Consentita in condizioni impulsive (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms).
• Corrente Diretta Continua (I_F):30 mA - La massima corrente diretta continua.
• Intervallo di Temperatura Operativa:-25°C a +80°C.
• Intervallo di Temperatura di Stoccaggio:-30°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura dei Terminali:260°C per 5 secondi, misurata a 1.6mm dal corpo del LED.

2.2 Caratteristiche Elettriche & Ottiche

I parametri di prestazione chiave sono misurati a T_A=25°C e una corrente di test standard (I_F) di 20mA.

• Intensità Luminosa (I_V):310 mcd (Min), 880 mcd (Tip.). Questa è la luminosità percepita misurata da un sensore filtrato per corrispondere alla risposta fotopica dell'occhio umano (curva CIE). Si applica una tolleranza di ±15% al valore garantito.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):30 gradi (Tip.). Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore assiale (centrale).
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):468 nm (Tip.). La lunghezza d'onda alla quale la potenza spettrale in uscita è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):470 nm (Tip.). Derivata dal diagramma di cromaticità CIE, questa singola lunghezza d'onda rappresenta al meglio il colore percepito del LED.
• Larghezza a Metà Altezza della Linea Spettrale (Δλ):25 nm (Tip.). La larghezza dello spettro di emissione a metà della sua potenza massima, che indica la purezza del colore.
• Tensione Diretta (V_F):3.5V (Min), 3.8V (Tip.) a I_F=20mA.
• Corrente Inversa (I_R):100 µA (Max) a una Tensione Inversa (V_R) di 5V.Importante:Questo dispositivo non è progettato per il funzionamento inverso; questa condizione di test è solo per caratterizzazione.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire coerenza nelle applicazioni, i LED sono selezionati (binning) in base a parametri ottici chiave.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

Unità: mcd @ 20mA. Ogni bin ha una tolleranza di ±15% sui suoi limiti.

• K:310 - 400 mcd
• L:400 - 520 mcd
• M:520 - 680 mcd
• N:680 - 880 mcd
• P:880 - 1150 mcd
• Q:1150 - 1500 mcd

Il codice del bin è stampato su ogni sacchetto di confezionamento per l'identificazione.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Unità: nm @ 20mA. Ogni bin ha una tolleranza di ±1nm.

• B08:465.0 - 470.0 nm
• B09:470.0 - 475.0 nm

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene grafici specifici siano referenziati nella scheda tecnica (Curve delle Caratteristiche Elettriche/Ottiche Tipiche a pagina 4), le seguenti tendenze sono tipiche per tali dispositivi:

• Curva I-V:La tensione diretta (V_F) mostra una relazione logaritmica con la corrente diretta (I_F), con una caratteristica tensione di "ginocchio" intorno a 3V prima di salire in modo più lineare.
• Intensità Luminosa vs. Corrente: I_Vè approssimativamente proporzionale a I_Fnell'intervallo operativo raccomandato, ma può saturare o degradarsi a correnti molto elevate.
• Dipendenza dalla Temperatura:L'intensità luminosa tipicamente diminuisce con l'aumentare della temperatura di giunzione. Anche la tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo (diminuisce all'aumentare della temperatura).
• Distribuzione Spettrale:Lo spettro di emissione è una curva a campana centrata attorno alla lunghezza d'onda di picco (468 nm), con una tipica larghezza a metà altezza di 25 nm.

5. Informazioni Meccaniche & Package

5.1 Dimensioni del Package

Il dispositivo è racchiuso in un package cilindrico con lente trasparente da 3.1mm di diametro. Note dimensionali chiave includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri (pollici forniti tra parentesi).
• La tolleranza generale è ±0.25mm se non specificato diversamente.
• La sporgenza massima della resina sotto la flangia è di 1.0mm.
• La distanza tra i terminali è misurata nel punto in cui essi emergono dal corpo del package.

Identificazione della Polarità:Il terminale più lungo è l'anodo (positivo), e quello più corto è il catodo (negativo). Questa è una convenzione standard per i LED a foro passante.

6. Linee Guida per Saldatura & Assemblaggio

6.1 Formatura dei Terminali & Manipolazione

• Piegare i terminali in un punto ad almeno 3mm dalla base della lente del LED.Nonutilizzare la base del package come fulcro.
• La formatura dei terminali deve essere effettuata a temperatura ambiente eprima soldering.
• della saldatura. Utilizzare una forza di serraggio minima durante l'assemblaggio del PCB per evitare stress meccanici.

6.2 Processo di Saldatura

• Mantenere una distanza minima di 2mm tra la base della lente e il punto di saldatura. Evitare di immergere la lente nella saldatura.
• Evitare di applicare stress esterni ai terminali mentre il LED è caldo per la saldatura.
• Il reflow IR non è adattoper questo tipo di LED a foro passante.

Condizioni di Saldatura Raccomandate:

• Saldatore:Max. 300°C per max. 3 secondi (una sola volta).
• Saldatura a Onda:Preriscaldare a max. 100°C per max. 60 sec, poi onda di saldatura a max. 260°C per max. 10 sec.

Temperature o tempi eccessivi possono deformare la lente o causare guasti catastrofici.

6.3 Pulizia & Stoccaggio

• Pulizia:Utilizzare solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico se necessario.
• Stoccaggio:Conservare in un ambiente non superiore a 30°C e 70% di umidità relativa. I LED rimossi dalla confezione originale dovrebbero essere utilizzati entro tre mesi. Per lo stoccaggio prolungato, utilizzare un contenitore sigillato con essiccante o in atmosfera di azoto.

7. Confezionamento & Informazioni d'Ordine

7.1 Specifica di Confezionamento

• Sacchetto di Confezionamento: 1000, 500 o 250 pezzi per sacchetto.
• Cartone Interno: 10 sacchetti per cartone (totale 10.000 pz).
• Cartone Esterno: 8 cartoni interni per cartone esterno (totale 80.000 pz).
• Nota: In ogni lotto di spedizione, solo l'ultimo pacco può non essere pieno.

7.2 Numero di Parte

Il numero di parte specifico coperto da questa scheda tecnica èLTL1CHTBK5. La lente è trasparente, la sorgente luminosa è InGaN e il colore emesso è blu.

8. Raccomandazioni per il Progetto Applicativo

8.1 Progetto del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati a corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando si pilotano più LED in parallelo, èfortemente raccomandatoutilizzare una resistenza limitatrice di corrente in serie con ciascun LED (Modello di Circuito A). Pilotare i LED direttamente in parallelo (Modello di Circuito B) non è raccomandato, poiché lievi variazioni nella caratteristica della tensione diretta (V_F) tra singoli LED possono causare differenze significative nella ripartizione della corrente e, di conseguenza, nella luminosità percepita.

Il valore della resistenza in serie (R_s) può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R_s= (V_{alimentazione}- V_F) / I_F, dove V_Fè la tensione diretta tipica (es. 3.8V) e I_Fè la corrente operativa desiderata (es. 20mA).

8.2 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Questo LED è suscettibile ai danni da scariche elettrostatiche. Devono essere prese precauzioni:

• Gli operatori dovrebbero indossare braccialetti conduttivi o guanti antistatici.
• Tutte le attrezzature, i banchi di lavoro e gli scaffali di stoccaggio devono essere correttamente messi a terra.
• Utilizzare un ionizzatore per neutralizzare la carica statica che può accumularsi sulla lente di plastica a causa dell'attrito durante la manipolazione.

8.3 Ambito Applicativo & Precauzioni

Questo LED è destinato a apparecchiature elettroniche ordinarie (ufficio, comunicazioni, domestico). Non è progettato per applicazioni in cui un guasto potrebbe mettere a rischio la vita o la salute (es. aviazione, supporto vitale medico, dispositivi di sicurezza critici) senza preventiva consultazione e qualifica specifica.

9. Confronto Tecnico & Differenziazione

Rispetto ai LED blu di tecnologia più vecchia (es. basati su carburo di silicio), questo LED basato su InGaN offre un'efficienza luminosa significativamente più alta e un consumo energetico inferiore per una data emissione luminosa. Il diametro di 3.1mm è uno standard industriale comune, offrendo un buon equilibrio tra emissione luminosa e spazio su scheda. I suoi fattori di differenziazione chiave sono la combinazione di un angolo di visione relativamente stretto (30°), che fornisce luce più diretta, e la disponibilità di un binning preciso sia per intensità che per lunghezza d'onda, consentendo una corrispondenza più stretta di colore e luminosità nelle applicazioni multi-LED.

10. Domande Frequenti (FAQ)

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

Lunghezza d'Onda di Picco (λ_P)è la lunghezza d'onda fisica dove la potenza spettrale in uscita è massima (468 nm).Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d)è un valore calcolato (470 nm) dalla scienza del colore che rappresenta al meglio il colore a singola lunghezza d'onda percepito dall'occhio umano. Per LED monocromatici come questo blu, sono spesso vicini ma non identici.

10.2 Posso pilotare questo LED senza una resistenza in serie?

No.La relazione corrente-tensione di un LED è esponenziale. Un piccolo aumento della tensione al di sopra della sua tensione diretta può causare un aumento molto grande, potenzialmente distruttivo, della corrente. Una resistenza in serie è essenziale per un funzionamento stabile, sicuro e prevedibile da una sorgente di tensione.

10.3 Perché c'è una tolleranza di ±15% sull'intensità luminosa?

Questa tolleranza tiene conto delle normali variazioni nei processi di fabbricazione e confezionamento dei semiconduttori. Il sistema di binning è implementato per suddividere i LED in gruppi più stretti (es. bin K, L, M) all'interno di questa variazione complessiva per soddisfare esigenze applicative specifiche di coerenza della luminosità.

10.4 Cosa significa "compatibile con I.C."?

Significa che le caratteristiche elettriche del LED, in particolare il suo basso requisito di corrente diretta (es. 20mA), lo rendono adatto per essere pilotato direttamente dai pin di uscita di molti circuiti integrati (IC) standard e microcontrollori, che tipicamente possono erogare o assorbire correnti in questo intervallo.

11. Esempio di Studio di Caso di Progettazione

Scenario:Progettazione di un pannello indicatore di stato che richiede 10 indicatori blu uniformemente luminosi.

1. Selezione del Binning:Specificare LED dello stesso bin di intensità luminosa (es. tutti dal Bin 'M') e dello stesso bin di lunghezza d'onda dominante (es. tutti B09) per garantire coerenza visiva.
2. Progetto del Circuito:Utilizzare un'alimentazione a 5V. Calcolare la resistenza in serie: R_s= (5V - 3.8V) / 0.020A = 60 Ω. Una resistenza standard da 62 Ω o 68 Ω sarebbe adatta. Implementare questa resistenza in serie conciascunodei 10 LED, collegandoli in parallelo al bus da 5V.
3. Layout & Assemblaggio:Posizionare i LED con almeno 3mm di lunghezza del terminale prima della piegatura per ridurre lo stress. Assicurarsi che la saldatura venga eseguita secondo le linee guida della saldatura a onda, mantenendo il contatto del saldatore o dell'onda >2mm dalla lente.
4. Mitigazione ESD:Assicurarsi che la linea di assemblaggio sia protetta da ESD. Conservare e manipolare i LED nella loro confezione originale fino al momento dell'uso.

12. Introduzione al Principio Tecnologico

Questo LED è basato sul materiale semiconduttore InGaN (Indio Gallio Nitruro). Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva dove si ricombinano. L'energia rilasciata durante questa ricombinazione viene emessa come fotoni (luce). La composizione specifica della lega InGaN determina l'energia del bandgap, che detta direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa. Per l'emissione blu, viene utilizzato un rapporto specifico tra indio e gallio. La lente epossidica trasparente serve a proteggere il chip semiconduttore, modellare il fascio luminoso in uscita (angolo di visione 30°) e migliorare l'estrazione della luce dal package.

13. Tendenze & Sviluppi del Settore

Sebbene questo sia un componente standard a foro passante, la tecnologia InGaN sottostante è in continua evoluzione. Le tendenze nel più ampio settore dei LED includono:

• Efficienza Aumentata:Miglioramenti continui nella crescita epitassiale e nel design del chip producono una maggiore efficienza luminosa (più luce in uscita per watt di ingresso elettrico).
• Coerenza del Colore:Progressi nel controllo di fabbricazione e negli algoritmi di binning consentono tolleranze più strette sulla lunghezza d'onda dominante e sull'intensità, cruciali per applicazioni come display a colori completi.
• Packaging:Sebbene il foro passante rimanga popolare per certe applicazioni, i package a montaggio superficiale (SMD) dominano i nuovi progetti grazie alla loro impronta più piccola e all'idoneità per l'assemblaggio automatizzato pick-and-place. Tuttavia, i LED a foro passante come questo mantengono rilevanza in applicazioni che richiedono maggiore robustezza meccanica, prototipazione manuale più facile o specifiche caratteristiche ottiche da un package radiale.
• Affidabilità:Miglioramenti nei materiali (es. resine epossidiche, telai dei terminali) e nelle tecniche di packaging continuano ad estendere la durata operativa e la stabilità dei LED in varie condizioni ambientali.