LED Verde T-1 3mm Intensità Luminosa 680-1900mcd - Tensione 2.7-3.8V - Potenza 108mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per un diodo emettitore di luce (LED) verde ad alte prestazioni, in un package standard a foro passante T-1 (3mm). Il dispositivo è progettato per applicazioni generiche di indicazione e illuminazione dove sono richiesti alta luminosità, basso consumo energetico e prestazioni affidabili. I suoi vantaggi principali includono la conformità RoHS, l'alta efficienza luminosa e la compatibilità con circuiti di pilotaggio a bassa corrente, rendendolo adatto a un'ampia gamma di elettronica di consumo, controlli industriali e indicatori per pannelli.

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. La massima corrente diretta continua è di 30 mA, con una corrente diretta di picco di 100 mA ammissibile in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms). La massima dissipazione di potenza è di 108 mW. L'intervallo di temperatura operativa va da -30°C a +80°C, e l'intervallo di temperatura di stoccaggio va da -40°C a +100°C. Per la saldatura, i terminali possono resistere a 260°C per un massimo di 5 secondi quando misurati a 1.6mm dal corpo del LED.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

I parametri prestazionali chiave sono misurati a T_A=25°C e una corrente diretta (I_F) di 20 mA. L'intensità luminosa (I_V) varia da un minimo di 680 mcd a un valore tipico di 1900 mcd. L'angolo di visione (2θ_1/2) è tipicamente di 40 gradi. Il dispositivo emette luce verde con una lunghezza d'onda di picco di emissione (λ_P) di 523 nm e una lunghezza d'onda dominante (λ_d) compresa tra 520 nm e 538 nm. La tensione diretta (V_F) è compresa tra 2.7V e 3.8V, con un valore tipico di 3.3V. La corrente inversa (I_R) è al massimo di 10 μA a una tensione inversa (V_R) di 5V. È fondamentale notare che il dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa; la condizione V_Rè solo per il test di I_R.

3. Specifica del Sistema di Binning

I LED sono classificati in bin in base all'intensità luminosa e alla lunghezza d'onda dominante per garantire coerenza di colore e luminosità nelle applicazioni.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

Le unità sono in millicandele (mcd) a 20 mA. Sono definiti due bin principali: Bin NP (da 680 mcd a 1150 mcd) e Bin QR (da 1150 mcd a 1900 mcd). A ciascun limite del bin si applica una tolleranza di ±15%.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Le unità sono in nanometri (nm) a 20 mA. Sono definiti cinque bin: G10 (520.0-523.0 nm), G11 (523.0-527.0 nm), G12 (527.0-531.0 nm), G13 (531.0-535.0 nm) e G14 (535.0-538.0 nm). A ciascun limite del bin si applica una tolleranza di ±1 nm.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene dati grafici specifici non siano forniti nell'estratto di testo, le tipiche curve di prestazione per tali LED includerebbero la relazione tra corrente diretta (I_F) e tensione diretta (V_F), mostrando la caratteristica esponenziale del diodo. Un'altra curva cruciale traccerebbe l'intensità luminosa (I_V) in funzione della corrente diretta (I_F), dimostrando la relazione quasi lineare nell'intervallo operativo. Anche l'effetto della temperatura ambiente sull'intensità luminosa è significativo, mostrando tipicamente una diminuzione dell'output all'aumentare della temperatura. La curva di distribuzione spettrale sarebbe centrata attorno al picco di 523 nm con una tipica semilarghezza (Δλ) di 35 nm, definendo la purezza del colore verde.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il dispositivo utilizza un popolare package a foro passante T-1 (diametro 3mm) con lente diffondente bianca. Note dimensionali chiave includono: tutte le dimensioni sono in millimetri, con una tolleranza generale di ±0.25mm salvo diversa specifica. La massima sporgenza della resina sotto la flangia è di 1.0mm. La spaziatura dei terminali è misurata nel punto in cui i terminali emergono dal corpo del package. La lente diffondente aiuta a ottenere un angolo di visione più ampio e uniforme rispetto alle lenti trasparenti.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Formatura dei Terminali e Manipolazione

La formatura dei terminali deve essere eseguita a temperatura ambiente normale eprimadel processo di saldatura. La piega deve essere effettuata ad almeno 1.6mm dalla base della lente del LED. La base del telaio dei terminali non deve essere usata come fulcro durante la piegatura per evitare il trasferimento di stress al die interno e ai fili di connessione. Durante l'assemblaggio del PCB, dovrebbe essere usata una forza di serraggio minima.

6.2 Processo di Saldatura

Deve essere mantenuta una distanza minima di 1.6mm tra la base della lente e il punto di saldatura. Bisogna evitare di immergere la lente nella saldatura per prevenire la risalita dell'epossidica, che può causare problemi di saldatura. È inoltre vietato correggere la posizione del LED dopo la saldatura. Le condizioni consigliate sono:

• Saldatore a Stagno:Temperatura massima 400°C, tempo massimo 3 secondi (una sola volta).
• Saldatura a Onda:Preriscaldamento massimo 120°C per max 60 sec, onda di saldatura a max 260°C per max 5 sec.

6.3 Stoccaggio e Pulizia

Per lo stoccaggio al di fuori della confezione originale, si consiglia l'uso entro tre mesi. Per lo stoccaggio prolungato, utilizzare un contenitore sigillato con essiccante o in atmosfera di azoto. Se necessaria la pulizia, utilizzare solventi a base alcolica come l'alcool isopropilico.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

Il flusso di imballaggio standard è: 1.000 pezzi per busta anti-statico. Dieci buste sono confezionate in una scatola interna, per un totale di 10.000 pezzi per scatola interna. Otto scatole interne sono confezionate in una scatola di spedizione esterna, risultando in un totale di 80.000 pezzi per scatola esterna. Il codice di classificazione dell'intensità luminosa è stampato su ogni busta per la tracciabilità.

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è destinato a apparecchiature elettroniche ordinarie inclusi dispositivi per l'automazione d'ufficio, apparecchiature di comunicazione ed elettrodomestici. La sua alta luminosità lo rende adatto per indicatori di stato, retroilluminazione per pannelli e interruttori, e illuminazione decorativa dove è richiesto un segnale verde distinto.

8.2 Considerazioni sul Progetto del Circuito

I LED sono dispositivi pilotati a corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando si pilotano più LED in parallelo, si raccomanda vivamente di utilizzare una resistenza limitatrice di corrente in serie con ciascun LED (Modello Circuito A). Pilotare più LED in parallelo senza resistenze individuali (Modello Circuito B) può portare a differenze significative di luminosità a causa delle variazioni nella tensione diretta (V_F) dei singoli dispositivi. Il valore della resistenza in serie può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (V_{Alimentazione}- V_F) / I_F, dove I_Fè la corrente di pilotaggio desiderata (es. 20mA).

8.3 Precauzioni per Applicazioni Critiche

Consultare il fornitore prima di utilizzare questo LED in applicazioni che richiedono un'affidabilità eccezionale, specialmente dove un guasto potrebbe mettere a rischio la vita o la salute (es. aviazione, sistemi medici, dispositivi di sicurezza).

9. Scariche Elettrostatiche (ESD) e Precauzioni di Manipolazione

I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche e ai sovratensioni. Si raccomanda di utilizzare un braccialetto o guanti anti-statici durante la manipolazione. Tutte le attrezzature, inclusi saldatori e banchi di lavoro, devono essere correttamente messe a terra. Evitare di applicare qualsiasi stress meccanico ai terminali, in particolare quando il dispositivo è riscaldato durante la saldatura.

10. Confronto e Differenziazione Tecnica

I principali fattori di differenziazione di questo dispositivo nella sua categoria includono il suo ampio intervallo di intensità luminosa (fino a 1900 mcd) da un package T-1 standard, offrendo una luminosità significativa in un fattore di forma comune. L'uso della tecnologia InGaN (Nitruro di Indio e Gallio) fornisce un'emissione verde efficiente. La struttura di binning definita sia per l'intensità che per la lunghezza d'onda consente ai progettisti di selezionare i componenti per applicazioni che richiedono un abbinamento preciso di colore e luminosità, riducendo la necessità di calibrazione post-produzione.

11. Domande Frequenti (FAQ)

11.1 Posso pilotare questo LED senza una resistenza in serie?

No. Non è raccomandato far funzionare un LED direttamente da una sorgente di tensione poiché è un dispositivo pilotato a corrente. La piccola variazione nella tensione diretta può causare un grande cambiamento nella corrente, potenzialmente superando il valore massimo e distruggendo il LED. Una resistenza in serie è essenziale per un funzionamento stabile e sicuro.

11.2 Perché c'è un intervallo per l'intensità luminosa (680-1900 mcd)?

L'intervallo rappresenta la struttura di binning. A causa delle variazioni del processo produttivo, i LED vengono ordinati (binnati) dopo la produzione in base alle prestazioni misurate. La scheda tecnica specifica i limiti minimi e massimi per i bin disponibili (NP e QR). I progettisti dovrebbero tenere conto della tolleranza di ±15% all'interno di un bin quando progettano per un livello di luminosità specifico.

11.3 Qual è la differenza tra lunghezza d'onda di picco e lunghezza d'onda dominante?

La lunghezza d'onda di picco (λ_P) è la lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale è massima (523 nm per questo LED). La lunghezza d'onda dominante (λ_d) è derivata dal diagramma di cromaticità CIE e rappresenta la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che, combinata con un riferimento bianco specificato, corrisponde al colore del LED. È il colore percepito. L'intervallo della lunghezza d'onda dominante è 520-538 nm.

12. Studio di Caso di Progetto e Utilizzo

Scenario:Progettazione di un pannello indicatore multi-stato per apparecchiature industriali che richiede 10 LED verdi uniformemente luminosi.Passaggi di Progetto:1. Selezionare LED dallo stesso bin di intensità luminosa (es. QR) e da un bin di lunghezza d'onda dominante ristretto (es. G11) per coerenza. 2. L'alimentazione è a 5V DC. 3. Utilizzando il tipico V_Fdi 3.3V e un I_Fobiettivo di 20 mA, calcolare la resistenza in serie: R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85 Ohm. Si può usare una resistenza standard da 82 Ohm o 100 Ohm, regolando leggermente la corrente. 4. Implementare il Modello Circuito A, utilizzando una resistenza per LED. 5. Durante il layout del PCB, assicurare la distanza consigliata di 1.6mm tra il corpo del LED e la piazzola di saldatura. 6. Seguire precisamente il profilo di saldatura a onda. Questo approccio garantisce un funzionamento affidabile e un aspetto uniforme.

13. Introduzione al Principio di Funzionamento

Un Diodo Emettitore di Luce (LED) è un diodo a giunzione p-n semiconduttore. Quando viene applicata una tensione diretta, gli elettroni dalla regione di tipo n e le lacune dalla regione di tipo p vengono iniettati nella regione di giunzione. Quando questi portatori di carica si ricombinano, l'energia viene rilasciata sotto forma di fotoni (luce). Il colore (lunghezza d'onda) della luce emessa è determinato dal bandgap del materiale semiconduttore. Questo specifico LED utilizza un semiconduttore composto InGaN (Nitruro di Indio e Gallio), progettato per avere un bandgap corrispondente all'emissione di luce verde.

14. Tendenze Tecnologiche

L'industria dei LED continua a progredire in efficienza (lumen per watt), consentendo una maggiore luminosità a un consumo energetico inferiore. C'è una tendenza verso tolleranze di binning più strette sia per il colore che per il flusso luminoso per soddisfare le esigenze di applicazioni come display a colori completi e illuminazione architetturale dove la coerenza è fondamentale. Mentre i package a foro passante come il T-1 rimangono popolari per prototipazione, uso hobbistico e alcune applicazioni industriali, i package a montaggio superficiale (SMD) dominano la produzione di grandi volumi grazie alle dimensioni ridotte e all'idoneità per l'assemblaggio automatizzato. La tecnologia InGaN sottostante per i LED verdi e blu è matura ma continua a vedere miglioramenti incrementali in efficienza e affidabilità.