Scheda Tecnica LED T-1 5mm a Foro Passante - Rosso 639nm - 2.4V 30mA - 72mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per una lampada LED standard a foro passante di diametro T-1 (5mm). Questo componente è progettato per l'indicazione di stato e l'illuminazione in un'ampia gamma di applicazioni elettroniche. I suoi principali vantaggi includono basso consumo energetico, alta efficienza luminosa e una costruzione senza piombo e conforme alla direttiva RoHS. Il dispositivo presenta una lente diffusa di colore rosso che utilizza la tecnologia AlInGaP, offrendo un fattore di forma popolare adatto sia per prototipazione che per produzione in serie.

I mercati target per questo LED sono diversificati, comprendendo apparecchiature di comunicazione, periferiche informatiche, elettronica di consumo, elettrodomestici e sistemi di controllo industriale. La sua flessibilità di progettazione è supportata dalla disponibilità in vari bin di intensità luminosa e un angolo di visione standard, consentendo agli ingegneri di selezionare il livello di luminosità appropriato per le loro specifiche esigenze applicative.

2. Approfondimento sui Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo non deve essere operato oltre questi limiti per prevenire danni permanenti. I valori chiave includono una massima dissipazione di potenza di 72mW ad una temperatura ambiente (TA) di 25°C. La corrente diretta continua è limitata a 30mA, mentre una corrente di picco diretta più alta di 90mA è ammissibile in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0.1ms). L'intervallo di temperatura di funzionamento è specificato da -30°C a +85°C. Un parametro critico è il fattore di derating per la corrente diretta, che è di 0.57 mA/°C linearmente da 50°C in su. Ciò significa che la corrente continua ammissibile diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente sopra i 50°C per gestire la temperatura di giunzione e garantire l'affidabilità.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Misurate a TA=25°C e una corrente di test standard (IF) di 20mA, vengono definite le prestazioni fondamentali del LED. L'intensità luminosa (Iv) ha un valore tipico di 180 millicandele (mcd), con un minimo di 110 mcd e un massimo fino a 400 mcd a seconda del codice bin. L'angolo di visione (2θ1/2), dove l'intensità è la metà del valore sull'asse, è di 50 gradi, fornendo un fascio moderatamente ampio. La lunghezza d'onda di emissione di picco (λP) è 639 nm, e la lunghezza d'onda dominante (λd) varia da 621 nm a 642 nm, definendo il colore rosso percepito. La tensione diretta (VF) è tipicamente 2.4V con un massimo di 2.4V a 20mA. La corrente inversa (IR) è limitata a 100 μA ad una tensione inversa (VR) di 5V, sebbene il dispositivo non sia progettato per funzionare in polarizzazione inversa.

3. Specifiche del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin. Vengono utilizzate due dimensioni primarie di binning:

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I LED sono classificati in base alla loro intensità luminosa misurata a 20mA. I codici bin vanno da F (110-140 mcd) a K (310-400 mcd). Ad ogni limite del bin viene applicata una tolleranza di ±15%.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

Per la coerenza del colore, i LED vengono suddivisi in bin in base alla loro lunghezza d'onda dominante. I codici da H29 a H33 coprono l'intervallo da 621.0 nm a 642.0 nm con passi di circa 4nm. La tolleranza per ogni limite del bin è di ±1 nm.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene dati grafici specifici siano referenziati nella scheda tecnica (Fig. 1-6), le curve tipiche per questa classe di dispositivo illustrano le relazioni chiave. La curva corrente diretta vs. tensione diretta (I-V) mostra la relazione esponenziale caratteristica di un diodo. La curva intensità luminosa relativa vs. corrente diretta dimostra che l'emissione luminosa aumenta linearmente con la corrente entro l'intervallo operativo. La curva intensità luminosa relativa vs. temperatura ambiente tipicamente mostra una diminuzione dell'emissione all'aumentare della temperatura, evidenziando l'importanza della gestione termica. La curva di distribuzione spettrale è centrata attorno alla lunghezza d'onda di picco di 639 nm con una semilarghezza spettrale di circa 20 nm.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

5.1 Dimensioni di Contorno

Il LED è conforme al package standard a terminali radiali T-1 (5mm). Le dimensioni chiave includono il diametro della lente, l'altezza complessiva e la spaziatura dei terminali. I terminali emergono dal package con una spaziatura specificata, e una tolleranza di ±0.25mm si applica alla maggior parte delle dimensioni. Una sporgenza massima della resina sotto la flangia è definita come 1.0mm. Il terminale dell'anodo (positivo) è tipicamente identificato come il terminale più lungo.

5.2 Specifiche di Imballaggio

I LED sono imballati per la gestione e la spedizione all'ingrosso. Il flusso di imballaggio standard è: 1.000 pezzi per busta anti-static; 10 buste (10.000 pz) per cartone interno; 8 cartoni interni (80.000 pz) per cartone esterno master. Sono consentiti imballi non completi solo per l'imballo finale in un lotto di spedizione.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Conservazione e Manipolazione

I LED devono essere conservati in un ambiente non superiore a 30°C e al 70% di umidità relativa. Se rimossi dall'imballaggio originale, dovrebbero essere utilizzati entro tre mesi. Per una conservazione più lunga, utilizzare un contenitore sigillato con essiccante. Manipolare con precauzioni ESD: utilizzare braccialetti, postazioni di lavoro e ionizzatori collegati a terra per neutralizzare la statica sulla lente di plastica.

6.2 Formatura dei Terminali

La piegatura dei terminali deve essere eseguita in un punto ad almeno 3mm dalla base della lente del LED, a temperatura ambiente e prima del processo di saldatura. La base del telaio dei terminali non deve essere utilizzata come fulcro. Durante l'inserimento nel PCB, utilizzare una forza di serraggio minima.

6.3 Processo di Saldatura

Deve essere mantenuta una distanza minima di 3mm tra il punto di saldatura e la base della lente. La lente non deve essere immersa nella saldatura. Le condizioni consigliate sono:
Saldatore a Stagno:Max 350°C per max 3 secondi, con la punta non più vicina di 2mm dalla base della lente.
Saldatura a Onda:Preriscaldamento a max 100°C per max 60s, onda di saldatura a max 260°C per max 5s, con il livello della saldatura non più alto di 2mm dalla base della lente.
La saldatura a rifusione a infrarossi (IR) non è adatta per questo package a foro passante. Calore o tempo eccessivi possono deformare la lente o causare guasti.

7. Suggerimenti per l'Applicazione

7.1 Circuiti di Applicazione Tipici

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per una luminosità uniforme, specialmente quando si collegano più LED in parallelo, èfortemente raccomandatoutilizzare una resistenza di limitazione della corrente in serie per ogni LED (Circuito A). Pilotare più LED in parallelo direttamente da una sorgente di tensione (Circuito B) è sconsigliato a causa delle variazioni nella tensione diretta (VF) di ciascun LED, che causeranno una distribuzione di corrente non uniforme e quindi una luminosità disomogenea.

7.2 Considerazioni di Progettazione

Considerare la caduta di tensione diretta e la corrente desiderata per calcolare il valore appropriato della resistenza in serie utilizzando la Legge di Ohm: R = (Vcc - VF) / IF. Tenere conto del derating della corrente diretta con la temperatura ambiente se l'ambiente operativo è caldo. Assicurarsi che il layout del PCB consenta la distanza minima raccomandata tra il giunto di saldatura e il corpo del LED. Questo LED è adatto sia per segnaletica interna che esterna, nonché per apparecchiature elettroniche generali, ma il progetto deve tenere conto della tenuta ambientale se utilizzato all'aperto.

8. Confronto e Differenziazione Tecnica

Rispetto alle tecnologie più vecchie, questo LED rosso basato su AlInGaP offre una maggiore efficienza luminosa e prestazioni migliori in funzione della temperatura. Il package standard T-1 garantisce un'ampia compatibilità con le impronte PCB e i socket esistenti. La disponibilità di più bin di intensità consente l'ottimizzazione dei costi—selezionando un bin inferiore per indicatori non critici e un bin superiore per applicazioni che richiedono maggiore visibilità. La conformità RoHS è un differenziatore chiave per i prodotti destinati ai mercati globali con normative ambientali severe.

9. Domande Frequenti (FAQ)

D: Posso pilotare questo LED senza una resistenza in serie?
R: No. Far funzionare un LED direttamente da una sorgente di tensione supererebbe molto probabilmente la sua corrente massima nominale, portando a un guasto immediato o rapido. Una resistenza in serie è obbligatoria per la regolazione della corrente.

D: Qual è la differenza tra lunghezza d'onda di picco e lunghezza d'onda dominante?
R: La lunghezza d'onda di picco (λP) è la lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica emessa è massima (639 nm). La lunghezza d'onda dominante (λd) è derivata dalle coordinate cromatiche e rappresenta la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che apparirebbe dello stesso colore all'occhio umano (621-642 nm). La lunghezza d'onda dominante è più rilevante per la percezione del colore.

D: Posso usare questo LED per l'indicazione di tensione inversa?
R: No. Il dispositivo ha una tensione inversa massima nominale di 5V solo per il test della corrente di dispersione. Non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa. Applicare una tensione inversa in un circuito può danneggiarlo.

D: Come interpreto il codice bin sulla busta?
R: L'etichetta della busta include codici per l'intensità luminosa (es. G, H) e la lunghezza d'onda dominante (es. H31). Incrociare questi codici con le tabelle dei bin nella sezione 3 per conoscere i valori minimi e massimi garantiti per i LED in quella busta.

10. Caso Pratico di Applicazione

Scenario:Progettazione di un indicatore di alimentazione per un adattatore DC 12V.
Passaggi di Progettazione:
1. Scegliere una corrente diretta target (IF). Utilizzare il valore tipico di 20mA è standard.
2. Utilizzare la tensione diretta tipica (VF) di 2.4V per il calcolo.
3. Calcolare la resistenza in serie: R = (12V - 2.4V) / 0.020A = 480 Ohm. Il valore standard E24 più vicino è 470 Ohm.
4. Ricalcolare la corrente effettiva: I = (12V - 2.4V) / 470Ω ≈ 20.4 mA (sicura).
5. Calcolare la potenza della resistenza: P = I² * R = (0.0204)² * 470 ≈ 0.195W. Una resistenza standard da 1/4W (0.25W) è sufficiente con un margine.
6. Selezionare un bin di intensità luminosa appropriato. Per un semplice indicatore di alimentazione, un bin inferiore (es. F o G) è spesso adeguato e conveniente.
7. Assicurarsi che la spaziatura dei fori del PCB corrisponda alla spaziatura dei terminali del LED e che la piazzola di saldatura mantenga la distanza richiesta di 3mm dal corpo del LED.

11. Principio di Funzionamento

Un Diodo Emettitore di Luce (LED) è un diodo a giunzione p-n semiconduttore. Quando viene applicata una tensione diretta che supera il potenziale interno della giunzione, gli elettroni dalla regione n e le lacune dalla regione p vengono iniettati attraverso la giunzione. Quando questi portatori di carica si ricombinano nella regione attiva, l'energia viene rilasciata sotto forma di fotoni (luce). La specifica lunghezza d'onda (colore) della luce emessa è determinata dall'energia del bandgap dei materiali semiconduttori utilizzati—in questo caso, Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP) per l'emissione di luce rossa. La lente diffusa incapsula il chip semiconduttore e serve a proteggerlo, modellare il fascio (angolo di visione) e diffondere la luce per un aspetto più uniforme.

12. Tendenze Tecnologiche

Sebbene i LED a foro passante rimangano vitali per la prototipazione, la riparazione e alcune applicazioni che richiedono connessioni meccaniche robuste, la tendenza del settore si è fortemente spostata verso i LED a montaggio superficiale (SMD) per l'assemblaggio automatizzato ad alto volume. I package SMD offrono impronte più piccole, profili più bassi e una migliore idoneità per la saldatura a rifusione. Tuttavia, componenti a foro passante come questo LED T-1 continuano ad essere rilevanti in contesti educativi, progetti hobbistici e applicazioni in cui è previsto un assemblaggio o una sostituzione manuale. I progressi nei materiali come l'AlInGaP hanno migliorato significativamente l'efficienza e la luminosità dei LED rossi rispetto a tecnologie più vecchie come il GaAsP, consentendo un funzionamento a corrente più bassa o un'emissione luminosa più alta. Gli sviluppi futuri in questo fattore di forma potrebbero concentrarsi su ulteriori guadagni di efficienza e un'offerta di colori ampliata all'interno dello stesso package meccanico.