Scheda Tecnica LED LTL-R42FSFAD - Diametro T-1 - Lente Diffusa Ambra - 2.0V Tip - 52mW - Documento Tecnico Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTL-R42FSFAD è un LED a montaggio a foro passante progettato per applicazioni di indicazione di stato e segnalazione in un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche. Appartiene alla categoria dei LED indicatori discreti con terminali radiali, comunemente utilizzati dove sono richiesti il montaggio diretto su PCB e un'elevata visibilità.

1.1 Vantaggi Principali e Posizionamento del Prodotto

Questo dispositivo è progettato per un'integrazione semplice nelle assiemi di circuiti stampati. I suoi vantaggi principali includono un profilo di basso consumo energetico abbinato ad un'elevata efficienza luminosa, rendendolo adatto sia per dispositivi alimentati a batteria che da rete. Il prodotto è costruito come componente senza piombo ed è pienamente conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose), allineandosi con gli standard ambientali e normativi moderni per la produzione elettronica.

1.2 Mercato Target e Ambito di Applicazione

Il LED è destinato ad applicazioni che richiedono indicatori visivi affidabili e a lunga durata. La sua flessibilità di progettazione, offerta attraverso varie specifiche di intensità e angolo di visione, lo rende applicabile in diversi settori chiave:

• Apparecchiature di Comunicazione:Luci di stato su router, modem, switch e altro hardware di rete.
• Periferiche per Computer:Indicatori di alimentazione, attività e modalità su unità esterne, hub e dispositivi di input.
• Elettronica di Consumo:Luci indicatrici su apparecchi audio/video, elettrodomestici e dispositivi personali.
• Elettrodomestici:Indicatori di stato operativo su elettrodomestici bianchi e altri dispositivi domestici.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Una comprensione completa dei parametri elettrici e ottici è cruciale per un progetto di circuito affidabile e per garantire prestazioni costanti.

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 non è garantito e dovrebbe essere evitato per prestazioni affidabili a lungo termine.

• Dissipazione di Potenza (Pd):Massimo 52 mW. Questa è la potenza totale che il package LED può dissipare come calore.
• Corrente Diretta Continua (IF):Massimo 20 mA in corrente continua.
• Corrente Diretta di Picco:60 mA, consentita solo in condizioni pulsate (ciclo di lavoro ≤ 1/10, larghezza di impulso ≤ 10µs).
• Derating Termico:La corrente diretta continua deve essere ridotta linearmente sopra i 30°C di temperatura ambiente ad un tasso di 0.27 mA/°C.
• Intervallo di Temperatura Operativa (TA):-30°C a +85°C.
• Intervallo di Temperatura di Magazzinaggio (Tstg):-40°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura dei Terminali:260°C per un massimo di 5 secondi, misurata a 2.0mm (0.079\") dal corpo del LED.

2.2 Caratteristiche Elettriche & Ottiche a TA=25°C

Questi sono i parametri di prestazione tipici e garantiti in condizioni di test standard.

• Intensità Luminosa (Iv):Varia da 38 mcd (minimo) a 180 mcd (massimo), con un valore tipico di 85 mcd ad una corrente diretta (IF) di 10 mA. Una tolleranza di test del ±30% è applicata ai limiti dei bin.
• Angolo di Visione (2θ1/2):100 gradi. Questo ampio angolo di visione, caratteristico di una lente diffusa, garantisce che il LED sia visibile da un'ampia posizione fuori asse.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):Specificata tra 580 nm e 589 nm, con un valore tipico di 586 nm a IF=10mA. Ciò colloca il colore emesso nella regione ambrata/gialla dello spettro visibile.
• Lunghezza d'Onda di Picco di Emissione (λP):588 nm, indica il punto di massima potenza spettrale in uscita.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):15 nm, descrive la purezza spettrale o la larghezza di banda della luce emessa.
• Tensione Diretta (VF):Varia da 1.6V a 2.5V, con un valore tipico di 2.0V a IF=10 mA.
• Corrente Inversa (IR):Massimo 10 µA quando viene applicata una tensione inversa (VR) di 5V. È fondamentale notare che questo dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa; questa condizione di test è solo per caratterizzazione.

3. Sistema di Specifica della Tabella Bin

Il prodotto è suddiviso in bin di prestazione per garantire coerenza all'interno di un lotto di produzione. I progettisti possono specificare i bin per soddisfare requisiti applicativi più stringenti.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I LED sono categorizzati in base alla loro intensità luminosa misurata a 10 mA.

• Bin BC:38 mcd (Min) a 65 mcd (Max)
• Bin DE:65 mcd (Min) a 110 mcd (Max)
• Bin FG:110 mcd (Min) a 180 mcd (Max)
• Nota:La tolleranza su ciascun limite di bin è ±30%.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

I LED sono anche suddivisi per lunghezza d'onda dominante per controllare la coerenza del colore.

• Bin H17:580 nm (Min) a 584 nm (Max)
• Bin H18:584 nm (Min) a 589 nm (Max)
• Nota:La tolleranza su ciascun limite di bin è ±1 nm.

I codici bin specifici per intensità e lunghezza d'onda sono marcati su ogni sacchetto di imballaggio, consentendo tracciabilità e uso selettivo nella produzione.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene dati grafici specifici siano referenziati nella scheda tecnica, le relazioni tipiche sono descritte di seguito in base alla fisica standard del LED e ai parametri forniti.

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

Il LED presenta una caratteristica I-V non lineare tipica di un diodo. La tensione diretta (VF) ha un intervallo specificato di 1.6V a 2.5V a 10 mA. Questa curva è essenziale per progettare il circuito di limitazione della corrente. La tensione aumenterà leggermente con la corrente e diminuirà con l'aumentare della temperatura di giunzione per una data corrente.

4.2 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta

L'intensità luminosa (Iv) è approssimativamente proporzionale alla corrente diretta (IF) in un ampio intervallo operativo. I valori Iv specificati sono dati a IF=10mA. Operare alla corrente continua massima di 20 mA produrrà una maggiore emissione luminosa, ma i progettisti devono assicurarsi che il limite di dissipazione di potenza (Pd) non venga superato, considerando la tensione diretta risultante.

4.3 Dipendenza dalla Temperatura

Le prestazioni del LED sono sensibili alla temperatura. L'intensità luminosa tipicamente diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. La scheda tecnica fornisce un fattore di derating per la corrente (0.27 mA/°C sopra i 30°C) per gestire gli effetti termici. Anche la tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo.

5. Informazioni Meccaniche & di Imballaggio

5.1 Dimensioni di Contorno

Il LED è conforme allo standard di package a diametro T-1 (3mm). Le note dimensionali chiave includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri (pollici forniti per riferimento).
• La tolleranza standard è ±0.25mm (0.010\") salvo diversa specifica.
• La sporgenza massima della resina sotto la flangia è di 1.0mm (0.04\").
• La distanza tra i terminali è misurata nel punto in cui i terminali emergono dal corpo del package.

5.2 Identificazione della Polarità

I LED a foro passante tipicamente usano la lunghezza del terminale o un punto piatto sulla flangia della lente per indicare la polarità. Il terminale più lungo è solitamente l'anodo (positivo), e quello più corto è il catodo (negativo). Il punto piatto sulla flangia è spesso adiacente al catodo. I progettisti devono consultare il campione fisico o il disegno dettagliato per il marcatore specifico utilizzato su questo componente.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Una manipolazione corretta è fondamentale per prevenire danni durante il processo di assemblaggio.

6.1 Formatura dei Terminali

Se i terminali devono essere piegati, la piega deve essere effettuata in un punto ad almeno 3mm dalla base della lente del LED. La base del telaio dei terminali non deve essere usata come fulcro. Tutta la formatura deve essere completata prima del processo di saldatura e a temperatura ambiente normale.

6.2 Processo di Saldatura

Deve essere mantenuto un distacco minimo di 2mm tra la base della lente e il punto di saldatura. Evitare di immergere la lente nella lega di saldatura.

• Saldatore a Stagno:Temperatura massima 350°C per un massimo di 3 secondi (una sola volta).
• Saldatura a Onda:Preriscaldamento a un massimo di 120°C per un massimo di 100 secondi. Temperatura dell'onda di saldatura massima 260°C per un massimo di 5 secondi.
• Nota Critica:La saldatura a rifusione a infrarossi (IR) è esplicitamente indicata come NON un processo adatto per questo tipo di LED a foro passante. Temperature o tempi eccessivi possono causare deformazione della lente o guasto catastrofico.

6.3 Magazzinaggio e Pulizia

Per lo stoccaggio, l'ambiente non deve superare i 30°C o il 70% di umidità relativa. I LED rimossi dalla loro confezione originale dovrebbero essere utilizzati entro tre mesi. Per la pulizia, se necessario, dovrebbero essere utilizzati solo solventi a base alcolica come l'alcool isopropilico.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche di Imballaggio

I LED sono imballati in quantità sfuse:

• Imballaggio primario: 1000, 500, 200 o 100 pezzi per sacchetto anti-statico.
• Imballaggio secondario: 10 sacchetti di imballaggio sono posti in una scatola interna (totale 10.000 pz per scatola interna, assumendo sacchetti da 1000 pz).
• Imballaggio terziario: 8 scatole interne sono imballate in una scatola di spedizione esterna (totale 80.000 pz per scatola esterna). L'ultimo pacco in un lotto di spedizione potrebbe non essere completo.

8. Raccomandazioni per il Progetto Applicativo

8.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando si pilotano più LED, è obbligatorio un resistore di limitazione della corrente in serie per ogni LED o per ogni stringa in parallelo. Il circuito raccomandato (Circuito A) utilizza un resistore in serie con ciascun LED. Evitare di collegare direttamente più LED in parallelo senza resistori individuali (Circuito B), poiché piccole variazioni nella tensione diretta (VF) possono causare uno squilibrio significativo della corrente e luminosità non uniforme.

Il valore del resistore in serie (R) può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, dove Vcc è la tensione di alimentazione, VF è la tensione diretta del LED (usare il valore massimo per affidabilità), e IF è la corrente diretta desiderata.

8.2 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Il LED può essere danneggiato da scariche elettrostatiche. Devono essere prese precauzioni durante la manipolazione e l'assemblaggio:

• Utilizzare un braccialetto a terra o guanti anti-statici.
• Assicurarsi che tutte le apparecchiature, postazioni di lavoro e scaffali di stoccaggio siano correttamente messi a terra.
• Utilizzare un ionizzatore per neutralizzare la carica statica che può accumularsi sulla lente di plastica.

8.3 Considerazioni sulla Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, un layout PCB adeguato può aiutare. Assicurare un'adeguata spaziatura da altri componenti che generano calore. Rispettare la curva di derating della corrente sopra i 30°C di ambiente è essenziale per mantenere l'affidabilità, specialmente in ambienti chiusi o ad alta temperatura.

9. Confronto Tecnico & Differenziazione

Il LTL-R42FSFAD si differenzia all'interno del mercato dei LED indicatori a foro passante attraverso diversi attributi chiave. L'uso di un materiale semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) per il chip ambrato da 586nm offre un'efficienza più alta e una migliore stabilità termica rispetto a tecnologie più vecchie come il GaAsP. La lente diffusa fornisce un angolo di visione molto ampio di 100 gradi, rendendolo superiore per applicazioni dove la posizione di visione non è fissa direttamente di fronte al LED. La sua combinazione di una tipica bassa tensione diretta (2.0V) e una chiara struttura di binning sia per intensità che per lunghezza d'onda fornisce ai progettisti prestazioni prevedibili e la possibilità di specificare per applicazioni critiche per colore o luminosità.

10. Domande Frequenti (FAQ)

10.1 Posso pilotare questo LED a 20 mA in modo continuo?

Sì, 20 mA è la corrente diretta continua massima nominale. Tuttavia, è necessario assicurarsi che la dissipazione di potenza (Pd = VF * IF) non superi i 52 mW. A 20 mA e una VF massima di 2.5V, la potenza sarebbe di 50 mW, che è entro il limite. Considerare sempre la temperatura ambiente e applicare il derating se sopra i 30°C.

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

La lunghezza d'onda di picco (λP) è la singola lunghezza d'onda dove la potenza spettrale in uscita è massima. La lunghezza d'onda dominante (λd) è un valore calcolato derivato dalle coordinate cromatiche sul diagramma di cromaticità CIE; rappresenta la singola lunghezza d'onda di una luce monocromatica pura che corrisponderebbe al colore percepito del LED. Per scopi di progettazione relativi al colore, la lunghezza d'onda dominante è tipicamente il parametro più rilevante.

10.3 Perché è necessario un resistore in serie anche se il mio alimentatore è a corrente limitata?

Un resistore in serie dedicato fornisce una regolazione di corrente locale e precisa per ogni LED. Offre anche protezione contro picchi di tensione transitori e aiuta a bilanciare la corrente in configurazioni parallele. Affidarsi esclusivamente a un alimentatore globale a corrente limitata potrebbe non prevenire lo squilibrio di corrente tra i LED a causa delle variazioni di VF.

11. Studio di Caso Pratico di Progettazione

Scenario:Progettazione di un pannello di stato con cinque indicatori ambrati uniformi, alimentati da una linea a 5V CC in un ambiente con temperatura ambiente massima di 40°C.

Passi di Progettazione:

1. Selezione della Corrente:Obiettivo: una corrente diretta (IF) di 10 mA per un equilibrio tra luminosità e longevità.
2. Derating Termico:A 40°C (10°C sopra l'inizio del derating), ridurre la corrente massima: 20 mA - (10°C * 0.27 mA/°C) = 17.3 mA. Il nostro obiettivo di 10 mA è sicuro.
3. Calcolo del Resistore:Usare VF massima (2.5V) per affidabilità. R = (5V - 2.5V) / 0.01A = 250 Ω. Si può usare il valore standard più vicino (es. 240 Ω o 270 Ω), ricalcolando la corrente effettiva.
4. Layout del Circuito:Usare il Circuito A raccomandato: un resistore da 240Ω in serie con ciascuno dei cinque LED, tutti collegati tra la linea a 5V e massa.
5. Specifica del Bin:Per un aspetto uniforme, specificare un singolo bin di intensità luminosa (es. DE) e un singolo bin di lunghezza d'onda dominante (es. H18) quando si ordina.
6. Layout PCB:Posizionare i LED con un raggio di curvatura dei terminali di almeno 3mm, assicurare un distacco di 2mm dalla lente al pad di saldatura e seguire pratiche di assemblaggio sicure contro le ESD.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Il LTL-R42FSFAD funziona sul principio dell'elettroluminescenza in una giunzione p-n semiconduttrice. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia di accensione del diodo, gli elettroni dal semiconduttore AlInGaP di tipo n si ricombinano con le lacune dalla regione di tipo p. Questo evento di ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega AlInGaP determina l'energia del bandgap, che definisce direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa - in questo caso, ambrata a circa 586 nm. La lente epossidica diffusa che circonda il chip serve a diffondere la luce, ampliando l'angolo di visione e ammorbidendo l'aspetto della minuscola sorgente luminosa.

13. Tendenze Tecnologiche e Contesto

LED a foro passante come il LTL-R42FSFAD rappresentano una tecnologia matura e altamente affidabile. Mentre i LED a montaggio superficiale (SMD) dominano i nuovi progetti per la loro impronta più piccola e l'idoneità per l'assemblaggio automatizzato pick-and-place, i LED a foro passante mantengono una rilevanza significativa. I loro vantaggi includono una superiore resistenza meccanica del collegamento, una prototipazione e riparazione manuale più facile, spesso una maggiore intensità luminosa in un singolo punto e una migliore dissipazione del calore attraverso i terminali. La tendenza all'interno di questo segmento è verso materiali ad alta efficienza (come l'AlInGaP qui utilizzato), un binning delle prestazioni più stretto per la coerenza di colore e intensità, e un'incrollabile conformità agli standard ambientali globali come RoHS. Continuano ad essere la scelta preferita per applicazioni che richiedono estrema durabilità, alta visibilità in ambienti ostili o dove il montaggio a foro passante è imposto dal progetto o da standard legacy.