Scheda Tecnica LED Rosso T-1 3mm LTL42EKEKNN - Corpo 5mm - 2.4V - 75mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di una lampada LED rossa ad alta efficienza e basso consumo in un diffuso package a foro passante T-1 (3mm) di diametro. Il dispositivo utilizza un materiale semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) come sorgente luminosa, incapsulato in una lente trasparente. È progettato per un montaggio versatile su circuiti stampati (PCB) o pannelli ed è compatibile con i livelli di pilotaggio dei circuiti integrati (IC) grazie ai suoi bassi requisiti di corrente. Le applicazioni principali includono indicatori di stato, retroilluminazione e illuminazione generica nell'elettronica di consumo, apparecchiature per ufficio e dispositivi di comunicazione dove è necessaria un'indicazione rossa luminosa e affidabile.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo è classificato per operare entro limiti ambientali ed elettrici rigorosi per garantire l'affidabilità e prevenire guasti catastrofici. La massima dissipazione di potenza è di 75 mW ad una temperatura ambiente (T_A) di 25°C. La corrente diretta continua non deve superare i 30 mA in modo continuativo. Per il funzionamento in impulsi, è ammessa una corrente diretta di picco di 90 mA in condizioni specifiche: ciclo di lavoro 1/10 e larghezza dell'impulso di 0.1 ms. Il dispositivo può sopportare una tensione inversa fino a 5 V. L'intervallo di temperatura di funzionamento e stoccaggio è specificato da -40°C a +100°C. Per la saldatura, i terminali possono essere sottoposti a 260°C per un massimo di 5 secondi, a condizione che il punto di saldatura sia ad almeno 1.6mm (0.063\") dal corpo del LED. Un fattore critico di derating di 0.4 mA/°C si applica alla corrente diretta continua per temperature ambiente superiori a 50°C, il che significa che la corrente continua ammissibile diminuisce linearmente con l'aumentare della temperatura.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

I parametri di prestazione chiave sono misurati a T_A=25°C e una corrente di funzionamento (I_F) di 20 mA. L'intensità luminosa (I_V) ha un valore tipico di 880 millicandele (mcd), con un minimo di 310 mcd, indicando un potenziale binning. L'angolo di visione (2θ_1/2), definito come l'angolo totale in cui l'intensità scende alla metà del valore assiale, è di 22 gradi, caratteristico di un LED T-1 standard con fascio stretto. La lunghezza d'onda di picco di emissione (λ_P) è 632 nm, mentre la lunghezza d'onda dominante (λ_d), che definisce il colore percepito, è 624 nm. La semilarghezza della linea spettrale (Δλ) è 20 nm. La tensione diretta (V_F) misura tipicamente 2.4V, con un massimo di 2.4V a 20mA. La corrente inversa (I_R) è al massimo di 100 μA a 5V di polarizzazione inversa, e la capacità di giunzione (C) è di 40 pF misurata a polarizzazione zero e 1 MHz.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto è classificato secondo due parametri chiave: intensità luminosa e lunghezza d'onda dominante. Questo binning garantisce coerenza all'interno di un lotto di produzione e consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano specifici requisiti di luminosità o colore.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa è suddivisa in bin con una tolleranza del 15% su ciascun limite. I bin di riferimento per questo prodotto sono KL (310-520 mcd) e MN (520-880 mcd). Bin più alti come PQ (880-1500 mcd) e RS (1500-2500 mcd) sono elencati per riferimento, indicando le capacità della piattaforma tecnologica, sebbene potrebbero non essere disponibili per questo specifico numero di parte. Il codice del bin è stampato su ogni sacchetto di imballaggio per la tracciabilità.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

La lunghezza d'onda dominante, che determina la precisa tonalità di rosso, è suddivisa in bin con passi di circa 4nm e una tolleranza di ±1nm per bin. I bin elencati sono H27 (613.5-617.0 nm), H28 (617.0-621.0 nm), H29 (621.0-625.0 nm), H30 (625.0-629.0 nm) e H31 (629.0-633.0 nm). Il valore tipico di 624 nm rientra nel bin H29.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento a curve caratteristiche tipiche essenziali per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni non standard. Queste includono tipicamente la relazione tra corrente diretta (I_F) e tensione diretta (V_F), che mostra la caratteristica esponenziale I-V del diodo. Un'altra curva cruciale rappresenta l'intensità luminosa relativa rispetto alla temperatura ambiente, illustrando il coefficiente di temperatura negativo dell'emissione luminosa comune nei LED—l'output diminuisce all'aumentare della temperatura. Una terza curva standard mostra l'intensità luminosa relativa rispetto alla corrente diretta, dimostrando come l'emissione luminosa aumenti con la corrente ma possa saturarsi o degradarsi a correnti molto elevate. La curva di distribuzione spettrale mostrerebbe l'intensità della luce emessa su diverse lunghezze d'onda, centrata attorno al picco di 632 nm con la semilarghezza dichiarata di 20 nm.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

Il dispositivo rispetta le dimensioni standard del package LED rotondo T-1 (3mm). Note meccaniche chiave includono: tutte le dimensioni sono in millimetri (con pollici tra parentesi), con una tolleranza generale di ±0.25mm (0.010\") salvo diversa specifica. La resina sotto la flangia può sporgere fino a un massimo di 1.0mm (0.04\"). La distanza tra i terminali è misurata nel punto in cui essi emergono dal corpo del package, aspetto critico per il layout del PCB.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Una manipolazione corretta è fondamentale per prevenire danni. I terminali devono essere sagomati in un punto ad almeno 3mm dalla base della lente del LED, senza utilizzare la base del telaio dei terminali come fulcro. La sagomatura deve essere effettuata a temperatura ambiente e prima della saldatura. Durante l'assemblaggio del PCB, deve essere utilizzata una forza di serraggio minima. Per la saldatura, deve essere mantenuta una distanza minima di 2mm dalla base della lente al punto di saldatura. La lente non deve mai essere immersa nella saldatura. Le condizioni consigliate sono: per il saldatore, una temperatura massima di 300°C per non più di 3 secondi (una sola volta); per la saldatura a onda, pre-riscaldamento a un massimo di 100°C per un massimo di 60 secondi, seguito da un'onda di saldatura a un massimo di 260°C per un massimo di 10 secondi. Il riflusso a infrarossi (IR) è esplicitamente dichiarato non adatto per questo prodotto a foro passante. Temperature o tempi eccessivi possono deformare la lente o causare guasti.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

L'imballaggio standard è il seguente: i LED sono confezionati in sacchetti da 1000, 500 o 250 pezzi. Dieci di questi sacchetti sono inseriti in una scatola interna, per un totale di 10.000 pezzi. Otto scatole interne sono imballate in una scatola di spedizione esterna, risultando in un totale di 80.000 pezzi per scatola esterna. Si nota che all'interno di un lotto di spedizione, solo l'ultima confezione può contenere una quantità non completa. Il numero di parte specifico è LTL42EKEKNN.

8. Raccomandazioni Applicative

8.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando più LED sono collegati in parallelo, si raccomanda vivamente di utilizzare una resistenza limitatrice di corrente in serie con ciascun LED singolo (Modello di Circuito A). Sconsigliato pilotare più LED in parallelo direttamente da una sorgente di tensione comune con una singola resistenza condivisa (Modello di Circuito B), poiché lievi variazioni nella caratteristica della tensione diretta (V_F) tra i singoli LED causeranno differenze significative nella corrente e, di conseguenza, nella luminosità.

8.2 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Il dispositivo è suscettibile ai danni da scariche elettrostatiche. Devono essere implementate misure preventive nell'ambiente di manipolazione: gli operatori devono utilizzare braccialetti o guanti antistatici collegati a terra; tutte le attrezzature, macchinari e superfici di lavoro devono essere correttamente messi a terra; gli scaffali di stoccaggio devono essere conduttivi e messi a terra. Si raccomanda un soffiatore ionico per neutralizzare la carica statica che potrebbe accumularsi sulla lente di plastica a causa dell'attrito durante la manipolazione.

8.3 Stoccaggio 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 devono essere utilizzati entro tre mesi. Per uno stoccaggio a lungo termine al di fuori della confezione originale, devono essere conservati in un contenitore sigillato con essiccante o in un essiccatore a azoto. Se è necessaria la pulizia, devono essere utilizzati solo solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico.

9. Avvertenze e Limiti Applicativi

Questo LED è destinato a equipaggiamenti elettronici ordinari. Per applicazioni che richiedono un'affidabilità eccezionale dove un guasto potrebbe mettere a rischio la vita o la salute—come nell'aviazione, nei trasporti, nei sistemi medici o nei dispositivi di sicurezza—è richiesta una consultazione e un'approvazione specifica prima dell'uso. Ciò evidenzia la classificazione del componente per applicazioni commerciali/industriali, non di grado critico automobilistico o medico.

10. Confronto Tecnico e Posizionamento

Questo LED rosso basato su AlInGaP offre vantaggi rispetto a tecnologie più datate come il GaAsP (Fosfuro di Gallio Arseniuro), principalmente in termini di maggiore efficienza luminosa e migliore prestazione a temperature elevate. L'angolo di visione di 22 gradi è standard per un package T-1 non diffondente, fornendo un fascio diretto adatto per indicatori su pannello. La tensione diretta di ~2.4V è compatibile con le comuni alimentazioni logiche da 3.3V e 5V, richiedendo solo una semplice resistenza in serie per il funzionamento. La sua potenza dissipata nominale di 75mW è tipica per un dispositivo di queste dimensioni.

11. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare questo LED direttamente da un'alimentazione da 5V?

R: No. È necessario utilizzare una resistenza limitatrice di corrente in serie. Ad esempio, con un'alimentazione da 5V, una V_Ftipica di 2.4V e una I_Fdesiderata di 20mA, il valore della resistenza sarebbe R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohm. Una resistenza standard da 130 o 150 Ohm sarebbe adatta.

D: Perché è specificata un'intensità luminosa minima?

R: A causa delle variazioni di produzione, l'intensità luminosa è suddivisa in bin. I valori minimo (310 mcd) e tipico (880 mcd) indicano l'intervallo. I progettisti dovrebbero utilizzare il valore minimo per i calcoli di luminosità nel caso peggiore per garantire che l'indicatore sia sufficientemente visibile in tutte le condizioni.

D: Cosa significa il fattore di derating di 0.4 mA/°C?

R: Per ogni grado Celsius di aumento della temperatura ambiente sopra i 50°C, la massima corrente diretta continua continua ammissibile diminuisce di 0.4 mA. A 75°C, il derating è (75-50)*0.4 = 10 mA, quindi la massima I_Fammessa sarebbe 30 mA - 10 mA = 20 mA.

12. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un pannello indicatore di stato con 10 LED rossi uniformemente luminosi.Il sistema utilizza una linea di alimentazione da 5V. Basandosi sulla scheda tecnica: 1) Selezionare LED dallo stesso bin di intensità luminosa (es. MN) per coerenza. 2) Calcolare la resistenza in serie per ciascun LED: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130Ω. Utilizzare una resistenza da 1/8W o 1/4W. 3) Sul layout del PCB, assicurarsi che i fori per i terminali del LED siano distanziati secondo la dimensione \"distanza terminali... dove i terminali emergono dal package\". 4) Posizionare le piazzole di saldatura ad almeno 2mm dal contorno del corpo del LED. 5) Durante l'assemblaggio, istruire il personale a manipolare i LED con precauzioni ESD, sagomare i terminali (se necessario) a >3mm dal corpo e seguire il profilo di saldatura a onda specificato.

13. Introduzione al Principio di Funzionamento

La luce viene emessa attraverso un processo chiamato elettroluminescenza. Quando viene applicata una tensione diretta che supera il potenziale di giunzione del diodo (circa 2.4V per questo materiale AlInGaP), gli elettroni dal semiconduttore di tipo n e le lacune dal semiconduttore di tipo p vengono iniettati attraverso la giunzione p-n. Questi portatori di carica si ricombinano nella regione attiva, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica composizione della lega semiconduttrice AlInGaP determina l'energia del bandgap, che corrisponde direttamente alla lunghezza d'onda (colore) della luce emessa—in questo caso, rosso a circa 624-632 nm. La lente epossidica trasparente modella il fascio di luce in uscita.

14. Tendenze Tecnologiche e Contesto

Sebbene LED a foro passante come questo package T-1 rimangano ampiamente utilizzati per prototipazione, assemblaggio manuale e applicazioni che richiedono un montaggio meccanico robusto, la tendenza del settore si è fortemente spostata verso package a montaggio superficiale (SMD) (es. tipi 0603, 0805, 1206 e PLCC) per la produzione automatizzata ad alto volume. La tecnologia AlInGaP rappresenta una soluzione matura ed efficiente per LED rossi, arancioni e gialli, offrendo prestazioni superiori rispetto al vecchio GaAsP. Lo sviluppo attuale si concentra sull'aumento dell'efficienza (lumen per watt), sul miglioramento delle prestazioni ad alta temperatura e sull'abilitazione di package SMD sempre più piccoli con maggiore emissione luminosa. Questo dispositivo si colloca in una categoria di prodotto consolidata e affidabile.