Scheda Tecnica LED Giallo T-1 3/4 - Diametro 5mm - Tensione Diretta 2.4V - Dissipazione 75mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per una lampada LED ad alte prestazioni con montaggio through-hole. Il dispositivo è progettato per applicazioni di indicazione e illuminazione generiche, dove affidabilità, efficienza e facilità di integrazione sono fondamentali. Utilizza un materiale semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio, Indio e Gallio) per produrre una luce gialla distinta, offrendo un buon equilibrio tra chiarezza visiva ed efficienza energetica.

Il LED è alloggiato in un package radiale standard T-1 3/4, corrispondente a una lente di 5mm di diametro, rendendolo compatibile con una vasta gamma di layout PCB e fori pannello esistenti. Il suo design enfatizza il basso consumo energetico e l'alta intensità luminosa, rendendolo adatto per dispositivi alimentati a batteria o applicazioni dove minimizzare l'uso di energia è critico. Il prodotto è conforme alle direttive RoHS, indicando che è privo di sostanze pericolose come il piombo (Pb).

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

I limiti operativi del dispositivo sono definiti in specifiche condizioni ambientali (TA=25°C). Superare questi valori può causare danni permanenti.

• Dissipazione di Potenza (Pd):75 mW. Questa è la massima quantità di potenza che il dispositivo può dissipare in sicurezza sotto forma di calore.
• Corrente Diretta Continua (IF):30 mA. La massima corrente continua che può essere applicata in modo continuativo.
• Corrente Diretta di Picco:60 mA. Questa corrente più elevata è ammessa solo in condizioni pulsate (duty cycle 1/10, larghezza impulso 0.1ms) per gestire brevi sovratensioni.
• Fattore di Derating:0.4 mA/°C sopra i 50°C. La corrente continua massima deve essere ridotta linearmente man mano che la temperatura ambiente supera i 50°C per prevenire il surriscaldamento.
• Intervallo di Temperatura Operativa:-40°C a +100°C. L'intervallo di temperatura ambiente entro il quale il dispositivo è specificato per funzionare.
• Intervallo di Temperatura di Stoccaggio:-55°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura dei Terminali:260°C per 5 secondi, misurata a 1.6mm dal corpo del LED. Questo definisce il profilo termico per processi di saldatura manuale o a onda.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi parametri sono misurati in una condizione di test standard di IF = 20mA e TA = 25°C, fornendo le prestazioni di base.

• Intensità Luminosa (Iv):400 - 2500 mcd (millicandela), con un valore tipico di 1150 mcd. Questa ampia gamma è gestita attraverso un sistema di binning (dettagliato in seguito). L'intensità è misurata utilizzando un sensore filtrato per corrispondere alla risposta fotopica dell'occhio umano (curva CIE).
• Angolo di Visione (2θ1/2):30 gradi. Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore misurato sull'asse centrale. Indica un fascio moderatamente focalizzato.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λP):591 nm. La lunghezza d'onda alla quale la potenza spettrale in uscita è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):582 - 596 nm. Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano che definisce il colore, derivata dal diagramma di cromaticità CIE. Garantisce che il colore giallo rientri in un intervallo specificato.
• Larghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ):15 nm. La larghezza dello spettro emesso alla metà della sua potenza massima, indicando la purezza del colore.
• Tensione Diretta (VF):2.05 - 2.4 V, con un valore tipico di 2.4V a 20mA. Questa è la caduta di tensione ai capi del LED durante il funzionamento.
• Corrente Inversa (IR):100 µA massimo a VR = 5V. I LED non sono progettati per funzionare in polarizzazione inversa; questo parametro è solo per scopi di test di dispersione.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire coerenza nelle applicazioni, i LED vengono selezionati (binning) in base a parametri ottici chiave. Questa scheda tecnica dettaglia un sistema di binning per l'intensità luminosa.

Binning dell'Intensità Luminosa (@ 20mA):I LED sono categorizzati in sei bin (da SB1 a SB6), ciascuno con un intervallo minimo e massimo di intensità. La tolleranza per ogni limite di bin è ±15%.

• SB1:1900 - 2500 mcd
• SB2:1500 - 1900 mcd
• SB3:1150 - 1500 mcd
• SB4:880 - 1150 mcd
• SB5:680 - 880 mcd
• SB6:400 - 680 mcd

Questo sistema consente ai progettisti di selezionare LED con il livello di luminosità richiesto per la loro specifica applicazione, garantendo uniformità visiva quando più LED sono utilizzati insieme.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene dati grafici specifici siano referenziati nel documento (Curve Caratteristiche Elettriche/Ottiche Tipiche a pagina 4), i parametri implicano curve di comportamento standard del LED che dovrebbero essere considerate in fase di progettazione:

• Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V):La relazione è esponenziale. Un piccolo aumento della tensione oltre il tipico VF causa un grande aumento della corrente, rendendo necessarie misure di limitazione della corrente.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta (Curva I-Iv):L'intensità generalmente aumenta con la corrente ma può saturare o degradarsi a correnti molto elevate a causa degli effetti termici.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:L'emissione luminosa tipicamente diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione del LED. Il fattore di derating per la corrente gestisce indirettamente questo effetto termico.
• Distribuzione Spettrale:L'emissione è una banda stretta centrata attorno alla lunghezza d'onda di picco di 591 nm, caratteristica della tecnologia AlInGaP, che fornisce una buona saturazione del colore.

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

5.1 Dimensioni del Package

Il dispositivo utilizza un package radiale standard con lente trasparente (water-clear) T-1 3/4 (5mm) di diametro. Note dimensionali chiave includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri (pollici forniti in tolleranza).
• La tolleranza standard è ±0.25mm salvo diversa specifica.
• La massima sporgenza della resina sotto la flangia è di 1.0mm.
• La distanza tra i terminali è misurata nel punto in cui i terminali escono dal corpo del package.

5.2 Identificazione della Polarità

Per i LED through-hole, il catodo è tipicamente identificato da un punto piatto sul bordo della lente, un terminale più corto o un intaglio nella flangia. Il disegno dimensionale della scheda tecnica chiarirà il marcatore specifico. La polarità corretta è essenziale per il funzionamento.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

Una manipolazione corretta è cruciale per l'affidabilità. Il documento fornisce avvertenze dettagliate:

• Formatura dei Terminali:Deve essere eseguita a temperatura ambiente, prima della saldatura. Piegare i terminali in un punto ad almeno 3mm dalla base della lente del LED. Non utilizzare il corpo del package come fulcro.
• Saldatura:
  • Saldatura a Stagno:Temperatura massima 350°C per max 3 secondi (una sola volta).
  • Saldatura a Onda:Preriscaldamento a max 100°C per max 60 sec, onda di saldatura a max 260°C per max 5 sec.
  • Regola Critica:Mantenere una distanza minima di 3mm dalla base della lente al punto di saldatura. Evitare di immergere la lente nello stagno per prevenire la risalita della resina sui terminali, che può causare problemi di saldatura.
  • Non Raccomandato:La saldatura a rifusione IR non è adatta per questo prodotto di tipo through-hole.
• Pulizia:Utilizzare solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico se necessario.
• Stoccaggio:Conservare in condizioni non superiori a 30°C e 70% di umidità relativa. I LED rimossi dalla confezione originale dovrebbero essere utilizzati entro tre mesi. Per stoccaggi più lunghi, utilizzare contenitori sigillati con essiccante o in atmosfera di azoto.

7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

Il flusso di confezionamento standard è il seguente:

• Confezionamento Unità:1000, 500, 200 o 100 pezzi per busta anti-static.
• Cartone Interno:8 buste di confezionamento per cartone, totale 8000 pezzi.
• Cartone Esterno (Lotto di Spedizione):8 cartoni interni per cartone esterno, totale 64.000 pezzi. La confezione finale in un lotto di spedizione potrebbe non essere completa.

Il numero di parte specifico per questo dispositivo è LTL2R3KSK, che codifica informazioni sul tipo di lente (Trasparente), tecnologia della sorgente (AlInGaP) e colore (Giallo).

8. Suggerimenti Applicativi

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è destinato a equipaggiamenti elettronici ordinari, inclusi:

• Indicatori di stato e alimentazione in elettronica di consumo, elettrodomestici e apparecchiature per ufficio.
• Illuminazione di pannelli e retroilluminazione per interruttori e display.
• Segnalazione generica e illuminazione decorativa dove è richiesta una chiara indicazione gialla.

Nota Importante:Per applicazioni che richiedono un'affidabilità eccezionale dove un guasto potrebbe mettere a rischio la vita o la salute (aviazione, dispositivi medici, sistemi di sicurezza), sono necessarie consultazione e qualificazione specifiche.

8.2 Considerazioni Progettuali e Metodo di Pilotaggio

Un LED è un dispositivo pilotato a corrente. Per garantire una luminosità costante, specialmente quando si pilotano più LED in parallelo, èfortemente raccomandatoun resistore di limitazione di corrente in serie per ogni LED (Modello Circuito A).

Non è raccomandato utilizzare una sorgente di tensione comune con un singolo resistore per più LED in parallelo (Modello Circuito B). Piccole variazioni nella caratteristica della tensione diretta (VF) da un LED all'altro causeranno differenze significative nella corrente che scorre attraverso ciascuno, portando a luminosità non uniforme. Il resistore in serie per ogni LED stabilizza la corrente e compensa queste minime differenze di VF.

Il valore del resistore (R) può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, dove Vcc è la tensione di alimentazione, VF è la tensione diretta del LED (usare il valore massimo per affidabilità) e IF è la corrente diretta desiderata (es. 20mA).

9. Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche. Per prevenire danni:

• Gli operatori dovrebbero indossare braccialetti conduttivi o guanti anti-statici.
• Tutte le attrezzature, postazioni di lavoro e scaffali di stoccaggio devono essere correttamente messi a terra.
• Utilizzare un ionizzatore per neutralizzare le cariche statiche che possono accumularsi sulla lente di plastica.
• Maneggiare i dispositivi in aree protette da ESD.

10. Confronto e Differenziazione Tecnica

Questo LED giallo AlInGaP offre vantaggi distinti:

• vs. LED Gialli Tradizionali a Base di Fosforo:L'AlInGaP è un materiale semiconduttore diretto per la luce gialla, offrendo maggiore efficienza, migliore stabilità del colore nel tempo e con la temperatura e potenzialmente una durata più lunga rispetto a tecnologie più vecchie come un LED blu con fosforo giallo.
• vs. Altri Colori in Package Simile:L'angolo di visione specificato (30°) fornisce un fascio più focalizzato rispetto ai LED ad ampio angolo, rendendolo adatto per applicazioni che richiedono luce diretta o maggiore intensità assiale.
• Vantaggi Chiave Riassunti:Alta intensità luminosa, basso consumo energetico, alta efficienza, conformità RoHS e compatibilità con il montaggio standard T-1 3/4.

11. Domande Frequenti (FAQ)

D1: Posso pilotare questo LED direttamente da un'uscita logica a 5V o 3.3V?

R: No. È necessario utilizzare un resistore di limitazione di corrente in serie. Ad esempio, con un'alimentazione di 5V e un VF tipico di 2.4V a 20mA, è richiesto un resistore di circa (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohm. Controllare sempre la corrente massima nominale.

D2: Perché c'è un intervallo così ampio nell'intensità luminosa (400-2500 mcd)?

R: Questo riflette la variazione naturale nella produzione dei semiconduttori. Il sistema di binning (SB1-SB6) consente di acquistare LED entro un intervallo di luminosità più stretto e specificato per la propria applicazione, garantendo coerenza.

D3: Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco e Lunghezza d'Onda Dominante?

R: La Lunghezza d'Onda di Picco (λP) è il picco fisico dello spettro di luce emesso. La Lunghezza d'Onda Dominante (λd) è calcolata dalle coordinate di colore e rappresenta la singola lunghezza d'onda che l'occhio umano percepisce come colore. λd è più rilevante per la specifica del colore.

D4: Posso usarlo per applicazioni esterne?

R: L'intervallo di temperatura operativa (-40°C a +100°C) consente molti ambienti esterni. Tuttavia, considerare fattori aggiuntivi come la durabilità della lente contro le radiazioni UV e l'ingresso di umidità, che non sono specificati in questa scheda tecnica. Potrebbe essere necessario un rivestimento conformale o l'uso di un LED classificato per uso esterno.

12. Caso Pratico di Progettazione

Scenario:Progettazione di un pannello di controllo con 10 indicatori di stato gialli uniformi, alimentati da una linea CC a 12V.

Passaggi di Progettazione:

1. Selezione del LED:Scegliere LED dallo stesso bin di intensità (es. SB3: 1150-1500 mcd) per garantire l'abbinamento della luminosità.
2. Impostazione della Corrente:Selezionare una corrente di pilotaggio standard di 20mA per una buona luminosità e longevità.
3. Calcolo del Resistore:Utilizzando il VF massimo (2.4V) per affidabilità: R = (12V - 2.4V) / 0.02A = 480 Ohm. Il valore standard più vicino è 470 Ohm. Ricalcolando la corrente: IF = (12V - 2.4V) / 470Ω ≈ 20.4 mA (sicuro).
4. Potenza nel Resistore:P_R = IF^2 * R = (0.0204A)^2 * 470Ω ≈ 0.196W. Utilizzare un resistore da 1/4 Watt.
5. Layout:Posizionare ogni LED con il suo dedicato resistore da 470Ω in serie. Assicurarsi che i fori PCB corrispondano alla distanza dei terminali dal disegno dimensionale della scheda tecnica. Mantenere la distanza minima di 3mm dal corpo del LED al pad di saldatura.
6. Montaggio:Seguire precisamente le linee guida di saldatura, utilizzando un saldatore a temperatura controllata per evitare danni termici.

Questo approccio garantisce che tutti e 10 gli indicatori abbiano prestazioni coerenti e affidabili.

13. Principio di Funzionamento

Questo LED funziona sul principio dell'elettroluminescenza in una giunzione p-n semiconduttrice. La regione attiva è composta da AlInGaP. Quando viene applicata una tensione diretta che supera l'energia del bandgap del materiale, gli elettroni dalla regione di tipo n e le lacune dalla regione di tipo p vengono iniettati nella regione attiva. Quando questi portatori di carica si ricombinano, rilasciano energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega AlInGaP determina l'energia del bandgap, che corrisponde direttamente alla lunghezza d'onda (colore) della luce emessa – in questo caso, giallo (~590 nm). La lente epossidica trasparente incapsula il chip semiconduttore, fornisce protezione meccanica e modella il fascio luminoso in uscita.

14. Tendenze Tecnologiche

Sebbene i LED through-hole rimangano vitali per prototipazione, riparazione e alcune applicazioni industriali, l'industria dell'optoelettronica in generale tende verso package a montaggio superficiale (SMD) per la maggior parte dei nuovi progetti. I LED SMD offrono vantaggi nell'assemblaggio automatizzato, ingombro ridotto e migliore gestione termica. Per i componenti through-hole, gli sviluppi in corso si concentrano sull'aumento dell'efficienza (più luce per watt), sul miglioramento della coerenza del colore attraverso binning avanzato e sul potenziamento dell'affidabilità in condizioni ambientali severe. Il sistema di materiali AlInGaP utilizzato qui rappresenta una tecnologia matura ed efficiente per i colori ambra, giallo e rosso, con miglioramenti incrementali nella crescita epitassiale e nel packaging che continuano a spingere i limiti delle prestazioni.