Scheda Tecnica LED Verde LTL17KGH5D - Package T-1 (3mm) - Tensione Diretta 2.4V - Corrente DC 30mA - Dissipazione 75mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per un LED verde a foro passante. Il dispositivo è progettato per applicazioni di indicazione di stato e segnalazione in un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche. È offerto nel popolare package di diametro T-1 (3mm), che fornisce un fattore di forma comune per una facile integrazione nei progetti esistenti.

I vantaggi principali di questo LED includono il basso consumo energetico e l'alta efficienza, rendendolo adatto sia per dispositivi alimentati a batteria che da rete. È realizzato con materiali privi di piombo ed è conforme alle direttive ambientali RoHS. Il dispositivo presenta una lente diffusa verde che aiuta ad ampliare l'angolo di visione e ad ammorbidire l'emissione luminosa per scopi di indicazione.

I mercati target per questo componente sono ampi, comprendendo apparecchiature di comunicazione, periferiche informatiche, elettronica di consumo, elettrodomestici e sistemi di controllo industriale. La sua affidabilità e il package standard lo rendono una scelta versatile per i progettisti che necessitano di un indicatore visivo affidabile.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo è specificato per funzionare entro limiti ambientali ed elettrici rigorosi per garantire un'affidabilità a lungo termine. I valori massimi assoluti definiscono le soglie oltre le quali può verificarsi un danno permanente.

• Dissipazione di Potenza (P_D):Massimo 75 mW. Questa è la potenza totale che il dispositivo può dissipare in sicurezza sotto forma di calore, calcolata dalla tensione diretta e dalla corrente.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):Massimo 90 mA. Questo valore si applica solo in condizioni di impulso con un ciclo di lavoro del 10% o inferiore e una larghezza di impulso non superiore a 10 microsecondi. È utile per brevi lampi ad alta luminosità.
• Corrente Diretta Continua (I_F):Massimo 30 mA. Questa è la massima corrente continua raccomandata per il funzionamento normale. Superare questo valore può portare a una rapida riduzione del flusso luminoso e a una riduzione della durata di vita.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento (T_opr):-40°C a +85°C. Il dispositivo è classificato per un funzionamento affidabile in questo ampio intervallo di temperatura industriale.
• 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 un punto distante 2.0mm (0.079 pollici) dal corpo in epossidico. Questo valore è critico per i processi di saldatura a onda o manuale.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

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

• Intensità Luminosa (I_V):110 (Min), 180 (Tip), 520 (Max) mcd a I_F= 20mA. L'intensità è misurata utilizzando un sensore filtrato per corrispondere alla curva di risposta fotopica (CIE) dell'occhio. Una tolleranza di test del ±15% è applicata ai limiti del bin.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):50 gradi (Tipico). Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore di picco (sull'asse). La lente diffusa contribuisce a questo angolo di visione relativamente ampio.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):574 nm (Tipico). Questa è la lunghezza d'onda alla quale la distribuzione spettrale di potenza raggiunge il suo massimo.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):566 (Min), 571 (Tip), 578 (Max) nm. Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano che definisce il colore del LED, derivata dal diagramma di cromaticità CIE.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):11 nm (Tipico). Questo indica la purezza spettrale, misurando la larghezza dello spettro di emissione a metà della sua potenza massima.
• Tensione Diretta (V_F):2.1 (Min), 2.4 (Tip) Volt a I_F= 20mA. I progettisti devono tenere conto di questa caduta di tensione quando calcolano le resistenze di limitazione della corrente in serie.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 100 μA a V_R= 5V. È cruciale notare che questo dispositivo 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 colore e luminosità nella produzione, i LED sono suddivisi in bin in base a parametri chiave. Questo consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano requisiti applicativi specifici.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

Le unità sono in millicandele (mcd) misurate a 20mA. La tolleranza per ogni limite di bin è ±15%.

• Bin FG:Minimo 110 mcd, Massimo 180 mcd.
• Bin HJ:Minimo 180 mcd, Massimo 310 mcd.
• Bin KL:Minimo 310 mcd, Massimo 520 mcd.

Il codice di classificazione dell'intensità è stampato su ogni sacchetto di imballaggio per la tracciabilità.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Le unità sono in nanometri (nm) misurate a 20mA. La tolleranza per ogni limite di bin è ±1 nm. Questo controllo rigoroso garantisce una tonalità di verde uniforme in una produzione.

• Bin H06:566.0 nm a 568.0 nm
• Bin H07:568.0 nm a 570.0 nm
• Bin H08:570.0 nm a 572.0 nm
• Bin H09:572.0 nm a 574.0 nm
• Bin H10:574.0 nm a 576.0 nm
• Bin H11:576.0 nm a 578.0 nm

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene curve grafiche specifiche siano referenziate nella scheda tecnica (Curve Caratteristiche Elettriche/Ottiche Tipiche a pagina 4/9), la seguente analisi si basa sul comportamento standard dei LED e sui parametri forniti.

4.1 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)

La tensione diretta tipica di 2.4V a 20mA indica che si tratta di un LED verde standard ad alta efficienza basato su GaP o materiale simile. La relazione I-V è esponenziale. Far funzionare il LED a correnti significativamente inferiori a 20mA risulterà in una tensione diretta più bassa e una ridotta emissione luminosa. Superare la massima corrente continua causerà un aumento più rapido della tensione, generando calore eccessivo.

4.2 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta

L'intensità luminosa è approssimativamente proporzionale alla corrente diretta nell'intervallo di funzionamento normale (es., fino a 30mA). Tuttavia, l'efficienza (lumen per watt) spesso raggiunge il picco a una corrente inferiore al valore massimo nominale. Pilotare il LED a 20mA, come utilizzato per i test, è un punto operativo comune che bilancia luminosità e longevità.

4.3 Distribuzione Spettrale

Con una lunghezza d'onda di picco di 574nm e una lunghezza d'onda dominante nell'intervallo di 571nm, questo LED emette nella regione del verde puro dello spettro visibile. La larghezza a mezza altezza spettrale di 11nm è caratteristica di un LED verde standard, fornendo un colore saturo adatto per indicatori.

4.4 Caratteristiche di Temperatura

Come tutti i LED, le prestazioni di questo dispositivo dipendono dalla temperatura. Tipicamente, la tensione diretta diminuisce con l'aumentare della temperatura di giunzione (coefficiente di temperatura negativo), mentre l'intensità luminosa diminuisce anch'essa. L'ampio intervallo di temperatura operativa da -40°C a +85°C garantisce la funzionalità in ambienti ostili, ma i progettisti dovrebbero notare che l'emissione luminosa agli estremi di temperatura sarà inferiore rispetto a 25°C.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

5.1 Dimensioni di Contorno

Il dispositivo utilizza il package standard a foro passante rotondo T-1 (3mm). Le note dimensionali chiave includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri, con tolleranze di ±0.25mm salvo diversa specifica.
• È consentita una sporgenza massima della resina sotto la flangia di 1.0mm.
• La distanza tra i terminali è misurata nel punto in cui i terminali emergono dal corpo del package.
• Il disegno fisico (riferito a pagina 2/9 della scheda tecnica) fornisce i dettagli dimensionali completi per il layout del PCB.

5.2 Identificazione della Polarità

Per i LED a foro passante, il catodo è tipicamente identificato da un punto piatto sul bordo della lente, un terminale più corto o altre marcature. Il metodo di identificazione specifico dovrebbe essere confermato dal disegno di contorno del package. La polarità corretta è essenziale; applicare una tensione inversa superiore a 5V può danneggiare il dispositivo.

5.3 Specifiche di Imballaggio

I LED sono forniti in sacchetti anti-statici. Le quantità di imballaggio standard sono:

• Sacchetto: 1000, 500, 200 o 100 pezzi.
• Scatola Interna: Contiene 10 sacchetti, per un totale di 10.000 pezzi.
• Scatola Esterna: Contiene 8 scatole interne, per un totale di 80.000 pezzi.

Si nota che all'interno di un lotto di spedizione, solo l'imballaggio finale può essere non completo.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Condizioni di Conservazione

Per una durata di conservazione ottimale, i LED dovrebbero essere conservati in un ambiente non superiore a 30°C e al 70% di umidità relativa. Se rimossi dalle loro originali buste barriera all'umidità, si raccomanda di utilizzarli entro tre mesi. Per una conservazione a lungo termine al di fuori dell'imballaggio originale, dovrebbero essere conservati in un contenitore sigillato con essiccante o in un essiccatore purgato con azoto per prevenire l'assorbimento di umidità, che può causare il fenomeno del "popcorning" durante la saldatura.

6.2 Formatura dei Terminali

Se i terminali devono essere piegati, questo deve essere fattoprimadella saldatura e a temperatura ambiente. La piega deve essere effettuata in un punto ad almeno 3mm di distanza dalla base della lente del LED. La base del telaio dei terminali non deve essere utilizzata come fulcro, poiché ciò può sollecitare i fili di collegamento interni. Durante l'inserimento nel PCB, utilizzare la forza minima di serra necessaria per evitare stress meccanici sul package.

6.3 Processo di Saldatura

Deve essere mantenuta una distanza minima di 2.0mm tra la base della lente in epossidico e il punto di saldatura. Evitare di immergere la lente nella lega di saldatura fusa.

Condizioni di Saldatura Raccomandate:

• Saldatore a Stagno:Temperatura massima 350°C, per un massimo di 3 secondi per terminale (una sola volta).
• Saldatura a Onda:
  • Pre-riscaldo: Massimo 100°C per un massimo di 60 secondi.
  • Onda di Saldatura: Massimo 260°C.
  • Tempo di Saldatura: Massimo 5 secondi.
  • Posizione di Immersione: Non inferiore a 2.0mm dalla base del bulbo in epossidico.

Avviso Critico:Una temperatura o un tempo di saldatura eccessivi possono causare la deformazione (fusione) della lente in epossidico o portare a un guasto catastrofico del chip LED. La saldatura a rifusione a infrarossi (IR) è esplicitamente dichiaratanon adattaper questo tipo di prodotto LED a foro passante.

6.4 Pulizia

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, dovrebbero essere utilizzati solo solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico (IPA). Prodotti chimici aggressivi possono danneggiare la lente in epossidico.

7. Raccomandazioni Applicative e di Progettazione

7.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando si pilotano più LED, specialmente in parallelo, èfortemente raccomandatoutilizzare una resistenza di limitazione della corrente individuale in serie con ciascun LED (Modello di Circuito A).

Evitare di collegare più LED direttamente in parallelo senza resistenze individuali (Modello di Circuito B). Piccole variazioni nella caratteristica della tensione diretta (V_F) da un LED all'altro possono causare uno squilibrio significativo della corrente, portando a luminosità non uniforme e potenziale sovracorrente in un dispositivo mentre altri sono sotto-pilotati.

Il valore della resistenza in serie (R_S) può essere calcolato utilizzando la Legge di Ohm: R_S= (V_{Alimentazione}- V_F) / I_F. Utilizzare la V_Ftipica o massima dalla scheda tecnica per un progetto conservativo. Ad esempio, con un'alimentazione di 5V, una I_Fobiettivo di 20mA e una V_Fdi 2.4V: R_S= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ohm. Una resistenza standard da 130Ω o 150Ω sarebbe appropriata, considerando anche la potenza nominale della resistenza (P = I²R).

7.2 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Il LED è suscettibile ai danni da scariche elettrostatiche. Le seguenti precauzioni devono essere osservate durante la manipolazione e l'assemblaggio:

• Il personale dovrebbe indossare un braccialetto a terra o guanti anti-statici.
• Tutte le apparecchiature, i banchi di lavoro e gli scaffali di stoccaggio devono essere adeguatamente 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.
• Implementare un programma di controllo ESD con formazione, certificazione e controlli regolari delle postazioni di lavoro (assicurando che le superfici misurino meno di 100V).

7.3 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (75mW max), una corretta progettazione termica estende la vita del LED. Evitare di operare alla massima corrente assoluta e alla massima temperatura simultaneamente. Assicurarsi che il layout del PCB non intrappoli calore attorno al corpo del LED, specialmente se fa parte di un array densamente popolato.

8. Scenari Applicativi Tipici

Questo LED verde è ben adatto a una moltitudine di applicazioni di indicazione di stato:

• Indicatori di Alimentazione/Stato:Acceso/Spento, standby o stato operativo su dispositivi come router, caricabatterie e alimentatori.
• Indicatori su Pannelli di Apparecchiature:Presenza segnale, selezione modalità o avvisi di guasto su pannelli di controllo industriali, apparecchiature di test e apparecchi audio.
• Elettronica di Consumo:Retroilluminazione per pulsanti, luci di stato su elettrodomestici o illuminazione decorativa nei giocattoli.
• Indicatori Interni Automobilistici:Per illuminazione interna non critica dove le specifiche soddisfano i requisiti ambientali.
• Insegne e Display:Come pixel individuali o indicatori in display informativi a bassa risoluzione.

9. Domande Frequenti (FAQ)

9.1 Posso pilotare questo LED senza una resistenza in serie?

No.Un LED deve essere pilotato con una sorgente limitata in corrente. Collegarlo direttamente a una sorgente di tensione come una batteria o un alimentatore causerà un flusso di corrente eccessivo, distruggendo rapidamente il dispositivo. Una resistenza in serie è la forma più semplice di limitazione della corrente.

9.2 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 letterale alla quale il LED emette la massima potenza ottica.Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d)è un valore calcolato che corrisponde al colore percepito dall'occhio umano sul diagramma di cromaticità CIE. Per LED monocromatici come questo verde, sono spesso vicine, ma λ_dè il parametro più rilevante per la specifica del colore.

9.3 Perché c'è una distanza minima di saldatura (2.0mm) dalla lente?

Questa distanza è critica per prevenire shock termici e danni da calore alla lente in epossidico e al materiale di attacco interno del die. Il calore della saldatura condotto lungo il terminale può fondere l'epossidico o indebolire i collegamenti interni se raggiunge il corpo del package.

9.4 Come interpreto i codici di bin dell'intensità luminosa (FG, HJ, KL)?

Questi codici rappresentano gruppi ordinati in base all'emissione luminosa misurata. Per una luminosità uniforme in un'applicazione, specificare e utilizzare LED dello stesso bin di intensità. Ad esempio, se il vostro progetto richiede una luminosità più elevata, specifichereste parti del Bin KL. Il codice del bin è stampato sull'imballaggio per l'identificazione.

10. Studio di Caso di Progettazione: Pannello di Stato Multi-LED

Scenario:Progettazione di un pannello di controllo con 10 indicatori di stato verdi, ciascuno controllato indipendentemente da un pin GPIO di un microcontrollore a 5V.

Passaggi di Progettazione:

1. Selezione della Corrente:Scegliere una corrente di pilotaggio di 20mA per una buona luminosità entro l'intervallo lineare del dispositivo.
2. Calcolo della Resistenza:Utilizzando la V_Ftipica di 2.4V e un'alimentazione di 5V: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130Ω. Viene selezionata una resistenza standard da 130Ω 1/4W.
3. Topologia del Circuito:Ogni LED ha la propria resistenza da 130Ω collegata in serie tra il pin del microcontrollore e l'anodo del LED. I catodi dei LED sono collegati a massa. Questo è il "Circuito A" raccomandato dalla scheda tecnica, implementato 10 volte.
4. Considerazioni sul Microcontrollore:Verificare che i pin GPIO del microcontrollore possano erogare o assorbire la corrente totale richiesta (10 * 20mA = 200mA). In caso contrario, utilizzare driver a transistor.
5. Layout del PCB:Posizionare la resistenza vicino al terminale anodico del LED. Mantenere la distanza di 2.0mm dal corpo del LED per qualsiasi piazzola di saldatura o traccia. Assicurarsi che i LED siano distanziati per consentire un'adeguata dissipazione del calore.
6. Selezione dei Componenti:Specificare LED da un singolo bin di Lunghezza d'Onda Dominante (es., H08 per 570-572nm) e da un singolo bin di Intensità Luminosa (es., HJ per 180-310mcd) per garantire colore e luminosità uniformi su tutto il pannello.

Questo approccio garantisce un funzionamento affidabile, uniforme e duraturo di tutti i LED indicatori.