Índice
- 1. Visão Geral do Produto
- 1.1 Características e Vantagens Principais
- 1.2 Aplicações Alvo
- 2. Análise Detalhada das Especificações Técnicas
- 2.1 Especificações Máximas Absolutas
- 2.2 Características Eletro-Ópticas
- 3. Análise das Curvas de Desempenho
- 3.1 Intensidade Relativa vs. Comprimento de Onda
- 3.2 Padrão de Diretividade
- 3.3 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)
- 3.4 Intensidade Relativa vs. Corrente Direta
- 3.5 Curvas de Desempenho Térmico
- 4. Informações Mecânicas e do Encapsulamento
- 4.1 Dimensões do Encapsulamento
- 4.2 Identificação da Polaridade
- 5. Diretrizes de Montagem, Manuseio e Confiabilidade
- 5.1 Formação dos Terminais
- 5.2 Condições de Armazenamento
- 5.3 Instruções de Soldagem
- 5.4 Limpeza
- 5.5 Gerenciamento Térmico
- 6. Informações de Embalagem e Pedido
- 6.1 Especificação de Embalagem
- 6.2 Explicação do Rótulo
- 7. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto
- 7.1 Circuitos de Aplicação Típicos
- 7.2 Considerações de Projeto
- 8. Introdução à Tecnologia e Princípio de Funcionamento
- 9. Perguntas Frequentes (FAQ)
- 9.1 Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?
- 9.2 Posso alimentar este LED com uma fonte de 3,3V?
- 9.3 Por que a vida útil de armazenamento é limitada a 3 meses?
- 9.4 É necessário um dissipador de calor?
1. Visão Geral do Produto
Este documento fornece as especificações técnicas para uma lâmpada LED de alta luminosidade na cor Amarelo Verde Brilhante. O dispositivo é projetado utilizando tecnologia de chip AlGaInP encapsulado em resina transparente, oferecendo desempenho confiável para diversas aplicações eletrónicas que requerem iluminação indicadora clara e vibrante.
1.1 Características e Vantagens Principais
- Alta Luminosidade:A série é especialmente projetada para aplicações que exigem intensidade luminosa superior.
- Conformidade Ambiental:O produto é livre de chumbo (Pb-free), em conformidade com as normas RoHS, REACH da UE e livre de halogéneos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
- Opções de Embalagem:Disponível em fita e bobina para processos de montagem automatizada.
- Escolha do Ângulo de Visão:Oferecido com vários ângulos de visão para atender às diferentes necessidades da aplicação.
- Design Robusto:Construído para operação confiável e de longa duração.
1.2 Aplicações Alvo
Este LED é adequado para retroiluminação e indicação de estado numa variedade de eletrónicos de consumo e informática, incluindo:
- Televisores
- Monitores de Computador
- Telefones
- Periféricos Gerais de Computador
2. Análise Detalhada das Especificações Técnicas
2.1 Especificações Máximas Absolutas
As seguintes especificações definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Todos os valores são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.
| Parâmetro | Símbolo | Especificação | Unidade |
|---|---|---|---|
| Corrente Direta Contínua | IF | 25 | mA |
| Corrente Direta de Pico (Ciclo de Trabalho 1/10 @ 1KHz) | IFP | 60 | mA |
| Tensão Reversa | VR | 5 | V |
| Símbolo | Pd | 60 | mW |
| Temperatura de Operação | Topr | -40 a +85 | °C |
| Temperatura de Armazenamento | Tstg | -40 a +100 | °C |
| Temperatura de Soldagem | Tsol | 260 (por 5 seg) | °C |
Consideração de Projeto:A especificação de corrente direta contínua de 25mA é um parâmetro chave para o projeto do circuito. Exceder este valor, mesmo momentaneamente, pode reduzir significativamente a vida útil do LED ou causar falha imediata. A especificação de corrente de pico permite pulsos breves, útil em aplicações de display multiplexado, mas o ciclo de trabalho e a frequência devem ser rigorosamente respeitados.
2.2 Características Eletro-Ópticas
Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos sob condições de teste padrão (Ta=25°C, IF=20mA, salvo indicação em contrário).
| Parâmetro | Symbol | Min. | Typ. | Max. | Unidade | Condição |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Intensidade Luminosa | Iv | 160 | 320 | -- | mcd | IF=20mA |
| Ângulo de Visão (2θ1/2) | -- | -- | 10 | -- | graus | IF=20mA |
| Comprimento de Onda de Pico | λp | -- | 575 | -- | nm | IF=20mA |
| Comprimento de Onda Dominante | λd | -- | 573 | -- | nm | IF=20mA |
| Largura de Banda Espectral | Δλ | -- | 20 | -- | nm | IF=20mA |
| Tensão Direta | VF | 1.7 | 2.0 | 2.4 | V | IF=20mA |
| Corrente Reversa | IR | -- | -- | 10 | μA | VR=5V |
Análise dos Parâmetros:
- Intensidade Luminosa (320 mcd típ.):Isto indica uma saída brilhante adequada para indicadores visíveis à luz do dia. A ampla faixa mín.-típ. sugere um processo de binning; os projetistas devem usar o valor mínimo para cálculos de luminosidade no pior caso.
- Ângulo de Visão (10° típ.):Um ângulo de visão muito estreito. Este LED é projetado para luz focada e direcionada, em vez de iluminação de área ampla, tornando-o ideal para indicadores em painéis onde a luz deve ser visível principalmente pela frente.
- Tensão Direta (2,0V típ.):Uma tensão direta relativamente baixa para um LED AlGaInP, o que ajuda a reduzir o consumo de energia e a carga térmica. O resistor limitador de corrente do circuito deve ser calculado com base na VF máxima (2,4V) para garantir que a corrente nunca exceda a especificação máxima absoluta em todas as condições.
- Comprimentos de Onda (~573-575 nm):Isto posiciona a cor firmemente na região do espectro do amarelo-verde brilhante, que é altamente perceptível ao olho humano.
Nota sobre Incerteza de Medição: Intensidade Luminosa (±10%), Comprimento de Onda Dominante (±1,0nm), Tensão Direta (±0,1V).
3. Análise das Curvas de Desempenho
A ficha técnica fornece várias curvas características que são cruciais para entender o comportamento do LED em condições não padrão.
3.1 Intensidade Relativa vs. Comprimento de Onda
Esta curva mostra a distribuição espectral de potência. O pico típico está em 575nm com uma largura de banda espectral (FWHM) de 20nm, confirmando uma cor amarelo-verde saturada com propagação mínima para cores adjacentes.
3.2 Padrão de Diretividade
Ilustra a distribuição espacial da luz, correlacionando-se com o ângulo de visão de 10 graus. O padrão mostra alta intensidade a 0° (no eixo) com uma queda rápida, característica de um LED de feixe estreito.
3.3 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)
Este gráfico é essencial para o projeto do driver. Mostra a relação exponencial entre tensão e corrente. Um pequeno aumento na tensão além dos típicos 2,0V pode levar a um grande e potencialmente danoso aumento na corrente, destacando a necessidade de um driver de corrente constante ou de um resistor em série de tamanho adequado.
3.4 Intensidade Relativa vs. Corrente Direta
Mostra a dependência da saída de luz com a corrente de acionamento. Embora a saída aumente com a corrente, não é perfeitamente linear, e a eficiência normalmente cai em correntes mais altas devido ao aumento da geração de calor.
3.5 Curvas de Desempenho Térmico
Intensidade Relativa vs. Temperatura Ambiente:Mostra a saída de luz diminuindo à medida que a temperatura ambiente aumenta. Esta derating térmica deve ser considerada em aplicações com altas temperaturas ambientes.Corrente Direta vs. Temperatura Ambiente:Sob condições de tensão constante, a corrente direta mudaria com a temperatura devido ao coeficiente de temperatura negativo da tensão direta do díodo. Isto reforça a necessidade de regulação de corrente.
4. Informações Mecânicas e do Encapsulamento
4.1 Dimensões do Encapsulamento
O LED apresenta um encapsulamento radial com terminais padrão (frequentemente referido como encapsulamento "3mm" ou "T1"). Notas dimensionais importantes do desenho incluem:
- Todas as dimensões estão em milímetros (mm).
- A altura do flange deve ser inferior a 1,5mm (0,059\").
- A tolerância padrão é ±0,25mm, salvo especificação em contrário.
4.2 Identificação da Polaridade
O terminal mais longo normalmente denota o ânodo (positivo). O diagrama da ficha técnica deve ser consultado para confirmar a marcação de polaridade específica, que é frequentemente indicada por um ponto plano na lente do LED ou um entalhe no flange próximo ao terminal do cátodo.
5. Diretrizes de Montagem, Manuseio e Confiabilidade
5.1 Formação dos Terminais
- Dobre os terminais num ponto a pelo menos 3mm da base da cápsula de epóxi.
- Execute a formaçãoantes soldering.
- Evite tensionar o encapsulamento. A tensão pode rachar o epóxi ou danificar as ligações internas dos fios.
- 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 de montagem.
5.2 Condições de Armazenamento
- Recomendado: ≤30°C e ≤70% de Humidade Relativa.
- Vida útil de armazenamento após envio: 3 meses sob condições recomendadas.
- Para armazenamento mais longo (até 1 ano): Use um recipiente selado com atmosfera de nitrogénio e dessecante.
- Evite mudanças rápidas de temperatura em ambientes húmidos para prevenir condensação.
5.3 Instruções de Soldagem
Regra Crítica:Mantenha uma distância mínima de 3mm da junta de solda até a cápsula de epóxi.
| Processo | Parâmetro | Limite |
|---|---|---|
| Soldagem Manual | Temperatura da Ponta do Ferro | 300°C Máx. (30W Máx.) |
| Tempo de Soldagem | 3 segundos Máx. | |
| Distância até a Cápsula | 3mm Mín. | |
| Soldagem por Imersão (Onda) | Temperatura de Pré-aquecimento | 100°C Máx. (60 seg Máx.) |
| Temperatura do Banho & Tempo | 260°C Máx., 5 seg Máx. | |
| Distância até a Cápsula | 3mm Mín. | |
| Arrefecimento | Não use arrefecimento rápido. |
Notas Adicionais de Soldagem:
- Evite tensão mecânica nos terminais enquanto o LED estiver quente.
- Não execute soldagem por imersão/manual mais de uma vez.
- Proteja o LED de choque/vibração até que arrefeça à temperatura ambiente.
- Use sempre a temperatura mais baixa possível que garanta uma junta de solda confiável.
5.4 Limpeza
- Se necessário, limpe apenas com álcool isopropílico à temperatura ambiente por ≤1 minuto.
- Seque ao ar à temperatura ambiente.
- Não use limpeza ultrassónicaa menos que seja absolutamente necessário e apenas após testes de pré-qualificação completos, pois pode danificar a estrutura interna.
5.5 Gerenciamento Térmico
A dissipação de calor deve ser considerada durante a fase de projeto da aplicação. Embora seja um dispositivo de baixa potência, operar na ou perto da corrente máxima numa temperatura ambiente elevada exigirá a derating da corrente para manter a confiabilidade e prevenir a depreciação acelerada do lúmen. É recomendado um layout adequado da PCB para dissipar o calor dos terminais.
6. Informações de Embalagem e Pedido
6.1 Especificação de Embalagem
Os LEDs são embalados para prevenir descarga eletrostática (ESD) e danos por humidade:
- Embalagem Primária:Sacos antiestáticos.
- Embalagem Secundária:Caixas internas contendo vários sacos.
- Embalagem Terciária:Caixas externas contendo várias caixas internas.
- 200 a 500 peças por saco antiestático.
- 4 sacos por caixa interna.
- 10 caixas internas por caixa externa.
6.2 Explicação do Rótulo
Os rótulos na embalagem contêm as seguintes informações para rastreabilidade e identificação:
- CPN:Número de Produção do Cliente
- P/N:Número de Produção (Número da Peça do Dispositivo)
- QTY:Quantidade de Embalagem
- CAT:Classificações (Binning de Desempenho)
- HUE:Comprimento de Onda Dominante
- REF:Tensão Direta
- LOT No:Número do Lote para rastreabilidade
7. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto
7.1 Circuitos de Aplicação Típicos
O método de acionamento mais comum é um resistor em série. O valor do resistor (R) é calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte - VF_LED) / I_LED.Exemplo:Para uma fonte de 5V, usando a VF máxima de 2,4V e uma corrente desejada de 20mA: R = (5V - 2,4V) / 0,020A = 130 Ohms. Um resistor padrão de 130Ω ou o próximo valor mais alto (ex.: 150Ω) seria usado. A potência nominal do resistor deve ser pelo menos P = I²R = (0,02)² * 130 = 0,052W, portanto, um resistor padrão de 1/8W (0,125W) é suficiente.
7.2 Considerações de Projeto
- Regulação de Corrente:Para brilho consistente, especialmente com uma tensão de alimentação variável ou em ambientes com flutuações de temperatura, considere usar um driver de corrente constante em vez de um simples resistor.
- Proteção contra Tensão Reversa:A tensão reversa máxima é de apenas 5V. Se houver qualquer chance de polarização reversa (ex.: em circuitos AC ou com cargas indutivas), um diodo de proteção em paralelo com o LED (cátodo para ânodo) é obrigatório.
- Ângulo de Visão:O ângulo de visão de 10° torna este LED ideal para indicadores montados em painéis onde a luz deve ser direcionada para o utilizador. É menos adequado para iluminação de área ou iluminação de ângulo amplo.
- Calor em Espaços Encerrados:Quando montado atrás de um painel ou num invólucro selado, a temperatura ambiente ao redor do LED pode ser mais alta do que o ambiente geral, necessitando de uma derating de corrente adicional.
8. Introdução à Tecnologia e Princípio de Funcionamento
Este LED utiliza um chip semicondutor deAlGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio). Este sistema de material é particularmente eficiente para produzir luz nas regiões amarela, laranja, vermelha e verde do espectro visível. Quando uma tensão direta é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa do semicondutor, libertando energia na forma de fotões. A composição específica das camadas de AlGaInP determina a energia da banda proibida e, portanto, o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, amarelo-verde brilhante a ~573-575 nm. A lente de resina epóxi transparente serve para proteger o chip, moldar a saída de luz num feixe estreito e melhorar a extração de luz do semicondutor.
9. Perguntas Frequentes (FAQ)
9.1 Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?
Comprimento de Onda de Pico (λp, 575nm)é o comprimento de onda no qual o espectro de emissão tem a sua intensidade máxima.Comprimento de Onda Dominante (λd, 573nm)é o comprimento de onda único da luz monocromática que corresponde à cor percebida do LED quando comparada a uma fonte de luz branca padrão. Para uma cor saturada como este amarelo-verde, eles estão muito próximos, mas o comprimento de onda dominante é mais relevante para a especificação da cor.
9.2 Posso alimentar este LED com uma fonte de 3,3V?
Sim, mas deve usar um resistor limitador de corrente em série. Usando a VF típica de 2,0V e o alvo de 20mA: R = (3,3V - 2,0V) / 0,020A = 65 Ohms. Calcule sempre usando a VF máxima (2,4V) para um projeto seguro: R_mín = (3,3V - 2,4V) / 0,020A = 45 Ohms. Um resistor entre 45Ω e 65Ω funcionaria, com um valor mais alto fornecendo uma margem de segurança contra sobrecorrente.
9.3 Por que a vida útil de armazenamento é limitada a 3 meses?
O material de encapsulamento de epóxi pode absorver humidade da atmosfera. Durante a soldagem subsequente em alta temperatura, esta humidade retida pode expandir-se rapidamente, causando delaminação interna ou fissuras ("efeito pipoca"). O limite de 3 meses assume armazenamento sob condições controladas (≤30°C/70%UR). Para armazenamento mais longo, a opção embalada em nitrogénio remove a humidade e o oxigénio, prevenindo a degradação.
9.4 É necessário um dissipador de calor?
Para operação na ou abaixo dos típicos 20mA em temperaturas ambientes normais, um dissipador de calor dedicado não é necessário para o próprio LED. No entanto, um bom gerenciamento térmico da PCB é sempre benéfico para a confiabilidade a longo prazo. Os terminais fornecem o principal caminho térmico, portanto, garantir que eles sejam soldados a uma área de cobre adequada na PCB ajudará a dissipar o calor.
Terminologia de Especificação LED
Explicação completa dos termos técnicos LED
Desempenho Fotoeletrico
| Termo | Unidade/Representação | Explicação Simples | Por Que Importante |
|---|---|---|---|
| Eficácia Luminosa | lm/W (lumens por watt) | Saída de luz por watt de eletricidade, maior significa mais eficiente energeticamente. | Determina diretamente o grau de eficiência energética e custo de eletricidade. |
| Fluxo Luminoso | lm (lumens) | Luz total emitida pela fonte, comumente chamada de "brilho". | Determina se a luz é brilhante o suficiente. |
| Ângulo de Visão | ° (graus), ex., 120° | Ângulo onde a intensidade da luz cai à metade, determina a largura do feixe. | Afeta o alcance de iluminação e uniformidade. |
| CCT (Temperatura de Cor) | K (Kelvin), ex., 2700K/6500K | Calor/frescor da luz, valores mais baixos amarelados/quentes, mais altos esbranquiçados/frios. | Determina a atmosfera de iluminação e cenários adequados. |
| CRI / Ra | Sem unidade, 0–100 | Capacidade de reproduzir cores de objetos com precisão, Ra≥80 é bom. | Afeta a autenticidade da cor, usado em locais de alta demanda como shoppings, museus. |
| SDCM | Passos da elipse MacAdam, ex., "5 passos" | Métrica de consistência de cor, passos menores significam cor mais consistente. | Garante cor uniforme em todo o mesmo lote de LEDs. |
| Comprimento de Onda Dominante | nm (nanômetros), ex., 620nm (vermelho) | Comprimento de onda correspondente à cor dos LEDs coloridos. | Determina a tonalidade de LEDs monocromáticos vermelhos, amarelos, verdes. |
| Distribuição Espectral | Curva comprimento de onda vs intensidade | Mostra a distribuição de intensidade nos comprimentos de onda. | Afeta a reprodução de cor e qualidade. |
Parâmetros Elétricos
| Termo | Símbolo | Explicação Simples | Considerações de Design |
|---|---|---|---|
| Tensão Direta | Vf | Tensão mínima para ligar o LED, como "limiar de partida". | A tensão do driver deve ser ≥Vf, tensões somam-se para LEDs em série. |
| Corrente Direta | If | Valor de corrente para operação normal do LED. | Normalmente acionamento de corrente constante, corrente determina brilho e vida útil. |
| Corrente de Pulsação Máxima | Ifp | Corrente de pico tolerável por curtos períodos, usada para dimerização ou flash. | A largura do pulso e ciclo de trabalho devem ser rigorosamente controlados para evitar danos. |
| Tensão Reversa | Vr | Tensão reversa máxima que o LED pode suportar, além pode causar ruptura. | O circuito deve evitar conexão reversa ou picos de tensão. |
| Resistência Térmica | Rth (°C/W) | Resistência à transferência de calor do chip para a solda, mais baixo é melhor. | Alta resistência térmica requer dissipação de calor mais forte. |
| Imunidade ESD | V (HBM), ex., 1000V | Capacidade de suportar descarga eletrostática, mais alta significa menos vulnerável. | Medidas antiestáticas necessárias na produção, especialmente para LEDs sensíveis. |
Gerenciamento Térmico e Confiabilidade
| Termo | Métrica Chave | Explicação Simples | Impacto |
|---|---|---|---|
| Temperatura de Junção | Tj (°C) | Temperatura operacional real dentro do chip LED. | Cada redução de 10°C pode dobrar a vida útil; muito alta causa decaimento da luz, deslocamento de cor. |
| Depreciação do Lúmen | L70 / L80 (horas) | Tempo para o brilho cair para 70% ou 80% do inicial. | Define diretamente a "vida de serviço" do LED. |
| Manutenção do Lúmen | % (ex., 70%) | Porcentagem de brilho retida após o tempo. | Indica retenção de brilho ao longo do uso de longo prazo. |
| Deslocamento de Cor | Δu′v′ ou elipse MacAdam | Grau de mudança de cor durante o uso. | Afeta a consistência da cor nas cenas de iluminação. |
| Envelhecimento Térmico | Degradação do material | Deterioração devido a alta temperatura a longo prazo. | Pode causar queda de brilho, mudança de cor ou falha de circuito aberto. |
Embalagem e Materiais
| Termo | Tipos Comuns | Explicação Simples | Características e Aplicações |
|---|---|---|---|
| Tipo de Pacote | EMC, PPA, Cerâmica | Material da carcaça protegendo o chip, fornecendo interface óptica/térmica. | EMC: boa resistência ao calor, baixo custo; Cerâmica: melhor dissipação de calor, vida mais longa. |
| Estrutura do Chip | Frontal, Flip Chip | Arranjo dos eletrodos do chip. | Flip chip: melhor dissipação de calor, eficácia mais alta, para alta potência. |
| Revestimento de Fósforo | YAG, Silicato, Nitreto | Cobre o chip azul, converte alguns para amarelo/vermelho, mistura para branco. | Diferentes fósforos afetam eficácia, CCT e CRI. |
| Lente/Óptica | Plana, Microlente, TIR | Estrutura óptica na superfície controlando a distribuição da luz. | Determina o ângulo de visão e curva de distribuição de luz. |
Controle de Qualidade e Classificação
| Termo | Conteúdo de Binning | Explicação Simples | Propósito |
|---|---|---|---|
| Bin de Fluxo Luminoso | Código ex. 2G, 2H | Agrupado por brilho, cada grupo tem valores de lúmen mín/máx. | Garante brilho uniforme no mesmo lote. |
| Bin de Tensão | Código ex. 6W, 6X | Agrupado por faixa de tensão direta. | Facilita o emparelhamento do driver, melhora a eficiência do sistema. |
| Bin de Cor | Elipse MacAdam de 5 passos | Agrupado por coordenadas de cor, garantindo faixa estreita. | Garante consistência de cor, evita cor irregular dentro do dispositivo. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K etc. | Agrupado por CCT, cada um tem faixa de coordenadas correspondente. | Atende aos diferentes requisitos de CCT da cena. |
Testes e Certificação
| Termo | Padrão/Teste | Explicação Simples | Significado |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Teste de manutenção do lúmen | Iluminação de longo prazo a temperatura constante, registrando decaimento de brilho. | Usado para estimar vida do LED (com TM-21). |
| TM-21 | Padrão de estimativa de vida | Estima a vida sob condições reais com base nos dados LM-80. | Fornece previsão científica de vida. |
| IESNA | Sociedade de Engenharia de Iluminação | Abrange métodos de teste ópticos, elétricos, térmicos. | Base de teste reconhecida pela indústria. |
| RoHS / REACH | Certificação ambiental | Garante nenhuma substância nociva (chumbo, mercúrio). | Requisito de acesso ao mercado internationalmente. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificação de eficiência energética | Certificação de eficiência energética e desempenho para iluminação. | Usado em aquisições governamentais, programas de subsídios, aumenta a competitividade. |