Scheda Tecnica LED LTL-R42NEWADH184 - Lente Diffusa Rossa - 2.5V - 52mW - Montaggio Through-Hole - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTL-R42NEWADH184 è un componente LED a montaggio through-hole, progettato specificamente come Indicatore per Circuiti Stampati (CBI). È costituito da un supporto plastico nero ad angolo retto (housing) integrato con un LED rosso AlInGaP dotato di lente diffusa rossa. Questo prodotto è concepito per un montaggio semplice e diretto su circuiti stampati (PCB), fornendo una sorgente luminosa a stato solido per l'indicazione di stato e l'illuminazione di pannelli.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

• Facilità di Montaggio:Il design è ottimizzato per un montaggio semplice ed efficiente sui circuiti stampati.
• Contrasto Migliorato:Il materiale nero dell'housing migliora il rapporto di contrasto visivo dell'indicatore illuminato.
• Affidabilità a Stato Solido:Utilizza la tecnologia LED per una lunga durata operativa e robustezza.
• Efficienza Energetica:Caratterizzato da basso consumo energetico ed alta efficienza luminosa.
• Conformità Ambientale:Questo è un prodotto senza piombo conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).
• Sorgente Luminosa:Impiega un chip AlInGaP di dimensione T-1 che emette luce rossa ad una lunghezza d'onda nominale di 625nm, con una lente diffusa rossa per un angolo di visione più ampio.

1.2 Applicazioni Target

Questo componente è adatto per un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche che richiedono un'indicazione di stato affidabile. I principali mercati applicativi includono:

• Periferiche e sistemi informatici
• Apparecchiature di comunicazione
• Elettronica di consumo
• Controllo industriale e strumentazione

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Le sezioni seguenti forniscono una scomposizione dettagliata 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 raccomandato un funzionamento a o vicino a questi limiti per periodi prolungati.

• Dissipazione di Potenza (Pd):Massimo 52 mW.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):60 mA, ammissibile solo in condizioni pulsate (ciclo di lavoro ≤ 1/10, larghezza di impulso ≤ 10µs).
• Corrente Diretta Continua (I_F):Massimo 20 mA in DC.
• Derating di Corrente:La corrente diretta continua massima deve essere ridotta linearmente di 0.27 mA per ogni grado Celsius di aumento della temperatura ambiente oltre i 30°C.
• Intervallo di Temperatura Operativa:Da -30°C a +85°C.
• Intervallo di Temperatura di Stoccaggio:Da -40°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura dei Terminali:Massimo 260°C per 5 secondi, misurata ad un punto a 2.0mm (0.079\") dal corpo del LED.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

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

• Intensità Luminosa (I_V):3.8 mcd (Minimo), 18 mcd (Tipico), 50 mcd (Massimo). La misurazione segue la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE. I valori garantiti includono una tolleranza di test del ±15%.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):100 gradi (Tipico). Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore assiale (sull'asse).
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):630 nm (Tipico). La lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):613.5 nm (Min), 625 nm (Tip), 633 nm (Max). Questa è l'unica lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano per rappresentare il colore della luce, derivata dalle coordinate cromatiche CIE.
• Larghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ):20 nm (Tipico). La larghezza di banda spettrale misurata a metà dell'intensità massima.
• Tensione Diretta (V_F):2.0 V (Min), 2.5 V (Tip), V (Max).
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 100 µA ad una tensione inversa (V_R) di 5V.Nota Importante:Questo dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa; questa condizione di test è solo per caratterizzazione.

3. Specifica del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri chiave. Il LTL-R42NEWADH184 utilizza due criteri principali di binning.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I bin sono definiti dai valori minimi e massimi di intensità luminosa a I_F=10mA. Ogni limite di bin ha una tolleranza di ±15%.

• 3ST:Da 3.8 mcd a 6.5 mcd
• 3UV:Da 6.5 mcd a 11 mcd
• 3WX:Da 11 mcd a 18 mcd
• 3YZ:Da 18 mcd a 30 mcd
• AB:Da 30 mcd a 50 mcd

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante (Tonalità)

I bin sono definiti dai valori minimi e massimi della lunghezza d'onda dominante a I_F=10mA. Ogni limite di bin ha una tolleranza di ±1nm.

• H27:Da 613.5 nm a 617.0 nm
• H28:Da 617.0 nm a 621.0 nm
• H29:Da 621.0 nm a 625.0 nm
• H30:Da 625.0 nm a 629.0 nm
• H31:Da 629.0 nm a 633.0 nm

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Le curve di prestazione tipiche (fornite nella scheda tecnica) illustrano la relazione tra i parametri chiave. Queste sono essenziali per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni non standard.

4.1 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)

Questa curva mostra la relazione esponenziale tra la tensione diretta applicata e la corrente risultante. È cruciale per progettare il circuito di limitazione della corrente. La tensione diretta tipica è di 2.5V a 10mA.

4.2 Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta

Questo grafico dimostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente diretta. È generalmente lineare nell'intervallo operativo raccomandato ma satura a correnti più elevate. I progettisti la utilizzano per selezionare una corrente di pilotaggio appropriata per la luminosità desiderata.

4.3 Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

L'emissione luminosa del LED diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Questa curva quantifica il derating termico dell'intensità luminosa, evidenziando l'importanza della gestione termica nelle applicazioni ad alta affidabilità o alta luminosità.

4.4 Distribuzione di Potenza Spettrale

Questo grafico mostra la potenza radiante relativa emessa in funzione della lunghezza d'onda. Conferma la lunghezza d'onda di picco (630nm tipico) e la larghezza a mezza altezza spettrale (20nm tipico), definendo il preciso punto di colore rosso del LED.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

5.1 Dimensioni di Contorno e Costruzione

• Materiale del Supporto:Plastica, nera o grigio scuro.
• LED:Chip AlInGaP rosso con lente diffusa rossa (dimensione T-1).
• Tolleranze:Tutte le dimensioni hanno una tolleranza standard di ±0.25mm (0.010\") salvo diversa indicazione sul disegno dimensionale.

5.2 Specifica di Imballaggio

Il dispositivo è fornito su nastro e bobina per il montaggio automatizzato.

• Nastro Portante:Lega di polistirene conduttivo nero, spessore 0.50mm ±0.06mm.
• Bobina:Bobina standard da 13 pollici.
• Quantità per Bobina:400 pezzi.
• Cartone Master:2 bobine (800 pz) sono confezionate in una Busta a Barriera all'Umidità (MBB) con essiccante e una scheda indicatrice di umidità. 10 di questi cartoni interni sono imballati in un cartone esterno, per un totale di 8.000 pezzi.

6. Linee Guida per Saldatura e Montaggio

Il rispetto di queste linee guida è fondamentale per prevenire danni meccanici o termici durante il processo di produzione.

6.1 Stoccaggio

Per una durata di conservazione ottimale, conservare i LED in un ambiente che non superi i 30°C e il 70% di umidità relativa. Se rimossi dalla confezione originale a barriera all'umidità, utilizzare 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.

6.2 Pulizia

Se necessaria la pulizia, utilizzare solo solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico. Evitare prodotti chimici aggressivi o abrasivi.

6.3 Formatura dei Terminali

Se i terminali richiedono piegatura, eseguire questa operazioneprimadella saldatura e a temperatura ambiente. La piega deve essere effettuata in un punto ad almeno 3mm dalla base della lente del LED. Non utilizzare la base della lente o il telaio dei terminali come fulcro. Applicare una forza minima durante l'inserimento nel PCB per evitare stress.

6.4 Processo di Saldatura

Regola Critica:Mantenere una distanza minima di 2mm tra il punto di saldatura e la base della lente/supporto. Non immergere mai la lente o il supporto nella lega di saldatura.

• Saldatura Manuale (Saldatore):Temperatura massima 350°C. Tempo massimo di saldatura 3 secondi per terminale. Eseguire una sola volta.
• Saldatura a Onda:Temperatura di pre-riscaldo massima 160°C per un massimo di 120 secondi. Temperatura massima dell'onda di saldatura 265°C per un massimo di 10 secondi. Assicurarsi che il PCB sia orientato in modo che l'onda di saldatura non si avvicini a meno di 2mm dalla base della lente.

Avvertenza:Temperature o tempi eccessivi possono causare deformazione della lente o guasto catastrofico del LED. La temperatura massima di saldatura a onda non è indicativa della Temperatura di Deflessione a Caldo (HDT) o del punto di fusione del supporto.

7. Considerazioni di Progettazione Applicativa

7.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. La loro tensione diretta (V_F) ha una tolleranza e un coefficiente di temperatura negativo. Per garantire una luminosità uniforme, specialmente quando si collegano più LED in parallelo, èfortemente raccomandatoutilizzare una resistenza di limitazione della corrente in serie per ogni LED (Modello Circuito A).

Modello Circuito A (Raccomandato):[Alimentazione] -> [Resistenza] -> [LED] -> [Massa]. Questa configurazione compensa le variazioni nella V_F.

Modello Circuito B (Non Raccomandato per Parallelo):Sconsigliato collegare più LED in parallelo ad un'unica resistenza di limitazione della corrente (o sorgente di tensione costante). Piccole differenze nelle caratteristiche I-V di ciascun LED possono causare uno squilibrio significativo della corrente, portando a luminosità non uniforme e potenziale sovrastress di un dispositivo.

7.2 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Sebbene non esplicitamente classificato per ESD in questa scheda tecnica, i LED AlInGaP possono essere sensibili alle scariche elettrostatiche. Dovrebbero essere osservate le precauzioni standard di manipolazione ESD durante il montaggio e la manipolazione, inclusi l'uso di postazioni di lavoro e braccialetti collegati a terra.

7.3 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (52mW max), la curva di derating mostra che l'intensità luminosa diminuisce con l'aumentare della temperatura. Per prestazioni consistenti, specialmente in ambienti ad alta temperatura o a correnti di pilotaggio più elevate, considerare il layout del PCB per consentire una certa dissipazione del calore attraverso i terminali.

8. Confronto e Posizionamento Tecnologico

Il LTL-R42NEWADH184 si differenzia grazie al suo design integrato con supporto ad angolo retto, che semplifica il montaggio e fornisce un'altezza e un'orientamento di montaggio consistenti. Rispetto ai LED discreti che richiedono hardware di montaggio separato, questa soluzione integrata CBI (Circuit Board Indicator) offre:

• Riduzione della Complessità di Montaggio:Posizionamento di un singolo componente contro più parti.
• Estetica e Coerenza Migliorate:L'housing nero uniforme migliora il contrasto e fornisce un aspetto pulito e professionale sul PCB.
• Robustezza:Il supporto protegge la lente del LED e fornisce stabilità meccanica.
• Impronta Standardizzata:Semplifica la progettazione del layout del PCB.

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):La specifica lunghezza d'onda alla quale il LED emette la massima potenza ottica (630nm tipico).Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):L'unica lunghezza d'onda che meglio corrisponde al colore percepito dall'occhio umano (625nm tipico). λ_dè calcolata dalle coordinate colore CIE ed è più rilevante per la specifica del colore.

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

Sì, 20mA è la corrente diretta continua DC massima nominale ad una temperatura ambiente di 25°C. Tuttavia, se la temperatura ambiente supera i 30°C, è necessario applicare il derating della corrente secondo il tasso specificato di 0.27 mA/°C. Ad esempio, a 50°C ambiente, la corrente continua massima consentita sarebbe 20mA - (0.27mA/°C * (50°C-30°C)) = 14.6mA.

9.3 Perché è necessaria una resistenza in serie anche con un'alimentazione a tensione costante?

La tensione diretta di un LED non è un valore fisso come un diodo Zener; ha una tolleranza di produzione e diminuisce con l'aumentare della temperatura. Una resistenza in serie funge da semplice e stabile regolatore di corrente. Senza di essa, una piccola variazione della tensione di alimentazione o della V_Fdel LED (dovuta a temperatura o variazione di bin) può causare una grande variazione di corrente, influenzando drasticamente la luminosità e potenzialmente superando i valori massimi nominali.

10. Esempio di Applicazione Pratica

Scenario:Progettazione di un indicatore di accensione per un dispositivo alimentato da una linea DC a 5V. La luminosità desiderata è nella fascia media delle capacità del LED.

1. Selezionare la Corrente di Pilotaggio:Scegliere I_F= 10mA, che è una condizione di test standard e fornisce una buona luminosità con lunga durata.
2. Determinare la Tensione Diretta del LED:Utilizzare il valore tipico dalla scheda tecnica, V_F= 2.5V.
3. Calcolare la Resistenza in Serie:R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F= (5V - 2.5V) / 0.010A = 250 Ohm.
4. Selezionare il Valore Standard della Resistenza:Scegliere il valore standard più vicino, ad es. 240 Ohm o 270 Ohm. Ricalcolando la corrente con 240 Ohm: I_F= (5V - 2.5V) / 240Ω ≈ 10.4mA (accettabile).
5. Calcolare la Potenza della Resistenza:P = I²* R = (0.0104A)²* 240Ω ≈ 0.026W. Una resistenza standard da 1/8W (0.125W) o 1/10W è più che sufficiente.
6. Layout del PCB:Posizionare la resistenza in serie con l'anodo o il catodo del LED. Assicurarsi che il LED sia orientato correttamente (tipicamente, il terminale più lungo è l'anodo). Mantenere la distanza di 2mm dalla base della lente al pad di saldatura sul layout del PCB.

11. Principio Operativo

Il LTL-R42NEWADH184 è basato su un chip LED semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio). Quando viene applicata una tensione diretta che supera la tensione di banda del chip, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del semiconduttore, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica composizione della lega AlInGaP determina l'energia di banda, che corrisponde direttamente alla lunghezza d'onda (colore) della luce emessa - in questo caso, rosso (~625nm). La lente diffusa rossa integrata serve ad estrarre la luce dal chip semiconduttore, modellare il fascio in un ampio angolo di visione (100°) e diffondere la sorgente luminosa per apparire più morbida e uniforme.

12. Tendenze Tecnologiche

Sebbene i LED a foro passante come il LTL-R42NEWADH184 rimangano fondamentali per applicazioni che richiedono un montaggio meccanico robusto o un assemblaggio manuale, la tendenza più ampia del settore LED è verso i package a montaggio superficiale (SMD). I LED SMD offrono vantaggi significativi in termini di velocità di assemblaggio automatizzato, risparmio di spazio sulla scheda e profilo più basso. Tuttavia, i componenti a foro passante continuano ad essere preferiti in scenari che richiedono una resistenza meccanica del legame molto elevata (ad es. connettori soggetti a frequenti accoppiamenti), in ambienti ad alta vibrazione o per prototipazione e riparazione dove la saldatura manuale è comune. Il design integrato con supporto di questo prodotto rappresenta un'evoluzione all'interno del segmento a foro passante, aggiungendo valore attraverso la facilità d'uso e un'estetica migliorata.