Ficha Técnica da Lâmpada LED 209UYOSUGC/S530-A3 - Bicolor Laranja/Verde - 20mA - 3.3V Típ. - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 209UYOSUGC/S530-A3 é uma lâmpada LED compacta de montagem em superfície, projetada para aplicações de sinalização e retroiluminação. Ele integra dois chips semicondutores num único encapsulamento, permitindo a emissão de duas cores distintas: Laranja Brilhante e Verde Brilhante. Esta configuração bicolor oferece flexibilidade de design para indicação de estado, sinalização multiestado e iluminação estética em dispositivos eletrónicos com espaço limitado.

A vantagem central deste produto reside na sua tecnologia de chips combinados, que garante uma saída de luz uniforme e um ângulo de visão amplo e consistente para ambas as cores. Construído com a fiabilidade do estado sólido, oferece uma vida operacional significativamente mais longa em comparação com as lâmpadas incandescentes tradicionais. O dispositivo é projetado para operação de baixa potência, tornando-o compatível com a lógica de acionamento de circuitos integrados (CI), e adere às principais normas ambientais e de segurança, incluindo RoHS, REACH da UE e requisitos Livres de Halogéneo.

O mercado-alvo abrange a eletrónica de consumo e periféricos de computação onde é necessária uma indicação de estado fiável, de baixo custo e multifuncional. As suas aplicações primárias incluem televisores, monitores de computador, telefones e vários componentes de computador.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Eletro-Ópticas

O desempenho do LED é definido em condições padrão (Ta=25°C). O dispositivo contém dois tipos de chips distintos, designados UYO (Laranja Brilhante) e SUG (Verde Brilhante), cada um com parâmetros únicos.

Tensão Direta (VF):O chip UYO (Laranja) tem uma tensão direta típica de 2.0V (mín. 1.7V, máx. 2.4V) a uma corrente de teste de 20mA. O chip SUG (Verde) opera a uma tensão direta típica mais alta de 3.3V (mín. 2.7V, máx. 3.7V) sob a mesma condição de 20mA. Esta diferença é crítica para o design do circuito, especialmente ao acionar ambas as cores a partir de uma linha de tensão comum, pois pode exigir resistências limitadoras de corrente de valores diferentes ou um driver de corrente constante.

Intensidade Luminosa (IV):A intensidade luminosa típica para o chip UYO é de 200 milicandelas (mcd), com um mínimo de 100 mcd. O chip SUG oferece uma saída típica mais alta de 320 mcd, com um mínimo de 160 mcd. Este parâmetro define o brilho percebido do LED.

Ângulo de Visão (2θ1/2):Ambos os chips oferecem um ângulo de visão amplo e típico de 50 graus. Isto define a dispersão angular dentro da qual a intensidade luminosa é pelo menos metade do seu valor de pico, garantindo boa visibilidade a partir de várias perspetivas.

Características Espectrais:O chip UYO emite num comprimento de onda de pico (λp) de 611 nm e num comprimento de onda dominante (λd) de 605 nm, característico da região laranja-avermelhada. A sua largura de banda espectral (Δλ) é de 17 nm. O chip SUG emite num comprimento de onda de pico de 518 nm e num comprimento de onda dominante de 525 nm (verde), com uma largura de banda espectral mais ampla de 35 nm.

2.2 Valores Máximos Absolutos e Parâmetros Elétricos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não devem ser excedidos em nenhuma condição de operação.

Corrente Direta Contínua (IF):A corrente direta contínua máxima permitida para ambos os chips UYO e SUG é de 25 mA. Operar além deste limite arrisca falha catastrófica devido a sobreaquecimento.

Tensão Reversa (VR):A tensão reversa máxima que pode ser aplicada é de 5V. Exceder este valor pode causar ruptura da junção.

Dissipação de Potência (Pd):A dissipação de potência máxima para o chip UYO é de 60 mW, enquanto para o chip SUG é de 90 mW. Este valor considera o calor total gerado dentro do encapsulamento.

Corrente Reversa (IR):Na tensão reversa máxima de 5V, a corrente reversa máxima é de 10 μA para UYO e 50 μA para SUG, indicando as características de fuga da junção do díodo.

3. Especificações Térmicas e Ambientais

Temperatura de Operação (Topr):O dispositivo é classificado para operação contínua dentro de uma faixa de temperatura ambiente de -40°C a +85°C.

Temperatura de Armazenamento (Tstg):O dispositivo pode ser armazenado sem energia aplicada numa faixa de temperatura de -40°C a +100°C.

Temperatura de Soldadura (Tsol):O encapsulamento é compatível com processos de soldadura por refluxo. O perfil recomendado inclui uma temperatura de pico de 260°C por uma duração máxima de 5 segundos. Este é um parâmetro crítico para a montagem do PCB para evitar danificar a resina epóxi ou as ligações internas dos fios.

4. Análise das Curvas de Desempenho

4.1 Características do Chip UYO (Laranja)

As curvas fornecidas oferecem uma representação gráfica de comportamentos-chave. Acurva de Intensidade Relativa vs. Comprimento de Ondamostra um pico acentuado centrado em torno de 611 nm, confirmando a cor laranja. Opadrão de Diretividadeilustra o ângulo de visão de 50 graus, mostrando como a intensidade diminui simetricamente a partir do eixo central.

Acurva Corrente Direta vs. Tensão Direta (I-V)é não linear, típica de um díodo. Para o chip UYO, a tensão sobe abruptamente uma vez ultrapassado o limiar de ativação, depois aumenta mais gradualmente com a corrente. Acurva Intensidade Relativa vs. Corrente Diretamostra que a saída de luz aumenta linearmente com a corrente até ao máximo nominal, o que é essencial para o controlo de atenuação analógica.

Acurva Intensidade Relativa vs. Temperatura Ambientedemonstra o quenching térmico: à medida que a temperatura aumenta, a eficiência luminosa e a intensidade de saída diminuem. Acurva Corrente Direta vs. Temperatura Ambiente(a tensão constante) mostra que, para uma tensão aplicada fixa, a corrente direta aumentará à medida que a temperatura sobe, o que é uma característica do coeficiente de temperatura negativo do díodo para a tensão direta. Isto pode levar a uma fuga térmica se não for gerido adequadamente com um circuito limitador de corrente.

4.2 Características do Chip SUG (Verde)

As curvas do chip SUG seguem tendências semelhantes, mas com valores numéricos diferentes. A sua curva I-V começa a uma tensão mais alta, consistente com o seu Vf típico de 3.3V. A relação intensidade vs. corrente também é linear. Uma curva adicional,Coordenada de Cromaticidade vs. Corrente Direta, é fornecida para o chip verde. Esta curva é crucial, pois mostra como a cor percebida (coordenadas x,y no diagrama CIE) pode mudar ligeiramente com alterações na corrente de acionamento, um efeito mais pronunciado nos LEDs InGaN (verde/azul) em comparação com os LEDs AlGaInP (vermelho/laranja).

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

O dispositivo utiliza um encapsulamento padrão de montagem em superfície. Notas dimensionais-chave incluem: todas as dimensões estão em milímetros; a altura do flange do componente deve ser inferior a 1.5mm; e a tolerância geral para dimensões não especificadas é de ±0.25mm. O desenho dimensional mostra tipicamente o comprimento, largura e altura do corpo, o espaçamento dos terminais (pitch) e a localização do identificador do cátodo (frequentemente um entalhe, lado plano ou ponto verde no encapsulamento). A interpretação correta deste desenho é essencial para o design da pegada do PCB, garantindo a colocação e soldadura corretas.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

O manuseamento adequado é crítico para a fiabilidade.Formação dos Terminais:Se os terminais precisarem de ser dobrados (para variantes de orifício passante ou colocação SMT incomum), a dobra deve ocorrer a pelo menos 3mm da base do bulbo de epóxi, deve ser feita antes da soldadura e deve evitar tensão no encapsulamento. O corte dos terminais deve ser feito à temperatura ambiente.

Armazenamento:Os LEDs devem ser armazenados a ≤30°C e ≤70% de Humidade Relativa. A vida útil a partir do envio é de 3 meses. Para armazenamento mais longo (até 1 ano), recomenda-se uma atmosfera selada de azoto com dessecante. Evite mudanças rápidas de temperatura em ambientes húmidos para prevenir condensação.

Processo de Soldadura:Mantenha uma distância mínima de 3mm da junta de soldadura ao bulbo de epóxi. As condições recomendadas são:

- Soldadura Manual:Temperatura da ponta do ferro ≤300°C (30W máx.), tempo ≤3 segundos.

- Soldadura por Onda/Imersão:Pré-aquecimento ≤100°C por ≤60 segundos, banho de solda ≤260°C por ≤5 segundos.

É recomendado um gráfico de perfil de soldadura, mostrando um aumento gradual, um pico sustentado e uma fase de arrefecimento controlado para minimizar o choque térmico. Evite tensão nos terminais a altas temperaturas. Não solde o dispositivo mais de uma vez usando métodos de imersão ou manuais. Proteja o dispositivo de choques mecânicos até arrefecer à temperatura ambiente após a soldadura. O arrefecimento forçado rápido não é recomendado.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

O produto é enviado em embalagem resistente à humidade e antiestática para o proteger de descargas eletrostáticas (ESD) e danos ambientais durante o transporte e armazenamento. A hierarquia de embalagem é: os LEDs são colocados num saco antiestático (200-500 peças por saco). Seis sacos são embalados numa caixa interna. Dez caixas internas são embaladas numa caixa mestra (externa).

A etiqueta na embalagem contém vários códigos:

- CPN:Número de Peça do Cliente.

- P/N:Número de Peça do Fabricante (209UYOSUGC/S530-A3).

- QTY:Quantidade na embalagem.

- CAT:Classificação de Intensidade Luminosa (bin).

- HUE:Classificação de Comprimento de Onda Dominante (bin).

- REF:Classificação de Tensão Direta (bin).

- LOT No:Número do lote de fabrico para rastreabilidade.

Esta informação de binning (CAT, HUE, REF) é crucial para aplicações que exigem consistência apertada de cor ou brilho, pois permite a seleção de LEDs de grupos de desempenho específicos.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Design

Circuitos de Aplicação Típicos:O método de acionamento mais comum é uma resistência limitadora de corrente em série. O valor da resistência (R) é calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_alimentação - Vf_LED) / If, onde Vf_LED é a tensão direta do chip específico que está a ser acionado (UYO ou SUG) na corrente desejada (If, tipicamente 20mA ou menos). Não é recomendado usar uma única resistência para ambos os LEDs em paralelo devido às suas diferentes características de Vf; eles devem ser acionados por resistências separadas ou comutados independentemente.

Layout do PCB:A pegada do PCB deve corresponder exatamente às dimensões do encapsulamento. Garanta que a orientação cátodo/ânodo está correta no layout. Forneça uma área de cobre adequada para dissipação de calor se operar perto dos valores máximos, embora para uso típico de indicador a 20mA, isto seja menos crítico.

Multiplexagem:Para aplicações que requerem controlo independente de ambas as cores, o LED bicolor pode ser ligado numa configuração de cátodo comum ou ânodo comum (a ficha técnica especifica que é um tipo bicolor, implicando dois terminais por cor, provavelmente um dispositivo de 4 pinos). Isto permite que seja acionado por um pino GPIO de um microcontrolador ou por um CI driver de LED dedicado com capacidade de multiplexagem, economizando pinos de I/O.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

A principal diferenciação do 209UYOSUGC/S530-A3 é a suacapacidade de dois chips e bicolor num único encapsulamento SMT. Em comparação com o uso de dois LEDs monocromáticos separados, isto economiza espaço no PCB, simplifica a montagem (uma colocação vs. duas) e garante o alinhamento perfeito das duas fontes de luz. A combinação de chips para saída uniforme e ângulo de visão é uma característica de qualidade chave nem sempre presente em alternativas de menor custo.

A sua conformidade com os padrõesLivre de Halogéneo(Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm),RoHS, eREACHtorna-o adequado para produtos vendidos em mercados com regulamentação ambiental, como a União Europeia. O ângulo de visão amplo especificado (50°) proporciona melhor visibilidade fora do eixo do que LEDs de ângulo mais estreito, o que é vantajoso para indicadores de painel.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar simultaneamente os LEDs laranja e verde nos seus 20mA completos?

R: Eletricamente, sim, se estiverem em circuitos independentes. No entanto, considere a dissipação total de potência dentro do encapsulamento. A operação simultânea a 20mA resultaria em Pd_UYO ~40mW e Pd_SUG ~66mW (usando Vf típico). A geração combinada de calor deve ser gerida dentro dos limites térmicos do encapsulamento, especialmente a altas temperaturas ambientes.

P: Por que as tensões diretas são tão diferentes entre os chips laranja e verde?

R: Isto deve-se aos materiais semicondutores fundamentais. O chip laranja usa AlGaInP, que tem uma energia de bandgap mais baixa, resultando numa tensão direta mais baixa (~2.0V). O chip verde usa InGaN, que tem um bandgap mais alto, exigindo uma tensão direta mais alta (~3.3V) para alcançar a injeção e recombinação de portadores que emitem fotões de energia mais alta (comprimento de onda mais curto).

P: Como interpreto os códigos 'CAT', 'HUE' e 'REF' na etiqueta?

R: Estes são códigos de binning. Os fabricantes testam os LEDs e classificam-nos em grupos (bins) com base no desempenho medido. 'CAT' agrupa LEDs por intensidade luminosa (ex.: 160-200 mcd, 200-240 mcd para SUG). 'HUE' agrupa por comprimento de onda dominante (ex.: 520-525 nm, 525-530 nm para SUG). 'REF' agrupa por tensão direta. Encomendar um bin específico garante uma consistência mais apertada na aparência e comportamento do seu produto final.

P: Qual é o propósito da distância mínima de 3mm da junta de soldadura ao bulbo de epóxi?

R: Esta é uma regra crítica de gestão térmica. As juntas de soldadura ficam muito quentes. Se o calor da soldadura for conduzido muito perto do bulbo de epóxi, pode causar vários problemas: fissuração por tensão térmica da epóxi, degradação das propriedades ópticas da epóxi (amarelecimento) ou dano nas delicadas ligações dos fios que conectam o chip aos terminais. A distância de 3mm permite que a armação dos terminais atue como um dissipador de calor, dissipando o calor da soldadura antes de atingir os componentes sensíveis.

11. Exemplo de Aplicação Prática

Cenário: Indicador de Duplo Estado para um Router de Rede.Um router precisa de indicar alimentação (fixa) e atividade de rede (piscando). Usando o 209UYOSUGC/S530-A3, um designer pode implementar isto com um componente: o LED laranja pode ser acionado pela linha de alimentação (via uma resistência) para indicar 'Alimentação Ligada'. O LED verde pode ser ligado a um pino GPIO de um microcontrolador (via outra resistência) e programado para piscar em resposta a pacotes de dados de rede. Isto fornece uma indicação de estado clara e bicolor numa única pegada compacta no painel frontal. O amplo ângulo de visão de 50 graus garante que o estado seja visível a partir de uma ampla gama de posições à frente do dispositivo. O design deve calcular resistências separadas: ex.: para uma alimentação de 5V, R_laranja = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ohms; R_verde = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 Ohms (use o valor padrão mais próximo, 82 ou 91 Ohms).

12. Princípio de Funcionamento

Um LED é um díodo semicondutor. Quando uma tensão direta que excede o seu bandgap é aplicada através da junção p-n, os eletrões do material tipo n recombinam-se com as lacunas do material tipo p. Este evento de recombinação liberta energia na forma de um fotão (luz). A cor (comprimento de onda) da luz emitida é determinada pela energia do bandgap do material semicondutor. A lâmpada 209 usa dois sistemas de materiais diferentes: AlGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio) para a emissão laranja e InGaN (Nitreto de Gálio Índio) para a emissão verde. Estes materiais são cultivados como camadas epitaxiais num substrato. A composição específica das ligas é cuidadosamente controlada durante a fabricação para alcançar os comprimentos de onda de pico e dominante pretendidos. O encapsulamento de resina epóxi serve para proteger os delicados chips semicondutores e as ligações dos fios, e a sua forma de cúpula atua como uma lente primária para moldar a saída de luz e alcançar o ângulo de visão especificado.

13. Tendências e Contexto Tecnológico

O 209UYOSUGC/S530-A3 representa uma categoria de produto madura dentro da tecnologia LED. As tendências-chave que influenciam este segmento incluem:

- Aumento da Eficiência:Melhorias contínuas no crescimento epitaxial e design de chips levam a uma maior eficácia luminosa (mais saída de luz por watt elétrico), permitindo brilho semelhante a correntes mais baixas, reduzindo o consumo de energia e a geração de calor.

- Miniaturização:A procura por dispositivos eletrónicos mais pequenos continua a impulsionar LEDs em pegadas de encapsulamento ainda mais reduzidas, mantendo ou melhorando o desempenho óptico.

- Consistência de Cor e Binning:Avanços no controlo do processo de fabrico permitem distribuições de desempenho mais apertadas, reduzindo a necessidade de binning extensivo e fornecendo cor e brilho mais consistentes de dispositivo para dispositivo.

- Soluções Integradas:Uma tendência para drivers de LED com controlo de corrente integrado e lógica de sequenciação, simplificando o design de sistemas de indicadores multicolor. Embora o princípio básico do LED bicolor permaneça estável, estes avanços tecnológicos circundantes melhoram continuamente o desempenho, fiabilidade e facilidade de uso de tais componentes em aplicações finais.