Scheda Tecnica LED Ambra LTL1KH6FK - Diametro 5mm - Tensione Diretta 2.4V - Dissipazione 75mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED a foro passante da 5mm. Questo componente è progettato per applicazioni di indicazione di stato e segnalazione in un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche. È offerto in colore ambra, ottenuto utilizzando la tecnologia a semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) combinata con una lente trasparente, che migliora l'emissione luminosa e l'angolo di visione.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I vantaggi principali di questo LED includono l'elevata intensità luminosa, il basso consumo energetico e l'alta efficienza. È un prodotto senza piombo conforme alla direttiva RoHS, adatto ai mercati globali con normative ambientali severe. Il suo package versatile consente un facile montaggio su circuiti stampati (PCB) o pannelli. Le applicazioni target spaziano su più settori, inclusi apparecchiature di comunicazione, computer, elettronica di consumo, elettrodomestici e controlli industriali, dove è richiesta un'indicazione di stato affidabile e luminosa.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Comprendere i parametri elettrici e ottici è cruciale per una progettazione del circuito affidabile e per ottenere prestazioni consistenti.

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.

• Dissipazione di Potenza (Pd):75 mW a una temperatura ambiente (TA) di 25°C. Questa è la potenza massima che il package del LED può dissipare come calore.
• Corrente Diretta Continua (IF):30 mA continua.
• Corrente Diretta di Picco:60 mA, consentita solo in condizioni pulsate (ciclo di lavoro ≤ 1/10, larghezza dell'impulso ≤ 10 μs).
• Derating:La corrente diretta continua massima deve essere ridotta linearmente di 0.45 mA per ogni grado Celsius di aumento della temperatura ambiente sopra i 30°C.
• Intervallo di Temperatura Operativa:-40°C a +85°C.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-40°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura dei Terminali:Massimo 260°C per 5 secondi, misurata a un punto a 2.0mm (0.079 pollici) dal corpo del LED.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati a TA=25°C e IF=20mA, salvo diversa indicazione.

• Intensità Luminosa (Iv):Varia da 240 mcd (minimo) a 880 mcd (massimo), con un valore tipico fornito. Questo parametro è soggetto a binning (vedi Sezione 4). La misurazione utilizza un sensore/filtro che approssima la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE. Una tolleranza di test di ±15% è inclusa nella garanzia.
• Angolo di Visione (2θ1/2):75 gradi. 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 (λp):611 nm. Questa è la lunghezza d'onda al punto più alto dello spettro di luce emessa.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):Varia da 600 nm a 610 nm. Questo valore è derivato dal diagramma di cromaticità CIE e rappresenta il colore percepito del LED. Anche questo parametro è soggetto a binning.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):17 nm. Questo indica la purezza spettrale; un valore più piccolo significa una luce più monocromatica.
• Tensione Diretta (VF):2.4V tipico a 20mA. Il minimo è elencato come 2.05V.
• Corrente Inversa (IR):100 μA massimo quando viene applicata una tensione inversa (VR) di 5V.Importante:Questo dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa; questa condizione di test è solo per caratterizzazione.

3. Specifiche del Sistema di Binning

Per garantire la consistenza del colore e della luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri chiave.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'Iv è classificata in cinque codici di bin (J0, K0, L0, M0, N0), ciascuno con un intervallo di intensità minimo e massimo definito a IF=20mA. La tolleranza per ogni limite di bin è ±15%.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

La λd è classificata in tre codici di bin (H23, H24, H25), coprendo l'intervallo da 600.0 nm a 610.0 nm. La tolleranza per ogni limite di bin è ±1 nm. Il codice di bin specifico per intensità e lunghezza d'onda è stampato su ogni busta di imballaggio, consentendo una corrispondenza selettiva nelle applicazioni che richiedono uniformità.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento a curve caratteristiche tipiche essenziali per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni variabili. Sebbene i grafici specifici non siano riprodotti nel testo, tipicamente includono:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:Mostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, tipicamente in modo non lineare, evidenziando l'importanza della regolazione della corrente.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:Illustra la caratteristica I-V del diodo, cruciale per calcolare i valori della resistenza in serie.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra il coefficiente di temperatura negativo dell'emissione luminosa, dove l'intensità diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra il picco a 611nm e la larghezza a mezza altezza di 17nm.

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

5.1 Dimensioni di Contorno

Il LED presenta un package radiale standard da 5mm con terminali. Le note dimensionali chiave includono: tutte le dimensioni sono in millimetri (con pollici tra parentesi), una tolleranza generale di ±0.25mm (.010"), una sporgenza massima della resina sotto la flangia di 1.0mm (.04"), e la spaziatura dei terminali misurata nel punto in cui escono dal package. Un disegno dimensionale dettagliato è fornito nella scheda tecnica originale per un layout PCB preciso.

5.2 Identificazione della Polarità

I LED a foro passante hanno tipicamente un terminale dell'anodo (+) più lungo e un punto piatto o un intaglio sul bordo della lente vicino al terminale del catodo (-). Fare sempre riferimento al diagramma della scheda tecnica per la marcatura di polarità specifica di questo componente.

5.3 Specifiche di Imballaggio

I LED sono confezionati in buste antistatiche. Le quantità standard per busta sono 1000, 500, 200 o 100 pezzi. Dieci buste sono poste in una scatola interna (es., totale 10.000 pz per buste da 1000pz). Otto scatole interne sono imballate in una scatola di spedizione esterna (es., totale 80.000 pz). L'ultimo pacco in un lotto di spedizione potrebbe non essere completo.

6. Linee Guida per Saldatura, Montaggio e Manipolazione

Una manipolazione corretta è fondamentale per prevenire danni e garantire l'affidabilità a lungo termine.

6.1 Conservazione

Per la conservazione a lungo termine, l'ambiente non deve superare i 30°C o il 70% di umidità relativa. I LED rimossi dalla confezione originale devono essere utilizzati entro tre mesi. Per la conservazione prolungata al di fuori della confezione originale, utilizzare un contenitore sigillato con essiccante o un essiccatore a azoto.

6.2 Pulizia

Se necessario, pulire solo con solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico. Evitare detergenti aggressivi o abrasivi.

6.3 Formatura dei Terminali e Montaggio

Piegare i terminali in un punto ad almeno 3mm dalla base della lente del LED. Non utilizzare la base della lente come fulcro. La formatura deve essere effettuata a temperatura ambiente e prima della saldatura. Durante l'inserimento nel PCB, utilizzare una forza di serraggio minima per evitare stress meccanici sul corpo in epossidico.

6.4 Processo di Saldatura

Mantenere una distanza minima di 2mm tra il punto di saldatura e la base della lente. Non immergere mai la lente nella lega di saldatura.

• Saldatore a Stagno:Temperatura massima 350°C. Tempo massimo di saldatura 3 secondi per terminale (una sola volta).
• Saldatura a Onda:Temperatura massima di pre-riscaldo 100°C per un massimo di 60 secondi. Temperatura massima dell'onda di saldatura 260°C per un massimo di 5 secondi. La posizione di immersione non deve essere inferiore a 2mm dalla base del bulbo in epossidico.
• Nota Critica:La saldatura a rifusione a infrarossi (IR) NON è adatta per questo prodotto LED a foro passante. Temperature o tempi eccessivi possono deformare la lente o causare guasti catastrofici.

6.5 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

I LED sono sensibili all'elettricità statica. Le misure preventive includono: utilizzare braccialetti o guanti antistatici collegati a terra; assicurarsi che tutte le attrezzature, i banchi di lavoro e gli scaffali di stoccaggio siano correttamente messi a terra; e utilizzare un soffiatore di ioni per neutralizzare la carica statica che può accumularsi sulla lente di plastica. Si raccomanda una lista di controllo per la formazione e la postazione di lavoro per mantenere un ambiente sicuro dalle ESD.

7. Raccomandazioni per la Progettazione Applicativa

7.1 Progettazione 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 singola resistenza limitatrice di corrente in serie con ciascun LED (Modello di Circuito A). Pilotare i LED in parallelo direttamente da una sorgente di tensione (Modello di Circuito B) non è raccomandato, poiché piccole variazioni nella caratteristica della tensione diretta (VF) tra i singoli LED causeranno differenze significative nella corrente e, di conseguenza, nella luminosità.

7.2 Calcolo della Resistenza in Serie

Il valore della resistenza limitatrice di corrente (R_s) si calcola utilizzando la Legge di Ohm: R_s= (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Ad esempio, con un'alimentazione di 5V, un V_Ftipico di 2.4V e una I_Fdesiderata di 20mA: R_s= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω. La potenza nominale del resistore deve essere almeno P = I_F²* R_s= (0.020)²* 130 = 0.052W, quindi un resistore standard da 1/8W (0.125W) è sufficiente.

7.3 Considerazioni sulla Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, la curva di derating deve essere rispettata nelle applicazioni ad alta temperatura ambiente. Superare la temperatura di giunzione massima accelererà il decadimento del flusso luminoso e ridurrà la durata operativa. Assicurare un adeguato flusso d'aria se il LED è operato a o vicino alla sua corrente nominale massima in uno spazio confinato.

8. Confronto e Differenziazione Tecnica

Questo LED ambra AlInGaP offre vantaggi distinti rispetto alle tecnologie più vecchie come il GaAsP (Fosfuro di Gallio Arseniuro). L'AlInGaP fornisce un'efficienza luminosa significativamente più alta e una migliore stabilità termica, risultando in un'emissione luminosa più brillante e consistente su un ampio intervallo di temperature. La lente trasparente, al contrario di una lente diffusa o colorata, massimizza l'emissione luminosa e crea un fascio ben definito e nitido con l'angolo di visione specificato di 75 gradi, rendendolo ideale per indicatori su pannelli dove la luce diretta è vantaggiosa.

9. Domande Frequenti (FAQ)

9.1 Posso pilotare questo LED senza una resistenza in serie?

No.Far funzionare un LED direttamente da una sorgente di tensione è altamente sconsigliato e probabilmente distruggerà il dispositivo a causa del flusso di corrente incontrollato. La tensione diretta non è una soglia fissa ma una curva caratteristica. Un piccolo aumento della tensione oltre il tipico VF può causare un grande e dannoso aumento della corrente.

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

Lunghezza d'Onda di Picco (λp)è la lunghezza d'onda fisica al punto di massima intensità sulla curva di emissione spettrale.Lunghezza d'Onda Dominante (λd)è un valore calcolato basato sulla percezione del colore umana (grafico CIE) che meglio corrisponde al colore percepito. Per sorgenti monocromatiche come questo LED ambra, sono spesso vicine, ma λd è il parametro più rilevante per la specifica del colore.

9.3 Posso utilizzare questo LED per applicazioni esterne?

La scheda tecnica afferma che è adatto per segnaletica interna ed esterna. Tuttavia, per ambienti esterni aggressivi con esposizione prolungata a radiazioni UV, umidità e temperature estreme, sono necessarie considerazioni progettuali aggiuntive, come una verniciatura conformale sul PCB e garantire che la temperatura operativa rimanga entro le specifiche.

9.4 Perché esiste un sistema di binning?

Le variazioni di produzione causano lievi differenze nelle prestazioni tra i singoli LED. Il binning li suddivide in gruppi con parametri strettamente controllati (intensità, colore). Ciò consente ai progettisti di selezionare bin che soddisfino i loro specifici requisiti di uniformità, particolarmente importante in array o display multi-LED.

10. Caso Pratico di Progettazione

Scenario:Progettazione di un pannello di controllo con 10 indicatori di stato ambra uniformi alimentati da una linea a 12V.

Passaggi di Progettazione:

1. Selezione della Corrente:Scegliere una corrente di pilotaggio. 20mA è la condizione di test standard e fornisce una buona luminosità.
2. Calcolo della Resistenza:Per un'alimentazione di 12V e un VF tipico di 2.4V: R_s= (12V - 2.4V) / 0.020A = 480 Ω. Il valore standard più vicino è 470 Ω. Ricalcolando la corrente effettiva: I_F= (12V - 2.4V) / 470Ω ≈ 20.4 mA (accettabile).
3. Potenza Nominale: P_resistore= (0.0204A)²* 470Ω ≈ 0.195W. Utilizzare un resistore da 1/4W (0.25W) per un margine di sicurezza.
4. Binning per Uniformità:Specificare un singolo bin di intensità ristretto (es., M0: 520-680 mcd) e un singolo bin di lunghezza d'onda (es., H24: 603.0-606.5 nm) quando si ordina per garantire che tutti e 10 gli indicatori appaiano identici.
5. Layout:Posizionare i resistori sul layout del PCB, mantenendo la distanza minima di 2mm tra saldatura e corpo. Assicurarsi che la polarità di ciascun LED sia correttamente orientata.

11. Principio di Funzionamento

Questo LED è un diodo a semiconduttore basato su materiali AlInGaP. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la sua caratteristica tensione diretta (VF), elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del semiconduttore, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica degli strati AlInGaP determina la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa, in questo caso ambra (~610 nm). La lente in epossidico trasparente incapsula il chip semiconduttore, fornisce protezione meccanica e modella la luce emessa nell'angolo di visione specificato.

12. Tendenze Tecnologiche

Sebbene i LED a montaggio superficiale (SMD) dominino l'elettronica moderna ad alta densità, i LED a foro passante come questo rimangono rilevanti per applicazioni che richiedono robustezza, facilità di montaggio manuale, riparazione o elevata luminosità individuale da una singola sorgente puntiforme. La tendenza tecnologica all'interno dei LED a foro passante continua a concentrarsi sull'aumento dell'efficienza luminosa (più luce per watt), sul miglioramento della consistenza del colore attraverso binning avanzato e sul potenziamento dell'affidabilità attraverso materiali di packaging migliori. Il passaggio verso materiali semiconduttori ad alta efficienza come l'AlInGaP rispetto alle tecnologie più vecchie è un chiaro esempio di questa progressione.