Scheda Tecnica LED LTL42FGRBBH281 - Multicolore (Verde/Rosso/Blu) - 20mA - Montaggio a Foro Passante - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTL42FGRBBH281 è un LED multicolore a foro passante progettato per l'indicazione su circuito stampato. È caratterizzato da un supporto (alloggiamento) in plastica nera ad angolo retto che si accoppia ai componenti LED, migliorando il rapporto di contrasto. Il prodotto è progettato per facilitare l'assemblaggio su circuiti stampati (PCB) ed è disponibile in configurazioni che consentono l'impilamento e un'installazione semplice.

1.1 Vantaggi Principali

• Progettato per facilitare l'assemblaggio su circuito stampato.
• L'alloggiamento nero migliora il rapporto di contrasto per una migliore visibilità.
• Basso consumo energetico ed alta efficienza.
• Prodotto senza piombo conforme alle direttive RoHS.
• Utilizza specifici materiali semiconduttori per l'emissione di colore: InGaN per il chip blu (470nm), AlInGaP per il chip rosso (631nm) e AlInGaP per il chip verde (569nm).

1.2 Applicazioni Target

• Sistemi e periferiche informatiche
• Apparecchiature di comunicazione
• Elettronica di consumo
• Controlli e strumentazione industriali

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

2.1 Valori Massimi Assoluti (TA=25°C)

La seguente tabella dettaglia i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non è consigliato operare al di fuori di questi intervalli.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche (TA=25°C)

Questi parametri definiscono le prestazioni tipiche del dispositivo in condizioni di test specificate.

Note:1. La misura dell'intensità luminosa approssima la risposta dell'occhio CIE. 2. L'angolo di visione è l'angolo fuori asse dove l'intensità è metà del valore assiale. 3. La lunghezza d'onda dominante definisce il colore secondo il diagramma CIE. 4. Iv include una tolleranza di test di ±15%. 5. La corrente inversa è controllata dalla sorgente. 6. La tensione inversa è solo per test; il dispositivo non è per funzionamento inverso.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

La scheda tecnica indica valori tipici per i parametri chiave. In produzione, i dispositivi sono tipicamente suddivisi in bin (gruppi) in base a caratteristiche specifiche per garantire coerenza all'interno di un'applicazione. Sebbene i codici bin esatti non siano forniti in questo documento, i parametri soggetti a binning includono probabilmente:

• Lunghezza d'Onda/Lunghezza d'Onda Dominante (λd):Come mostrato nella tabella delle caratteristiche, ogni colore ha un intervallo min/tip/max. I prodotti sono ordinati in bin in base alla lunghezza d'onda dominante misurata per fornire punti colore consistenti.
• Intensità Luminosa (Iv):L'ampio intervallo (Min a Max) per ogni colore suggerisce che i dispositivi sono suddivisi in bin in base alla loro emissione luminosa per soddisfare i requisiti di luminosità in diverse applicazioni.
• Tensione Diretta (VF):L'intervallo specificato indica che i LED possono essere raggruppati per caduta di tensione diretta, importante per progettare circuiti limitatori di corrente e garantire uniformità di luminosità in configurazioni parallele.

I progettisti dovrebbero consultare le informazioni specifiche di binning del produttore per applicazioni critiche di abbinamento colore o corrente.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento a curve caratteristiche tipiche per ogni colore LED (Verde/Giallo Verde, Rosso, Blu). Queste curve rappresentano graficamente la relazione tra parametri chiave e sono essenziali per la progettazione del circuito.

4.1 Curve IV (Corrente-Tensione) Tipiche

Queste curve tracciano la corrente diretta (IF) rispetto alla tensione diretta (VF) per ogni colore LED a 25°C. Mostrano la relazione non lineare tipica dei diodi. La tensione di ginocchio è circa 2.0V per i LED Verde/Rosso e 3.2V per i LED Blu. I progettisti usano queste curve per determinare la tensione di alimentazione necessaria e il valore della resistenza in serie per ottenere la corrente operativa desiderata (tipicamente 10mA o 20mA come da specifiche).

4.2 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta

Queste curve illustrano come l'emissione luminosa (Iv) aumenti con la corrente diretta (IF). La relazione è generalmente lineare nell'intervallo operativo raccomandato (fino a 20mA CC). Operare al di sopra della corrente massima assoluta può portare a un aumento super-lineare della temperatura di giunzione e a un rapido degrado dell'emissione luminosa e della durata.

4.3 Distribuzione Spettrale

Sebbene non esplicitamente graficata, i parametri per la Lunghezza d'Onda di Picco di Emissione (λP), la Lunghezza d'Onda Dominante (λd) e la Larghezza a Metà Altezza della Linea Spettrale (Δλ) definiscono le caratteristiche spettrali. Δλ indica la purezza del colore; un valore più piccolo denota una luce più monocromatica. I LED Blu hanno il Δλ più ampio (35nm), mentre il Verde è il più stretto (15nm).

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

5.1 Dimensioni di Contorno

Il dispositivo utilizza un package a foro passante con supporto in plastica nera ad angolo retto. Note meccaniche chiave dalla scheda tecnica:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri (pollici).
• La tolleranza è ±0.25mm (.010\") salvo diversa indicazione.
• Il materiale del supporto (alloggiamento) è plastica nera.
• LED1 è di colore verde (giallo verde) con lente diffusa verde.
• LED2 è di colore rosso con lente diffusa bianca.
• LED3 e LED4 sono di colore blu con lenti diffuse bianche.

Il disegno dimensionale esatto è riportato nella scheda tecnica, fornendo misure critiche per la progettazione dell'impronta PCB, inclusa la spaziatura dei terminali, le dimensioni del corpo e il posizionamento dei fori di montaggio.

5.2 Identificazione della Polarità

Per i LED a foro passante, la polarità è tipicamente indicata dalla lunghezza del terminale (terminale più lungo è l'anodo) o da un punto piatto sulla lente o sull'alloggiamento. Il disegno di contorno nella scheda tecnica dovrebbe chiaramente segnare il catodo (solitamente il terminale più corto o quello più vicino a un bordo piatto). La polarità corretta è essenziale per il funzionamento del dispositivo.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Condizioni di Conservazione

L'ambiente di conservazione non deve superare i 30°C o il 70% di umidità relativa. I LED rimossi dalla confezione originale dovrebbero essere utilizzati entro tre mesi. Per conservazione prolungata fuori dalla confezione originale, conservare in un contenitore sigillato con essiccante o in un essiccatore in atmosfera di azoto.

6.2 Pulizia

Utilizzare solventi di pulizia a base alcolica come l'alcol isopropilico se necessaria la pulizia. Evitare sostanze chimiche aggressive che possano danneggiare la lente o l'alloggiamento in plastica.

6.3 Formatura dei Terminali

Piegare i terminali in un punto ad almeno 3mm dalla base della lente del LED. Non utilizzare la base del telaio dei terminali come fulcro. Eseguire la formatura dei terminali prima della saldatura a temperatura normale. Durante l'assemblaggio del PCB, utilizzare la minima forza di serraggio possibile per evitare stress meccanici eccessivi sul componente.

6.4 Parametri di Saldatura

Mantenere una distanza minima di 2mm dalla base della lente/supporto al punto di saldatura. Evitare di immergere la lente/il supporto nella lega di saldatura.

Importante:Temperatura o tempo eccessivi possono deformare la lente o causare guasti. Il reflow IR NON è adatto per questo prodotto a foro passante. La temperatura massima di saldatura a onda non definisce la Temperatura di Deformazione Sotto Carico (HDT) o il punto di fusione del supporto.

7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifica di Confezionamento

La scheda tecnica include una sezione dedicata alle specifiche di confezionamento (riferita come pagina 7/10). Questa dettaglia come i componenti sono forniti, tipicamente in tubi antistatici, bobine o vassoi. Include informazioni sulla quantità per confezione, dimensioni della bobina e orientamento per la movimentazione automatizzata.

7.2 Regola di Numerazione del Modello

Il numero di parte LTL42FGRBBH281 probabilmente codifica attributi chiave. Una convenzione comune include: Serie (LTL), Codice dimensione/package (42), Colore (FGRB per una combinazione di colori) e codice variante/ottica specifico (BH281). La decodifica esatta dovrebbe essere confermata con la guida prodotti del produttore.

8. Raccomandazioni Applicative

8.1 Circuiti Applicativi Tipici

I LED sono dispositivi a corrente. Per garantire uniformità di luminosità quando si collegano più LED in parallelo, deve essere utilizzata una resistenza limitatrice di corrente in serie con CIASCUN LED (Modello Circuito A). Evitare di collegare LED direttamente in parallelo senza resistenze individuali (Modello Circuito B), poiché lievi variazioni nella tensione diretta (VF) causeranno differenze significative nella ripartizione della corrente e, quindi, nella luminosità.

Circuito A (Raccomandato):[Vcc] -- [Resistenza] -- [LED] -- [GND]. Un ramo separato resistenza-LED per ogni LED in parallelo.

Circuito B (Non raccomandato per uniformità):[Vcc] -- [Resistenza] -- [LED1 // LED2 // LED3] -- [GND].

8.2 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

I LED sono sensibili all'elettricità statica. Le misure di prevenzione includono:

• Utilizzare un braccialetto conduttivo o guanti antistatici durante la manipolazione.
• Assicurarsi che tutte le attrezzature, postazioni di lavoro e scaffali di conservazione siano correttamente messi a terra.
• Utilizzare un ionizzatore per neutralizzare la carica statica che può accumularsi sulla lente in plastica durante la manipolazione.

8.3 Considerazioni Termiche

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (52-76 mW), mantenere la temperatura di giunzione entro l'intervallo operativo (-30°C a +85°C) è cruciale per longevità ed emissione luminosa stabile. Assicurare un'adeguata spaziatura sul PCB e considerare la temperatura ambiente nell'involucro. Operare alla corrente continua massima o vicino ad essa genererà più calore.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Il LTL42FGRBBH281 offre vantaggi specifici nella sua categoria:

• Multicolore in Singolo Package:Integra più chip LED (Verde/Giallo Verde, Rosso, Blu) con lenti diffuse distinte, adatto per indicazione multi-stato.
• Supporto ad Angolo Retto:L'alloggiamento nero ad angolo retto è progettato per un facile montaggio su PCB e fornisce una direzione di visione definita, migliorando il contrasto.
• Design Impilabile:Il design dell'alloggiamento consente l'impilamento, permettendo la creazione di array verticali o orizzontali per display a barre o multi-segmento.
• Affidabilità del Montaggio a Foro Passante:Offre una connessione meccanica robusta al PCB, adatta per applicazioni soggette a vibrazioni o che richiedono assemblaggio/riparazione manuale.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D1: Posso pilotare il LED blu a 20mA come quello rosso?

R: La tabella dei Valori Massimi Assoluti specifica una Corrente Diretta Continua di 20mA per tutti i colori. Tuttavia, la tabella delle Caratteristiche Elettriche elenca condizioni di test di IF=10mA per Blu e Verde, e IF=20mA per Rosso. Per un funzionamento affidabile a lungo termine, è consigliabile far funzionare i LED Blu e Verdi a o vicino a 10mA, poiché questa è la condizione sotto la quale sono garantite le loro specifiche ottiche. Superare questo valore può ridurre la durata o alterare il colore.

D2: Perché la corrente inversa per il LED Blu (10μA) è molto più bassa di quella per Verde/Rosso (100μA)?

R: Questa differenza è intrinseca ai materiali semiconduttori utilizzati (InGaN per il Blu vs. AlInGaP per Rosso/Verde). Le caratteristiche della giunzione del diodo, inclusa la corrente di dispersione inversa, variano con il bandgap del materiale e il processo di fabbricazione.

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

R: La Lunghezza d'Onda di Picco è la singola lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale è massima. La Lunghezza d'Onda Dominante è derivata dal diagramma di cromaticità CIE e rappresenta il colore percepito della luce; è la singola lunghezza d'onda che corrisponderebbe alla sensazione di colore. λd è più rilevante per la specifica del colore in applicazioni centrate sull'uomo.

D4: È necessario un dissipatore di calore?

R: Data la bassa dissipazione di potenza (max 76mW per il Blu), un dissipatore dedicato generalmente non è richiesto per il funzionamento standard entro i limiti di corrente specificati. Un layout PCB adeguato con una certa area di rame attorno ai terminali sarà sufficiente per la dissipazione del calore nella maggior parte degli ambienti.

11. Caso di Studio Applicativo Pratico

Scenario: Progettazione di un Indicatore di Stato Multifunzione per un Controllore Industriale.

Un controllore logico programmabile industriale (PLC) richiede un singolo indicatore per mostrare più stati: Standby (Verde), In Esecuzione (Verde Lampeggiante), Guasto (Rosso) e Comunicazione Attiva (Blu).

Implementazione del Progetto:

1. Il LTL42FGRBBH281 è selezionato per la sua capacità multicolore integrata in un unico package a foro passante, risparmiando spazio sulla scheda rispetto all'uso di tre LED separati.

2. Un pin GPIO del microcontrollore è collegato a ciascun catodo del LED (tramite una resistenza limitatrice di corrente), con gli anodi collegati al rail di alimentazione. Ciò consente il controllo indipendente di ogni colore.

3. I valori delle resistenze sono calcolati usando R = (Vcc - VF) / IF. Per un'alimentazione di 5V: R_Verde/Rosso ≈ (5V - 2.5V) / 0.01A = 250Ω; R_Blu ≈ (5V - 3.8V) / 0.01A = 120Ω. Sono scelti valori standard di resistenza (270Ω e 120Ω).

4. L'alloggiamento ad angolo retto consente all'indicatore di essere montato sul bordo del PCB, rivolto verso l'esterno attraverso un'apertura nel pannello. L'alloggiamento nero garantisce un alto contrasto contro il pannello.

5. Il software controlla il modello di lampeggiamento per lo stato "In Esecuzione" commutando il pin del LED Verde.

Questo progetto sfrutta le caratteristiche chiave del prodotto: integrazione multicolore, facilità di assemblaggio e alloggiamento ad alto contrasto.

12. Principio di Funzionamento

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a giunzione p-n semiconduttore che emettono luce attraverso l'elettroluminescenza. Quando viene applicata una tensione diretta che supera il potenziale intrinseco della giunzione, gli elettroni dalla regione n si ricombinano con le lacune dalla regione p nella regione attiva. Questa ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La lunghezza d'onda (colore) della luce emessa è determinata dall'energia del bandgap del materiale semiconduttore utilizzato nella regione attiva. Il LTL42FGRBBH281 utilizza AlInGaP per l'emissione rossa e verde e InGaN per l'emissione blu. La lente in plastica serve a focalizzare la luce, proteggere il die semiconduttore e, quando diffusa, ad ampliare l'angolo di visione e ammorbidire l'aspetto della luce.

13. Tendenze Tecnologiche

La lampada LED a foro passante rappresenta una tecnologia di confezionamento matura e affidabile. Le tendenze attuali del settore mostrano un forte spostamento verso package a montaggio superficiale (SMD) (es. 0603, 0805, 1206 e package di potenza più grandi) per la maggior parte dei nuovi progetti, grazie alla loro impronta più piccola, idoneità per l'assemblaggio automatizzato pick-and-place e profilo più basso. Tuttavia, componenti a foro passante come il LTL42FGRBBH281 rimangono rilevanti in nicchie specifiche: applicazioni che richiedono estrema robustezza meccanica, isolamento ad alta tensione, assemblaggio/riparazione manuale, kit educativi o dove le caratteristiche di visione ad angolo retto e impilamento sono specificamente vantaggiose. La tecnologia continua a beneficiare di miglioramenti nei materiali semiconduttori (es. maggiore efficienza, migliore resa cromatica) e nelle tecniche di stampaggio della plastica, anche all'interno del fattore di forma a foro passante.