Scheda Tecnica LED LTL1DETBYJR5 - Package T-1 - Blu/Giallo - 20mA - 3.8V - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

L'LTL1DETBYJR5 è un LED a foro passante progettato per applicazioni di indicazione di stato e segnalazione. È disponibile in un package standard di tipo T-1, offrendo una soluzione affidabile ed economica per un'ampia gamma di dispositivi elettronici.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

Questo prodotto LED si caratterizza per il basso consumo energetico e l'alta efficienza, rendendolo adatto a progetti sensibili all'energia. È conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose), essendo privo di piombo. Inoltre, è classificato come prodotto alogeno-free, con il contenuto di cloro (Cl) e bromo (Br) rigorosamente controllato al di sotto di 900 ppm ciascuno, e il loro totale combinato inferiore a 1500 ppm. Il dispositivo utilizza la tecnologia InGaN per il chip Blu e la tecnologia AlInGaP per il chip Giallo, entrambi incapsulati in una lente diffondente bianca che garantisce un aspetto della luce uniforme.

1.2 Applicazioni e Mercati di Riferimento

I principali ambiti applicativi per questo LED includono apparecchiature di comunicazione, periferiche per computer, elettronica di consumo ed elettrodomestici. La sua versatilità e il fattore di forma standard lo rendono una scelta comune per indicatori di alimentazione, spie di stato e retroilluminazione in vari prodotti elettronici.

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

2.1 Valori Massimi Assoluti

Tutti i valori sono specificati a una temperatura ambiente (TA) di 25°C. Superare questi limiti può causare danni permanenti.

• Dissipazione di Potenza:Giallo: 78 mW max; Blu: 120 mW max. Questo parametro definisce la potenza massima che il LED può dissipare sotto forma di calore.
• Corrente Diretta di Picco:90 mA per entrambi i colori, ma solo in condizioni pulsate (ciclo di lavoro ≤ 1/10, larghezza dell'impulso ≤ 10 µs).
• Corrente Diretta Continua (DC):La corrente diretta continua raccomandata per un funzionamento affidabile è di 30 mA sia per i LED Gialli che per quelli Blu.
• Intervalli di Temperatura:Funzionamento: -40°C a +85°C; Stoccaggio: -40°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura dei Terminali:Massimo 260°C per 5 secondi, misurata a 2,0 mm dal corpo del LED.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

I parametri di prestazione chiave sono misurati a TA=25°C e IF=20 mA, salvo diversa indicazione.

• Intensità Luminosa (Iv):Giallo: 140 mcd min, 680 mcd tip; Blu: 110 mcd min, 880 mcd tip. La tolleranza di test per Iv è di ±30%.
• Angolo di Visione (2θ1/2):Circa 40 gradi per entrambi i colori, definito come l'angolo fuori asse in cui l'intensità scende alla metà del valore assiale.
• Lunghezza d'Onda:
  • Giallo: Lunghezza d'Onda di Picco (λP) ~595 nm; Lunghezza d'Onda Dominante (λd) 580-604 nm.
  • Blu: Lunghezza d'Onda di Picco (λP) ~468 nm; Lunghezza d'Onda Dominante (λd) 462-478 nm.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):Giallo: ~16 nm; Blu: ~35 nm. Questo indica la purezza spettrale della luce emessa.
• Tensione Diretta (VF):Giallo: 2,05-2,4 V tip; Blu: 3,1-3,8 V tip. La VF più alta per il Blu è tipica dei LED basati su InGaN.
• Corrente Inversa (IR):10 µA massimo a VR=5V. Il dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa.

3. Specifiche del Sistema di Binning

I LED sono suddivisi in bin in base alla loro intensità luminosa a 20 mA. Ciò garantisce coerenza nella luminosità per le applicazioni di produzione. I limiti dei bin hanno una tolleranza di ±30%.

• Bin LED Blu:FG (110-180 mcd), HJ (180-310 mcd), KL (310-520 mcd), MN (520-880 mcd).
• Bin LED Gialli:GH (140-240 mcd), JK (240-400 mcd), LM (400-680 mcd).

I progettisti devono specificare il codice bin richiesto per garantire il livello di luminosità desiderato nella loro applicazione.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene grafici specifici siano referenziati nella scheda tecnica (Curve Tipiche delle Caratteristiche Elettriche/Ottiche), le seguenti tendenze sono standard per tali LED e possono essere dedotte dai dati forniti:

4.1 Caratteristica Corrente vs. Tensione (I-V)

La tensione diretta (VF) aumenta con la corrente diretta (IF). Il LED Blu, con il suo bandgap più alto, presenta una tensione di accensione e di funzionamento più elevata (~3,1-3,8V) rispetto al LED Giallo (~2,05-2,4V).

4.2 Intensità Luminosa vs. Corrente (L-I)

L'intensità luminosa è approssimativamente proporzionale alla corrente diretta fino alla corrente massima nominale. Operare al di sopra di 20mA aumenterà la luminosità ma anche la dissipazione di potenza e la temperatura di giunzione, il che può influire sulla longevità e sulla lunghezza d'onda.

4.3 Dipendenza dalla Temperatura

Le prestazioni del LED sono sensibili alla temperatura. Tipicamente, l'intensità luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Anche la tensione diretta diminuisce leggermente con l'aumento della temperatura. L'intervallo di funzionamento specificato da -40°C a +85°C definisce le condizioni ambientali in cui sono garantite le caratteristiche pubblicate.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni di Contorno

Il LED utilizza un package radiale a foro passante standard T-1 (3mm). Note dimensionali chiave includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri (pollici forniti in tolleranza).
• La tolleranza generale è di ±0,25 mm salvo diversa specifica.
• La sporgenza massima della resina sotto la flangia è di 1,0 mm.
• 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 radiali, il terminale più lungo indica tipicamente l'anodo (positivo), e il terminale più corto il catodo (negativo). Il lato piatto sulla flangia della lente può anche indicare il lato del catodo. Verificare sempre la polarità prima della saldatura per prevenire danni da polarizzazione inversa.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Condizioni di Stoccaggio

Per una durata di conservazione ottimale, conservare i LED in un ambiente non superiore a 30°C e al 70% di umidità relativa. Se rimossi dalla busta barriera all'umidità originale, utilizzare entro tre mesi. Per una conservazione più lunga al di fuori della confezione originale, utilizzare un contenitore sigillato con essiccante o un'atmosfera di azoto.

6.2 Pulizia

Se necessaria la pulizia, utilizzare solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico. Evitare sostanze chimiche aggressive che possano danneggiare la lente in epossidica.

6.3 Formatura dei Terminali

Piegare i terminali in un punto ad almeno 3 mm dalla base della lente del LED. Non utilizzare la base della lente come fulcro. Eseguire tutte le piegature a temperatura ambiente e prima del processo di saldatura. Applicare una forza minima durante l'inserimento nel PCB per evitare stress meccanici.

6.4 Processo di Saldatura

Mantenere una distanza minima di 2 mm dalla base della lente al punto di saldatura. Non immergere la lente nella lega di saldatura.

• Saldatura Manuale (Saldatore):Temperatura massima 350°C, tempo massimo 3 secondi per terminale (una sola volta).
• Saldatura a Onda:Preriscaldamento ≤100°C per ≤60 sec. Onda di saldatura ≤260°C per ≤5 sec. Assicurarsi che la posizione di immersione non sia inferiore a 2 mm dalla base della lente.
• Importante:La saldatura a rifusione a infrarossi (IR) NON è adatta per questo prodotto LED a foro passante. Calore o tempo eccessivi possono deformare la lente o causare guasti catastrofici.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche di Imballaggio

I LED sono confezionati in buste antistatiche. La configurazione di imballaggio standard è:

• 500, 200 o 100 pezzi per busta di imballaggio.
• 10 buste di imballaggio per cartone interno (totale 5.000 pz).
• 8 cartoni interni per cartone esterno (totale 40.000 pz).
• L'ultima confezione in un lotto di spedizione potrebbe non essere una confezione completa.

8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progetto

8.1 Progetto del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati a corrente. Per garantire una luminosità uniforme, specialmente quando si collegano più LED in parallelo, èfortemente raccomandatoutilizzare una resistenza limitatrice di corrente in serie con ciascun LED (Circuito A). Pilotare più LED in parallelo senza resistenze individuali (Circuito B) non è raccomandato a causa delle variazioni nella tensione diretta (VF) dei singoli LED, che causeranno una distribuzione di corrente non uniforme e livelli di luminosità diversi.

8.2 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Questi LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche. Implementare i seguenti controlli ESD durante la manipolazione e il montaggio:

• Utilizzare braccialetti o guanti antistatici collegati a terra.
• Assicurarsi che tutte le attrezzature, le postazioni di lavoro e gli scaffali di stoccaggio siano correttamente collegati a terra.
• Utilizzare ionizzatori per neutralizzare la carica statica che può accumularsi sulla lente di plastica.
• Mantenere la formazione e la certificazione per il personale che opera in aree protette da ESD.

8.3 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, un layout PCB adeguato può aiutare a dissipare il calore. Evitare di posizionare il LED vicino ad altri componenti che generano calore. Far funzionare il LED a correnti inferiori al massimo nominale di 30mA migliorerà l'affidabilità a lungo termine riducendo la temperatura di giunzione.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

L'LTL1DETBYJR5 offre una combinazione di caratteristiche che lo posizionano per un uso come indicatore generico:

• Conformità Alogeno-Free:Soddisfa i severi requisiti ambientali per il contenuto di cloro e bromo, il che è vantaggioso per progetti ecologici e alcune normative di mercato.
• Ampio Angolo di Visione:L'angolo di visione di 40 gradi e la lente diffondente bianca forniscono un modello di illuminazione ampio e uniforme, adatto per indicatori di stato che devono essere visibili da varie angolazioni.
• Opzione a Doppio Colore nello Stesso Package:La disponibilità sia del Blu (InGaN) che del Giallo (AlInGaP) nello stesso package T-1 semplifica la gestione dell'inventario e il progetto per sistemi di indicazione multicolore.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Posso pilotare questo LED direttamente da un'alimentazione a 5V?

No. È necessario utilizzare una resistenza limitatrice di corrente in serie. Ad esempio, per il LED Blu a 20mA con una VF tipica di 3,8V da un'alimentazione a 5V: R = (5V - 3,8V) / 0,020A = 60 Ohm. Una resistenza standard da 62 ohm sarebbe adatta. Calcolare sempre in base alla VF massima per garantire che la corrente non superi i limiti.

10.2 Perché l'intensità luminosa è specificata con una tolleranza di ±30%?

Questa tolleranza tiene conto delle normali variazioni di produzione nel chip semiconduttore e nel processo di incapsulamento. Il sistema di binning viene utilizzato per suddividere i LED in gruppi di luminosità più stretti per fornire coerenza all'utente finale che specifica un particolare codice bin.

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

La Lunghezza d'Onda di Picco (λP) è la lunghezza d'onda alla quale lo spettro di emissione ha la massima intensità. La Lunghezza d'Onda Dominante (λd) è derivata dal diagramma di cromaticità CIE e rappresenta la singola lunghezza d'onda del colore spettrale puro che corrisponde al colore percepito del LED. La λd è più rilevante per la specifica del colore nella visione umana.

10.4 Posso utilizzare questo LED per applicazioni esterne?

La scheda tecnica afferma che è adatto per segnaletica interna ed esterna. Tuttavia, per ambienti esterni aggressivi con esposizione prolungata a radiazioni UV, umidità e temperature estreme, dovrebbe essere valutata l'affidabilità a lungo termine del materiale della lente epossidica. Potrebbe essere necessario un rivestimento conformante sul PCB per una protezione aggiuntiva.

11. Esempio di Applicazione Pratica

Scenario:Progettazione di un pannello indicatore multi-stato per un router di rete con LED di Alimentazione (Verde), Attività (Giallo) e Collegamento (Blu), tutti alimentati da una linea a 3,3V.

Passaggi di Progetto:

1. Selezione dei Componenti:Scegliere l'LTL1DETBYJR5 nelle varianti Gialla e Blu (sarebbe necessario un modello separato di LED Verde). Selezionare i codici bin appropriati per la coerenza di luminosità desiderata (es. JK per il Giallo, HJ per il Blu).
2. Impostazione della Corrente:Decidere una corrente di pilotaggio, ad es. 15 mA per una luminosità adeguata e un consumo energetico inferiore.
3. Calcolo della Resistenza per il LED Blu:Utilizzando VF max=3,8V, alimentazione=3,3V. R = (3,3V - 3,8V) / 0,015A = Valore negativo. Ciò indica che 3,3V è insufficiente per polarizzare direttamente il LED Blu alla sua tensione tipica. Il progetto deve utilizzare una tensione di alimentazione più alta (es. 5V) per il LED Blu o selezionare un LED Blu con una VF inferiore.
4. Calcolo della Resistenza per il LED Giallo (se si usa 3,3V):Utilizzando VF max=2,4V. R = (3,3V - 2,4V) / 0,015A = 60 Ohm.
5. Layout del PCB:Posizionare i LED sul pannello frontale. Assicurarsi che i fori per i terminali siano dimensionati correttamente. Mantenere una distanza di 2 mm tra la piazzola di saldatura e il corpo del LED. Tracciare le piste verso l'alimentazione e la massa.
6. Montaggio:Inserire i LED, piegare i terminali sul lato saldatura e tagliarli. Utilizzare un saldatore a temperatura controllata (max 350°C) per saldare rapidamente ogni terminale (<3 sec).

Questo esempio evidenzia l'importanza di verificare la tensione di alimentazione rispetto alla tensione diretta del LED durante la fase di progettazione.

12. 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.

• LED Blu (InGaN):La regione attiva è realizzata in Nitruro di Indio Gallio (InGaN). Quando elettroni e lacune si ricombinano in questa regione, l'energia viene rilasciata come fotoni. La specifica energia del bandgap della lega InGaN determina il colore blu (energia più alta, lunghezza d'onda più corta ~468 nm).
• LED Giallo (AlInGaP):La regione attiva utilizza Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP). Questo sistema di materiali ha un'energia di bandgap inferiore rispetto all'InGaN, risultando nell'emissione di luce gialla (energia più bassa, lunghezza d'onda più lunga ~595 nm).
• Lente Diffondente Bianca:La lente in epossidica serve a due scopi: 1) Incapsula e protegge il chip semiconduttore e i fili di collegamento. 2) Il materiale diffondente bianco disperde la luce dal piccolo chip, creando un modello di emissione uniforme e ad ampio angolo e conferendo al LED non alimentato un aspetto bianco.

13. Tendenze e Sviluppi Tecnologici

Sebbene i LED a foro passante come il package T-1 rimangano vitali per prototipazione, montaggio manuale e alcune applicazioni, la tendenza più ampia del settore si è spostata significativamente verso i LED a Montaggio Superficiale (SMD). I package SMD (es. 0603, 0805, 2835, 3535) offrono vantaggi nel montaggio automatizzato, ingombro ridotto, profilo più basso e spesso una migliore gestione termica. Per applicazioni ad alta luminosità e alta potenza, i package SMD e i package LED ad alta potenza dedicati (con PCB a nucleo metallico) sono dominanti.

Tuttavia, i LED a foro passante rimangono rilevanti grazie alla loro robustezza meccanica, facilità di saldatura manuale e idoneità per kit didattici, progetti hobbistici e applicazioni in cui i terminali forniscono uno scarico della sollecitazione meccanica. I progressi nei materiali hanno anche migliorato l'efficienza e la durata dei tradizionali package a foro passante. L'obiettivo per tali componenti è spesso quello di ottenere un'affidabilità più elevata, una conformità ambientale più rigorosa (come alogeno-free) e mantenere la convenienza economica per applicazioni di indicazione ad alto volume e sensibili al prezzo.