Ficha Técnica LED 6324-15SUBC/S400-X10 - Cor Azul - Tensão Direta 3.3V - Corrente de Operação 20mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas para um LED azul de alta luminosidade, identificado pelo número de peça 6324-15SUBC/S400-X10. Este componente pertence a uma série projetada especificamente para aplicações que exigem uma saída luminosa superior. O LED é oferecido em uma configuração de embalagem padrão do tipo "lâmpada", tornando-o adequado para uma ampla gama de processos de montagem eletrônica. Seu projeto prioriza a confiabilidade e robustez em diversos ambientes operacionais.

O dispositivo está em conformidade com as principais diretrizes ambientais e de segurança, incluindo RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), regulamentos REACH da UE, e é fabricado como um componente livre de halogênio. Esta conformidade garante que o produto atenda a rigorosos padrões internacionais para componentes eletrônicos. O LED está disponível em fita e carretel para montagem automatizada pick-and-place, aumentando a eficiência produtiva em ambientes de fabricação de alto volume.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

A principal vantagem deste LED é a combinação de alta intensidade luminosa com uma embalagem confiável. Com uma intensidade típica de 500 milicandelas (mcd) na corrente de acionamento padrão de 20mA, ele oferece um brilho significativo para seu fator de forma. O produto é projetado para aplicações gerais de sinalização e retroiluminação em eletrônicos de consumo e industriais. Os principais mercados-alvo incluem fabricantes de televisores, monitores de computador, telefones e vários periféricos de computador onde é necessária uma indicação ou iluminação azul consistente e brilhante. A escolha de vários ângulos de visão permite que os projetistas selecionem o padrão de radiação ideal para sua aplicação específica, equilibrando entre cobertura de área ampla e intensidade axial.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

Esta seção fornece uma análise objetiva e detalhada dos principais parâmetros técnicos do LED, conforme definido em sua ficha técnica. Compreender estas especificações é crucial para um projeto de circuito adequado e para garantir a confiabilidade a longo prazo.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

As Especificações Máximas Absolutas definem os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Estas não são condições de operação.

• Corrente Direta Contínua (I_F): 25 mA. Esta é a corrente DC máxima que pode ser aplicada continuamente ao LED.
• Corrente Direta de Pico (I_FP): 100 mA. Esta especificação de corrente pulsada (com ciclo de trabalho de 1/10 e frequência de 1 kHz) permite breves períodos de sobreatuação, útil para aplicações de multiplexação ou estroboscópicas.
• Tensão Reversa (V_R): 5 V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura da junção.
• Dissipação de Potência (P_d): 90 mW. Esta é a potência máxima que a embalagem pode dissipar como calor, calculada como Tensão Direta multiplicada pela Corrente Direta.
• Temperatura de Operação e Armazenamento: O dispositivo pode operar de -40°C a +85°C e ser armazenado de -40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldagem: Os terminais podem suportar 260°C por 5 segundos, o que é compatível com perfis padrão de soldagem por refluxo sem chumbo.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos na condição de teste padrão de 25°C de temperatura ambiente e uma corrente direta (I_F) de 20 mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (I_v): O valor típico é 500 mcd, com um mínimo de 250 mcd. Especifica o brilho percebido do LED conforme medido pelo olho humano.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2): 60 graus (típico). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor axial de pico.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p): 468 nm (típico). Este é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência da luz emitida é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d): 470 nm (típico). Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano, definindo a cor "azul" do LED.
• Largura de Banda do Espectro de Radiação (Δλ): 35 nm (típico). Indica a largura espectral da luz emitida, medida na metade da intensidade máxima (FWHM).
• Tensão Direta (V_F): Varia de 2,7V (mín.) a 3,7V (máx.), com um valor típico de 3,3V a 20mA. Isto é crucial para projetar o circuito limitador de corrente.
• Corrente Reversa (I_R): Máximo de 50 μA quando uma polarização reversa de 5V é aplicada.

A ficha técnica também observa incertezas de medição: ±0,1V para V_F, ±10% para I_v, e ±1,0nm para λ_d.

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. Isto garante consistência dentro de um lote de produção para aplicações que exigem correspondência rigorosa de cor ou brilho. O rótulo da embalagem inclui códigos para estes bins:

• CAT: Classificações de Intensidade Luminosa. As unidades são classificadas em bins com base em sua saída de luz medida.
• HUE: Classificações de Comprimento de Onda Dominante. Isto agrupa os LEDs de acordo com seu tom específico de azul.
• REF: Classificações de Tensão Direta. Os LEDs são agrupados por sua queda de tensão direta na corrente de teste.

Os projetistas devem consultar o fornecedor para as definições específicas dos códigos de bin e disponibilidade, a fim de garantir que o bin selecionado atenda aos requisitos da aplicação para consistência de cor e desempenho elétrico.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece várias curvas características que ilustram o comportamento do dispositivo sob condições variáveis. Estas são essenciais para entender o desempenho além das especificações de ponto único a 25°C/20mA.

4.1 Intensidade Relativa vs. Comprimento de Onda

Esta curva mostra graficamente a distribuição espectral de potência, com um pico em torno de 468 nm e um FWHM típico de 35 nm, confirmando a emissão monocromática azul do chip de InGaN.

4.2 Diagrama de Diretividade

Um gráfico polar ilustra a distribuição espacial da luz, correspondendo ao ângulo de visão de 60 graus. A intensidade é mais alta ao longo do eixo central (0°) e diminui simetricamente em direção às bordas.

4.3 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)

Esta curva mostra a relação exponencial típica de um diodo. A tensão direta aumenta logaritmicamente com a corrente. No ponto de operação recomendado de 20mA, a tensão é tipicamente 3,3V. Esta curva é vital para o gerenciamento térmico, pois V_Ftem um coeficiente de temperatura negativo.

4.4 Intensidade Relativa vs. Corrente Direta

Este gráfico demonstra que a saída de luz é aproximadamente linear com a corrente na faixa de operação normal. Acionar o LED além de suas especificações máximas não produzirá aumentos proporcionais na luz e gerará calor excessivo.

4.5 Curvas de Dependência da Temperatura

Duas curvas chave mostram o efeito da temperatura ambiente (T_a):

• Intensidade Relativa vs. Temperatura Ambiente.: A saída luminosa diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. Esta derating deve ser considerada em projetos que operam em altas temperaturas.
• Corrente Direta vs. Temperatura Ambiente.: Para uma tensão fixa, a corrente direta aumentaria com a temperatura devido ao coeficiente de temperatura negativo de V_F. Isto destaca a importância crítica de usar um driver de corrente constante, e não uma fonte de tensão constante, para evitar fuga térmica.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

O LED é encapsulado em uma embalagem padrão do tipo lâmpada. O desenho da embalagem fornece dimensões críticas para o projeto do footprint da PCB e verificações de folga.

• Todas as dimensões são fornecidas em milímetros.
• Uma nota importante especifica que a altura do flange deve ser inferior a 1,5mm (0,059 polegadas).
• A tolerância padrão para dimensões não especificadas é de ±0,25mm.
• O desenho normalmente mostra o espaçamento dos terminais, o tamanho do corpo da embalagem, a forma da lente e a posição do indicador do cátodo (geralmente um lado plano ou terminal mais curto).

Os projetistas devem aderir estritamente a estas dimensões ao criar o padrão de solda da PCB para garantir soldagem e alinhamento adequados.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio adequado é essencial para manter a confiabilidade. A ficha técnica fornece instruções detalhadas.

6.1 Formação dos Terminais

• A dobra deve ocorrer a pelo menos 3mm da base do bulbo de epóxi.
• Forme os terminais antes da soldagem.
• Evite estressar a embalagem; corte os terminais à temperatura ambiente.
• Os furos da PCB devem estar perfeitamente alinhados com os terminais do LED para evitar estresse de montagem.

6.2 Armazenamento

• Armazene a ≤30°C e ≤70% de UR. A vida útil na prateleira é de 3 meses a partir do envio.
• Para armazenamento mais longo (até 1 ano), use um recipiente selado com nitrogênio e dessecante.
• Evite mudanças rápidas de temperatura em ambientes úmidos para prevenir condensação.

6.3 Processo de Soldagem

Soldagem Manual: Ponta do ferro ≤300°C (máx. 30W), tempo ≤3 segundos, mantenha a junta de solda a ≥3mm do bulbo.Soldagem por Onda/Imersão: Pré-aquecimento ≤100°C (≤60 seg), banho de solda ≤260°C por ≤5 seg, mantenha a junta a ≥3mm do bulbo. É fornecido um gráfico de perfil de soldagem recomendado, mostrando um aumento gradual, um platô dentro do limite de 260°C e uma rampa de resfriamento controlada. O resfriamento rápido não é recomendado. Evite múltiplos ciclos de soldagem e estresse mecânico enquanto o LED está quente.

6.4 Limpeza

Se necessário, limpe apenas com álcool isopropílico à temperatura ambiente por ≤1 minuto. Evite limpeza ultrassônica, a menos que pré-qualificada, pois pode danificar o chip ou as ligações de fio.

6.5 Gerenciamento Térmico

O projeto térmico adequado é crítico. A corrente de operação deve ser derrateada em temperaturas ambientes mais altas (consulte a curva de derating). A temperatura ao redor do LED na aplicação final deve ser controlada para manter o desempenho e a longevidade.

6.6 Precauções contra ESD (Descarga Eletrostática)

O LED é sensível a ESD e tensão de surto, o que pode danificar o chip semicondutor. Procedimentos padrão de manuseio ESD (ex.: estações de trabalho aterradas, pulseiras antiestáticas) devem ser seguidos durante a montagem e o manuseio.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificação de Embalagem

Os LEDs são embalados para proteção e manuseio automatizado:

• Eles são colocados em sacos antiestáticos.
• Os sacos são embalados em caixas internas.
• As caixas internas são embaladas em caixas externas mestras.
• Quantidade de Embalagem: Mínimo de 200 a 500 peças por saco. Cinco sacos por caixa interna. Dez caixas internas por caixa externa.

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da embalagem inclui:

• CPN: Número da Peça do Cliente.
• P/N: Número da Peça do Fabricante (6324-15SUBC/S400-X10).
• QTY: Quantidade na embalagem.
• CAT/HUE/REF: Códigos de binning para Intensidade, Comprimento de Onda e Tensão.
• LOT No: Número de lote de fabricação rastreável.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Conforme listado, as principais aplicações são como indicadores de status ou retroiluminação em:

• Televisores e Monitores (indicadores de energia, fonte de entrada).
• Telefones (indicador de mensagem, status da linha).
• Computadores e Periféricos (ligado, atividade do HDD).

Seu alto brilho também o torna adequado para indicadores de painel em ambientes bem iluminados.

8.2 Considerações de Projeto

• Circuito de Acionamento: Sempre use um resistor limitador de corrente em série ou um driver de corrente constante. Calcule o valor do resistor usando R = (Tensão da Fonte - V_F) / I_F. Use o V_Fmáximo da ficha técnica para garantir que a corrente não exceda os limites em todas as condições.
• Gerenciamento Térmico: Em uma PCB, garanta uma área de cobre adequada ao redor dos terminais do LED para atuar como dissipador de calor, especialmente se acionado próximo à corrente máxima.
• Ângulo de Visão: Selecione a variante de ângulo de visão apropriada para a aplicação. Um ângulo de 60 graus oferece um bom equilíbrio entre brilho axial e visibilidade ampla.
• Proteção contra ESD: Em ambientes sensíveis, considere adicionar um diodo de supressão de tensão transitória (TVS) ou um pequeno capacitor em paralelo com o LED (com um resistor em série) para proteger contra picos de tensão.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Embora uma comparação direta com concorrentes exija números de peça alternativos específicos, os principais recursos diferenciadores deste LED, com base em sua ficha técnica, são:

• Alto Brilho: Um típico de 500 mcd a 20mA é uma saída significativa para uma embalagem padrão do tipo lâmpada.
• Conformidade Abrangente: A conformidade simultânea com os padrões RoHS, REACH e Livre de Halogênio é uma forte vantagem para mercados globais e projetos ambientalmente conscientes.
• Especificações Robustas: Especificações máximas absolutas claras e instruções detalhadas de manuseio reduzem o risco de aplicação.
• Disponibilidade em Fita e Carretel: Suporta montagem automatizada de alta velocidade, reduzindo o custo de fabricação para produção em volume.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P1: Posso acionar este LED diretamente com uma fonte de 5V?R: Não. A tensão direta típica é de 3,3V. Conectá-lo diretamente a 5V causaria um fluxo de corrente excessivo, potencialmente destruindo o LED. Você deve usar um resistor limitador de corrente. Por exemplo, com uma fonte de 5V e um alvo de 20mA, usando o V_Fmáx. de 3,7V por segurança: R = (5V - 3,7V) / 0,020A = 65 Ohms. Um resistor de 68 Ohms seria uma escolha padrão.

P2: Por que a intensidade luminosa diminui quando a temperatura ambiente aumenta?R: Esta é uma característica fundamental dos LEDs semicondutores. À medida que a temperatura sobe, a eficiência dos processos de recombinação geradores de luz dentro do chip de InGaN diminui, levando a uma menor saída óptica para a mesma entrada elétrica. A curva de derating quantifica este efeito.

P3: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?R: Comprimento de Onda de Pico (468 nm) é o pico físico do espectro de luz emitido. Comprimento de Onda Dominante (470 nm) é um valor calculado que representa o comprimento de onda único da luz monocromática pura que seria percebido pelo olho humano como tendo a mesma cor da saída do LED. Eles são frequentemente próximos, mas não idênticos.

P4: Quão crítica é a distância de 3mm para soldagem e dobra dos terminais?R: Muito crítica. O bulbo de resina epóxi é sensível ao calor e ao estresse mecânico. Manter uma distância de 3mm garante que o calor da soldagem não cause choque térmico no epóxi (causando rachaduras ou delaminação) e que o estresse de dobra não seja transferido para as frágeis ligações de fio internas conectadas ao chip semicondutor.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Cenário: Projetando um indicador de energia para o painel frontal de um computador desktop. Requisitos: Visível em uma sala iluminada, alimentado pelo barramento de 5V em standby do sistema, confiável para operação de longo prazo.Etapas do Projeto: 1.Seleção do Componente: Este LED azul é adequado devido ao seu alto brilho (500 mcd típico). 2.Cálculo do Circuito: Usando o barramento de standby de 5V. Assumindo um V_Fconservador de 3,5V e um I_Fdesejado de 15mA (para longevidade e menor calor), o valor do resistor é R = (5V - 3,5V) / 0,015A = 100 Ohms. Potência do resistor: P = I²R = (0,015)²* 100 = 0,0225W. Um resistor padrão de 1/8W (0,125W) é mais do que suficiente. 3.Layout da PCB: Posicione o LED no local do painel frontal. Inclua uma área generosa de cobre conectada aos terminais do cátodo e ânodo para atuar como dissipador de calor. Siga as dimensões da embalagem para o footprint. 4.Montagem: Siga as diretrizes de soldagem por onda se a PCB for montada por esse processo, garantindo que o LED seja colocado por último ou mascarado, se possível, para minimizar a exposição térmica.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este LED é baseado em um chip semicondutor feito de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN), conforme indicado na seção de materiais. Quando uma tensão direta que excede o limite do diodo (aproximadamente 2,7V) é aplicada, elétrons e lacunas são injetados na região ativa do chip. Quando esses portadores de carga se recombinam, eles liberam energia na forma de fótons (luz). A composição específica da liga de InGaN determina a energia da banda proibida, que define diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida — neste caso, azul (~470 nm). A lente de resina epóxi serve para proteger o chip, moldar o feixe de saída de luz (ângulo de visão de 60 graus) e melhorar a extração de luz do material semicondutor.

13. Tendências Tecnológicas

A tecnologia LED continua a evoluir. Embora este componente represente um produto padrão e maduro, tendências mais amplas da indústria que influenciam tais dispositivos incluem:

• Maior Eficiência: Pesquisas contínuas em ciência dos materiais visam melhorar os lúmens por watt (eficácia) dos LEDs, reduzindo o consumo de energia para a mesma saída de luz.
• Miniaturização: A busca por dispositivos eletrônicos menores impulsiona LEDs em footprints de embalagem cada vez menores, mantendo ou aumentando o brilho.
• Confiabilidade Aprimorada: Melhorias em materiais de embalagem e técnicas de fixação do chip continuam a estender a vida útil operacional e a tolerância a ambientes adversos.
• Integração Inteligente: Uma tendência para LEDs com drivers, controladores ou até sensores integrados dentro da embalagem, embora isso seja mais prevalente em módulos de iluminação de alta gama do que em lâmpadas indicadoras básicas.

Esta ficha técnica reflete um produto bem estabelecido e confiável, projetado para aplicações de mercado de massa onde desempenho comprovado e custo-benefício são primordiais.