Specifiche LED a Foro Passante T-1 3mm - Blu e Rosso con Diffusore Bianco - Tensione 2.9V/1.9V - Potenza 70mW/52mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per una lampada indicatrice LED a foro passante. Il dispositivo è offerto nel diffuso package di diametro T-1 (3mm) ed è caratterizzato dalla combinazione di un chip LED blu o rosso con una lente diffusore bianca. Questa scelta progettuale mira a fornire un'emissione luminosa uniforme e diffusa, adatta per l'indicazione di stato in varie applicazioni.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

I principali vantaggi di questa lampada LED includono il basso consumo energetico e l'alta efficienza, rendendola adatta per progetti alimentati a batteria o attenti all'energia. È costruita con materiali privi di piombo ed è conforme alle direttive ambientali RoHS. Il fattore di forma T-1 è uno standard industriale ampiamente adottato, garantendo compatibilità con layout PCB e processi produttivi esistenti. L'integrazione di una lente diffusore bianca sul chip colorato aiuta ad ammorbidire e diffondere la luce, riducendo l'abbagliamento e creando un indicatore esteticamente più gradevole.

1.2 Applicazioni e Mercati Target

Questo componente è progettato per l'indicazione di stato generica. I suoi domini applicativi tipici includono apparecchiature di comunicazione (es. router, modem), periferiche per computer, elettronica di consumo ed elettrodomestici. L'affidabilità e la semplicità del design a foro passante lo rendono una scelta comune per applicazioni che richiedono un feedback visivo chiaro e durevole.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e oggettiva dei principali parametri elettrici, ottici e termici che definiscono l'intervallo di prestazioni del dispositivo.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non sono destinati al funzionamento normale.

• Dissipazione di Potenza (Pd):Blu: 70 mW, Rosso: 52 mW. Questo parametro, dipendente dalla tecnologia del chip, determina l'energia termica massima che il package può gestire a 25°C ambiente.
• Corrente Diretta:La corrente diretta continua in DC è nominalmente di 20 mA per entrambi i colori. È consentita una corrente diretta di picco più alta di 60 mA in condizioni pulsate (duty cycle ≤ 1/10, larghezza impulso ≤ 10 µs).
• Intervalli di Temperatura:L'intervallo di temperatura operativa è -30°C a +85°C. L'intervallo di stoccaggio è più ampio, da -40°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura:I terminali possono resistere a 260°C per un massimo di 5 secondi quando misurati a 2.0mm dal corpo del LED.

2.2 Caratteristiche Elettriche & Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati in condizioni di test standard (TA=25°C, IF=5 mA salvo diversa indicazione).

• Intensità Luminosa (Iv):Una metrica chiave per la luminosità. Per il LED Blu, l'intensità tipica è 110 mcd (min 38, max 310). Per il LED Rosso, è significativamente più alta a 495 mcd tipici (min 110, max 880). Gli ampi intervalli min-max indicano la necessità del binning, discusso in seguito.
• Angolo di Visione (2θ1/2):Definito come l'angolo totale in cui l'intensità scende alla metà del valore assiale. Entrambe le versioni Blu e Rossa hanno un angolo di visione tipico di 45 gradi, moderatamente ampio, favorito dalla lente diffusore.
• Lunghezza d'Onda:Il LED Blu ha una lunghezza d'onda dominante tipica (λd) di 471 nm (intervallo 465-478 nm) e una lunghezza d'onda di picco (λp) di 468 nm. Il LED Rosso ha una λd di 624 nm (intervallo 617-632 nm) e una λp di 632 nm.
• Tensione Diretta (VF):Blu: 3.6V tipici (intervallo 2.9-3.6V). Rosso: 2.7V tipici (intervallo 1.9-2.7V). Questa differenza è cruciale per il design del circuito, specialmente quando si pilotano LED di colori diversi in parallelo.
• Corrente Inversa (IR):Massimo 100 µA a VR=5V. La scheda tecnica dichiara esplicitamente che il dispositivo non è progettato per il funzionamento inverso; questo test è solo per caratterizzazione.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione di massa, i LED vengono suddivisi in bin di prestazione. Questo dispositivo utilizza due criteri di binning principali.

3.1 Binning per Intensità Luminosa

I LED vengono suddivisi in base alla loro intensità luminosa misurata a 5 mA. Esistono tabelle di bin separate per LED Blu e Rossi, ciascuna con codici alfanumerici (es. BC, DE, FG per Blu; FG, HJ, KL per Rosso). Ogni bin ha un valore di intensità minimo e massimo definito. Ad esempio, un LED Blu nel bin \"FG\" avrà un'intensità compresa tra 110 e 180 mcd. Una tolleranza di ±15% viene applicata a ciascun limite del bin.

3.2 Binning per Lunghezza d'Onda Dominante

I LED vengono anche suddivisi in bin in base alla loro lunghezza d'onda dominante del colore. I LED Blu sono tutti raggruppati in un singolo bin \"1\" che copre 465-478 nm. I LED Rossi sono raggruppati nel bin \"2\" che copre 617-632 nm. La tolleranza per i limiti del bin di lunghezza d'onda è una stretta ±1 nm, garantendo una buona coerenza di colore all'interno di ciascun gruppo.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene il PDF faccia riferimento a curve tipiche, la loro analisi si basa sul comportamento standard dei LED. La curva della tensione diretta (VF) rispetto alla corrente diretta (IF) mostrerebbe una relazione esponenziale, con il LED Rosso che ha una tensione di ginocchio inferiore rispetto al LED Blu. La curva dell'intensità luminosa rispetto alla corrente diretta è generalmente lineare nell'intervallo operativo normale ma saturerà a correnti più elevate. La curva dell'intensità rispetto alla temperatura ambiente mostrerebbe un coefficiente negativo, il che significa che l'emissione luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura. La curva di distribuzione spettrale mostrerebbe un singolo picco attorno alla λp specificata per ciascun colore, con il LED Blu che ha un'ampiezza spettrale a metà altezza (Δλ di 25 nm) più ampia rispetto al LED Rosso (Δλ di 20 nm).

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

5.1 Dimensioni di Contorno

Il dispositivo è conforme al package LED rotondo standard T-1 (3mm). Le dimensioni chiave includono il diametro della lente, l'altezza complessiva e la spaziatura dei terminali. La spaziatura dei terminali è misurata dove i terminali emergono dal corpo del package. Le tolleranze sono tipicamente ±0.25mm salvo diversa specificazione. Una nota indica che la resina sporgente sotto la flangia è al massimo di 1.0mm.

5.2 Identificazione della Polarità

I LED a foro passante utilizzano tipicamente la lunghezza del terminale o un punto piatto sulla flangia della lente per indicare il catodo (terminale negativo). Il terminale più lungo è solitamente l'anodo (+). I progettisti devono consultare il campione fisico o il disegno dettagliato per il marcatore di polarità specifico.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Una manipolazione corretta è fondamentale per l'affidabilità.

6.1 Condizioni di Stoccaggio

Per lo stoccaggio a lungo termine al di fuori della confezione originale, è raccomandato un ambiente non superiore a 30°C e al 70% di umidità relativa. Per periodi prolungati, si consiglia lo stoccaggio in un contenitore sigillato con essiccante o in atmosfera di azoto.

6.2 Formatura dei Terminali

La piegatura deve avvenire ad almeno 3mm dalla base della lente del LED per evitare stress sull'attacco interno del die. La base del telaio dei terminali non deve essere utilizzata come fulcro. La formatura deve essere eseguita a temperatura ambiente e prima del processo di saldatura.

6.3 Processo di Saldatura

Deve essere mantenuta una distanza minima di 2mm tra il punto di saldatura e la base della lente. Bisogna evitare di immergere la lente nella saldatura.

• Saldatore a Stagno:Temperatura massima 350°C, tempo massimo 3 secondi per terminale.
• Saldatura a Onda:Preriscaldamento a un massimo di 100°C per un massimo di 60 secondi. Temperatura dell'onda di saldatura massima 260°C, tempo di contatto massimo 5 secondi. La posizione di immersione non deve essere inferiore a 2mm dalla base della lente.
• Nota Importante:La saldatura a rifusione a infrarossi (IR) è dichiarata non adatta per questo prodotto LED a foro passante. Calore o tempo eccessivi possono causare deformazione della lente o guasto catastrofico.

6.4 Pulizia

Se necessario, per la pulizia dovrebbero essere utilizzati solo solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico.

7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

Il flusso di confezionamento standard è: 500, 200 o 100 pezzi per sacchetto anti-statico. Dieci di questi sacchetti vengono inseriti in una scatola interna, per un totale di 5.000 pezzi. Otto scatole interne vengono imballate in una scatola di spedizione esterna, risultando in 40.000 pezzi per scatola esterna. La nota chiarisce che in ogni lotto di spedizione, solo la confezione finale potrebbe non essere una confezione completa.

8. Raccomandazioni per il Design Applicativo

8.1 Design del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando si collegano più LED in parallelo, si raccomanda vivamente di utilizzare una resistenza limitatrice di corrente individuale in serie con ciascun LED (Circuito A nella scheda tecnica). Pilotare più LED in parallelo direttamente da una sorgente di tensione con una singola resistenza condivisa (Circuito B) è sconsigliato, poiché piccole variazioni nella caratteristica della tensione diretta (VF) tra i singoli LED causeranno differenze significative nella corrente e, quindi, nella luminosità.

8.2 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Questi LED sono suscettibili ai danni da scariche elettrostatiche. Le misure preventive includono: utilizzare braccialetti e postazioni di lavoro collegati a terra; impiegare ionizzatori per neutralizzare la carica statica sulla lente di plastica; e assicurarsi che tutte le attrezzature di manipolazione siano correttamente messe a terra. Si suggerisce di concentrarsi sulla formazione e certificazione degli operatori per la manipolazione di dispositivi sensibili alle ESD.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

La caratteristica distintiva chiave di questo prodotto è l'uso di un chip LED colorato (blu o rosso) con una lente diffusore bianca. Ciò contrasta con i LED standard che utilizzano una lente trasparente o colorata che corrisponde al colore del chip. Il diffusore bianco fornisce un pattern luminoso di visione più uniforme, più morbido e potenzialmente più ampio, che può essere preferibile per indicatori sul pannello frontale dove un \"punto caldo\" di colore intenso è indesiderabile. I parametri elettrici sono standard per i LED indicatori a foro passante di queste dimensioni.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare questo LED a 20mA in modo continuo?

R: Sì, 20mA è la corrente diretta continua DC nominale. Tuttavia, per la massima durata e una temperatura di giunzione più bassa, pilotare a una corrente inferiore come 10mA o 5mA è spesso sufficiente per scopi di indicazione.

D: Perché la tensione diretta è diversa per Blu e Rosso?

R: Ciò è dovuto alla fisica fondamentale dei semiconduttori. I LED Blu sono tipicamente realizzati in Nitruro di Gallio e Indio (InGaN) che ha un'energia di bandgap più alta, risultando in una tensione diretta più alta. I LED Rossi sono comunemente realizzati in Arseniuro di Gallio e Alluminio (AlGaAs) o materiali simili con un bandgap più basso e quindi una tensione diretta più bassa.

D: Quale valore di resistenza dovrei usare per un'alimentazione a 5V?

R: Usando la Legge di Ohm: R = (V_alimentazione - VF_LED) / I_LED. Per un LED Blu (VF=3.6V) a 5mA: R = (5 - 3.6) / 0.005 = 280 Ohm. Per un LED Rosso (VF=2.7V) a 5mA: R = (5 - 2.7) / 0.005 = 460 Ohm. Utilizzare sempre il valore di resistenza standard più vicino e considerare la potenza nominale.

11. Caso Pratico di Design e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un pannello indicatore multi-stato per uno switch di rete.Un progettista potrebbe utilizzare un LED Blu per indicare \"Alimentazione Accesa/Sistema Attivo\" e un LED Rosso per indicare \"Guasto di Rete\". Grazie al diffusore bianco, entrambi gli indicatori avrebbero un aspetto estetico simile e morbido dal pannello frontale, anche se i colori della luce emessa sono diversi. Il progettista deve utilizzare resistenze limitatrici di corrente separate per ciascun LED a causa delle loro diverse tensioni dirette. L'angolo di visione di 45 gradi garantisce che lo stato sia visibile da un'ampia gamma di angoli in un'unità montata su rack. Il design a foro passante consente un attacco meccanico robusto al PCB, importante per apparecchiature che possono essere soggette a vibrazioni durante la spedizione o il funzionamento.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a semiconduttore che emettono luce attraverso l'elettroluminescenza. Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva, rilasciando energia sotto forma di fotoni. Il colore (lunghezza d'onda) della luce emessa è determinato dall'energia di bandgap del materiale semiconduttore utilizzato. In questo dispositivo, la luce primaria del chip passa attraverso una lente epossidica che contiene particelle diffusanti. Queste particelle disperdono la luce, rompendo il fascio diretto e creando un pattern di emissione più uniforme, più ampio e meno abbagliante come percepito dall'utente.

13. Tendenze Tecnologiche

Il mercato dei LED indicatori a foro passante è maturo. La tendenza generale nei LED indicatori è verso una maggiore efficienza (più emissione luminosa per mA), un minor consumo energetico e un'affidabilità migliorata. Mentre i LED a montaggio superficiale (SMD) dominano i nuovi progetti per le loro dimensioni ridotte e l'idoneità all'assemblaggio automatizzato, i LED a foro passante rimangono rilevanti per applicazioni che richiedono maggiore resistenza meccanica, prototipazione manuale più semplice o compatibilità con progetti legacy esistenti. L'uso di lenti diffusore per migliorare la qualità visiva, come visto in questo prodotto, è un approccio comune per migliorare l'esperienza utente senza cambiare la tecnologia di base del package.