Lampada LED a foro passante rotonda da 6.2mm LTL30SETG3JA - Rosso 625nm / Verde 530nm - 20mA - 125mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per una lampada LED a foro passante rotonda da 6.2mm, identificata dal numero di parte LTL30SETG3JA. Il dispositivo è progettato come sorgente luminosa indicatrice ad alta luminosità adatta a varie applicazioni di segnaletica. Utilizza due distinte tecnologie a semiconduttore: AlGaInP per l'emettitore rosso e InGaN per l'emettitore verde, ciascuna con specifiche caratteristiche di lunghezza d'onda.

1.1 Vantaggi Principali

I principali vantaggi di questa lampada LED includono l'elevata intensità luminosa, che garantisce un'ottima visibilità. Presenta un basso consumo energetico abbinato ad un'alta efficienza luminosa, contribuendo al risparmio energetico. Il package è realizzato con tecnologia epossidica avanzata che offre un'eccellente resistenza all'umidità e incorpora inibitori UV, migliorando la sua durata e affidabilità per un uso a lungo termine sia in ambienti interni che esterni. Il prodotto è privo di piombo e conforme alle direttive RoHS.

1.2 Mercato di Riferimento e Applicazioni

Il diagramma di radiazione uniforme e l'alta luminosità rendono questo LED ideale per applicazioni che richiedono visibilità chiara e a lunga distanza. Le principali applicazioni target includono cartelli per segnaletica stradale, cartelloni pubblicitari di grande formato, segnali a messaggio variabile e segnaletica su veicoli di trasporto pubblico come gli autobus.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce una suddivisione dettagliata dei parametri elettrici, ottici e termici che definiscono i limiti operativi e le prestazioni del LED.

2.1 Valori Nominali Assoluti Massimi

Questi valori specificano i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Sono definiti ad una temperatura ambiente (TA) di 25°C. La massima dissipazione di potenza continua è di 125 mW per il chip rosso e 112 mW per quello verde. La massima corrente diretta continua è di 50 mA per il rosso e 30 mA per il verde. Per il funzionamento in impulso (ciclo di lavoro ≤ 1/10, larghezza impulso ≤ 10ms), è consentita una corrente diretta di picco di 100 mA per entrambi i colori. La massima tensione inversa è di 5 V. Il dispositivo può operare in un intervallo di temperatura ambiente da -30°C a +85°C e essere stoccato da -40°C a +100°C. I terminali possono sopportare la saldatura a 260°C per un massimo di 5 secondi, a condizione che il punto di saldatura sia ad almeno 2.0mm dal corpo del LED.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Queste caratteristiche sono misurate in condizioni di prova standard (TA=25°C, IF=20mA) e rappresentano le prestazioni tipiche. L'intensità luminosa (Iv) per il LED rosso ha un valore tipico di 4200 mcd (min 1500 mcd), mentre il LED verde ha un valore tipico di 6900 mcd (min 3000 mcd). L'angolo di visione (2θ1/2) per entrambi i colori è di 30 gradi con una tolleranza di ±2 gradi. La lunghezza d'onda di picco di emissione (λP) è tipicamente di 627 nm per il rosso e 525 nm per il verde. La lunghezza d'onda dominante (λd) varia da 620-630 nm per il rosso e 525-535 nm per il verde. La tensione diretta (VF) è tipicamente di 2.5 V per il rosso (max 3.2 V) e 3.75 V per il verde (max 4.5 V). La corrente inversa (IR) è al massimo di 100 µA a VR=5V.

2.3 Caratteristiche Termiche

La gestione termica è cruciale per la longevità del LED. È specificato il fattore di derating per la corrente diretta continua. Per il LED rosso, la corrente deve essere ridotta linearmente di 0.84 mA per ogni grado Celsius sopra i 50°C. Per il LED verde, il derating è di 0.36 mA/°C sopra i 50°C. Ciò garantisce che la temperatura di giunzione rimanga entro limiti sicuri, prevenendo un degrado accelerato o guasti catastrofici.

3. Specifica del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base all'intensità luminosa e alla lunghezza d'onda dominante.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

La tabella di binning dell'intensità categorizza i LED utilizzando un codice a due caratteri (es. UR, VS, WU). La prima lettera (U, V, W) definisce l'intervallo di intensità luminosa verde: U (3000-4000 mcd), V (4000-5300 mcd), W (5300-6900 mcd). La seconda lettera (R, S, T, U) definisce l'intervallo di intensità luminosa rossa: R (1500-1900 mcd), S (1900-2500 mcd), T (2500-3200 mcd), U (3200-4200 mcd). Si applica una tolleranza di ±15% a ciascun limite del bin.

3.2 Binning della Tonalità (Lunghezza d'Onda)

Per il LED verde, è fornito un binning della tonalità separato. Il codice bin G1 copre un intervallo di lunghezza d'onda dominante di 525-530 nm, e G2 copre 530-535 nm. La tolleranza per ciascun limite del bin è di ±1 nm. Ciò consente ai progettisti di selezionare LED con punti colore molto specifici se richiesto dalla loro applicazione.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene nel datasheet siano referenziate curve grafiche specifiche (Fig.1, Fig.6), qui se ne analizzano le implicazioni tipiche. La curva corrente diretta vs. tensione diretta (I-V) è non lineare, caratteristica di un diodo. L'intensità luminosa è approssimativamente proporzionale alla corrente diretta entro l'intervallo operativo consigliato. La curva di distribuzione spettrale mostra la potenza radiante relativa in funzione della lunghezza d'onda, con le lunghezze d'onda di picco e dominanti identificate. Il diagramma dell'angolo di visione illustra il diagramma di radiazione spaziale, confermando l'angolo di metà intensità di 30 gradi.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

5.1 Dimensioni di Contorno

Il LED presenta una lente rotonda standard da 6.2mm di diametro. Le note dimensionali chiave includono: tutte le dimensioni sono in millimetri (pollici); la tolleranza standard è ±0.25mm se non specificato; la massima sporgenza della resina sotto la flangia è di 1.0mm; la distanza tra i terminali è misurata nel punto in cui essi escono dal corpo del package. La polarità è indicata dal terminale dell'anodo (+) più lungo e/o da un punto piatto sul bordo della lente vicino al terminale del catodo (-).

5.2 Specifiche di Imballaggio

I LED sono forniti in sacchetti da imballaggio contenenti 500, 200 o 100 pezzi. Dieci di questi sacchetti sono confezionati in una scatola interna, per un totale di 5.000 pezzi. Otto scatole interne sono confezionate in una scatola di spedizione esterna, per un totale di 40.000 pezzi. In qualsiasi lotto di spedizione, solo la confezione finale può contenere una quantità non completa.

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 prima della saldatura, e la base della lente non deve essere utilizzata come fulcro. Durante l'assemblaggio del PCB, deve essere utilizzata una forza di serraggio minima. Per la saldatura, mantenere una distanza minima di 3mm (per saldatore) o 2mm (per onda) tra il punto di saldatura e la base della lente. Non immergere la lente nella lega di saldatura. Condizioni di saldatura consigliate: temperatura del saldatore max 350°C per max 3 secondi (una sola volta). Saldatura a onda: pre-riscaldo max 100°C per max 60s, onda di saldatura max 260°C per max 5s. Il riflusso a infrarossi (IR) non è adatto per questo prodotto a foro passante. Calore o tempo eccessivi possono deformare la lente o distruggere il LED.

7. Raccomandazioni Applicative e Considerazioni di Progetto

7.1 Progetto del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando si collegano più LED in parallelo, si raccomanda vivamente di utilizzare una resistenza di limitazione della corrente individuale in serie con ciascun LED (Circuito A). Non è raccomandato collegare i LED direttamente in parallelo senza resistenze individuali (Circuito B), poiché lievi variazioni nella caratteristica della tensione diretta (Vf) tra i singoli LED causeranno differenze significative nella ripartizione della corrente e, di conseguenza, nella luminosità.

7.2 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Il LED è suscettibile ai danni da scariche elettrostatiche o sovratensioni. Dovrebbero essere implementate appropriate misure di prevenzione ESD nell'ambiente di manipolazione e assemblaggio, come l'uso di postazioni di lavoro messe a terra, braccialetti conduttivi e pavimentazione conduttiva.

7.3 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 dovrebbero essere utilizzati entro tre mesi. Per uno stoccaggio più lungo al di fuori della confezione originale, utilizzare un contenitore sigillato con essiccante o un essiccatore a azoto. Se è necessaria la pulizia, utilizzare solventi a base alcolica come l'alcool isopropilico.

8. Confronto e Differenziazione Tecnica

Rispetto ai LED generici da 5mm, questa lampada da 6.2mm offre un'intensità luminosa significativamente più alta, rendendola adatta ad applicazioni che richiedono distanze di visione maggiori o indicazioni più luminose. L'uso di AlGaInP per il rosso fornisce alta efficienza ed eccellente purezza del colore nello spettro rosso-arancio. Il chip verde InGaN offre alta luminosità. La lente bianca diffusa integrata fornisce un angolo di visione uniforme, a differenza delle lenti trasparenti che possono avere un fascio più focalizzato. La resina epossidica rinforzata con inibitore UV è specificamente mirata alla durabilità esterna, un differenziatore chiave rispetto ai LED standard di grado interno.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare questo LED a 30mA in modo continuo?

R: Per il LED rosso, sì, poiché la sua corrente continua massima è di 50mA. Per il LED verde, 30mA è il valore nominale assoluto massimo in continua; un funzionamento continuo a questo livello senza un adeguato derating termico potrebbe ridurre la durata di vita. Si consiglia di operare al tipico 20mA per entrambi.

D: Quale valore di resistenza devo usare per un'alimentazione a 12V?

R: Utilizzando la Legge di Ohm: R = (Valimentazione - Vf_LED) / I_LED. Per un LED verde (Vf~3.75V) a 20mA: R = (12 - 3.75) / 0.02 = 412.5 Ohm. Utilizzare il valore standard più vicino (es. 390 o 430 Ohm) e calcolare la potenza nominale della resistenza: P = I^2 * R.

D: Questo LED è adatto per dispositivi alimentati a batteria?

R: Sì, la sua alta efficienza luminosa (alto rapporto mcd/mA) lo rende adatto per applicazioni alimentate a batteria dove il consumo energetico è una preoccupazione, specialmente quando pilotato a 20mA o meno.

10. Caso di Studio di Applicazione Pratica

Scenario: Progettazione di un cartello luminoso "Fermata Autobus" per uso esterno.

Considerazioni di Progetto: Il cartello deve essere chiaramente visibile giorno e notte. L'utilizzo dei LED verdi (Bin W per la massima luminosità) per il testo fornirebbe un alto contrasto. L'angolo di visione di 30 gradi garantisce che il cartello sia leggibile da un ampio angolo di approccio. I LED devono essere pilotati con resistenze di limitazione della corrente individuali collegate ad un alimentatore a tensione costante, con i valori delle resistenze calcolati in base alla tensione di alimentazione e alla Vf tipica del LED verde. Il progetto del PCB deve mantenere la distanza minima di 2-3mm tra la piazzola di saldatura e il corpo del LED come da linee guida di saldatura. La resina epossidica resistente ai UV garantisce che la lente non ingiallisca o si degradi nel corso degli anni di esposizione al sole, mantenendo l'emissione luminosa e il colore.

11. Introduzione al Principio di Funzionamento

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a semiconduttore che emettono luce quando una corrente elettrica li attraversa. Questo fenomeno è chiamato elettroluminescenza. In un LED, gli elettroni si ricombinano con le lacune all'interno del materiale semiconduttore (AlGaInP per il rosso, InGaN per il verde), rilasciando energia sotto forma di fotoni. La specifica lunghezza d'onda (colore) della luce è determinata dal bandgap energetico del materiale semiconduttore. La lente epossidica serve a proteggere il chip semiconduttore, modellare il diagramma di radiazione (angolo di visione di 30 gradi in questo caso) e, in questo prodotto, incorpora un diffusore per creare un aspetto uniforme.

12. Tendenze Tecnologiche

La tendenza generale nella tecnologia LED è verso una maggiore efficacia (più lumen per watt), un miglioramento della resa cromatica e costi più bassi. Per LED indicatori come questo, le tendenze includono la miniaturizzazione (package più piccoli con output simile), l'integrazione di più chip (RGB) in un unico package e lo sviluppo di materiali di incapsulamento più robusti per ambienti estremi. La scienza dei materiali sottostante per i LED rossi (AlGaInP) e verdi/blu (InGaN) continua a maturare, portando a miglioramenti incrementali in efficienza e durata di vita. La spinta all'efficienza energetica in tutti i dispositivi elettronici continua a favorire la tecnologia LED rispetto agli indicatori tradizionali a incandescenza o al neon.