Scheda Tecnica Lampada LED LTL-R14FTGFH132T - 5mm Angolo Retto - 3.0V/2.0V - 75mW/50mW - Verde/Arancione-Rosso - Documento Tecnico in Inglese

Panoramica del Prodotto

L'LTL-R14FTGFH132T è una lampada LED a montaggio through-hole progettata per essere utilizzata come Circuit Board Indicator (CBI). È caratterizzata da un supporto (alloggiamento) angolare in plastica nera che si accoppia al componente LED, fornendo una sorgente luminosa a stato solido adatta a varie apparecchiature elettroniche. Il prodotto è progettato per facilitare l'assemblaggio su schede a circuito stampato (PCB).

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

• Facilità di Montaggio: Il design è ottimizzato per un montaggio diretto sulla scheda a circuito stampato.
• Contrasto Migliorato: Una custodia nera migliora il rapporto di contrasto visivo dell'indicatore illuminato.
• Affidabilità allo Stato Solido: Utilizza la tecnologia LED per una sorgente luminosa di lunga durata e resistente agli urti.
• Efficienza Energetica: Caratterizzato da basso consumo energetico e alta efficienza luminosa.
• Conformità Ambientale: Questo è un prodotto senza piombo conforme alle direttive RoHS.
• Progettazione Ottica: La lampada T-1 (5mm) è disponibile in due colori: Verde 530nm a base di InGaN e Rosso-Arancione 600nm a base di AlInGaP, entrambi dotati di una lente diffusa bianca per un ampio angolo di visuale.

1.2 Applicazioni Target

Questa lampada a LED è destinata a un'ampia gamma di applicazioni elettroniche, tra cui, ma non solo:

• Indicatori di stato per apparecchiature di comunicazione.
• Luci di stato del computer e dei dispositivi periferici.
• Elettronica di consumo come apparecchi audio/video, elettrodomestici e giocattoli.

2. Technical Parameters: In-Depth Objective Interpretation

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non è consigliato operare a questi limiti o in loro prossimità, in quanto potrebbe compromettere l'affidabilità.

• Dissipazione di Potenza (Pd): Verde: 75 mW max; Rosso-Arancio: 50 mW max. Questo parametro è cruciale per la progettazione della gestione termica.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP): 60 mA per entrambi i colori. Questa è la massima corrente impulsiva ammissibile in condizioni specifiche (ciclo di lavoro ≤ 1/10, larghezza dell'impulso ≤ 10µs).
• DC Forward Current (I_F): 20 mA per entrambi i colori. Questa è la massima corrente di funzionamento continuo consigliata.
• Intervallo di temperatura di funzionamento (T_opr): -30°C a +85°C. Il dispositivo è garantito per funzionare all'interno di questo intervallo di temperatura ambiente.
• Intervallo di temperatura di conservazione (T_STG): -40°C a +100°C.
• Temperatura di saldatura a stagno: Massimo 260°C per 5 secondi, misurato a 2,0 mm (0,079") dal corpo del LED. Questo è fondamentale per i processi di saldatura manuale o a onda.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

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

• Intensità Luminosa (I_v): Misurata a I_F = 5mA. Verde: Tipica 310 mcd (Min 85, Max 400 mcd). Rosso-Arancio: Tipica 65 mcd (Min 18, Max 240 mcd). L'intensità effettiva è classificata in bin (vedere Sezione 4). Una tolleranza di ±15% si applica alla I garantita._v.
• Angolo di Visione (2θ_1/2): Circa 100 gradi per entrambi i colori. Questo è l'angolo completo in cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore assiale (sull'asse), indicando un fascio di luce ampio e diffuso.
• Picco di Lunghezza d'Onda (λ_P): Verde: 530 nm; Rosso-Arancio: 611 nm. Questa è la lunghezza d'onda alla quale l'emissione spettrale è più intensa.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d): Verde: 520-535 nm; Rosso-Arancio: 596-612 nm. Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano, derivata dal diagramma di cromaticità CIE. Viene anche classificata in bin (vedere Sezione 4).
• Larghezza a Metà Altezza della Linea Spettrale (Δλ): Verde: 17 nm; Rosso-Arancio: 20 nm. Questo indica la purezza spettrale o la larghezza di banda della luce emessa.
• Tensione Diretta (V_F): Misurata a I_F = 5mA. Verde: Tipico 3,0V (Min 2,0V, Max 4,0V). Rosso-Arancio: Tipico 2,0V (Min 1,5V, Max 3,0V). Questo è fondamentale per il calcolo della resistenza di limitazione della corrente.
• Corrente Inversa (I_R): Massimo 10 µA a V_R = 5V per entrambi i colori.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

I LED vengono selezionati (binnati) in base a parametri ottici chiave per garantire la coerenza all'interno di un lotto di produzione. Il codice di bin è indicato sulla busta di imballaggio.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I LED sono raggruppati in base alla loro intensità luminosa misurata a 5mA.

Green LED Bins:
EF: 85 - 140 mcd
GH: 140 - 240 mcd
JK: 240 - 400 mcd

Bin LED Rosso-Arancio:
3Y3Z: 18 - 30 mcd
AB: 30 - 50 mcd
CD: 50 - 85 mcd

Nota: La tolleranza su ciascun limite di bin è ±15%.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

I LED sono anche raggruppati in base alla loro lunghezza d'onda dominante per controllare la coerenza del colore.

Binning della Lunghezza d'Onda dei LED Verdi:
1: 520 - 525 nm
2: 525 - 530 nm
3: 530 - 535 nm

Bin di lunghezza d'onda per LED rosso-arancio:
1: 596 - 600 nm
2: 600 - 606 nm
3: 606 - 612 nm

Nota: La tolleranza su ciascun limite del bin è di ±1 nm.

4. Analisi della Curva di Prestazione

Le curve di prestazione tipiche (come riportato nel datasheet) illustrano la relazione tra i parametri chiave. Queste sono essenziali per comprendere il comportamento del dispositivo in diverse condizioni operative.

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

Questa curva mostra la relazione esponenziale tra la corrente che attraversa il LED e la tensione ai suoi capi. La curva differirà tra il verde (V_Fpiù alta) e il rosso-arancio (V più bassa_F) varianti. I progettisti utilizzano questo dato per selezionare una resistenza di limitazione della corrente appropriata per una determinata tensione di alimentazione.

4.2 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta

Questa curva dimostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente di pilotaggio. È generalmente lineare all'interno dell'intervallo operativo consigliato, ma satura a correnti più elevate. L'utilizzo al di sopra del valore massimo assoluto può portare a un degrado accelerato o al guasto.

4.3 Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente

L'emissione luminosa del LED diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Questa curva è fondamentale per le applicazioni che operano in un ampio intervallo di temperature, poiché aiuta a prevedere l'emissione luminosa minima alla massima temperatura di funzionamento.

4.4 Distribuzione Spettrale

Questi grafici mostrano la potenza radiante relativa emessa lungo lo spettro di lunghezze d'onda per ciascun colore del LED. Il LED verde mostrerà un picco attorno ai 530nm, mentre il LED rosso-arancio ha un picco attorno ai 611nm. I valori di mezza larghezza indicano l'ampiezza dello spettro.

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

5.1 Dimensioni di Contorno

Il dispositivo utilizza una lampada LED standard T-1 (5mm) alloggiata in un supporto a gomito in plastica nera. Le note dimensionali principali includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri (con i pollici tra parentesi).
• La tolleranza standard è ±0,25 mm (0,010") salvo diversa specificazione.
• Il materiale dell'alloggiamento è plastica nera.
• La lampada LED stessa è dotata di una lente diffondente bianca.

Nota: Per le misure specifiche, fare riferimento al disegno dimensionale dettagliato nel datasheet originale.

5.2 Identificazione della Polarità

I LED a foro passante hanno tipicamente un terminale dell'anodo (+) più lungo e un terminale del catodo (-) più corto. Inoltre, l'involucro del LED presenta spesso un lato piatto sul bordo vicino al terminale del catodo. Durante il montaggio è necessario osservare la polarità corretta.

5.3 Specifiche di Imballaggio

I LED sono forniti in confezione a nastro e bobina per il montaggio automatizzato.

• Nastro Portacomponenti: Realizzato in lega di polistirene conduttivo nero, spessore 0,50 ±0,06 mm.
• Quantità per bobina: Disponibile su bobine da 13 pollici contenenti 100, 200 o 400 pezzi.
• Imballaggio in cartone:
  • Un rotolo viene confezionato con una scheda indicatrice di umidità e un essiccante in una Borsa Barriera all'Umidità (MBB).
  • Due MBB (800 pezzi totali, assumendo rotoli da 400 pezzi) sono confezionate in una Scatola Interna.
  • Dieci scatole interne (8.000 pezzi in totale) sono imballate in una scatola esterna.

6. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio

6.1 Condizioni di conservazione

• Confezione Sigillata: Conservare a ≤30°C e ≤70% UR. Utilizzare entro un anno dalla data di sigillatura della confezione.
• Confezione Aperta: Se la Moisture Barrier Bag (MBB) viene aperta, le condizioni ambientali di stoccaggio non devono superare i 30°C e il 60% di umidità relativa.
• Tempo di Utilizzo a Bordo: I componenti rimossi dalla loro MBB originale devono essere saldati (ad esempio, tramite rifusione IR per componenti SMT; per i componenti through-hole, si intende la prontezza per la saldatura generale/ondulata) entro 168 ore (7 giorni).
• Conservazione Estesa/Cottura: Per i componenti conservati fuori dalla confezione originale per più di 168 ore, si consiglia una cottura a circa 60°C per almeno 48 ore prima del processo di saldatura, per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire il "popcorning" o altri difetti indotti dall'umidità.

6.2 Formazione e Manipolazione dei Terminali

• Piegare i terminali in un punto ad almeno 3 mm dalla base della lente del LED.
• Non utilizzare la base del telaio dei terminali come fulcro durante la piegatura.
• Eseguire tutte le operazioni di formatura dei terminali a temperatura ambiente e prima saldatura.
• Durante l'assemblaggio del PCB, utilizzare la minima forza di serraggio necessaria per evitare di imporre uno stress meccanico eccessivo sul corpo del LED.

6.3 Processo di Saldatura

• Mantenere una distanza minima di 2 mm tra la base della lente e il punto di saldatura.
• Evitare di immergere la lente nella lega di saldatura.
• Non applicare stress esterni ai terminali mentre il LED è ad alta temperatura a causa della saldatura.
• Saldatura Manuale Consigliata: Utilizzare un saldatore con controllo della temperatura. La temperatura della punta deve essere impostata in modo appropriato per la lega di saldatura, e il tempo di saldatura per ogni terminale deve essere ridotto al minimo, generalmente non superiore a 3-5 secondi, rispettando il massimo assoluto di 260°C per 5 secondi a 2mm dal corpo.

6.4 Pulizia

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, utilizzare solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico. Evitare l'uso di detergenti chimici aggressivi o sconosciuti che potrebbero danneggiare la lente o l'alloggiamento in plastica.

7. Suggerimenti per l'Applicazione

7.1 Circuiti di Applicazione Tipici

L'applicazione più comune è come indicatore di stato alimentato da una linea di tensione continua (ad esempio, 3.3V, 5V, 12V). Una resistenza di limitazione della corrente (R_serie) è obbligatoria ed è calcolata utilizzando la Legge di Ohm: R_serie = (V_supply - V_F) / I_F. Utilizzare il tipico o massimo V_F dal datasheet per un progetto conservativo. Ad esempio, per pilotare un LED verde a 5mA da un'alimentazione di 5V: R = (5V - 3.0V) / 0.005A = 400 Ω. Un resistore standard da 390 Ω o 430 Ω sarebbe adatto.

7.2 Considerazioni di Progettazione

• Current Drive: Per massimizzare la longevità e garantire un'emissione luminosa stabile, pilotare il LED a una corrente continua diretta pari o inferiore a quella consigliata (20mA). L'utilizzo di una corrente più bassa (ad es. 5-10mA) è comune per applicazioni di segnalazione e migliora l'efficienza e la durata di vita.
• Gestione Termica: Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, assicurare un adeguato flusso d'aria nell'involucro se si utilizzano più LED o se le temperature ambientali sono elevate. Il funzionamento ad alte correnti aumenta la temperatura di giunzione, riducendo l'emissione luminosa e la durata di vita.
• Angolo di Visione: L'angolo di visione di 100 gradi rende questo LED adatto per applicazioni in cui l'indicatore deve essere visibile da un'ampia gamma di posizioni.
• Selezione del Colore: I LED verdi appaiono tipicamente più luminosi all'occhio umano a parità di intensità radiante (mcd) rispetto a quelli rosso-arancio. Considerare questo aspetto per l'uniformità di luminosità nei display multicolore.

8. Confronto Tecnico e Differenziazione

Il modello LTL-R14FTGFH132T offre vantaggi specifici nella sua categoria:

• Form Factor ad Angolo Retto: Il supporto nero integrato ad angolo retto lo differenzia dai LED radiali standard, fornendo un distanziatore incorporato e un orientamento di montaggio specifico senza richiedere una presa separata.
• Miglioramento del Contrasto: L'alloggiamento nero è una caratteristica chiave, che migliora significativamente il contrasto tra lo stato spento (nero) e lo stato acceso (luce colorata), rendendo l'indicatore più leggibile, specialmente in condizioni di luce ambientale intensa.
• Binning per la Coerenza: La fornitura di dettagliati binning di intensità luminosa e lunghezza d'onda consente ai progettisti di selezionare i componenti per applicazioni che richiedono una stretta corrispondenza di colore o luminosità tra più indicatori.
• Opzione Bicolore nello Stesso Package: Offrire sia una variante verde che una rosso-arancio nello stesso package meccanico semplifica la gestione dell'inventario e il design del PCB per sistemi che utilizzano più colori di stato.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

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

Dipende dalla corrente desiderata e dal colore del LED. Per un LED verde a 5mA: R ≈ (5V - 3.0V) / 0.005A = 400Ω. Per un LED rosso-arancio a 5mA: R ≈ (5V - 2.0V) / 0.005A = 600Ω. Calcolare sempre utilizzando la tensione di alimentazione massima e la V_F per un progetto conservativo che non superi la corrente target.

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

Sì, 20mA è la massima corrente continua diretta consigliata. Tuttavia, per un uso standard come indicatore, 5-10mA sono spesso sufficienti e comportano un consumo energetico inferiore e una potenziale durata di vita più lunga. Assicurati che il tuo progetto non superi la massima dissipazione di potenza assoluta (75mW per il verde, 50mW per il rosso-arancio) alla corrente scelta e alla tensione diretta effettiva.

9.3 Perché esiste una tolleranza di ±15% sull'intensità luminosa?

Questa tolleranza tiene conto delle variazioni di misurazione e delle piccole variazioni di produzione, anche all'interno di un singolo bin. Il sistema di binning (EF, GH, JK, ecc.) fornisce un intervallo garantito molto più ristretto. Il ±15% si applica ai limiti di tali bin, il che significa che un componente del bin GH (140-240 mcd) è garantito essere compreso tra 140±15% e 240±15% mcd.

9.4 Quanto è critica la durata di 168 ore a terra dopo l'apertura della confezione?

È una linea guida raccomandata per prevenire difetti di saldatura legati all'umidità. Se i componenti esposti assorbono troppa umidità dall'aria ambiente, il rapido riscaldamento durante la saldatura può causare delaminazione interna o crepe. Se il limite viene superato, seguire la procedura di baking (60°C per 48 ore) prima della saldatura.

10. Esempio di Applicazione Pratica

Scenario: Progettazione di un pannello multi-stato per un router di rete.

Un designer sta creando un pannello frontale con tre indicatori: Alimentazione (Verde), Attività di Rete (Verde Lampeggiante) e Guasto (Rosso-Arancio).

1. Selezione dei Componenti: Selezionano l'LTL-R14FTGFH132T per tutte e tre le posizioni. Il supporto ad angolo retto garantisce un aspetto uniforme e professionale e facilita l'assemblaggio. L'alloggiamento nero assicura un elevato contrasto con il pannello.
2. Progettazione del Circuito: Il sistema utilizza un'alimentazione MCU da 3,3V. Per il LED verde "Power", si sceglie di pilotarlo a 8mA per una buona visibilità. Utilizzando la tipica V_F di 3,0V: R = (3,3V - 3,0V) / 0,008A = 37,5Ω. Viene selezionato un resistore da 39Ω. Lo stesso calcolo viene effettuato per il LED rosso-arancio utilizzando la sua V_F di 2,0V.
3. Considerazione sul Binning: Per garantire che i due LED verdi (Power e Activity) abbiano una luminosità uniforme, il progettista specifica lo stesso bin di intensità luminosa (ad es., GH) per entrambi nella Distinta Base (BOM).
4. Layout del PCB: L'impronta sul PCB è progettata secondo il disegno dimensionale del datasheet. Il progettista verifica che la spaziatura e il diametro dei fori siano corretti e che sia presente una chiara marcatura serigrafica per il catodo (lato piatto).
5. Assembly & Storage: Il team di produzione riceve i componenti su nastro in bobina. Si assicurano che la MBB venga aperta solo poco prima che la linea di assemblaggio ne abbia bisogno, rispettando la linea guida delle 168 ore. Eventuali bobine residue vengono conservate in un armadio a secco.

11. Introduzione al Principio Operativo

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, gli elettroni del materiale di tipo n si ricombinano con le lacune del materiale di tipo p nella regione attiva. Questo processo di ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). Il colore specifico (lunghezza d'onda) della luce emessa è determinato dal bandgap dei materiali semiconduttori utilizzati nella regione attiva.

• Il LED verde in questo prodotto utilizza un semiconduttore composto di nitruro di indio e gallio (InGaN), che ha un bandgap corrispondente alla luce nello spettro dal blu al verde.
• Il LED Rosso-Arancione utilizza un semiconduttore composto da Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP), il cui bandgap corrisponde alla luce nello spettro dal giallo al rosso.
• Il lente diffusa bianca È realizzato in epossidico o silicone con particelle diffusori. Serve a due scopi: 1) Protegge il fragile chip a semiconduttore, e 2) Diffonde la luce, ampliando l'angolo di visione e creando un aspetto più uniforme e morbido rispetto a una lente trasparente.

12. Tendenze Tecnologiche

Sebbene i LED a foro passante come il package T-1 rimangano fondamentali per molte applicazioni, specialmente nella prototipazione, nei controlli industriali e nelle aree che richiedono assemblaggio manuale o alta affidabilità, le tendenze più ampie del settore dei LED sono rilevanti:

• Miniaturizzazione: Una forte tendenza verso pacchetti per dispositivi a montaggio superficiale (SMD) più piccoli (ad es., 0603, 0402) per progetti PCB ad alta densità. Tuttavia, i componenti a foro passante offrono una resistenza meccanica superiore e sono spesso preferiti in ambienti ad alta vibrazione.
• Maggiore Efficienza: I continui miglioramenti nell'efficienza quantica interna e nelle tecniche di estrazione della luce portano a una maggiore efficienza luminosa (più luce emessa per watt di potenza elettrica in ingresso) per tutti i colori dei LED, incluso il verde e il rosso.
• Coerenza del Colore e Binning: I progressi nella crescita epitassiale e nel controllo di produzione continuano a ridurre la variazione di lunghezza d'onda e intensità, portando a bin più stretti e a una minore necessità di selezione, sebbene un binning preciso rimanga fondamentale per applicazioni di fascia alta.
• Integrazione Intelligente: La crescita degli indicatori "intelligenti" che integrano circuiti integrati di controllo (per la regolazione dell'intensità, la sequenziazione o l'indirizzabilità) direttamente nel package LED. Sebbene ciò sia più comune nei LED RGB SMD, la domanda di indicatori di stato intelligenti potrebbe influenzare i futuri fattori di forma through-hole.

L'LTL-R14FTGFH132T rappresenta un componente maturo, affidabile e ben specificato che continua a soddisfare efficacemente un'ampia gamma di esigenze fondamentali di indicazione elettronica.