Ficha Técnica da Lâmpada LED 1003SUGD/S400-A4 - Verde Brilhante - 20mA - 3.3V - 50mcd - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de uma lâmpada LED de alto brilho na cor verde brilhante. O dispositivo faz parte de uma série projetada para aplicações que exigem uma saída luminosa superior. Utiliza tecnologia de chip InGaN encapsulada em uma resina difusora verde, resultando em uma emissão verde brilhante distinta. As principais características incluem um amplo ângulo de visão de 110 graus, disponibilidade em fita e carretel para montagem automatizada e conformidade com os requisitos RoHS e sem chumbo, garantindo responsabilidade ambiental e compatibilidade com a fabricação.

O LED foi projetado para confiabilidade e robustez em várias aplicações eletrônicas. Sua construção prioriza o desempenho estável sob condições operacionais padrão, tornando-o um componente adequado tanto para eletrônicos de consumo quanto industriais, onde a cor e a saída de luz consistentes são críticas.

2. Análise Profunda das Especificações Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os Valores Máximos Absolutos definem os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Eles não se destinam à operação normal.

• Corrente Contínua Direta (I_F): 25 mA. Esta é a corrente DC máxima que pode ser aplicada continuamente ao LED.
• Corrente de Pico Direta (I_FP): 100 mA. Esta classificação de corrente pulsada (a 1/10 do ciclo de trabalho, 1 kHz) permite breves períodos de acionamento mais alto, útil para multiplexação ou efeitos estroboscópicos.
• 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 o encapsulamento pode dissipar, calculada como V_F* I_F.
• Temperatura de Operação e Armazenamento: Varia de -40°C a +85°C (operação) e de -40°C a +100°C (armazenamento).
• Temperatura de Soldagem: Suporta 260°C por 5 segundos, compatível com perfis padrão de refusão sem chumbo.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos em uma condição de teste padrão de 20mA de corrente direta e 25°C de temperatura ambiente (Ta). Eles definem o desempenho típico que os usuários podem esperar.

• Intensidade Luminosa (I_v): O valor típico é de 50 milicandelas (mcd), com um mínimo de 16 mcd. Isso quantifica o brilho percebido da luz verde emitida.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2): 110 graus (típico). Este ângulo amplo indica que o LED emite luz sobre um cone amplo, adequado para iluminação de área ou indicadores que requerem ampla visibilidade.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p): 518 nm (típico). Este é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d): 525 nm (típico). Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano para corresponder à cor do LED, definindo seu tom "verde brilhante".
• Tensão Direta (V_F): 3,3 V (típico), com um máximo de 4,0 V a 20mA. Isto é crucial para projetar o circuito limitador de corrente.
• Corrente Reversa (I_R): Máximo de 50 µA a 5V de polarização reversa, indicando boa integridade da junção.

3. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece várias curvas características que ilustram o desempenho sob condições variadas. Estas são essenciais para um projeto robusto.

3.1 Distribuição Espectral e de Diretividade

A curva deIntensidade Relativa vs. Comprimento de Ondamostra um espectro de emissão estreito centrado em torno de 518-525 nm, característico dos LEDs verdes baseados em InGaN. A curva deDiretividadeconfirma visualmente o ângulo de visão de 110 graus, mostrando como a intensidade da luz diminui a partir do eixo central.

3.2 Características Elétricas e Térmicas

ACurva Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)exibe a clássica relação exponencial do diodo. No ponto de operação típico de 20mA, a tensão é de aproximadamente 3,3V. Os projetistas devem usar esta curva para garantir que o driver possa fornecer tensão suficiente, especialmente em baixas temperaturas onde V_F increases.

A curva deIntensidade Relativa vs. Corrente Diretaé geralmente linear na faixa de corrente mais baixa, indicando cor e eficiência estáveis. As curvas deIntensidade Relativa vs. Temperatura AmbienteeCorrente Direta vs. Temperatura Ambientedemonstram os efeitos térmicos. A saída luminosa diminui à medida que a temperatura sobe, enquanto a tensão direta diminui. Isto ressalta a necessidade de gestão térmica para manter o brilho consistente.

4. Informações Mecânicas e de Embalagem

4.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED apresenta um encapsulamento radial com terminais padrão do tipo "lâmpada". As dimensões críticas incluem o espaçamento dos terminais, o diâmetro do corpo e a altura total. A altura do flange é especificada para ser inferior a 1,5mm. A tolerância padrão para dimensões é de ±0,25mm, salvo indicação em contrário. Os engenheiros devem consultar o desenho dimensionado detalhado para o projeto preciso da área de montagem na PCB.

4.2 Identificação da Polaridade

A polaridade é tipicamente indicada pelo comprimento do terminal (o terminal mais longo é o ânodo) e/ou por um ponto plano na lente ou corpo do LED próximo ao terminal do cátodo. A polaridade correta é essencial para a operação.

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio adequado é crítico para evitar danos e garantir a confiabilidade a longo prazo.

5.1 Formação dos Terminais

• A dobra deve ocorrer a pelo menos 3mm da base do bulbo de epóxi para evitar tensão na vedação.
• Forme os terminais antes de soldar.
• Corte os terminais à temperatura ambiente.
• Certifique-se de que os furos na PCB estejam perfeitamente alinhados com os terminais do LED para evitar tensão na montagem.

5.2 Processo de Soldagem

Soldagem Manual: Temperatura máxima da ponta do ferro 300°C (para ferro de 30W), tempo máximo de soldagem 3 segundos por terminal, mantendo uma distância mínima de 3mm da junta até o bulbo de epóxi.
Soldagem por Onda/Imersão: Pré-aquecer a no máximo 100°C (máx. 60 seg), banho de solda a no máximo 260°C por no máximo 5 segundos, com a mesma regra de distância de 3mm.
Um gráfico de perfil de soldagem recomendado sugere um aumento rápido da temperatura até um pico de 260°C, seguido por um resfriamento controlado. Evite resfriamento rápido. Não solde mais de uma vez. Proteja o LED de choques mecânicos enquanto estiver quente.

5.3 Limpeza e Armazenamento

A limpeza, se necessária, deve usar álcool isopropílico à temperatura ambiente por ≤1 minuto. Evite limpeza ultrassônica, a menos que pré-qualificada. Para armazenamento, mantenha condições de ≤30°C e ≤70% de UR. Para armazenamento de longo prazo além de 3 meses, use um recipiente selado com nitrogênio e dessecante.

5.4 Gestão de Calor e ESD

A gestão térmica é vital. A corrente de operação deve ser reduzida com base na temperatura ambiente, consultando a curva de derating. O desempenho do LED é dependente da temperatura. O dispositivo é sensível à Descarga Eletrostática (ESD). Precauções padrão contra ESD (estações de trabalho aterradas, pulseiras antiestáticas) devem ser observadas durante o manuseio.

6. Informações de Embalagem e Pedido

6.1 Especificação de Embalagem

Os LEDs são embalados em sacos antiestáticos e resistentes à umidade. A hierarquia de embalagem é:
1. Quantidade por Unidade: 1.500 peças por saco antiestático.
2. Caixa Interna: 5 sacos por caixa interna (total de 7.500 peças).
3. Caixa Mestra/Externa: 10 caixas internas por caixa mestra (total de 75.000 peças).

6.2 Explicação do Rótulo

Os rótulos na embalagem incluem:
- CPN: Número da Peça do Cliente.
- P/N: Número da Peça do Fabricante (1003SUGD/S400-A4).
- QTY: Quantidade contida.
- CAT/HUE: Indica a classificação/bin de cor com base no comprimento de onda dominante.
- LOT No.: Número de lote de fabricação rastreável.

7. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Aplicações Típicas

Este LED é adequado para iluminação de fundo e indicação de status em:
- Televisores
- Monitores de Computador- Equipamentos de Informática em Geral

7.2 Projeto do Circuito

Sempre use um resistor limitador de corrente em série. O valor do resistor (R) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Use o V_Fmáximo (4,0V) da ficha técnica para um projeto robusto que garanta que I_Fnão exceda 20mA mesmo com tolerâncias dos componentes. Por exemplo, com uma fonte de 5V: R = (5V - 4,0V) / 0,020A = 50Ω. Um resistor padrão de 51Ω ou 56Ω seria apropriado.

7.3 Projeto Térmico

Em aplicações onde múltiplos LEDs são usados ou as temperaturas ambientes são altas, considere o layout da PCB para dissipação de calor. Evite colocar LEDs perto de outros componentes geradores de calor. Para aplicações de alta confiabilidade, implemente resfriamento ativo ou passivo, se necessário, para manter a temperatura da junção do LED dentro dos limites seguros, conforme definido pela curva de derating.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com tecnologias mais antigas, como LEDs verdes de GaP, este LED baseado em InGaN oferece brilho significativamente maior (intensidade luminosa) e uma cor verde mais saturada e "brilhante" devido ao seu espectro mais estreito e maior pureza do comprimento de onda dominante. O amplo ângulo de visão de 110 graus é vantajoso em relação a LEDs de ângulo mais estreito quando é necessária ampla visibilidade sem ópticas secundárias. Sua conformidade com RoHS e capacidade de soldagem sem chumbo o tornam adequado para a fabricação moderna global de eletrônicos.

9. Perguntas Frequentes (FAQ)

9.1 Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Dominante?

O Comprimento de Onda de Pico (λ_p)é o comprimento de onda físico onde o LED emite a maior potência óptica.O Comprimento de Onda Dominante (λ_d)é uma quantidade colorimétrica que representa o comprimento de onda único da luz monocromática que pareceria ter a mesma cor do LED para um observador humano padrão. Para LEDs verdes, λ_dé frequentemente ligeiramente maior que λ_p.

9.2 Posso alimentar este LED continuamente com 25mA?

Embora o Valor Máximo Absoluto para corrente contínua seja 25mA, a condição de teste padrão e os dados de desempenho típico são especificados em 20mA. Operar a 25mA pode produzir uma saída de luz mais alta, mas aumentará a dissipação de potência (calor) e potencialmente reduzirá a confiabilidade a longo prazo. Recomenda-se projetar para a corrente de acionamento típica de 20mA, a menos que a aplicação exija especificamente o brilho extra marginal e as implicações térmicas sejam gerenciadas.

9.3 Quão crítica é a regra de distância de 3mm para soldagem?

Muito crítica. A resina epóxi que encapsula o chip do LED é sensível a altas temperaturas. Soldar muito perto do bulbo pode causar tensão térmica, levando a microtrincas no epóxi, amarelamento prematuro (reduzindo a saída de luz) ou até falha imediata. Mantenha sempre a distância especificada.

10. Estudo de Caso Prático de Projeto

Cenário: Projetando um painel de indicador de status para um dispositivo usando dez desses LEDs verdes, alimentados por uma linha estável de 5V na PCB principal.

Etapas do Projeto:

1. Cálculo da Corrente: Objetivo I_F= 20mA por LED.
2. Cálculo do Resistor: Usando o pior caso de V_F(4,0V) para confiabilidade: R = (5V - 4,0V) / 0,020A = 50Ω. Selecione um resistor padrão de 51Ω, 1/8W ou 1/10W. Dissipação de potência no resistor: P = I²R = (0,02)²* 51 = 0,0204W, bem dentro da classificação.
3. Layout: Posicione cada LED com seu resistor limitador de corrente próximo. Certifique-se de que a área de montagem na PCB corresponda ao desenho dimensional da ficha técnica, com furos para os terminais radiais. Forneça alguns milímetros de espaçamento entre os LEDs para auxiliar na dissipação de calor.
4. Nota de Montagem: Instrua a montagem a dobrar os terminais (se necessário) antes da inserção e a seguir as diretrizes de soldagem manual (300°C máx., 3 seg máx., distância de 3mm).

Este projeto simples garante uma operação de indicador confiável e consistente ao longo da vida útil do produto.

11. Princípio Tecnológico

Este LED é baseado em um chip semicondutor de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN). Quando uma tensão direta é aplicada, elétrons e lacunas são injetados na região ativa da junção semicondutora. Sua recombinação libera energia na forma de fótons (luz). A composição específica da liga InGaN determina a energia da banda proibida, que define diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, verde. A resina difusora verde encapsulante serve para proteger o chip, moldar o feixe de saída de luz (criando o ângulo de visão de 110 graus) e difundir a luz para parecer mais uniforme.

12. Tendências da Indústria

A indústria de LED continua a evoluir em direção a maior eficiência (mais lúmens por watt), melhor reprodução de cores e maior miniaturização. Embora este dispositivo seja um componente de montagem em furo padrão, uma tendência significativa é a migração para encapsulamentos de Dispositivo de Montagem em Superfície (SMD) (como 0603, 0402) para montagem automatizada e economia de espaço. Além disso, há desenvolvimento contínuo na eficiência do LED verde, historicamente menor que a do azul e vermelho, para melhorar o desempenho dos sistemas de LED RGB (Vermelho-Verde-Azul) para telas e iluminação. Este componente representa uma solução madura e confiável dentro desta paisagem tecnológica em evolução.