Ficha Técnica da Lâmpada LED 313-2SUBC/C470/S400-A4 - Cor Azul - Tensão Direta 3.4V - Corrente de Operação 20mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas para a lâmpada LED 313-2SUBC/C470/S400-A4. Este componente é um diodo emissor de luz azul de alta luminosidade, projetado para aplicações que exigem desempenho confiável e robusto. É compatível com regulamentações ambientais importantes, incluindo RoHS, REACH da UE e padrões livres de halogênio, garantindo sua adequação para projetos eletrônicos modernos com requisitos rigorosos de materiais.

O LED é fornecido em fita e bobina para processos de montagem automatizada e está disponível com vários ângulos de visão para atender a diferentes necessidades de aplicação. Seu objetivo principal de projeto é fornecer maior intensidade luminosa em um formato de encapsulamento padrão de lâmpada.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Máximas Absolutas

As especificações máximas absolutas definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Estes valores são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Corrente Direta Contínua (IF):25 mA. Esta é a corrente DC máxima que pode ser aplicada continuamente.
• Corrente Direta de Pico (IFP):100 mA. Isto é permitido apenas em condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 1/10 a 1 kHz.
• Tensão Reversa (VR):5 V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura da junção.
• Dissipação de Potência (Pd):120 mW. Esta é a potência máxima que o dispositivo pode dissipar.
• Temperatura de Operação (Topr):-40 a +85 °C. A faixa dentro da qual o dispositivo foi projetado para funcionar.
• Temperatura de Armazenamento (Tstg):-40 a +100 °C.
• Temperatura de Soldagem (Tsol):260°C por 5 segundos, definindo a tolerância do perfil de soldagem por refluxo.

2.2 Características Eletro-Ópticas

As características eletro-ópticas são medidas em condições padrão de teste (Ta=25°C, IF=20mA) e representam o desempenho típico do dispositivo.

• Intensidade Luminosa (Iv):630 (Mín), 1000 (Típ) mcd. Esta é uma medida do brilho percebido da luz azul. A incerteza de medição é de ±10%.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):20° (Típ). Define a largura angular na qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor máximo.
• Comprimento de Onda de Pico (λp):468 nm (Típ). O comprimento de onda no qual a emissão espectral é mais forte.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):470 nm (Típ). O comprimento de onda único percebido pelo olho humano, com uma incerteza de ±1,0 nm.
• Largura de Banda do Espectro de Radiação (Δλ):35 nm (Típ). A largura espectral da luz emitida.
• Tensão Direta (VF):3,4 (Típ), 4,0 (Máx) V. A queda de tensão no LED quando opera a 20mA, com uma incerteza de ±0,1V.
• Corrente Reversa (IR):50 µA (Máx) em VR=5V. A pequena corrente de fuga quando o dispositivo está em polarização reversa.

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto utiliza um sistema de binning para categorizar as unidades com base em parâmetros ópticos e elétricos chave, garantindo consistência para o utilizador final. As etiquetas na embalagem indicam estes bins:

• CAT:Classificações de Intensidade Luminosa. Agrupa LEDs com base na sua saída Iv medida.
• HUE:Classificações de Comprimento de Onda Dominante. Agrupa LEDs com base no seu λd para garantir consistência de cor.
• REF:Classificações de Tensão Direta. Agrupa LEDs com base na sua VF para auxiliar no projeto de circuito para acionamento de corrente consistente.

Este sistema permite aos projetistas selecionar LEDs que correspondam aos requisitos específicos da sua aplicação, particularmente importante para aplicações onde a uniformidade de cor ou brilho é crítica.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui várias curvas características que ilustram o comportamento do dispositivo em condições variáveis.

4.1 Intensidade Relativa vs. Comprimento de Onda

Esta curva mostra a distribuição de potência espectral da luz azul emitida, centrada em torno de 468-470 nm com uma largura de banda típica de 35 nm. Confirma a natureza monocromática da saída do LED.

4.2 Padrão de Diretividade

O gráfico de diretividade visualiza o ângulo de visão de 20 graus, mostrando como a intensidade luminosa diminui à medida que o ângulo de observação se afasta do eixo central (0 graus).

4.3 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva IV)

Esta curva fundamental mostra a relação exponencial entre corrente (I) e tensão (V) para um diodo semicondutor. A tensão direta típica de 3,4V a 20mA está claramente indicada. A curva é essencial para projetar o circuito limitador de corrente.

4.4 Intensidade Relativa vs. Corrente Direta

Esta curva demonstra que a saída de luz (intensidade relativa) aumenta com a corrente direta. No entanto, a operação deve permanecer dentro das especificações máximas absolutas (25mA contínuos) para evitar superaquecimento e degradação acelerada.

4.5 Curvas de Dependência da Temperatura

Duas curvas chave mostram o efeito da temperatura ambiente (Ta):
Intensidade Relativa vs. Temperatura Ambiente:Mostra que a saída luminosa tipicamente diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Esta é uma consideração crítica para a gestão térmica em aplicações de alta potência ou alta temperatura ambiente.
Corrente Direta vs. Temperatura Ambiente:Ilustra como a característica de tensão direta se desloca com a temperatura, o que pode afetar a corrente consumida se for acionada por uma fonte de tensão constante.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

O LED utiliza um encapsulamento padrão estilo lâmpada com dois terminais. O desenho do encapsulamento fornece dimensões críticas para o projeto da área de montagem na PCB e integração mecânica.

• Todas as dimensões são fornecidas em milímetros.
• Uma especificação chave é que a altura do flange deve ser inferior a 1,5mm (0,059").
• A tolerância padrão para dimensões, salvo indicação em contrário, é de ±0,25mm.
• O desenho indica claramente o cátodo (geralmente o terminal mais curto ou um lado plano na lente) para a polaridade correta durante a instalação.

A adesão a estas dimensões é crucial para a colocação adequada na montagem automatizada e para garantir que o LED se assente corretamente na PCB.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

A manipulação adequada é essencial para manter a fiabilidade e o desempenho do dispositivo.

6.1 Formação dos Terminais

• A dobra deve ocorrer a pelo menos 3mm da base da cápsula de epóxi para evitar tensão no chip interno e nas ligações dos fios.
• A formação deve ser feitaantes soldering.
• Os terminais devem ser cortados à temperatura ambiente.
• Os furos da PCB devem alinhar-se perfeitamente com os terminais do LED para evitar tensão de montagem.

6.2 Armazenamento

• Armazenamento recomendado: ≤ 30°C e ≤ 70% de Humidade Relativa.
• Vida útil após envio: 3 meses nestas condições.
• Para armazenamento mais longo (até 1 ano), use um recipiente selado com azoto e dessecante.
• Uma vez aberto, use dentro de 24 horas para evitar absorção de humidade.
• Evite mudanças rápidas de temperatura em ambientes húmidos para evitar condensação.

6.3 Processo de Soldagem

Regra Crítica:Mantenha uma distância mínima de 3mm do ponto de solda até à cápsula de epóxi.

Soldagem Manual:
Temperatura da ponta do ferro: 300°C Máx (ferro de 30W máx).
Tempo de soldagem por terminal: 3 segundos Máx.

Soldagem por Onda (DIP):
Temperatura de pré-aquecimento: 100°C Máx (60 seg máx).
Temperatura e tempo do banho de solda: 260°C Máx por 5 segundos Máx.
É fornecido um perfil de temperatura de soldagem recomendado, enfatizando um aquecimento controlado, um tempo definido acima do líquido e um arrefecimento controlado.

Notas Importantes:
Evite tensão nos terminais durante operações de alta temperatura.
Não solde (por imersão ou manual) mais de uma vez.
Proteja o LED de choques mecânicos até que arrefeça à temperatura ambiente após a soldagem.
Use a temperatura mais baixa possível que garanta uma junta de solda fiável.

6.4 Limpeza

• Se necessário, limpe apenas com álcool isopropílico à temperatura ambiente por ≤ 1 minuto.
• Seque à temperatura ambiente antes de usar.
• A limpeza ultrassónica geralmente não é recomendada. Se absolutamente necessária, é necessária uma pré-qualificação extensiva para garantir que não ocorram danos, pois depende da potência, frequência e condições de montagem.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificação de Embalagem

Os LEDs são embalados para prevenir descargas eletrostáticas (ESD) e danos por humidade:
1. Os LEDs são colocados em sacos antiestáticos.
2. Os sacos são embalados em caixas de cartão internas.
3. As caixas internas são embaladas em caixas de cartão externas principais.

Quantidade de Embalagem:
200 a 500 peças por saco.
5 sacos por caixa interna.
10 caixas internas por caixa externa.

7.2 Explicação da Etiqueta

As etiquetas da embalagem incluem:
CPN:Número de Peça do Cliente.
P/N:Número de Peça do Fabricante (ex., 313-2SUBC/C470/S400-A4).
QTY:Quantidade na embalagem.
CAT/HUE/REF:Códigos de binning para Intensidade Luminosa, Comprimento de Onda Dominante e Tensão Direta, respetivamente.
LOT No:Número de lote de fabrico rastreável.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Com base na sua alta luminosidade e cor azul, este LED é adequado para:
•Indicadores de Estado:Indicadores de ligado, em espera ou função ativa em eletrónica de consumo e industrial.
•Retroiluminação:Para pequenos ecrãs LCD, teclados ou iluminação decorativa em dispositivos como monitores, TVs ou telefones (conforme listado na ficha técnica).
•Iluminação de Painéis:Iluminação para interruptores, painéis de controlo ou instrumentação.

8.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Use sempre um resistor em série ou um driver de corrente constante para limitar a corrente direta ao valor desejado (ex., 20mA para brilho típico), nunca ligue diretamente a uma fonte de tensão.
• Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa (120mW máx.), garanta ventilação adequada se forem usados múltiplos LEDs ou se as temperaturas ambientes forem altas, pois a eficiência diminui com a temperatura.
• Layout da PCB:Siga as dimensões do encapsulamento com precisão. Certifique-se de que a marcação de polaridade na PCB corresponde ao cátodo do LED.
• Proteção contra ESD:Embora não seja explicitamente declarado como altamente sensível, são recomendadas as precauções padrão de manuseamento ESD para semicondutores durante a montagem.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

As características diferenciadoras chave deste LED, com base na ficha técnica, são:
1. Alta Luminosidade:Uma intensidade luminosa típica de 1000 mcd a 20mA é notável para um LED azul de encapsulamento padrão de lâmpada.
2. Conformidade Ambiental:Conformidade total com as normas RoHS, REACH e livre de halogênio, tornando-o adequado para mercados globais com regulamentações ambientais rigorosas.
3. Construção Robusta:Projetado para fiabilidade, com diretrizes claras para soldagem e manuseamento para garantir longevidade.
4. Binning:A disponibilização de bins de intensidade, comprimento de onda e tensão permite um controlo de projeto mais apertado em aplicações que exigem uniformidade.

Comparado com LEDs não classificados ou de menor intensidade, este componente oferece melhor consistência e desempenho para aplicações onde estes fatores são críticos.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED a 30mA para obter mais brilho?
R: Não. A Especificação Máxima Absoluta para corrente direta contínua é de 25mA. Exceder esta especificação arrisca danos permanentes devido a superaquecimento e degradação acelerada. Para maior brilho, selecione um LED classificado para uma corrente mais alta.

P: Que valor de resistor devo usar com uma alimentação de 5V?
R: Usando a Lei de Ohm: R = (V_alimentação - Vf) / If. Com um Vf típico de 3,4V e um If alvo de 20mA: R = (5 - 3,4) / 0,02 = 80 ohms. Use o Vf máximo (4,0V) para calcular o valor mínimo seguro do resistor: R_min = (5 - 4,0) / 0,02 = 50 ohms. Um valor padrão como 68 ou 75 ohms seria apropriado, garantindo que a corrente permaneça abaixo de 20mA mesmo com um LED de Vf baixo.

P: Por que o ângulo de visão é de apenas 20 graus?
R: O ângulo de visão de 20 graus é uma característica de projeto deste LED específico, alcançada através da forma da lente de epóxi. Concentra a luz num feixe mais estreito, resultando numa maior intensidade luminosa axial (mcd). Para iluminação mais ampla, seria necessário um LED com um ângulo de visão mais amplo (ex., 60° ou 120°).

P: Como a temperatura afeta o desempenho?
R: Como mostrado nas curvas, o aumento da temperatura ambiente provoca uma diminuição na saída de luz e uma mudança na tensão direta. Para operação estável, especialmente em ambientes de alta temperatura, deve ser considerado um projeto térmico adequado (ex., área de cobre na PCB, ventilação) e possivelmente compensação de temperatura no circuito de acionamento.

11. Exemplo Prático de Caso de Uso

Cenário: Projetar um painel de indicadores de estado para um router de rede.
O painel requer um LED azul brilhante e distinto para indicar o estado "WAN Ativa". São necessários quatro LEDs idênticos para simetria.

Passos do Projeto:
1. Seleção:O 313-2SUBC/C470/S400-A4 é escolhido pela sua alta luminosidade (1000 mcd típ.) e cor azul.
2. Projeto do Circuito:A alimentação lógica interna do router é de 3,3V. Usar o Vf típico de 3,4V apresenta um desafio, pois 3,3V é menor que o Vf necessário. Portanto, o LED não pode ser acionado diretamente a partir de 3,3V. Seria necessário um circuito simples de bomba de carga ou boost para gerar uma tensão >4,0V, ou deve ser selecionado um LED alternativo com um Vf mais baixo. Isto destaca a importância de verificar a tensão de alimentação em relação à tensão direta no início do projeto.
3. Layout da PCB:O desenho do encapsulamento é usado para criar a área de montagem. Um marcador de polaridade (ex., uma almofada quadrada para o cátodo) é adicionado à serigrafia da PCB.
4. Montagem:Os LEDs são encomendados em fita e bobina. A máquina pick-and-place é programada com as coordenadas corretas do centroide da área de montagem. O perfil de soldagem por refluxo segue o recomendado de pico de 260°C por 5 segundos.
5. Binning:Para garantir que todos os quatro LEDs tenham cor e brilho idênticos, é feita uma encomenda solicitando unidades dos mesmos bins HUE e CAT.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este LED é uma fonte de luz semicondutora. O seu núcleo é um chip feito de materiais InGaN (Nitreto de Gálio e Índio), conforme indicado no Guia de Seleção do Dispositivo. Quando uma tensão direta que excede o limiar do diodo (aproximadamente 3,4V) é aplicada, eletrões e lacunas são injetados na região ativa da junção semicondutora. Quando estes portadores de carga se recombinam, libertam energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga InGaN determina a energia da banda proibida, que por sua vez dita o comprimento de onda (cor) da luz emitida — neste caso, azul (~470 nm). O encapsulamento de resina epóxi serve para proteger o delicado chip semicondutor, atua como uma lente para moldar o feixe de saída de luz (criando o ângulo de visão de 20°) e é formulado para ser transparente como água para maximizar a transmissão de luz.

13. Tendências e Contexto Tecnológico

Os LEDs azuis baseados na tecnologia InGaN representam um avanço significativo na iluminação de estado sólido. O desenvolvimento de LEDs azuis eficientes foi um grande feito científico, permitindo a criação de LEDs brancos (combinando azul com fósforos amarelos) e ecrãs RGB de cor total. Este componente específico exemplifica uma versão madura e comercialmente otimizada desta tecnologia. As tendências atuais no desenvolvimento de LEDs focam-se em aumentar a eficiência (lúmens por watt), melhorar o índice de reprodução de cor (IRC) para luz branca, alcançar maiores densidades de potência e maior miniaturização. Embora este seja um encapsulamento padrão de lâmpada, a indústria está cada vez mais a migrar para encapsulamentos de dispositivo de montagem em superfície (SMD) como 2835 ou 3030 para melhor desempenho térmico e montagem automatizada. A conformidade ambiental (RoHS, Livre de Halogênio) destacada nesta ficha técnica é agora um requisito padrão, refletindo o foco da indústria eletrónica na sustentabilidade e segurança dos materiais.