Scheda Tecnica LED Verde LTL17KCGM4J - Package T-1 - Lunghezza d'Onda 518nm - Tensione 3.2V - Potenza 108mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

L'LTL17KCGM4J è un LED lampada a foro passante ad alta efficienza, progettato per l'indicazione di stato e l'illuminazione in un'ampia gamma di applicazioni elettroniche. Presenta un diffuso package T-1 (3mm) di diametro con lente bianca diffusa, che garantisce un ampio angolo di visione e una distribuzione uniforme della luce. Il dispositivo utilizza la tecnologia InGaN per produrre una luce verde con una lunghezza d'onda dominante tipica di 518nm.

1.1 Vantaggi Principali

• Basso Consumo Energetico e Alta Efficienza:Offre un'elevata intensità luminosa con un consumo di potenza minimo.
• Conformità Ambientale:Senza piombo e pienamente conforme alle direttive RoHS.
• Package Standard:Il fattore di forma T-1 garantisce la compatibilità con i layout PCB esistenti e i processi produttivi.
• Lente Diffusa:La lente bianca diffusa offre un ampio e uniforme angolo di visione di 40 gradi, ideale per applicazioni di indicazione.

1.2 Mercati di Riferimento

Questo LED è adatto per applicazioni diversificate in più settori, tra cui:

• Apparecchiature di Comunicazione
• Periferiche per Computer
• Elettronica di Consumo
• Elettrodomestici
• Controlli e Strumentazione Industriale

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori 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):108 mW. Questa è la potenza massima che il LED può dissipare sotto forma di calore.
• Corrente Diretta Continua (IF):30 mA continua. Il dispositivo dovrebbe essere pilotato a questa corrente o al di sotto per un funzionamento affidabile.
• Corrente Diretta di Picco:100 mA, ammissibile solo in condizioni pulsate (duty cycle 1/10, larghezza impulso 0.1ms).
• Tensione Inversa (VR):5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare un guasto immediato.
• Intervallo di Temperatura Operativa:-30°C a +85°C. Il LED è garantito per funzionare entro questo intervallo di temperatura ambiente.
• Intervallo di Temperatura di Stoccaggio:-40°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura dei Terminali:260°C per un massimo di 5 secondi a una distanza di 2.0mm dal corpo del LED.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

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

• Intensità Luminosa (Iv):Varia da 680 mcd (min) a 3200 mcd (max) a una corrente diretta (IF) di 20 mA. Il valore tipico è 1500 mcd. Si noti che a questi valori si applica una tolleranza di test del ±15%.
• Tensione Diretta (VF):Tipicamente 3.2V, con un intervallo da 2.9V a 3.6V a IF=20mA. Questo parametro è cruciale per progettare la resistenza limitatrice di corrente nel circuito di pilotaggio.
• Angolo di Visione (2θ1/2):40 gradi. Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore assiale (sull'asse).
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):Il colore principale percepito dall'occhio umano. Per questo prodotto, è classificato da 514nm a 527nm, con un obiettivo tipico di 518nm.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λP):Circa 515nm, che è la lunghezza d'onda nel punto più alto dello spettro di emissione del LED.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):35 nm. Questo indica la purezza spettrale; un valore più piccolo significa una luce più monocromatica.
• Corrente Inversa (IR):10 μA massimo quando viene applicata una tensione inversa di 5V. Il LED non è progettato per il funzionamento inverso.

3. Specifiche del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin. L'LTL17KCGM4J utilizza un sistema di binning bidimensionale.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I bin sono definiti da valori minimi e massimi di intensità luminosa a 20mA. La tolleranza per ogni limite di bin è ±15%.

• Bin NP:680 mcd (Min) a 1150 mcd (Max)
• Bin QR:1150 mcd (Min) a 1900 mcd (Max)
• Bin ST:1900 mcd (Min) a 3200 mcd (Max)

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

I bin sono definiti da intervalli di lunghezza d'onda specifici a 20mA. La tolleranza per ogni limite di bin è ±1nm.

• G07:514.0 nm a 516.0 nm
• G08:516.0 nm a 518.0 nm
• G09:518.0 nm a 520.0 nm
• G10:520.0 nm a 523.0 nm
• G11:523.0 nm a 527.0 nm

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene grafici specifici non siano dettagliati nel testo fornito, le curve tipiche per un tale dispositivo includerebbero:

4.1 Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta

Questa curva mostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente diretta. È generalmente lineare a correnti più basse ma può saturarsi a correnti più elevate a causa di effetti termici e del calo di efficienza.

4.2 Tensione Diretta vs. Corrente Diretta

Questa curva caratteristica IV è di natura esponenziale. La tensione diretta specificata (es. 3.2V tip.) è un singolo punto su questa curva a 20mA.

4.3 Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

L'emissione luminosa del LED diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Questa curva è essenziale per le applicazioni che operano in ambienti ad alta temperatura.

4.4 Distribuzione Spettrale

Un grafico che mostra la potenza relativa emessa su diverse lunghezze d'onda, con un picco intorno a 515nm e una larghezza caratteristica (35 nm FWHM).

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

5.1 Dimensioni di Contorno

Il LED è conforme al package standard a foro passante rotondo T-1 (3mm). Le note dimensionali chiave includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri (pollici).
• La tolleranza è ±0.25mm (.010") salvo diversa specificazione.
• La sporgenza massima della resina sotto la flangia è di 1.0mm (.04").
• La spaziatura dei terminali è misurata dove i terminali escono dal corpo del package.

5.2 Identificazione della Polarità

Tipicamente, il terminale più lungo denota l'anodo (positivo) e il terminale più corto denota il catodo (negativo). Il catodo può anche essere indicato da un punto piatto sulla flangia della lente del LED.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Condizioni di Stoccaggio

Per una durata di conservazione ottimale, conservare i LED in un ambiente non superiore a 30°C e al 70% di umidità relativa. Se rimossi dalla busta originale a barriera di umidità, utilizzare entro tre mesi. Per una conservazione più lunga, utilizzare un contenitore sigillato con essiccante o in atmosfera di azoto.

6.2 Formatura dei Terminali

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

6.3 Processo di Saldatura

Regola Critica:Mantenere una distanza minima di 2mm dalla base della lente in epossidico al punto di saldatura. Non immergere mai la lente nella saldatura.

• Saldatura Manuale (Saldatore):Temperatura massima 350°C per non più di 3 secondi per terminale.
• Saldatura a Onda:
  • Preriscaldamento: Massimo 100°C per un massimo di 60 secondi.
  • Onda di Saldatura: Massimo 260°C per un massimo di 5 secondi.
• Importante:La saldatura a rifusione IR NON è adatta per questo prodotto LED a foro passante. Calore o tempo eccessivi danneggeranno la lente in epossidico o il die del semiconduttore.

6.4 Pulizia

Se necessario, pulire solo con solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico (IPA).

7. Informazioni su Confezionamento e Ordini

7.1 Specifiche di Confezionamento

Il prodotto è disponibile in più configurazioni di confezionamento:

• Confezione Unitaria:1000, 500, 200 o 100 pezzi per busta a barriera di umidità.
• Cartone Interno:Contiene 10 buste di confezionamento (es. 10.000 pezzi se si usano buste da 1000pc).
• Cartone Esterno (Lotto di Spedizione):Contiene 8 cartoni interni (es. 80.000 pezzi). L'ultimo pacco in un lotto potrebbe non essere completo.

8. Raccomandazioni per la Progettazione Applicativa

8.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati a corrente. Per garantire una luminosità uniforme e prevenire danni:

• Utilizzare sempre una resistenza limitatrice di corrente in serie con ciascun LED.Il valore della resistenza (R) può essere calcolato utilizzando la Legge di Ohm: R = (Valimentazione - VF) / IF, dove VF è la tensione diretta del LED e IF è la corrente diretta desiderata (es. 20mA).
• Evitare di collegare più LED direttamente in parallelosenza resistenze individuali. Piccole variazioni nella caratteristica della tensione diretta (VF) tra i LED possono causare uno squilibrio significativo della corrente, portando a luminosità non uniforme e potenziale sovracorrente in un dispositivo (come illustrato nel Circuito B della scheda tecnica). Il metodo consigliato è utilizzare una resistenza in serie per ogni ramo LED (Circuito A).

8.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (108mW max), è necessario un design adeguato per l'affidabilità:

• Osservare la derating della corrente diretta continua di 0.45 mA/°C sopra i 30°C di temperatura ambiente. Ciò significa che la corrente continua massima ammissibile diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente.
• Garantire un'adeguata spaziatura tra i LED e altri componenti generanti calore sul PCB.

8.3 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Il LED è suscettibile ai danni da scariche elettrostatiche. Implementare quanto segue nell'area di manipolazione e assemblaggio:

• Utilizzare braccialetti conduttivi o guanti antistatici.
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• Assicurarsi che tutte le attrezzature, 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 di plastica.
• Mantenere la formazione e la certificazione ESD per tutto il personale.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

L'LTL17KCGM4J offre vantaggi specifici all'interno del mercato dei LED a foro passante:

• Coerenza della Lunghezza d'Onda:Il sistema di binning rigoroso per la lunghezza d'onda dominante (±1nm per bin) garantisce una coerenza di colore superiore nelle applicazioni che richiedono più LED, rispetto a componenti con tolleranze più ampie.
• Opzioni ad Alta Intensità:La disponibilità del bin ad alta luminosità ST (fino a 3200 mcd) lo rende adatto per applicazioni che richiedono alta visibilità o dove la luce può essere attenuata da filtri o diffusori.
• Confezionamento Robusto:Il package standard T-1 con lente diffusa fornisce un fattore di forma meccanico collaudato e affidabile con buone caratteristiche di visione.

10. Domande Frequenti (FAQ)

10.1 Quale valore di resistenza devo usare con un'alimentazione a 5V?

Utilizzando la tensione diretta tipica (VF=3.2V) e una corrente target di 20mA (0.02A): R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 Ohm. Una resistenza standard da 91 Ohm o 100 Ohm sarebbe appropriata. Calcolare sempre in base al VF massimo della scheda tecnica (3.6V) per garantire che la corrente non superi il limite nelle condizioni peggiori.

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

Sì, 30mA è il valore massimo assoluto della corrente continua continua a 25°C. Tuttavia, per l'affidabilità a lungo termine e per tenere conto dell'aumento di temperatura, è spesso consigliabile operare a una corrente inferiore, come 20mA. Se si opera a 30mA, assicurarsi che la temperatura ambiente sia ben al di sotto degli 85°C e considerare il fattore di derating.

10.3 Perché è necessaria una resistenza in serie se la mia alimentazione è a corrente costante?

Se si utilizza un driver a corrente costante dedicato e impostato correttamente, una resistenza in serie non è necessaria e potrebbe persino essere dannosa. La resistenza è essenziale quando si utilizza una sorgente di tensione costante (come una batteria o un regolatore di tensione) per limitare la corrente a un valore sicuro.

10.4 Come interpreto il codice di bin dell'intensità luminosa sulla busta?

Il codice di bin (es. ST, QR, NP) stampato sulla busta di confezionamento corrisponde all'intervallo di intensità luminosa dei LED all'interno. Ciò consente ai progettisti di selezionare il grado di luminosità appropriato per la loro applicazione e garantisce la coerenza all'interno di una produzione.

11. Caso Pratico di Progettazione

Scenario:Progettazione di un pannello indicatore di stato per un'unità di controllo industriale. Il pannello richiede 10 LED indicatori verdi per mostrare lo stato "sistema attivo". L'unità è alimentata da una linea a 12V e l'ambiente operativo può raggiungere i 50°C.

Passaggi di Progettazione:

1. Selezione della Corrente:A causa dell'elevata temperatura ambiente (50°C), applicare il derating alla corrente massima. Derating da 30°C: (50°C - 30°C) * 0.45 mA/°C = 9 mA di derating. Corrente massima a 50°C ≈ 30mA - 9mA = 21mA. Scegliere 18mA fornisce un buon margine di sicurezza mantenendo la luminosità.
2. Calcolo della Resistenza:Utilizzare VF max (3.6V) per l'affidabilità. R = (12V - 3.6V) / 0.018A ≈ 467 Ohm. Utilizzare il valore standard più vicino, 470 Ohm.
3. Topologia del Circuito:Posizionare ciascun LED con la propria resistenza da 470Ω in serie e collegare tutte e 10 queste coppie LED-resistenza in parallelo all'alimentazione a 12V. Ciò garantisce una corrente uguale attraverso ciascun LED nonostante le variazioni di VF.
4. Selezione del Bin:Per un aspetto uniforme, specificare un singolo bin di intensità luminosa (es. QR) e un singolo bin di lunghezza d'onda dominante (es. G08 per 518nm) dal fornitore.
5. Layout:Seguire la regola della distanza minima di saldatura di 2mm sul layout del PCB. Fornire una leggera spaziatura tra i LED per prevenire il riscaldamento localizzato.

12. Principio di Funzionamento

L'LTL17KCGM4J è una sorgente luminosa a semiconduttore basata su un chip di Nitruro di Indio Gallio (InGaN). Quando una tensione diretta viene applicata attraverso l'anodo e il catodo, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva del semiconduttore. Questi portatori di carica si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica del materiale InGaN determina l'energia del bandgap, che a sua volta definisce la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa – in questo caso, verde a circa 518nm. Il package in epossidico serve a proteggere il chip, agisce come una lente per modellare l'emissione luminosa e include un materiale diffusore per ampliare l'angolo di visione.

13. Tendenze Tecnologiche

Sebbene i LED a foro passante rimangano vitali per prototipazione, riparazione e alcune applicazioni legacy o ad alta affidabilità, la tendenza più ampia del settore si è spostata significativamente verso i package a montaggio superficiale (SMD) come 0603, 0805 e 2835. I LED SMD offrono vantaggi nell'assemblaggio automatizzato, nel risparmio di spazio sulla scheda e spesso in una migliore prestazione termica. Tuttavia, i LED a foro passante come il package T-1 continuano a essere rilevanti grazie alla loro facilità di manipolazione manuale, robustezza in ambienti ad alta vibrazione e ottima idoneità per breadboard e scopi educativi. La tecnologia all'interno del chip stesso continua a evolversi, con ricerche in corso focalizzate sul miglioramento dell'efficienza (lumen per watt), della resa cromatica e della longevità.