Scheda Tecnica LED LTL2V3WFK - Package T-1 3/4 - Tensione Diretta 2.0V - Colore Giallo Arancio - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per un LED ad alta efficienza, montato a foro passante. Il dispositivo è progettato per applicazioni di indicazione e illuminazione generiche dove sono richieste prestazioni affidabili e visibilità chiara. Utilizza la tecnologia a semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) per produrre una luce giallo-arancio. Il prodotto è caratterizzato dal popolare diametro del package T-1 3/4, che lo rende compatibile con un'ampia gamma di layout PCB standard e fori sul pannello.

I vantaggi principali di questo componente includono l'elevata intensità luminosa in uscita, che garantisce una visibilità brillante anche in ambienti ben illuminati, e il basso consumo energetico, contribuendo a un design del sistema efficiente. È progettato per un montaggio versatile su circuiti stampati o direttamente su pannelli. Il dispositivo è anche compatibile con circuiti integrati, presentando requisiti di corrente bassi che consentono l'alimentazione diretta da molte uscite a livello logico con una semplice resistenza in serie.

Il mercato target per questo LED comprende un ampio spettro di apparecchiature elettroniche, inclusi dispositivi per l'automazione d'ufficio, apparecchiature di comunicazione, elettrodomestici e varie applicazioni domestiche. Il suo design privilegia un equilibrio tra prestazioni, affidabilità e facilità di integrazione.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

I valori massimi assoluti definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Questi valori sono specificati a una temperatura ambiente (T_A) di 25°C. La massima dissipazione di potenza continua è di 120 mW. La corrente diretta continua non deve superare i 50 mA in condizioni operative normali. Per il funzionamento in impulsi, è ammessa una corrente diretta di picco di 90 mA in condizioni specifiche: un ciclo di lavoro di 1/10 e una larghezza dell'impulso di 0,1 ms.

Il dispositivo può sopportare una tensione inversa fino a 5 V. L'intervallo di temperatura operativa è specificato da -40°C a +80°C, mentre l'intervallo di temperatura di magazzinaggio è più ampio, da -55°C a +100°C. Per la saldatura, i terminali possono essere sottoposti a una temperatura di 260°C per un massimo di 5 secondi, a condizione che il punto di saldatura sia ad almeno 2 mm (0,08 pollici) dal corpo del LED.

Un fattore di derating di 0,75 mA/°C si applica alla corrente diretta continua da 40°C in su. Ciò significa che all'aumentare della temperatura ambiente oltre i 40°C, la corrente continua massima ammissibile deve essere ridotta linearmente per prevenire il surriscaldamento e garantire l'affidabilità a lungo termine.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Le caratteristiche elettriche e ottiche sono i parametri di prestazione chiave in condizioni operative tipiche, anch'essi specificati a T_A=25°C.

Parametri Ottici:

• Intensità Luminosa (I_V):Questa è la misura della potenza percepita della luce. Il valore varia da un minimo di 3200 mcd (millicandela) a un tipico 9300 mcd quando alimentato con una corrente diretta (I_F) di 20 mA. La misurazione viene eseguita utilizzando una combinazione di sensore e filtro che approssima la curva standard di risposta fotopica dell'occhio CIE. Una tolleranza di ±15% viene applicata al valore garantito di intensità luminosa.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):Definito come l'angolo totale in cui l'intensità luminosa è la metà di quella misurata sull'asse centrale. Per questo LED, l'angolo di visione è di 30 gradi, indicando un fascio relativamente focalizzato adatto per l'indicazione direzionale.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):La lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica in uscita è massima. È specificata come 611 nm.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):Questo parametro definisce il colore percepito del LED. È derivato dal diagramma di cromaticità CIE e rappresenta la singola lunghezza d'onda che meglio corrisponde al colore. Il valore varia da 600 nm a 610 nm.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):La larghezza di banda spettrale misurata a metà dell'intensità massima (Full Width at Half Maximum - FWHM). È di 17 nm, caratteristica dello spettro di emissione relativamente stretto dei materiali AlInGaP.

Parametri Elettrici:

• Tensione Diretta (V_F):La caduta di tensione ai capi del LED quando conduce. A I_F= 20 mA, la tensione diretta è tipicamente di 2,0 V, con un intervallo da 1,8 V (min) a 2,4 V (max). Questo parametro è cruciale per progettare il circuito di limitazione della corrente.
• Corrente Inversa (I_R):La piccola corrente di dispersione che scorre quando viene applicata una tensione inversa. È di 100 μA massimo quando viene applicata una tensione inversa (V_R) di 5 V.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

I LED vengono suddivisi in bin in base a parametri ottici chiave per garantire coerenza all'interno di un lotto di produzione e per specifici requisiti applicativi.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

L'intensità luminosa è classificata in quattro bin, identificati dai codici U, V, W e X. La classificazione è riportata su ogni sacchetto di confezionamento.

• Bin U:3200 mcd (min) a 4200 mcd (max)
• Bin V:4200 mcd (min) a 5500 mcd (max)
• Bin W:5500 mcd (min) a 7200 mcd (max)
• Bin X:7200 mcd (min) a 9300 mcd (max)

Tutte le misurazioni sono effettuate a I_F= 20 mA, con una tolleranza di ±15% per la precisione di misura.

3.2 Binning della Tonalità (Lunghezza d'Onda Dominante)

Il colore, definito dalla lunghezza d'onda dominante, è anch'esso suddiviso in bin per controllare la coerenza del colore. I bin sono identificati come H23, H24 e H25.

• Bin H23:600,0 nm (min) a 603,0 nm (max)
• Bin H24:603,0 nm (min) a 606,5 nm (max)
• Bin H25:606,5 nm (min) a 610,0 nm (max)

La tolleranza per la precisione di misura è di ±1 nm. Questo binning consente ai progettisti di selezionare LED con punti colore molto specifici se richiesto dalla loro applicazione.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene il PDF faccia riferimento a curve di prestazione tipiche, i dati grafici specifici per parametri come la corrente rispetto all'intensità luminosa (curva I-V), la dipendenza della tensione diretta dalla temperatura e la curva di distribuzione spettrale non sono forniti nell'estratto di testo. In una scheda tecnica completa, queste curve sono fondamentali per la progettazione.

Tipicamente, per un LED AlInGaP come questo, la curva I-V mostrerebbe una relazione esponenziale tra corrente e tensione una volta superata la tensione di soglia (circa 1,8-2,0V). La curva dell'intensità luminosa è generalmente lineare con la corrente nell'intervallo operativo normale (ad esempio, fino a 20-30mA), dopodiché l'efficienza può diminuire a causa del riscaldamento. La tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo, il che significa che diminuisce leggermente all'aumentare della temperatura di giunzione. La curva di distribuzione spettrale mostrerebbe un singolo picco centrato intorno a 611 nm con la FWHM dichiarata di 17 nm, confermando l'uscita di colore giallo-arancio.

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

5.1 Dimensioni del Package e Tolleranze

Il LED è alloggiato in un package standard di diametro T-1 3/4. Tutte le dimensioni sono fornite in millimetri, con i pollici tra parentesi. La tolleranza generale per le dimensioni è di ±0,25 mm (±0,010") a meno che una nota specifica non indichi diversamente. Le note meccaniche chiave includono:

• La resina sotto la flangia può sporgere al massimo di 1,0 mm (0,04").
• La distanza tra i terminali è misurata nel punto in cui i terminali emergono dal corpo del package.

Il disegno dimensionale specifico, che dettaglierebbe il diametro del corpo, la forma della lente, la lunghezza e il diametro dei terminali, è referenziato ma non descritto in dettaglio nel testo fornito.

5.2 Identificazione della Polarità

Per i LED a foro passante, la polarità è tipicamente indicata dalla lunghezza del terminale (il terminale più lungo è solitamente l'anodo, o terminale positivo) e talvolta da un punto piatto sul bordo della lente o da una tacca nella flangia. Il metodo esatto per questo componente specifico dovrebbe essere verificato sul componente fisico o sul disegno dettagliato del package.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

Una manipolazione corretta è essenziale per mantenere l'integrità e le prestazioni del dispositivo.

6.1 Formatura dei Terminali e Montaggio su PCB

• La formatura dei terminali deve essere eseguitaprimadella saldatura e a temperatura ambiente normale.
• La piega deve essere effettuata in un punto ad almeno 3 mm dalla base della lente del LED. La base del telaio dei terminali stessi non deve essere utilizzata come fulcro durante la piegatura.
• Durante il montaggio su PCB, utilizzare la forza minima di serraggio necessaria per tenere in posizione il componente, evitando stress meccanici eccessivi sui terminali o sul package.

6.2 Processo di Saldatura

Deve essere mantenuta una distanza minima di 2 mm tra la base della lente e il punto di saldatura. La lente non deve mai essere immersa nella saldatura.

Condizioni di Saldatura Raccomandate:

• Saldatore a Stagno:Temperatura massima di 300°C. Il tempo di saldatura non deve superare i 3 secondi per terminale. Questo deve essere fatto una sola volta.
• Saldatura a Onda:
  • Temperatura di pre-riscaldamento: Massimo 100°C.
  • Tempo di pre-riscaldamento: Massimo 60 secondi.
  • Temperatura dell'onda di saldatura: Massimo 260°C.
  • Tempo di saldatura: Massimo 5 secondi.

Nota Importante:La saldatura a rifusione a infrarossi (IR) è esplicitamente indicata comenon adattaper questo prodotto LED a foro passante. Una temperatura o un tempo di saldatura eccessivi possono causare deformazioni della lente o guasti catastrofici del LED.

6.3 Pulizia

Se è necessaria la pulizia, utilizzare solo solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico.

7. Informazioni su Confezionamento e Ordini

7.1 Specifiche di Confezionamento

I LED sono confezionati nella seguente gerarchia:

• Sacchetto di Confezionamento:Contiene 1000, 500 o 250 pezzi.
• Scatola Interna:Contiene 8 sacchetti di confezionamento, per un totale di 8000 pezzi.
• Scatola Esterna (Scatola di Spedizione):Contiene 8 scatole interne, per un totale di 64.000 pezzi.

Una nota specifica che in ogni lotto di spedizione, solo la confezione finale può contenere una quantità non completa.

7.2 Numero di Parte ed Etichettatura

Il numero di parte principale per questo dispositivo èLTL2V3WFK. Il codice del bin di intensità luminosa (U, V, W, X) è riportato su ogni singolo sacchetto di confezionamento, consentendo la tracciabilità e la selezione di specifici gradi di luminosità.

8. Raccomandazioni Applicative

8.1 Circuiti Applicativi Tipici

Un LED è un dispositivo operato a corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando si pilotano più LED, specialmente in parallelo, si raccomanda vivamente di utilizzare una resistenza di limitazione della corrente dedicata in serie con ciascun LED (Modello di Circuito A).

Sconsigliato collegare i LED direttamente in parallelo senza resistenze individuali (Modello di Circuito B). A causa delle naturali variazioni nella caratteristica della tensione diretta (V_F) da un LED all'altro, la corrente - e quindi la luminosità - non sarà distribuita uniformemente. Il LED con la V_Fpiù bassa assorbirà più corrente e apparirà più luminoso, potenzialmente portando a un guasto prematuro, mentre gli altri potrebbero essere deboli.

Il valore della resistenza in serie (R_s) può essere calcolato utilizzando la Legge di Ohm: R_s= (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Utilizzando la V_Ftipica di 2,0V e una I_Fdesiderata di 20mA con un'alimentazione di 5V, la resistenza sarebbe (5V - 2,0V) / 0,02A = 150 Ω. Un valore standard come 150 Ω o 180 Ω sarebbe appropriato, considerando l'intervallo min/max di V_Fper garantire che la corrente rimanga entro limiti sicuri.

8.2 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche. Per prevenire danni da ESD durante la manipolazione e il montaggio:

• Gli operatori dovrebbero indossare un braccialetto conduttivo o guanti antistatici.
• Tutte le apparecchiature, i banchi di lavoro e gli scaffali di magazzinaggio devono essere correttamente messi a terra.
• Un ionizzatore (soffiatore ionico) può essere utilizzato per neutralizzare la carica statica che potrebbe accumularsi sulla lente di plastica.

8.3 Condizioni di Magazzinaggio

Per un magazzinaggio prolungato al di fuori della confezione originale, si raccomanda di conservare i LED in un contenitore sigillato con essiccante o in un ambiente di azoto. Se rimossi dalla confezione originale, i LED dovrebbero idealmente essere utilizzati entro tre mesi. L'ambiente di magazzinaggio raccomandato non deve superare i 30°C e il 70% di umidità relativa.

9. Confronto Tecnico e Considerazioni di Progettazione

Rispetto a tecnologie più vecchie come il GaAsP (Fosfuro di Gallio Arseniuro), questo LED AlInGaP offre un'efficienza luminosa significativamente più alta, risultando in un'uscita molto più luminosa per la stessa corrente di pilotaggio. L'angolo di visione di 30 gradi fornisce un fascio più focalizzato rispetto ai LED ad ampio angolo o diffusi, rendendolo adatto per applicazioni in cui la luce deve essere diretta, come negli indicatori di pannello visualizzati da un angolo specifico.

La tensione diretta di ~2,0V è inferiore a quella dei LED blu o bianchi InGaN (tipicamente ~3,0V+), il che può essere vantaggioso nei sistemi a bassa tensione. I progettisti devono considerare attentamente la dissipazione del calore, specialmente quando si opera vicino alla corrente massima nominale o a temperature ambiente elevate, utilizzando la curva di derating fornita.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare questo LED direttamente da un pin di un microcontrollore a 3,3V?

R: Possibilmente, ma una resistenza in serie è comunque obbligatoria. Calcolare il valore della resistenza in base alla tensione di uscita del pin (probabilmente 3,3V), la V_Fdel LED (~2,0V) e la corrente desiderata (es. 10-20mA). Assicurarsi che il pin del microcontrollore possa fornire la corrente richiesta.

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

R: La Lunghezza d'Onda di Picco (λ_P=611 nm) è il punto fisico di massima potenza nello spettro di emissione. La Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d=600-610 nm) è un valore calcolato che definisce il colore percepito dall'occhio umano, basato sulle funzioni di corrispondenza dei colori CIE. Sono spesso vicine ma non identiche.

D: Perché un angolo di visione di 30 gradi è specificato come 2θ_1/2?

R: Il simbolo 2θ_1/2denota l'angolo di visionetotale. L'angolo di semiapertura (θ_1/2) è di 15 gradi fuori asse, dove l'intensità scende al 50%. L'angolo totale tra i due punti al 50% di intensità è quindi di 30 gradi.

D: Posso usarlo per un dispositivo alimentato a batteria?

R: Sì, la sua bassa V_Fe la capacità di funzionare a correnti basse come pochi milliampere (con luminosità ridotta) lo rendono adatto per applicazioni alimentate a batteria. Includere sempre una resistenza in serie per controllare la corrente.

11. Esempio di Applicazione Pratica

Scenario: Progettazione di un pannello indicatore multi-stato per un'apparecchiatura di test.

Il pannello richiede quattro indicatori distinti giallo-arancio per "Alimentazione", "Standby", "Test in Corso" e "Guasto". Una luminosità uniforme è fondamentale per un aspetto professionale.

Passaggi di Progettazione:

1. Selezione del Componente:Specificare il LED LTL2V3WFK e richiedere componenti dallo stesso bin di intensità luminosa (es. tutti dal Bin W) per minimizzare la variazione di luminosità.
2. Progettazione del Circuito:Il sistema utilizza una linea a 5V. Per ogni LED, posizionare una resistenza da 150 Ω, 1/4W in serie. Calcolo: (5V - 2,0V) / 0,02A = 150Ω. Dissipazione di potenza nella resistenza: (0,02A)^2 * 150Ω = 0,06W, ben entro il rating.
3. Layout del PCB:Assicurarsi che i fori per i terminali del LED siano distanziati secondo la dimensione di distanza dei terminali della scheda tecnica. Includere una serigrafia che mostri la polarità (es. un lato piatto o "+" per l'anodo).
4. Montaggio:Durante il montaggio manuale, piegare i terminali con attenzione a >3mm dal corpo. Utilizzare un saldatore a temperatura controllata impostato a 280°C, applicando calore per meno di 3 secondi per giunto.
5. Circuito di Pilotaggio:Collegare ciascuna coppia LED-resistenza a un pin di uscita digitale separato di un microcontrollore. Portando il pin a livello ALTO (5V) si illuminerà il LED con ~20mA.

Questo approccio garantisce un funzionamento affidabile, coerente e duraturo di tutte le luci indicatrici.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo LED funziona sul principio dell'elettroluminescenza in una giunzione p-n di semiconduttore. La regione attiva è composta da AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio). Quando viene applicata una tensione diretta che supera il potenziale interno della giunzione (circa 1,8-2,4V), gli elettroni dalla regione di tipo n e le lacune dalla regione di tipo p vengono iniettati nella regione attiva. Qui, si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega AlInGaP determina l'energia della banda proibita del semiconduttore, che determina direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa - in questo caso, nello spettro giallo-arancio intorno a 611 nm. La lente epossidica serve a proteggere il chip semiconduttore, modellare il fascio luminoso in uscita (angolo di visione di 30 gradi) e, in questa versione "diffusa", diffonde anche la luce per ridurre l'abbagliamento e creare un aspetto più uniforme quando vista direttamente.

13. Tendenze e Contesto Tecnologico

LED a foro passante come il package T-1 3/4 rimangono ampiamente utilizzati in applicazioni dove il montaggio manuale, l'alta affidabilità in ambienti ostili o la facile sostituzione sul campo sono priorità. Tuttavia, la tendenza più ampia del settore è fortemente orientata verso i package a montaggio superficiale (SMD) (es. 0603, 0805, 2835) per il montaggio automatizzato, una maggiore densità e una migliore gestione termica.

In termini di materiali, la tecnologia AlInGaP rappresenta una soluzione matura e altamente efficiente per i colori rosso, arancione, ambra e giallo. Ha largamente sostituito tecnologie più vecchie e meno efficienti come il GaAsP. Per colori come blu, verde e bianco, l'InGaN (Nitruro di Indio Gallio) è il sistema di materiale dominante. Lo sviluppo in corso si concentra sull'aumento dell'efficienza luminosa (lumen per watt), sul miglioramento della coerenza e della stabilità del colore in funzione della temperatura e della durata, e sull'abilitazione di densità di potenza più elevate in package più piccoli. Sebbene questa scheda tecnica rappresenti un componente standard e affidabile, prodotti più recenti possono offrire una luminosità maggiore in package simili o la stessa luminosità con correnti di pilotaggio inferiori.