Scheda Tecnica LED a Foro Passante LTL-R42FGG1H214T - Dimensioni - Tensione 2.0V - Potenza 52mW - Colore Giallo-Verde - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per una lampada LED a montaggio a foro passante, progettata specificamente come Indicatore per Circuiti Stampati (CBI). Il dispositivo è composto da un supporto (housing) plastico nero ad angolo retto che integra il componente LED. Questo design è concepito per una chiara indicazione visiva dello stato su schede elettroniche.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

Il prodotto offre diverse caratteristiche chiave che ne migliorano le prestazioni e l'usabilità nelle applicazioni elettroniche:

• Design ad Alto Contrasto:Il materiale nero dell'housing è selezionato per fornire un elevato rapporto di contrasto con il LED illuminato, migliorando la visibilità.
• Lente Diffusa:La lente è verde e diffusa, il che contribuisce ad ammorbidire e distribuire la luce emessa, riducendo l'abbagliamento e creando un aspetto più uniforme.
• Efficienza Energetica:Il dispositivo è caratterizzato da un basso consumo energetico pur mantenendo un'elevata efficienza luminosa.
• Conformità Ambientale:Il prodotto è privo di piombo e conforme alla direttiva sulla restrizione delle sostanze pericolose (RoHS).
• Tecnologia LED:La sorgente luminosa utilizza un chip semiconduttore in AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio), che emette nello spettro giallo-verde.
• Adatto per Assemblaggio Automatico:I componenti sono forniti in confezione a nastro e bobina, adatti per i processi di assemblaggio automatico pick-and-place.

1.2 Applicazioni e Mercati di Riferimento

Questo indicatore LED è adatto per un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche in diversi settori, tra cui:

• Sistemi Informatici:Indicatori di stato su schede madri, server e periferiche.
• Apparecchiature di Comunicazione:Luci di segnale e di stato in hardware di rete, router e switch.
• Elettronica di Consumo:Indicatori di accensione, luci di stato delle funzioni in elettrodomestici e apparecchi audio/video.
• Controlli Industriali:Indicatori di stato macchina, guasti e illuminazione pannelli in sistemi di automazione e controllo.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce una dettagliata suddivisione dei limiti operativi e delle caratteristiche prestazionali del dispositivo in condizioni di test standard (TA=25°C).

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non è consigliato operare a o vicino a questi limiti per prestazioni affidabili.

• Dissipazione di Potenza (Pd):52 mW. Questa è la massima quantità di potenza che il dispositivo può dissipare in sicurezza sotto forma di calore.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):60 mA. Questa corrente è ammissibile solo in condizioni pulsate (duty cycle ≤ 1/10, larghezza impulso ≤ 0.1ms).
• Corrente Diretta Continua (I_F):20 mA. Questa è la massima corrente consigliata per il funzionamento continuo in corrente continua.
• Derating della Corrente:Oltre i 30°C di temperatura ambiente, la massima corrente diretta continua ammissibile deve essere ridotta linearmente al ritmo di 0.27 mA per grado Celsius.
• Intervallo di Temperatura Operativa:-30°C a +85°C. Il dispositivo è progettato per funzionare entro questo intervallo di temperatura ambiente.
• Intervallo di Temperatura di Stoccaggio:-40°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura dei Terminali:260°C per un massimo di 5 secondi, misurata a 2.0mm (0.079 pollici) dal corpo del componente.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi parametri definiscono le prestazioni tipiche del dispositivo quando operato in condizioni specificate (I_F= 10mA, TA=25°C).

• Intensità Luminosa (I_V):8.7 mcd (Min), 15 mcd (Tip), 29 mcd (Max). Misura la potenza percepita della luce emessa. La garanzia include una tolleranza di test del ±15%.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):100 gradi (Tip). Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa è la metà del valore misurato sull'asse.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):572 nm (Tip). La lunghezza d'onda alla quale l'emissione spettrale è più forte.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):566 nm (Min), 569 nm (Tip), 574 nm (Max). Questa è la singola lunghezza d'onda che meglio rappresenta il colore percepito della luce, derivata dal diagramma di cromaticità CIE.
• Larghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ):15 nm (Tip). Una misura della purezza spettrale o della larghezza di banda della luce emessa.
• Tensione Diretta (V_F):1.6 V (Min), 2.0 V (Tip), 2.5 V (Max). La caduta di tensione ai capi del LED quando conduce la corrente diretta specificata.
• Corrente Inversa (I_R):100 µA (Max) ad una Tensione Inversa (V_R) di 5V.Importante:Il dispositivo non è progettato per operare in polarizzazione inversa; questa condizione di test è solo per caratterizzazione.

3. Specifica del Sistema di Binning

Per garantire coerenza nelle applicazioni, i LED sono selezionati (binnati) in base a parametri ottici chiave. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfino specifici requisiti di luminosità e colore.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I LED sono categorizzati in bin in base alla loro intensità luminosa misurata a I_F= 10mA. Ogni bin ha una tolleranza di ±15% sui suoi limiti.

• Bin L3:8.7 mcd (Min) a 12.6 mcd (Max)
• Bin L2:12.6 mcd (Min) a 19 mcd (Max)
• Bin L1:19 mcd (Min) a 29 mcd (Max)

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante (Tonalità)

I LED sono anche binnati per la loro lunghezza d'onda dominante per controllare la coerenza del colore. La tolleranza per ogni limite di bin è di ±1 nm.

• Bin H06:566.0 nm a 568.0 nm
• Bin H07:568.0 nm a 570.0 nm
• Bin H08:570.0 nm a 572.0 nm
• Bin H09:572.0 nm a 574.0 nm

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene dati grafici specifici siano referenziati nel documento sorgente, le tipiche curve di prestazione per tali LED illustrerebbero la relazione tra parametri chiave. Queste sono essenziali per il design dettagliato del circuito e la comprensione del comportamento del dispositivo in condizioni non standard.

4.1 Curve Caratteristiche Tipiche

I progettisti dovrebbero aspettarsi di analizzare curve che includono:

• Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V):Mostra la relazione esponenziale, critica per determinare la tensione di pilotaggio richiesta e il valore della resistenza in serie.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:Dimostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, fino al valore massimo nominale.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra la riduzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione, che è influenzata dalla temperatura ambiente e dalla corrente di pilotaggio.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra il picco a ~572 nm e la larghezza spettrale.
• Diagramma dell'Angolo di Visione:Un grafico polare che illustra la distribuzione angolare dell'intensità luminosa emessa.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

5.1 Dimensioni di Contorno

Il dispositivo presenta un design di montaggio a foro passante ad angolo retto. Le note dimensionali chiave includono:

• Tutte le dimensioni principali sono fornite in millimetri, con i pollici tra parentesi.
• Si applica una tolleranza generale di ±0.25mm (±0.010\") salvo diversa specifica.
• Il materiale dell'housing è plastica nera/grigio scuro.
• I LED integrati sono giallo-verdi con una lente diffusa verde.

5.2 Specifica di Imballaggio

I componenti sono forniti per l'assemblaggio automatico.

• Nastro Portacomponenti:Realizzato in lega di polistirene conduttivo nero, con uno spessore di 0.50 mm ±0.06 mm.
• Dimensioni del Nastro:La tolleranza cumulativa per 10 passi dei fori di trascinamento è di ±0.20 mm.
• Quantità per Bobina:Ogni bobina standard da 13 pollici contiene 350 pezzi.
• Dimensioni della Bobina:Vengono utilizzate dimensioni standard della bobina (ad es., tipo PS6) per compatibilità con le apparecchiature automatiche.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Una manipolazione corretta è cruciale per mantenere l'affidabilità e prevenire danni.

6.1 Stoccaggio e Pulizia

• Stoccaggio:Per lo stoccaggio a lungo termine al di fuori della confezione originale (oltre 3 mesi), utilizzare un contenitore sigillato con essiccante o in atmosfera di azoto. Le condizioni di stoccaggio consigliate sono ≤30°C e ≤70% di umidità relativa.
• Pulizia:Se necessario, pulire solo con solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico.

6.2 Formatura dei Terminali e Assemblaggio su PCB

• Piegare i terminali in un punto ad almeno 3mm dalla base della lente del LED. Non utilizzare la base della lente come fulcro.
• Eseguire tutta la formatura dei terminali a temperatura ambiente eprima soldering.
• Durante l'inserimento nel PCB, applicare la minima forza di serraggio necessaria per evitare stress meccanici sul componente.

6.3 Processo di Saldatura

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

• Saldatura Manuale (Saldatore):Temperatura massima 350°C per non più di 3 secondi per giunto.
• Saldatura ad Onda:Temperatura massima di pre-riscaldamento 120°C fino a 100 secondi. Temperatura massima dell'onda di saldatura 260°C per non più di 5 secondi. Assicurarsi che l'onda di saldatura non entri in contatto entro 2mm dalla base della lente.
• Nota Critica:Temperature o tempi eccessivi possono causare deformazione della lente o guasto catastrofico del LED. Evitare stress sui terminali mentre il LED è caldo.

7. Raccomandazioni per il Design Applicativo

7.1 Design del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando si utilizzano più LED, specialmente in configurazioni parallele, èfortemente raccomandatoutilizzare una resistenza limitatrice di corrente in serie con ciascun LED.

• Circuito Consigliato (A):Ogni LED ha la propria resistenza in serie collegata all'alimentazione di tensione. Ciò compensa le normali variazioni della tensione diretta (V_F) tra i singoli LED, garantendo che tutti ricevano una corrente simile e quindi abbiano una luminosità simile.
• Circuito Non Consigliato (B):Non è consigliabile collegare più LED direttamente in parallelo con una singola resistenza condivisa. Piccole differenze nelle caratteristiche I-V di ciascun LED possono causare uno squilibrio significativo della corrente, portando a luminosità non uniforme e potenziale sovracorrente in un dispositivo mentre altri sono sotto-pilotati.

7.2 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

I LED sono suscettibili ai danni da scariche elettrostatiche. Implementare le seguenti precauzioni nell'ambiente di manipolazione e assemblaggio:

• Il personale dovrebbe indossare braccialetti o guanti antistatici collegati a terra.
• Tutte le apparecchiature, postazioni di lavoro e mobili di stoccaggio devono essere correttamente collegati a terra.
• Utilizzare ionizzatori per neutralizzare le cariche statiche che possono accumularsi sulla lente plastica durante la manipolazione.
• Mantenere programmi di formazione e certificazione per il personale che opera in aree protette da ESD.

7.3 Ambito Applicativo e Limitazioni

Questo LED è adatto per applicazioni di indicazione generale in cartellonistica elettronica sia indoor che outdoor, nonché in apparecchiature elettroniche standard. Il progettista deve garantire che le condizioni operative (corrente, temperatura) rimangano entro i Valori Massimi Assoluti specificati e le condizioni operative raccomandate delineate in questo documento.

8. Confronto Tecnico e Considerazioni di Progettazione

8.1 Differenziatori Chiave

Rispetto alle lampade LED di base, questo prodotto offre caratteristiche integrate:

• Housing Integrato:Il supporto nero ad angolo retto fornisce supporto meccanico, semplifica il layout della scheda e migliora il contrasto senza richiedere una mascherina o un light pipe separato.
• Emissione Diffusa:La lente diffusa integrata offre una sorgente luminosa più morbida e con un angolo di visione più ampio rispetto ai LED con lente trasparente, spesso preferibile per indicatori di stato.
• Imballaggio Pronto per l'Automazione:L'imballaggio a nastro e bobina supporta direttamente i processi di produzione ad alto volume.

8.2 Checklist di Progettazione

• Verificare l'intensità luminosa richiesta e selezionare il bin appropriato (L1, L2, L3).
• Confermare l'intervallo di colore accettabile e selezionare il corrispondente bin di lunghezza d'onda (H06-H09).
• Calcolare il valore della resistenza in serie in base alla tensione di alimentazione (V_{alimentazione}), la V_F tipica del LED (es., 2.0V) e la corrente operativa desiderata (≤20mA DC). Formula: R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F.
• Assicurarsi che il layout del PCB fornisca il distacco obbligatorio di 2mm tra la piazzola di saldatura e il corpo del componente.
• Pianificare la dissipazione del calore se si opera vicino alla corrente massima o in alte temperature ambiente, considerando la curva di derating.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

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

Lunghezza d'Onda di Picco (λ_P):Questa è la lunghezza d'onda fisica alla quale il chip LED emette la massima potenza ottica. È una proprietà del materiale semiconduttore.Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):Questo è un valore calcolato che rappresenta il colore percepito della luce come visto dall'occhio umano, basato sulle funzioni di corrispondenza dei colori CIE. Per una sorgente monocromatica come questo LED giallo-verde, sono tipicamente vicine, ma λ_dè il parametro critico per la specifica del colore nelle applicazioni.

9.2 Posso pilotare questo LED con 20mA in modo continuo?

Sì, 20mA è la massima corrente diretta continua specificata a 25°C ambiente. Tuttavia, per una maggiore affidabilità a lungo termine e per tenere conto di temperature ambiente più elevate, è spesso buona pratica pilotare i LED a una corrente inferiore, come 10-15mA, se i requisiti di luminosità dell'applicazione lo consentono. Ricordarsi di applicare il derating sopra i 30°C ambiente.

9.3 Perché è necessaria una resistenza in serie anche se il mio alimentatore è a corrente limitata?

Una resistenza in serie dedicata fornisce una regolazione di corrente locale e precisa per ciascun LED. Offre anche protezione contro picchi di tensione transitori e aiuta a bilanciare la corrente in stringhe parallele. Affidarsi esclusivamente a un alimentatore a livello di sistema a corrente limitata potrebbe non fornire una protezione o un bilanciamento adeguati per i singoli componenti LED, specialmente se la regolazione dell'alimentatore non è estremamente stretta o se l'impedenza del cablaggio varia.

10. Esempio di Applicazione Pratica

10.1 Progettazione di un Pannello Indicatore a Doppio Stato

Scenario:Un router di rete richiede due LED di stato: "Alimentazione Accesa" (fisso) e "Attività di Rete" (lampeggiante). Entrambi devono essere chiaramente visibili su un pannello scuro.

Passi di Progettazione:

1. Selezione del Componente:Questo LED è adatto grazie al suo housing nero ad alto contrasto e alla luce verde diffusa. Selezionare i bin per un colore consistente (es., H07) e una luminosità adeguata (es., L2).
2. Progettazione del Circuito:La scheda madre del router fornisce una linea a 3.3V. Per una corrente target di 10mA:
   
   R = (3.3V - 2.0V) / 0.010A = 130 Ohm. Si può utilizzare il valore standard più vicino di 130Ω o 150Ω.
3. Layout del PCB:Posizionare i LED sul bordo della scheda. Il design ad angolo retto consente loro di puntare perpendicolarmente alla scheda, rivolti verso il foro del pannello. Assicurarsi che le piazzole di saldatura siano posizionate a >2mm dal bordo del foro di montaggio per mantenere il distacco richiesto.
4. Pilotaggio:Il LED "Alimentazione Accesa" è collegato direttamente alla linea a 3.3V tramite la sua resistenza in serie. Il LED "Attività di Rete" è collegato a un pin GPIO del microcontrollore principale tramite la sua resistenza in serie, consentendo il lampeggiamento controllato via software.
5. Risultato:Una soluzione indicatore pulita e affidabile con colore e luminosità uniformi, facilmente assemblata tramite processi automatizzati utilizzando la fornitura a nastro e bobina.

11. Principi Tecnici

11.1 Principio di Funzionamento del LED

Un Diodo Emettitore di Luce (LED) è un diodo a giunzione p-n semiconduttore. Quando viene applicata una tensione diretta, gli elettroni del materiale di tipo n si ricombinano con le lacune del materiale di tipo p all'interno della regione attiva della giunzione. Questo processo di ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica lunghezza d'onda (colore) della luce emessa è determinata dal bandgap del materiale semiconduttore utilizzato—in questo caso, AlInGaP per l'emissione giallo-verde. La lente diffusa sopra il chip è realizzata in epossidico o materiale simile che disperde la luce, creando un fascio più ampio e uniforme.

12. Tendenze e Contesto del Settore

12.1 Evoluzione dei LED Indicatori

Sebbene i LED indicatori di base rimangano essenziali, le tendenze includono un passaggio verso materiali ad alta efficienza (come InGaN per colori più ampi), correnti operative più basse e pacchetti a montaggio superficiale (SMD) per la miniaturizzazione. Tuttavia, componenti a foro passante come questo mantengono rilevanza in applicazioni che richiedono maggiore robustezza meccanica, un assemblaggio manuale più facile per prototipi o piccoli volumi, o dove il fattore di forma ad angolo retto è specificamente vantaggioso per il montaggio su pannello. L'integrazione dell'housing con il LED, come visto qui, rappresenta un approccio a valore aggiunto che semplifica il processo di assemblaggio dell'utente finale.