Scheda Tecnica LED LTL17KFL5D Arancione/Ambra - Package T-1 (3mm) - 2.4V - 75mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED a foro passante progettato per l'indicazione di stato e l'illuminazione generale in apparecchiature elettroniche. Il dispositivo è offerto nel popolare package di diametro T-1 (3mm) con lente diffusa, che fornisce un ampio angolo di visione adatto a varie applicazioni. Il colore principale della sorgente è arancione/ambra, ottenuto attraverso specifici materiali semiconduttori e proprietà della lente.

1.1 Vantaggi Principali

• Basso Consumo Energetico & Alta Efficienza:Il LED opera a bassa tensione diretta e corrente, convertendo l'energia elettrica in luce con alta efficienza, rendendolo adatto per progetti alimentati a batteria o attenti al consumo energetico.
• Conformità Ambientale:Il prodotto è privo di piombo e conforme alla direttiva sulla restrizione delle sostanze pericolose (RoHS).
• Package Standard:Il fattore di forma T-1 (3mm) è uno standard industriale ampiamente adottato, che garantisce la compatibilità con i layout PCB esistenti e i processi di produzione.
• Flessibilità di Progettazione:Disponibile in specifici bin di intensità luminosa e di lunghezza d'onda dominante, consentendo ai progettisti di selezionare componenti che soddisfino i requisiti precisi di luminosità e colore per le loro applicazioni.

1.2 Applicazioni Target

Questo LED è versatile e trova impiego in numerosi settori che richiedono un'indicazione di stato affidabile e a basso consumo o una retroilluminazione. Le principali aree di applicazione includono:

• Apparecchiature di comunicazione (router, modem, switch)
• Periferiche e componenti interni per computer
• Elettronica di consumo (apparecchi audio/video, giocattoli)
• Elettrodomestici (pannelli di controllo, display)
• Sistemi di controllo industriale e strumentazione

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

I seguenti parametri definiscono i limiti operativi e le caratteristiche di prestazione del LED in condizioni di test standard (TA=25°C).

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori rappresentano i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non è consigliabile un funzionamento continuo a o vicino a questi limiti.

• Dissipazione di Potenza (Pd):75 mW. Questa è la quantità massima di potenza che il dispositivo può dissipare come calore. Superare questo valore può portare a surriscaldamento e riduzione della durata di vita.
• Corrente Diretta Continua (IF):30 mA. La massima corrente continua che può essere applicata al LED.
• Corrente Diretta di Picco:90 mA (larghezza di impulso ≤10μs, ciclo di lavoro ≤1/10). Questo valore consente brevi impulsi ad alta corrente, utili per il multiplexing o per creare lampi più luminosi, ma devono essere controllati attentamente per evitare danni termici.
• Intervallo di Temperatura Operativa:-40°C a +85°C. L'intervallo di temperatura ambiente entro il quale è garantito il funzionamento del dispositivo.
• 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 2,0 mm dal corpo del LED. Questo definisce il profilo termico che il package può sopportare durante la saldatura manuale o a onda.

2.2 Caratteristiche Elettriche & Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati a una corrente diretta (IF) di 20mA.

• Intensità Luminosa (Iv):140-680 mcd (millicandela). L'emissione luminosa assiale è suddivisa in bin, con un valore tipico di 400 mcd. Una tolleranza di test del ±15% è applicata ai limiti del bin.
• Angolo di Visione (2θ1/2):50 gradi. Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore assiale. La lente diffusa crea questo ampio angolo di visione.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λP):611 nm. La lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):600-613,5 nm. Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano che definisce il colore (arancione/ambra). È derivata dalle coordinate di cromaticità CIE.
• Larghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ):17 nm. Questo indica la purezza spettrale o la larghezza di banda della luce emessa.
• Tensione Diretta (VF):2,05V (Min), 2,4V (Tip), 2,4V (Max) a 20mA. La caduta di tensione ai capi del LED quando conduce corrente.
• Corrente Inversa (IR):100 μA (Max) a una Tensione Inversa (VR) di 5V.Importante:Questo dispositivo non è progettato per il funzionamento in polarizzazione inversa; questo parametro è solo per scopi di test.

3. Specifica del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella luminosità e nel colore tra i lotti di produzione, i LED sono suddivisi in bin in base a parametri chiave.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

Unità: mcd @ 20mA. Tolleranza su ciascun limite del bin è ±15%.

• Bin GH:140 – 240 mcd
• Bin JK:240 – 400 mcd
• Bin LM:400 – 680 mcd

Il codice del bin è marcato sulla confezione, consentendo un uso selettivo in base ai requisiti di luminosità dell'applicazione.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Unità: nm @ 20mA. Tolleranza su ciascun limite del bin è ±1 nm.

• Bin H23:600,0 – 603,0 nm
• Bin H24:603,0 – 606,5 nm
• Bin H25:606,5 – 610,0 nm
• Bin H26:610,0 – 613,5 nm

Questo binning garantisce un abbinamento cromatico preciso all'interno di un intervallo definito di tonalità arancione/ambra.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene specifiche curve grafiche siano referenziate nella scheda tecnica (Fig.1, Fig.6), le loro implicazioni generali sono critiche per la progettazione.

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

La relazione è esponenziale. Un piccolo aumento della tensione diretta porta a un grande aumento della corrente. Ciò sottolinea perché i LED devono essere pilotati da una sorgente limitata in corrente, non da una sorgente a tensione costante, per prevenire la fuga termica.

4.2 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta

L'emissione luminosa è approssimativamente proporzionale alla corrente diretta entro l'intervallo operativo. Tuttavia, l'efficienza può diminuire a correnti molto elevate a causa dell'aumento del calore.

4.3 Distribuzione Spettrale

Lo spettro della luce emessa è centrato attorno a 611 nm (picco) con una larghezza a mezza altezza di 17 nm, definendo il colore arancione/ambra. La lunghezza d'onda dominante (λd) è la metrica utilizzata per il binning del colore in quanto correlata alla percezione umana.

4.4 Caratteristica dell'Angolo di Visione

Il modello di distribuzione dell'intensità è di tipo Lambertiano, smussato dalla lente diffusa per fornire un angolo di visione costante di 50 gradi dove l'intensità è la metà del valore di picco.

5. Informazioni Meccaniche & di Confezionamento

5.1 Dimensioni di Contorno

Il LED utilizza un package rotondo standard T-1 (3mm). Note dimensionali chiave includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri (pollici).
• La tolleranza è ±0,25mm (.010") salvo diversa specificazione.
• La sporgenza massima della resina sotto la flangia è di 1,0mm (.04").
• La distanza tra i terminali è misurata dove i terminali emergono dal corpo del package.

5.2 Identificazione della Polarità

Tipicamente, il terminale più lungo denota l'anodo (positivo), e il terminale più corto denota il catodo (negativo). Il catodo può anche essere indicato da un punto piatto sul bordo della lente o da una tacca nella flangia. Verificare sempre la polarità prima dell'installazione per prevenire la polarizzazione inversa.

5.3 Specifiche di Confezionamento

I LED sono forniti in sacchetti anti-statici. Le quantità di confezionamento standard sono:

• 1000, 500, 200 o 100 pezzi per sacchetto.
• 10 sacchetti sono confezionati in una scatola interna (totale 10.000 pz).
• 8 scatole interne sono confezionate in una scatola di spedizione esterna (totale 80.000 pz).

6. Linee Guida per Saldatura & Assemblaggio

6.1 Condizioni di Conservazione

Per una durata di conservazione ottimale, conservare i LED in un ambiente non superiore a 30°C e al 70% di umidità relativa. Se rimossi dalla busta sigillata originale a barriera di umidità, utilizzare entro tre mesi. Per una conservazione più lunga al di fuori della confezione originale, utilizzare un contenitore sigillato con essiccante o un essiccatore riempito di azoto.

6.2 Pulizia

Se la pulizia è necessaria, utilizzare solo solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico. Evitare prodotti chimici aggressivi o abrasivi.

6.3 Formatura dei Terminali

Piegare i terminali in un punto ad almeno 3 mm di distanza dalla base della lente del LED. Non utilizzare la base della lente come fulcro. Eseguire tutta la formatura dei terminali a temperatura ambiente eprimadella saldatura. Utilizzare una forza minima durante l'inserimento nel PCB per evitare stress meccanico sulla lente epossidica.

6.4 Processo di Saldatura

Regola Critica:Mantenere una distanza minima di 2 mm dalla base della lente epossidica al punto di saldatura. Non immergere mai la lente nella saldatura.

• Saldatura Manuale (Saldatore):Temperatura massima 350°C. Tempo massimo di saldatura 3 secondi per terminale. Applicare calore al terminale, non al corpo del componente.
• Saldatura a Onda:Temperatura massima di pre-riscaldo 100°C per un massimo di 60 secondi. Temperatura massima dell'onda di saldatura 260°C. Tempo massimo di contatto 5 secondi. Assicurarsi che il PCB sia progettato in modo che il LED non si immerga più di 2 mm nell'onda di saldatura.
• Rifusione IR:Questo processonon è adattoper LED a foro passante. Il calore eccessivo può causare deformazione della lente o guasto catastrofico.

7. Considerazioni Applicative & di Progettazione

7.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire una luminosità uniforme e prevenire danni:

• Utilizzare sempre una resistenza limitatrice di corrente in serie con ciascun LED.Questo è il metodo raccomandato (Circuito A). Il valore della resistenza è calcolato usando la Legge di Ohm: R = (Valimentazione - VF) / IF.
• Evitare di collegare più LED direttamente in parallelosenza resistenze individuali (Circuito B). Piccole variazioni nella caratteristica della tensione diretta (VF) tra i LED possono causare uno squilibrio significativo della corrente, portando a luminosità non uniforme e potenziale sovracorrente in un dispositivo.

7.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (75mW max), un layout PCB adeguato può aiutare. Assicurare un'adeguata area di rame attorno ai terminali per fungere da dissipatore di calore, specialmente quando si opera vicino alla corrente massima o ad alte temperature ambientali.

7.3 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Il LED è sensibile alle scariche elettrostatiche. Implementare quanto segue nell'area di manipolazione e assemblaggio:

• Utilizzare braccialetti e tappetini antistatici collegati a terra.
• Assicurarsi che tutte le attrezzature (saldatori, postazioni di lavoro) siano correttamente collegate a terra.
• Conservare e trasportare i LED in confezioni conduttive o antistatiche.
• Considerare l'uso di un ionizzatore per neutralizzare la carica statica che può accumularsi sulla lente di plastica.

8. Confronto Tecnico & Differenziazione

Rispetto ai LED non diffusi o ad angolo più stretto, questo dispositivo offre caratteristiche di visione superiori, rendendolo ideale per applicazioni in cui l'indicatore deve essere visibile da un'ampia gamma di angoli. Il suo specifico colore arancione/ambra e la struttura di binning definita forniscono una migliore coerenza cromatica per array multi-LED rispetto ad alternative non binnate o binnate in modo ampio. Il package T-1 offre un equilibrio tra dimensioni ed emissione luminosa, essendo più piccolo dei LED da 5mm ma tipicamente più luminoso delle alternative a montaggio superficiale di costo simile per applicazioni a foro passante.

9. Domande Frequenti (FAQ)

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

Utilizzando la tensione diretta tipica (VF=2,4V) e la corrente desiderata (IF=20mA): R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130 Ohm. Il valore standard più vicino è 130Ω o 150Ω. Calcolare sempre in base al VF massimo della scheda tecnica per garantire che la corrente non superi il limite nelle condizioni peggiori.

9.2 Posso pilotare questo LED a impulsi per una luminosità maggiore?

Sì, ma rigorosamente entro i Valori Massimi Assoluti. È possibile applicare una corrente di picco di 90mA, ma la larghezza dell'impulso deve essere ≤10μs e il ciclo di lavoro ≤1/10 (es., 10μs acceso, 90μs spento). Ciò consente lampi più luminosi in display multiplexati o segnali di allerta.

9.3 Perché c'è una distanza minima per la saldatura?

La distanza minima di 2 mm dalla base della lente impedisce alla saldatura fusa di risalire per capillarità lungo il terminale e di entrare in contatto con la lente epossidica. Lo shock termico e lo stress fisico della saldatura calda possono crepare la lente o danneggiare il collegamento interno del die, portando a un guasto immediato o latente.

9.4 Come interpreto i codici di bin per l'ordine?

Specificare sia il bin dell'intensità luminosa (es., JK per 240-400 mcd) che il bin della lunghezza d'onda dominante (es., H24 per 603,0-606,5 nm) quando si ordina per assicurarsi di ricevere LED con luminosità e colore coerenti per la propria applicazione.

10. Esempio Pratico di Progettazione

Scenario:Progettazione di un pannello indicatore di stato con quattro LED arancione uniformemente luminosi alimentati da una linea a 12V.

1. Selezione della Corrente:Scegliere un punto operativo standard di IF = 20mA per una buona luminosità e longevità.
2. Calcolo della Resistenza (Caso Peggiore):Utilizzare VF massimo = 2,4V. R = (12V - 2,4V) / 0,02A = 480 Ohm. Utilizzare una resistenza standard da 470Ω. Dissipazione di potenza nella resistenza: P_R = (12V-2,4V)^2 / 470Ω ≈ 0,196W. Una resistenza da 1/4W (0,25W) è sufficiente.
3. Topologia del Circuito:Utilizzare quattro circuiti indipendenti, ciascuno con un LED e una resistenza da 470Ω, tutti collegati in parallelo all'alimentazione da 12V. Ciò garantisce una luminosità uniforme indipendentemente dalle variazioni di VF tra i singoli LED.
4. Layout PCB:Posizionare i LED con almeno 3 mm di terminale dritto prima di qualsiasi piega. Assicurarsi che le piazzole di saldatura siano a più di 2 mm dal contorno del corpo del LED sulla serigrafia del PCB.
5. Binning:Per la migliore coerenza visiva, specificare tutti i LED dello stesso bin di intensità luminosa (es., JK) e dello stesso bin di lunghezza d'onda dominante (es., H24).

11. Principio di Funzionamento

Questo LED è un dispositivo fotonico a semiconduttore. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la sua soglia caratteristica, elettroni e lacune si ricombinano all'interno della regione attiva del chip semiconduttore (tipicamente basato su materiali come il Fosfuro di Arseniuro di Gallio - GaAsP). Questo processo di ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica degli strati semiconduttori determina la lunghezza d'onda di picco della luce emessa, in questo caso, all'interno dello spettro arancione/ambra (600-613,5 nm). La lente epossidica diffusa incapsula il chip, fornendo protezione meccanica, modellando il fascio luminoso in uscita e diffondendo la luce per creare un ampio angolo di visione.

12. Tendenze Tecnologiche

Sebbene i LED a foro passante rimangano vitali per prototipazione, riparazione e alcune applicazioni industriali, la tendenza più ampia del settore è verso i package a montaggio superficiale (SMD) per l'assemblaggio automatizzato e ad alto volume. I LED SMD offrono ingombri più piccoli, profili più bassi e una migliore idoneità per la saldatura a rifusione. Tuttavia, componenti a foro passante come il LED T-1 continuano a essere rilevanti grazie alla loro robustezza, facilità di manipolazione manuale e superiore intensità luminosa puntuale per le loro dimensioni, rendendoli una scelta persistente per indicatori di stato dove è richiesta un'elevata visibilità da più angoli. I progressi nei materiali continuano a migliorare l'efficienza e la longevità di tutti i tipi di LED.