Scheda Tecnica LED LTL30EKFGJ - Package T-1 3/4 - 2.4V - 30mA - Ambra/Verde Giallo - Documento Tecnico Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per il LTL30EKFGJ, un LED a foro passante progettato per l'indicazione di stato e l'illuminazione generale in un'ampia gamma di applicazioni elettroniche. Il dispositivo è disponibile in due colori distinti: Ambra e Verde Giallo, offrendo flessibilità di progettazione per sistemi di feedback visivo. Il LED presenta un popolare package di diametro T-1 3/4 (circa 5mm) con lente bianca diffusa, garantendo un ampio angolo di visione e una distribuzione uniforme della luce.

I vantaggi principali di questo prodotto includono il basso consumo energetico e l'alta efficienza luminosa, rendendolo adatto per progetti alimentati a batteria o attenti all'energia. È realizzato con materiali privi di piombo ed è pienamente conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose), allineandosi agli standard ambientali e normativi moderni. Il design a foro passante facilita il montaggio manuale o automatizzato sui circuiti stampati (PCB).

Il mercato di riferimento comprende un ampio spettro dell'industria elettronica, inclusi apparecchiature di comunicazione, periferiche informatiche, elettronica di consumo ed elettrodomestici. La sua funzione principale è fornire un'indicazione visiva chiara e affidabile per lo stato di alimentazione, attività o sistema.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

L'operazione del dispositivo oltre questi limiti può causare danni permanenti. I valori sono specificati a una temperatura ambiente (TA) di 25°C.

• Dissipazione di Potenza:80 mW (per entrambi Ambra e Verde Giallo). Questo parametro definisce la massima quantità di potenza che il LED può dissipare in sicurezza come calore.
• Corrente Diretta di Picco:90 mA (condizione di impulso: duty cycle ≤ 1/10, larghezza impulso ≤ 10μs). Questa è la massima corrente istantanea per brevi impulsi, utile per multiplexing o brevi lampi ad alta luminosità.
• Corrente Diretta Continua (DC):30 mA. Questa è la massima corrente diretta continua raccomandata per un funzionamento affidabile a lungo termine.
• Intervallo di Temperatura Operativa:-40°C a +85°C. Il dispositivo è classificato per una resilienza termica di grado industriale.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-40°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura dei Terminali:260°C per un massimo di 5 secondi, misurata a 2.0mm dal corpo del LED.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi parametri sono misurati a TA=25°C e una corrente di test standard (IF) di 20mA, salvo diversa indicazione. Definiscono le prestazioni in condizioni operative normali.

• Intensità Luminosa (Iv):
  • Verde Giallo: Tipica 110 mcd, intervallo da Min. 50 mcd a Max. 110 mcd.
  • Ambra: Tipica 240 mcd, intervallo da Min. 110 mcd a Max. 240 mcd.
  • Nota:La garanzia include una tolleranza di test di ±30%. La misurazione utilizza un sensore/filtro che approssima la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE.
• Angolo di Visione (2θ1/2):Circa 80 gradi per entrambi i colori. Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore assiale (sul centro), indicando un pattern di fascio ampio.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λP):
  • Verde Giallo: 575 nm.
  • Ambra: 611 nm.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):
  • Verde Giallo: 572 nm.
  • Ambra: 605 nm.
  • Nota:Questa è derivata dal diagramma di cromaticità CIE e rappresenta il colore percepito.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):
  • Verde Giallo: 11 nm.
  • Ambra: 17 nm. Una larghezza a mezza altezza più ampia generalmente risulta in un aspetto del colore meno saturo, più "pastello".
• Tensione Diretta (VF):
  • Verde Giallo: 2.1V (Tip.), 2.4V (Max.) a IF=20mA.
  • Ambra: 2.1V (Tip.), 2.4V (Max.) a IF=20mA.
• Corrente Inversa (IR):10 μA (Max.) a una Tensione Inversa (VR) di 5V.Nota Critica:Questo dispositivo non è progettato per operare in polarizzazione inversa; questa condizione di test è solo per caratterizzazione. Applicare tensione inversa in circuito può danneggiare il LED.

3. Specifica del Sistema di Binning

Per garantire coerenza nella luminosità e nel colore per applicazioni di produzione, i LED sono suddivisi in bin. I progettisti dovrebbero specificare i codici bin richiesti quando ordinano per applicazioni critiche di abbinamento colore.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I LED sono raggruppati in base alla loro intensità luminosa misurata a 20mA.

• Bin Verde Giallo:C (50-65 mcd), D (65-85 mcd), E (85-110 mcd), F (110-140 mcd). Tolleranza per limite bin ±15%.
• Bin Ambra:F (110-140 mcd), G (140-180 mcd), H (180-240 mcd), J (240-310 mcd), K (310-400 mcd). Tolleranza per limite bin ±15%.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante (Solo Verde Giallo)

Per un controllo preciso del colore, i LED Verde Giallo sono ulteriormente suddivisi in bin per lunghezza d'onda dominante.

• Codici Bin Tonalità:H06 (564.0 - 568.0 nm), H07 (568.0 - 572.0 nm), H08 (572.0 - 574.0 nm). Tolleranza per limite bin ±1 nm.

Questo binning consente ai progettisti di selezionare LED che appariranno identici nel colore su un prodotto, il che è cruciale per display o indicatori multi-LED.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene curve grafiche specifiche siano referenziate nella scheda tecnica (Fig.1, Fig.6), le relazioni tipiche possono essere descritte:

• Curva I-V (Corrente-Tensione):La tensione diretta (VF) mostra una relazione logaritmica con la corrente diretta (IF). Al punto operativo raccomandato di 20mA, VF è tipicamente 2.1V ma può variare fino a 2.4V. Questa variazione sottolinea la necessità di utilizzare resistori limitatori di corrente, non sorgenti di tensione, per pilotare i LED.
• Intensità Luminosa vs. Corrente:L'intensità è approssimativamente proporzionale alla corrente diretta nel normale intervallo operativo (fino a 30mA DC). Superare la corrente massima porta a una generazione di calore super-lineare e a un rapido degrado dell'emissione luminosa e della durata.
• Caratteristiche di Temperatura:L'intensità luminosa tipicamente diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. L'ampio intervallo di temperatura operativa (-40°C a +85°C) indica prestazioni stabili in condizioni ambientali estreme, sebbene la luminosità all'estremo superiore sarà ridotta rispetto a 25°C.
• Distribuzione Spettrale:Le lunghezze d'onda di Picco (λP) e Dominante (λd) fornite, insieme alla Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ), definiscono lo spettro di emissione. Il LED Ambra ha uno spettro più ampio (Δλ=17nm) centrato a ~611nm, mentre il Verde Giallo è più stretto (Δλ=11nm) e centrato a ~575nm.

5. Informazioni Meccaniche e di Package

5.1 Dimensioni di Contorno

Il LED utilizza un package radiale a terminali standard T-1 3/4. Note dimensionali chiave includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri (con equivalenti in pollici).
• La tolleranza standard è ±0.25mm salvo diversa specifica.
• La massima sporgenza della resina sotto la flangia è di 1.0mm.
• La spaziatura dei terminali è misurata dove i terminali escono dal corpo del package, il che è critico per il layout del PCB.

Il package presenta una lente bianca diffusa che aiuta a disperdere la luce, creando l'ampio angolo di visione di 80 gradi e un aspetto più morbido e meno abbagliante rispetto a una lente trasparente.

5.2 Identificazione della Polarità

Il LTL30EKFGJ è un dispositivo aanodo comune. Ciò significa che l'anodo (terminale positivo) è condiviso internamente, e ogni catodo di colore (terminale negativo) è separato. Il terminale più lungo è tipicamente l'anodo comune. Verificare sempre la polarità utilizzando il diagramma della scheda tecnica prima della saldatura per prevenire danni da connessione inversa.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

Una manipolazione corretta è essenziale per mantenere l'affidabilità e prevenire danni alla lente epossidica del LED o al die interno.

6.1 Formatura dei Terminali e Montaggio su PCB

• Piegare i terminali in un puntoalmeno a 3mm dalla basedella lente del LED. Non utilizzare il corpo del package come fulcro.
• La formatura dei terminali deve essere effettuataprima della saldaturae a temperatura ambiente.
• Durante l'inserimento nel PCB, utilizzare la forza minima di serraggio necessaria per evitare di imporre stress meccanici eccessivi sui terminali o sul package.

6.2 Processo di Saldatura

Mantenere una distanza minima di2mm tra il punto di saldatura e la base della lente. Non immergere la lente nella saldatura.

• Saldatura Manuale (Saldatore):
  • Temperatura Massima: 350°C.
  • Tempo Massimo: 3 secondi per terminale.
  • Limitare a un ciclo di saldatura per giunto.
• Saldatura a Onda:
  • Temperatura di Pre-riscaldo: Max. 100°C.
  • Tempo di Pre-riscaldo: Max. 60 secondi.
  • Temperatura dell'Onda di Saldatura: Max. 260°C.
  • Tempo di Saldatura: Max. 5 secondi.
  • Assicurarsi che il LED sia posizionato in modo che l'onda di saldatura non si avvicini a meno di 2mm dalla base della lente.
• Avvertenza Critica:Temperatura o tempo eccessivi possono fondere la lente epossidica, causare il fallimento del filo di connessione interno o degradare il materiale semiconduttore.La saldatura a rifusione IR non è adattaper questo tipo di package a foro passante.

6.3 Conservazione e Pulizia

• Conservazione:Conservare in un ambiente non superiore a 30°C e 70% di umidità relativa. I LED rimossi dalle loro buste originali a barriera di umidità dovrebbero essere utilizzati entro tre mesi. Per una conservazione più lunga al di fuori dell'imballaggio originale, utilizzare un contenitore sigillato con essiccante o un essiccatore a azoto.
• Pulizia:Se necessario, pulire solo con solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico (IPA). Evitare detergenti aggressivi o abrasivi.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifica di Imballaggio

Il prodotto è fornito in imballaggio standard del settore per la manipolazione automatizzata o manuale:

• Unità Base:500, 200 o 100 pezzi per busta di imballaggio.
• Scatola Interna:Contiene 10 buste di imballaggio, per un totale di 5.000 pezzi.
• Scatola Esterna (Cassa di Spedizione):Contiene 8 scatole interne, per un totale di 40.000 pezzi.
• Una nota indica che all'interno di un lotto di spedizione, solo la confezione finale può essere di quantità non piena.

7.2 Interpretazione del Numero di Modello

Il numero di parte LTL30EKFGJ segue un sistema di codifica specifico del produttore che probabilmente indica il tipo di package (T-1 3/4), colore (Ambra/Verde Giallo) e bin di intensità. Per un ordine preciso, iCodici Binrichiesti per l'Intensità Luminosa e (per il Verde Giallo) la Lunghezza d'Onda Dominante devono essere specificati insieme al numero di parte base.

8. Considerazioni per la Progettazione Applicativa

8.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati a corrente.La regola di progettazione più critica è utilizzare un resistore limitatore di corrente in serie per ogni LED o per ogni stringa parallela di LED.

• Circuito Raccomandato (Circuito A):Una sorgente di tensione (Vcc), un resistore in serie (R) e il LED. Il valore del resistore è calcolato come: R = (Vcc - VF) / IF, dove VF è la tensione diretta del LED (utilizzare il valore max di 2.4V per il margine di progetto) e IF è la corrente diretta desiderata (es. 20mA).
• Circuito da Evitare (Circuito B):Collegare più LED direttamente in parallelo con un singolo resistore condiviso. Piccole variazioni nelle caratteristiche I-V (VF) tra i singoli LED causeranno uno squilibrio di corrente, portando a differenze significative nella luminosità e potenziale guasto da sovracorrente del LED con la VF più bassa.

8.2 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Il LED è sensibile alle scariche elettrostatiche. Implementare le seguenti precauzioni durante la manipolazione e il montaggio:

• Gli operatori dovrebbero indossare braccialetti a terra o guanti antistatici.
• Tutte le postazioni di lavoro, gli strumenti e le attrezzature devono essere correttamente messi a terra.
• Utilizzare ionizzatori per neutralizzare la carica statica che può accumularsi sulla lente plastica.
• Assicurarsi che il personale sia formato nelle procedure di manipolazione sicura ESD.

8.3 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (80mW max), mantenere il LED entro il suo intervallo di temperatura operativa è vitale per la longevità e l'emissione luminosa stabile. Assicurare un adeguato flusso d'aria nell'involucro del prodotto finale, specialmente se vengono utilizzati più LED in stretta vicinanza o se la temperatura ambiente è alta.

9. Confronto Tecnico e Guida alla Selezione

Il LTL30EKFGJ offre una combinazione specifica di attributi. Quando si seleziona un LED indicatore, considerare questi punti rispetto alle alternative:

• vs. LED SMD più Piccoli:I LED a foro passante come questo sono generalmente più facili per prototipazione, montaggio manuale e riparazione. Spesso hanno una luminosità a punto singolo più alta e angoli di visione più ampi rispetto agli SMD di dimensioni comparabili, ma richiedono la foratura del PCB e occupano più spazio su entrambi i lati della scheda.
• vs. LED a Lente Trasparente:La lente bianca diffusa fornisce un angolo di visione più ampio e morbido e nasconde il die interno, offrendo una "luce" più uniforme ideale per indicatori su pannello. I LED a lente trasparente hanno un fascio più focalizzato e un'intensità assiale più alta ma possono apparire come una sorgente puntiforme luminosa.
• Scelta del Colore:L'Ambra (605nm) è altamente visibile e spesso utilizzata per avvisi o allarmi. Il Verde Giallo (572nm) è vicino al picco di sensibilità dell'occhio umano (555nm), facendolo apparire molto luminoso a bassa potenza, ideale per indicatori di stato generali.
• Pilotaggio a Corrente:La sua corrente continua massima di 30mA è standard per LED da 5mm. Per applicazioni a ultra-basso consumo, dispositivi simili classificati per 10-20mA potrebbero essere più appropriati.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Posso pilotare questo LED direttamente da un pin logico a 5V o 3.3V?

No, non senza un resistore limitatore di corrente.Collegarlo direttamente tenterebbe di far passare molto più di 30mA attraverso il LED e il pin del microcontrollore, danneggiando probabilmente entrambi. Utilizzare sempre un resistore in serie calcolato per la propria tensione di alimentazione.

10.2 Perché l'intensità luminosa massima è data come un intervallo (es. 110-240 mcd per l'Ambra)?

Questo riflette ilsistema di binning. Il massimo assoluto dalla scheda tecnica è 240 mcd, ma le parti effettivamente spedite rientreranno in specifici bin di intensità (F, G, H, J, K). È necessario specificare il bin richiesto per garantire un livello minimo di luminosità per il proprio progetto.

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

La Lunghezza d'Onda di Picco (λP)è la singola lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica emessa è massima.La Lunghezza d'Onda Dominante (λd)è la singola lunghezza d'onda di una luce monocromatica pura che apparirebbe dello stesso colore all'occhio umano. λd è più rilevante per applicazioni di indicazione colore, mentre λP è più rilevante per il rilevamento ottico.

10.4 Posso utilizzare questo LED all'aperto?

La scheda tecnica afferma che è adatto per applicazioni "segnaletiche indoor e outdoor". Il suo intervallo di temperatura operativa (-40°C a +85°C) supporta questo. Tuttavia, per un uso prolungato all'aperto, considerare una protezione aggiuntiva dalle radiazioni UV e dall'ingresso di umidità, che potrebbe non essere pienamente specificata per questo package standard.

11. Esempi Pratici di Applicazione

11.1 Indicatore di Alimentazione su un Elettrodomestico

Scenario:Progettazione di un indicatore "Alimentazione Accesa" per un dispositivo alimentato da un adattatore da parete a 12V DC.
Progettazione:Utilizzare un LED Ambra per un'indicazione calda e chiara. Obiettivo 15mA per una buona luminosità e longevità.
Calcolo:R = (Vcc - VF) / IF = (12V - 2.4V) / 0.015A = 640 Ohm. Utilizzare il valore standard più vicino, 680 Ohm. Corrente ricalcolata: IF = (12V - 2.1V) / 680Ω ≈ 14.6mA (sicuro e entro le specifiche).
Implementazione:Posizionare il resistore da 680Ω in serie con l'anodo del LED, collegandolo al rail a 12V. Il catodo del LED si collega a massa.

11.2 Array di Stato Multi-LED

Scenario:Un pannello con 5 LED che mostrano diversi stati del sistema (es. Pronto, Attivo, Errore, ecc.). La coerenza del colore è importante.
Progettazione:Utilizzare LED Verde Giallo per tutti gli indicatori. Specificare unbin di Lunghezza d'Onda Dominante stretto (es. H07)e uno specificobin di Intensità Luminosa (es. E o F)quando si ordina. Pilotare ogni LED con il proprio resistore limitatore di corrente dedicato da un rail di tensione comune per garantire una luminosità uniforme indipendentemente dalle piccole variazioni di VF.

12. Principio di Funzionamento

Il LED opera sul principio dell'elettroluminescenza in un diodo a semiconduttore. Quando viene applicata una tensione diretta che supera il potenziale interno del diodo (circa 2.1V per questi dispositivi), elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva rispettivamente dai materiali di tipo n e di tipo p. Questi portatori di carica si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica lunghezza d'onda (colore) della luce emessa è determinata dall'energia del bandgap del materiale semiconduttore utilizzato nella regione attiva. La lente epossidica diffusa che circonda il die semiconduttore serve a estrarre la luce, modellare il fascio e proteggere la delicata struttura interna.

13. Tendenze Tecnologiche

Sebbene i LED a foro passante rimangano vitali per progetti legacy, prototipazione e alcune applicazioni che richiedono alta luminosità a punto singolo o facilità di manutenzione, la tendenza del settore è fortemente orientata verso i package a Montaggio Superficiale (SMD). I LED SMD offrono vantaggi significativi nell'assemblaggio automatizzato, nel risparmio di spazio sulla scheda e nel profilo più basso. Tuttavia, componenti a foro passante come il LTL30EKFGJ continuano a essere rilevanti grazie alla loro robustezza meccanica, eccellente dissipazione del calore tramite i terminali e semplicità per progetti a basso volume o educativi. I progressi nei materiali stanno continuamente migliorando l'efficienza, la longevità e la coerenza del colore di tutti i tipi di LED, inclusi quelli a foro passante.