Indice
- 1. Panoramica del Prodotto
- 1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali
- 1.2 Applicazioni e Mercati di Riferimento
- 2. Parametri Tecnici: Analisi Oggettiva Approfondita
- 2.1 Valori Massimi Assoluti
- 2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche
- 3. Specifiche del Sistema di Binning
- 3.1 Binning dell'Intensità Luminosa
- 3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante
- 4. Analisi delle Curve di Prestazione
- 5. Informazioni Meccaniche e di Package
- 5.1 Dimensioni di Contorno
- 6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio
- 6.1 Formatura dei Terminali e Montaggio su PCB
- 6.2 Processo di Saldatura
- 6.3 Conservazione e Pulizia
- 7. Considerazioni Progettuali e di Circuito
- 7.1 Metodo di Pilotaggio
- 7.2 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)
- 8. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine
- 8.1 Specifiche di Imballaggio
- 9. Confronto Tecnico e Note di Progettazione
1. Panoramica del Prodotto
Questo documento dettaglia le specifiche di una lampada LED a montaggio forato diametro T-1. Questo componente è progettato per applicazioni di indicazione di stato e segnalazione in un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche. Il dispositivo utilizza la tecnologia AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) per produrre un'emissione di colore rosso attraverso una lente trasparente rossa. Il suo design a montaggio forato facilita il fissaggio versatile su circuiti stampati (PCB) o pannelli, rendendolo una scelta comune per gli ingegneri che richiedono un feedback visivo affidabile.
1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali
Il LED offre diversi vantaggi chiave per l'integrazione progettuale:
- Basso Consumo Energetico & Alta Efficienza:Ottimizzato per applicazioni sensibili al consumo energetico.
- Elevata Intensità Luminosa in Uscita:Garantisce una visibilità brillante e nitida.
- Conforme a RoHS:Prodotto senza piombo (Pb), conforme alle normative ambientali.
- Package T-1 Standard:Il fattore di forma standard da 3mm di diametro garantisce un'ampia compatibilità.
- Compatibile con IC / Basso Requisito di Corrente:Può essere pilotato direttamente da circuiti logici a bassa potenza.
1.2 Applicazioni e Mercati di Riferimento
Questo LED è adatto per l'indicazione di stato in numerosi settori:
- Apparecchiature di Comunicazione:Dispositivi di rete, router, modem.
- Sistemi Informatici:Desktop, server, periferiche.
- Elettronica di Consumo:Apparecchi audio/video, sistemi di home entertainment.
- Elettrodomestici:Forni a microonde, lavatrici, macchine da caffè.
- Apparecchiature Industriali:Quadri di controllo, strumentazione, macchinari.
2. Parametri Tecnici: Analisi Oggettiva Approfondita
Tutte le specifiche sono definite a una temperatura ambiente (TA) di 25°C salvo diversa indicazione. Comprendere questi parametri è fondamentale per un progetto di circuito affidabile e per garantire prestazioni a lungo termine.
2.1 Valori Massimi Assoluti
Questi valori rappresentano i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento a questi limiti o oltre non è garantito.
- Dissipazione di Potenza (Pd):54 mW. La potenza totale massima che il dispositivo può dissipare.
- Corrente Diretta di Picco (IFP):60 mA. Ammissibile in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms).
- Corrente Diretta Continua (IF):20 mA. La massima corrente diretta continua.
- Derating della Corrente Diretta:Si applica un derating lineare di 0.34 mA/°C a partire da 40°C in su. Ciò significa che la corrente continua massima ammissibile diminuisce all'aumentare della temperatura.
- Intervallo di Temperatura di Funzionamento (Topr):-30°C a +85°C. L'intervallo di temperatura ambiente per il funzionamento normale.
- Intervallo di Temperatura di Conservazione (Tstg):-40°C a +100°C.
- Temperatura di Saldatura dei Terminali:260°C per un massimo di 5 secondi, misurata a 2.0mm (0.079") dal corpo del LED.
2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche
Questi sono i parametri di prestazione tipici nelle condizioni di test specificate.
- Intensità Luminosa (Iv):Da 65 a 550 mcd (min a max) con un valore tipico di 240 mcd, misurata a IF = 10mA. Il valore effettivo è classificato in bin (vedi Sezione 4). La misurazione utilizza un sensore/filtro che approssima la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE. Una tolleranza di test di ±15% è inclusa nella garanzia.
- Angolo di Visione (2θ1/2):45 gradi. Definito come l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore assiale (sull'asse).
- Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λP):630 nm. La lunghezza d'onda al punto più alto dello spettro di emissione.
- Lunghezza d'Onda Dominante (λd):Da 617 a 633 nm (intervallo), tipicamente 625 nm a IF=10mA. Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano per definire il colore, derivata dal diagramma di cromaticità CIE.
- Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):20 nm. La larghezza di banda spettrale a metà dell'intensità massima.
- Tensione Diretta (VF):2.5V tipico, con un massimo di 2.5V a IF = 10mA.
- Corrente Inversa (IR):100 μA massimo a una Tensione Inversa (VR) di 5V.Nota Critica:Questo dispositivo non è progettato per funzionamento in polarizzazione inversa; questa condizione di test è solo per caratterizzazione.
3. Specifiche del Sistema di Binning
Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base alle prestazioni misurate. Due parametri chiave sono classificati.
3.1 Binning dell'Intensità Luminosa
Classificato a una corrente di test di 10mA. La tolleranza per ogni limite di bin è ±15%.
- Bin DE:65 – 110 mcd
- Bin FG:110 – 180 mcd
- Bin HJ:180 – 310 mcd
- Bin KL:310 – 550 mcd
Il codice di classificazione Iv è stampato su ogni busta di imballaggio per la tracciabilità.
3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante
Classificato a una corrente di test di 10mA. La tolleranza per ogni limite di bin è ±1 nm.
- Bin H28:617.0 – 621.0 nm
- Bin H29:621.0 – 625.0 nm
- Bin H30:625.0 – 629.0 nm
- Bin H31:629.0 – 633.0 nm
4. Analisi delle Curve di Prestazione
Sebbene i dati grafici specifici siano riferiti nel documento sorgente, le curve tipiche per un tale dispositivo illustrerebbero le seguenti relazioni, cruciali per comprendere le prestazioni in condizioni non standard:
- Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta:Mostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, tipicamente in modo sub-lineare, evidenziando l'importanza della regolazione della corrente per una luminosità uniforme.
- Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra il coefficiente di temperatura negativo dell'emissione luminosa; l'intensità diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione.
- Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:La curva caratteristica I-V del diodo, essenziale per calcolare il valore della resistenza in serie richiesta.
- Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra il picco a ~630 nm e la larghezza a mezza altezza spettrale.
5. Informazioni Meccaniche e di Package
5.1 Dimensioni di Contorno
Il dispositivo è conforme al package radiale a terminali standard T-1 (3mm). Le note dimensionali chiave includono:
- Tutte le dimensioni sono in millimetri (pollici).
- La tolleranza standard è ±0.25mm (0.010") salvo diversa specifica.
- La sporgenza massima della resina sotto la flangia è di 0.7mm (0.028").
- La spaziatura dei terminali è misurata dove i terminali emergono dal corpo del package.
- Il catodo (terminale negativo) è tipicamente identificato da un punto piatto sul bordo della lente o da un terminale più corto. Verificare sempre la polarità prima dell'installazione.
6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio
Una manipolazione corretta è vitale per prevenire danni meccanici o termici.
6.1 Formatura dei Terminali e Montaggio su PCB
- 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 durante la piegatura.
- Tutta la formatura dei terminali deve essere completataprimadella saldatura, a temperatura ambiente normale.
- Durante l'inserimento nel PCB, utilizzare la forza di serraggio minima necessaria per evitare di imporre uno stress meccanico eccessivo sul componente.
6.2 Processo di Saldatura
Mantenere una distanza minima di 2mm dalla base della lente epossidica al punto di saldatura. Non immergere mai la lente nella lega di saldatura.
- Saldatore a Stagno:Temperatura massima 350°C. Tempo massimo di saldatura 3 secondi per terminale (una sola volta).
- Saldatura a Onda:Temperatura massima di pre-riscaldamento 120°C per un massimo di 100 secondi. Temperatura massima dell'onda di saldatura 260°C per un massimo di 5 secondi.
Avvertenza:Una temperatura o un tempo di saldatura eccessivi possono causare deformazione della lente o guasto catastrofico del LED. Non applicare stress esterni ai terminali mentre il LED è caldo.
6.3 Conservazione e Pulizia
- Conservazione:Le condizioni di conservazione raccomandate non superano i 30°C e il 70% di umidità relativa. I LED rimossi dalla loro confezione originale dovrebbero essere utilizzati entro tre mesi. Per una conservazione più lunga, utilizzare un contenitore sigillato con essiccante o un essiccatore a azoto.
- Pulizia:Se necessario, pulire solo con solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico.
7. Considerazioni Progettuali e di Circuito
7.1 Metodo di Pilotaggio
Un LED è un dispositivo pilotato a corrente. La sua luminosità è principalmente una funzione della corrente diretta (IF).
- Circuito Consigliato (Circuito A):Per garantire una luminosità uniforme quando si collegano più LED in parallelo, una resistenza limitatrice di corrente deve essere posta in serie conciascun singolo LED. Ciò compensa le variazioni naturali nella caratteristica della tensione diretta (VF) tra i dispositivi.
- Circuito Non Consigliato (Circuito B):Sconsigliato collegare più LED in parallelo direttamente a una sorgente di tensione con una singola resistenza condivisa. Piccole differenze in VF causeranno uno squilibrio significativo della corrente, portando a luminosità non uniforme e potenziale sovracorrente nel LED con la VF più bassa.
Il valore della resistenza in serie (RS) può essere calcolato utilizzando la Legge di Ohm: RS= (VALIMENTAZIONE- VF) / IF, dove VFè la tensione diretta del LED alla corrente desiderata IF.
7.2 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)
Questo LED è suscettibile ai danni da scariche elettrostatiche. Implementare le seguenti misure di controllo ESD:
- Gli operatori dovrebbero indossare un braccialetto conduttivo o guanti antistatici.
- Tutte le apparecchiature, i banchi di lavoro e gli scaffali di stoccaggio devono essere correttamente messi a terra.
- Utilizzare un ionizzatore per neutralizzare la carica statica che può accumularsi sulla lente di plastica a causa dell'attrito durante la manipolazione.
- Mantenere programmi di formazione e certificazione per il personale che opera in aree protette da ESD.
8. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine
8.1 Specifiche di Imballaggio
I LED sono confezionati in buste antistatiche con la seguente gerarchia:
- 1000, 500, 200 o 100 pezzi per busta di imballaggio.
- 10 buste di imballaggio sono inserite in una scatola interna (totale: 10.000 pezzi).
- 8 scatole interne sono imballate in una scatola di spedizione esterna (totale: 80.000 pezzi).
In qualsiasi lotto di spedizione, solo l'imballaggio finale può contenere una quantità non piena.
9. Confronto Tecnico e Note di Progettazione
Rispetto a tecnologie più datate come il GaAsP (Fosfuro di Gallio Arseniuro), il sistema di materiale AlInGaP utilizzato in questo LED offre un'efficienza luminosa significativamente più elevata e una migliore stabilità termica, risultando in un'emissione rossa più brillante e uniforme. Il package T-1 rimane uno dei formati LED a montaggio forato più diffusi, garantendo ampia disponibilità e compatibilità con layout PCB e fori pannello esistenti. Durante la progettazione, fare sempre riferimento ai valori massimi assoluti, in particolare alla curva di derating per la corrente diretta al di sopra dei 40°C ambiente, per garantire l'affidabilità nell'ambiente operativo target. La tolleranza di ±15% sull'intensità luminosa e il sistema di binning sono critici per le applicazioni che richiedono un'accurata corrispondenza di luminosità tra più indicatori.
Terminologia delle specifiche LED
Spiegazione completa dei termini tecnici LED
Prestazioni fotoelettriche
| Termine | Unità/Rappresentazione | Spiegazione semplice | Perché importante |
|---|---|---|---|
| Efficienza luminosa | lm/W (lumen per watt) | Uscita luce per watt di elettricità, più alto significa più efficiente energeticamente. | Determina direttamente il grado di efficienza energetica e il costo dell'elettricità. |
| Flusso luminoso | lm (lumen) | Luce totale emessa dalla sorgente, comunemente chiamata "luminosità". | Determina se la luce è abbastanza brillante. |
| Angolo di visione | ° (gradi), es. 120° | Angolo in cui l'intensità luminosa scende alla metà, determina la larghezza del fascio. | Influisce sulla gamma di illuminazione e uniformità. |
| CCT (Temperatura colore) | K (Kelvin), es. 2700K/6500K | Calore/freschezza della luce, valori più bassi giallastri/caldi, più alti biancastri/freddi. | Determina l'atmosfera di illuminazione e scenari adatti. |
| CRI / Ra | Senza unità, 0–100 | Capacità di riprodurre accuratamente i colori degli oggetti, Ra≥80 è buono. | Influisce sull'autenticità del colore, utilizzato in luoghi ad alta richiesta come centri commerciali, musei. |
| SDCM | Passi ellisse MacAdam, es. "5 passi" | Metrica di consistenza del colore, passi più piccoli significano colore più consistente. | Garantisce colore uniforme attraverso lo stesso lotto di LED. |
| Lunghezza d'onda dominante | nm (nanometri), es. 620nm (rosso) | Lunghezza d'onda corrispondente al colore dei LED colorati. | Determina la tonalità di LED monocromatici rossi, gialli, verdi. |
| Distribuzione spettrale | Curva lunghezza d'onda vs intensità | Mostra la distribuzione dell'intensità attraverso le lunghezze d'onda. | Influisce sulla resa cromatica e qualità del colore. |
Parametri elettrici
| Termine | Simbolo | Spiegazione semplice | Considerazioni di progettazione |
|---|---|---|---|
| Tensione diretta | Vf | Tensione minima per accendere il LED, come "soglia di avvio". | La tensione del driver deve essere ≥Vf, le tensioni si sommano per LED in serie. |
| Corrente diretta | If | Valore di corrente per il normale funzionamento del LED. | Solitamente azionamento a corrente costante, la corrente determina luminosità e durata. |
| Corrente di impulso massima | Ifp | Corrente di picco tollerabile per brevi periodi, utilizzata per dimmerazione o lampeggio. | La larghezza dell'impulso e il ciclo di lavoro devono essere rigorosamente controllati per evitare danni. |
| Tensione inversa | Vr | Tensione inversa massima che il LED può sopportare, oltre può causare rottura. | Il circuito deve prevenire connessione inversa o picchi di tensione. |
| Resistenza termica | Rth (°C/W) | Resistenza al trasferimento di calore dal chip alla saldatura, più bassa è meglio. | Alta resistenza termica richiede dissipazione termica più forte. |
| Immunità ESD | V (HBM), es. 1000V | Capacità di resistere a scariche elettrostatiche, più alto significa meno vulnerabile. | Sono necessarie misure antistatiche in produzione, specialmente per LED sensibili. |
Gestione termica e affidabilità
| Termine | Metrica chiave | Spiegazione semplice | Impatto |
|---|---|---|---|
| Temperatura di giunzione | Tj (°C) | Temperatura operativa effettiva all'interno del chip LED. | Ogni riduzione di 10°C può raddoppiare la durata; troppo alta causa decadimento della luce, spostamento del colore. |
| Deprezzamento del lumen | L70 / L80 (ore) | Tempo affinché la luminosità scenda al 70% o 80% dell'iniziale. | Definisce direttamente la "durata di servizio" del LED. |
| Manutenzione del lumen | % (es. 70%) | Percentuale di luminosità trattenuta dopo il tempo. | Indica la ritenzione della luminosità su uso a lungo termine. |
| Spostamento del colore | Δu′v′ o ellisse MacAdam | Grado di cambiamento del colore durante l'uso. | Influisce sulla consistenza del colore nelle scene di illuminazione. |
| Invecchiamento termico | Degradazione del materiale | Deterioramento dovuto ad alta temperatura a lungo termine. | Può causare calo di luminosità, cambio colore o guasto a circuito aperto. |
Imballaggio e materiali
| Termine | Tipi comuni | Spiegazione semplice | Caratteristiche e applicazioni |
|---|---|---|---|
| Tipo di imballaggio | EMC, PPA, Ceramica | Materiale di alloggiamento che protegge il chip, fornisce interfaccia ottica/termica. | EMC: buona resistenza al calore, basso costo; Ceramica: migliore dissipazione termica, vita più lunga. |
| Struttura del chip | Frontale, Flip Chip | Disposizione degli elettrodi del chip. | Flip chip: migliore dissipazione termica, maggiore efficienza, per alta potenza. |
| Rivestimento al fosforo | YAG, Silicato, Nitruro | Copre il chip blu, converte una parte in giallo/rosso, mescola a bianco. | Diversi fosfori influenzano efficienza, CCT e CRI. |
| Lente/Ottica | Piana, Microlente, TIR | Struttura ottica sulla superficie che controlla la distribuzione della luce. | Determina l'angolo di visione e la curva di distribuzione della luce. |
Controllo qualità e binning
| Termine | Contenuto di binning | Spiegazione semplice | Scopo |
|---|---|---|---|
| Bin del flusso luminoso | Codice es. 2G, 2H | Raggruppato per luminosità, ogni gruppo ha valori lumen min/max. | Garantisce luminosità uniforme nello stesso lotto. |
| Bin di tensione | Codice es. 6W, 6X | Raggruppato per intervallo di tensione diretta. | Facilita l'abbinamento del driver, migliora l'efficienza del sistema. |
| Bin del colore | Ellisse MacAdam 5 passi | Raggruppato per coordinate colore, garantendo un intervallo ristretto. | Garantisce consistenza del colore, evita colore non uniforme all'interno del dispositivo. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K ecc. | Raggruppato per CCT, ognuno ha corrispondente intervallo di coordinate. | Soddisfa diversi requisiti CCT della scena. |
Test e certificazione
| Termine | Standard/Test | Spiegazione semplice | Significato |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Test di manutenzione del lumen | Illuminazione a lungo termine a temperatura costante, registrando il decadimento della luminosità. | Utilizzato per stimare la vita LED (con TM-21). |
| TM-21 | Standard di stima della vita | Stima la vita in condizioni reali basandosi sui dati LM-80. | Fornisce una previsione scientifica della vita. |
| IESNA | Società di ingegneria dell'illuminazione | Copre metodi di test ottici, elettrici, termici. | Base di test riconosciuta dal settore. |
| RoHS / REACH | Certificazione ambientale | Garantisce nessuna sostanza nociva (piombo, mercurio). | Requisito di accesso al mercato a livello internazionale. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificazione di efficienza energetica | Certificazione di efficienza energetica e prestazioni per l'illuminazione. | Utilizzato negli appalti pubblici, programmi di sussidi, migliora la competitività. |