Ficha Técnica da Lâmpada LED 333-2SYGD/S530-E2 - Amarelo Verde Brilhante - 20mA - 2.0V - 60mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas para uma lâmpada LED de alta luminosidade na cor Amarelo Verde Brilhante. O dispositivo é projetado utilizando tecnologia de chip AlGaInP, encapsulado em resina difusa verde, e destina-se a aplicações que requerem iluminação confiável e robusta com várias opções de ângulo de visão. O produto está em conformidade com os padrões ambientais relevantes.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens desta série de LED incluem sua alta intensidade luminosa, disponibilidade em diferentes cores e intensidades, e opções de embalagem, como fita e bobina, para montagem automatizada. Foi especificamente projetada para aplicações que demandam brilho superior. Os mercados-alvo e aplicações típicas incluem displays de eletrônicos de consumo, luzes indicadoras e sistemas de retroiluminação para dispositivos como televisores, monitores de computador, telefones e outros equipamentos de informática.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Esta seção fornece uma interpretação objetiva e detalhada dos principais parâmetros elétricos, ópticos e térmicos do dispositivo, conforme definidos nas condições padrão de teste (Ta=25°C).

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 recomendadas de operação.

• Corrente Contínua Direta (IF):25 mA. Exceder esta corrente continuamente degradará a vida útil e a saída luminosa do LED.
• Corrente de Pico Direta (IFP):60 mA. Esta é a corrente pulsada máxima permitida, tipicamente especificada sob um ciclo de trabalho de 1/10 a 1 kHz. É crucial para aplicações envolvendo pulsos breves de alta corrente.
• Tensão Reversa (VR):5 V. Aplicar uma tensão de polarização reversa maior que este valor pode causar falha imediata e catastrófica da junção do LED.
• Dissipação de Potência (Pd):60 mW. Esta é a potência máxima que o encapsulamento pode dissipar sem exceder sua temperatura máxima de junção, calculada como Tensão Direta (VF) multiplicada pela Corrente Direta (IF).
• Temperatura de Operação e Armazenamento:O dispositivo é classificado para operação de -40°C a +85°C e pode ser armazenado de -40°C a +100°C. Essas faixas garantem a estabilidade mecânica e química da resina epóxi e dos materiais semicondutores.
• Temperatura de Soldagem (Tsol):260°C por 5 segundos. Isso define o perfil térmico máximo que o encapsulamento do LED pode suportar durante os processos de soldagem por onda ou refusão.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros definem o desempenho do dispositivo em condições normais de operação (IF=20mA). A coluna 'Tip.' representa o valor mediano esperado, enquanto 'Mín.' e 'Máx.' definem a variação aceitável na produção.

• Intensidade Luminosa (Iv):40-80 mcd (Tip. 80 mcd). Esta é a luminosidade percebida do LED, medida em milicandelas. A ampla faixa indica um processo de binning; os projetistas devem considerar o valor mínimo para cenários de brilho no pior caso.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):30 graus (Típico). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor de pico (no eixo). Um ângulo de 30 graus indica um feixe relativamente focado, adequado para indicadores direcionais.
• Comprimento de Onda de Pico e Dominante (λp, λd):575 nm e 573 nm, respectivamente. O comprimento de onda de pico é o ponto espectral de máxima potência radiante. O comprimento de onda dominante é o ponto de cor percebido. Os valores próximos indicam uma emissão amarelo-verde espectralmente pura.
• Largura de Banda do Espectro de Radiação (Δλ):20 nm. Esta é a largura espectral na metade da intensidade máxima (FWHM). Uma largura de banda de 20 nm é característica dos LEDs baseados em AlGaInP, oferecendo boa pureza de cor.
• Tensão Direta (VF):1.7V a 2.4V (Tip. 2.0V). Esta é a queda de tensão no LED quando alimentado com 20mA. Os projetos de circuito devem usar resistores limitadores de corrente ou drivers dimensionados para a VF máxima para garantir que a corrente não exceda a classificação máxima se a tensão de alimentação for fixa.
• Corrente Reversa (IR):10 μA (Máx.) em VR=5V. Esta é a corrente de fuga quando o dispositivo está polarizado reversamente. É tipicamente muito baixa para LEDs em bom estado.

Tolerâncias de Medição:A ficha técnica observa incertezas específicas: ±0.1V para VF, ±10% para Iv e ±1.0nm para λd. Estas devem ser consideradas nos cálculos de projeto de precisão.

3. Explicação do Sistema de Binning

Os dados fornecidos implicam uma estrutura de binning baseada em parâmetros-chave de desempenho para garantir consistência na produção em massa. Embora uma matriz de binning detalhada não seja totalmente elaborada, o seguinte pode ser inferido das tabelas de especificação e explicações do rótulo:

• Binning de Intensidade Luminosa / Fluxo:A faixa de Iv de 40-80 mcd sugere que os dispositivos são classificados em bins com base em sua saída medida a 20mA. O campo 'CAT' no rótulo da embalagem provavelmente denota esta classificação ou categoria.
• Binning de Comprimento de Onda / Cor:O campo 'HUE' no rótulo corresponde ao Comprimento de Onda Dominante (λd). Dado que o valor típico é 573 nm, os lotes de produção são provavelmente caracterizados e rotulados com seu comprimento de onda dominante específico para manter a consistência de cor dentro de uma aplicação.
• Binning de Tensão Direta:A faixa de VF de 1.7V a 2.4V indica que os LEDs também podem ser agrupados por suas características de tensão direta. Combinar VF em circuitos paralelos pode ajudar a alcançar uma distribuição uniforme de corrente.

4. Análise das Curvas de Desempenho

As curvas características típicas fornecem insights cruciais sobre o comportamento do dispositivo sob condições variáveis, essenciais para um projeto robusto de circuito e térmico.

4.1 Intensidade Relativa vs. Comprimento de Onda

Esta curva representa graficamente a distribuição espectral de potência, mostrando um pico em torno de 575 nm com uma FWHM de aproximadamente 20 nm. Confirma a natureza monocromática da saída de luz, centrada na região amarelo-verde do espectro visível.

4.2 Padrão de Diretividade

A curva de diretividade (ou padrão de radiação) ilustra a distribuição espacial da luz. O ângulo de visão de 30 graus fornecido é derivado deste padrão. A forma da curva é típica de uma lâmpada LED padrão com lente em forma de cúpula, mostrando um perfil de emissão quase-Lambertiano ou levemente focado.

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

Esta curva mostra a relação exponencial entre corrente e tensão, típica de um diodo. A tensão de 'joelho' está em torno de 1.8V-2.0V. Além deste ponto, um pequeno aumento na tensão causa um grande aumento na corrente, destacando a necessidade crítica de regulação de corrente, não de tensão, ao acionar LEDs.

4.4 Intensidade Relativa vs. Corrente Direta (Curva L-I)

Esta curva demonstra a relação entre a corrente de acionamento e a saída de luz. É geralmente linear dentro da faixa de operação recomendada, mas saturará e eventualmente se degradará em correntes muito altas. Operar nos típicos 20mA garante um bom equilíbrio entre eficiência, brilho e longevidade.

4.5 Características Térmicas

As curvas paraIntensidade Relativa vs. Temperatura AmbienteeCorrente Direta vs. Temperatura Ambiente(a tensão constante) são de extrema importância. Elas mostram que a saída luminosa diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta, devido à redução da eficiência quântica interna e ao aumento da recombinação não radiativa. Por outro lado, para uma tensão aplicada fixa, a corrente direta aumentará com a temperatura porque a tensão direta do diodo tem um coeficiente de temperatura negativo. Isso cria um cenário potencial de fuga térmica se não for gerenciado adequadamente com um driver de corrente constante.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Encapsulamento e Desenho

A ficha técnica inclui um desenho dimensional detalhado. As especificações-chave derivadas do desenho e das notas incluem: todas as dimensões estão em milímetros (mm), a altura do flange deve ser inferior a 1,5 mm e a tolerância geral é de ±0,25 mm, salvo indicação em contrário. O desenho define o espaçamento dos terminais, o tamanho do corpo e a forma geral, essenciais para o projeto da área de contato na PCB (pad pattern).

5.2 Identificação de Polaridade

Embora não detalhado explicitamente no texto fornecido, as lâmpadas LED padrão normalmente identificam o cátodo (terminal negativo) por meio de uma borda plana na lente, um terminal mais curto ou uma marcação no encapsulamento. A área de contato na PCB deve ser projetada para corresponder a essa polaridade, garantindo a orientação correta durante a montagem.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio adequado é essencial para manter a confiabilidade e o desempenho do dispositivo.

6.1 Formação dos Terminais

• A dobra deve ocorrer a pelo menos 3 mm da base do bulbo de epóxi para evitar trincas por tensão.
• A formação deve ser feita antes da soldagem.
• Corte os terminais à temperatura ambiente para evitar choque térmico.
• Os furos na PCB devem estar perfeitamente alinhados com os terminais do LED para evitar tensão de montagem.

6.2 Condições de Armazenamento

• Armazene a ≤30°C e ≤70% de Umidade Relativa (UR) após o recebimento. A vida útil nestas condições é de 3 meses.
• Para armazenamento mais longo (até 1 ano), use um recipiente selado com atmosfera de nitrogênio e dessecante.
• Evite mudanças rápidas de temperatura em ambientes úmidos para evitar condensação.

6.3 Processo de Soldagem

Regra Crítica:Mantenha uma distância mínima de 3 mm entre a junta de solda e o bulbo de epóxi.

• Soldagem Manual:Temperatura máxima da ponta do ferro: 300°C (para ferro de no máximo 30W), tempo máximo de soldagem: 3 segundos.
• Soldagem por Onda/Imersão:Temperatura máxima de pré-aquecimento: 100°C (por no máximo 60 segundos). Temperatura máxima do banho de solda: 260°C por um tempo máximo de imersão de 5 segundos.
• Um perfil de temperatura de soldagem recomendado é fornecido e deve ser seguido para minimizar o estresse térmico.
• Evite estresse mecânico nos terminais durante e imediatamente após a soldagem, enquanto o dispositivo está quente.
• Não execute soldagem por imersão/manual mais de uma vez.
• Resfrie gradualmente a partir da temperatura de pico de soldagem; evite resfriamento rápido.

6.4 Limpeza

• Limpe apenas se necessário, usando álcool isopropílico à temperatura ambiente por ≤1 minuto. Seque ao ar.
• A limpeza ultrassônica é fortemente desencorajada. Se absolutamente necessária, uma pré-qualificação extensiva é necessária para determinar níveis de potência e duração seguros, pois a energia ultrassônica pode danificar as ligações internas do chip ou o encapsulamento de epóxi.

6.5 Gerenciamento Térmico

O gerenciamento térmico eficaz é fundamental para o desempenho e a vida útil do LED. A corrente deve ser reduzida adequadamente em temperaturas ambientes mais altas, conforme indicado pela curva de derating referenciada na ficha técnica. O projeto deve garantir que a temperatura ao redor do corpo do LED seja controlada, tipicamente usando uma PCB com alívio térmico adequado, vias térmicas ou um dissipador de calor externo para aplicações de alta potência.

6.6 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

Estes LEDs são sensíveis à descarga eletrostática. A ESD pode causar danos latentes ou falha imediata. Sempre manipule os componentes em uma área protegida contra ESD usando pulseiras aterradas e tapetes condutivos. Use embalagens e equipamentos seguros contra ESD durante todos os processos de montagem e manuseio.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificação de Embalagem

Os dispositivos são embalados para evitar danos mecânicos e eletrostáticos durante o transporte e manuseio.

• Embalagem Primária:Sacolas antiestáticas.
• Embalagem Secundária:Caixas internas contendo 5 sacolas.
• Embalagem Terciária:Caixas externas contendo 10 caixas internas.
• Quantidade por Embalagem:Mínimo de 200 a 500 peças por sacola. Portanto, uma caixa externa contém entre 10.000 e 25.000 peças (10 caixas internas * 5 sacolas * 200-500 pçs/sacola).

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da embalagem contém vários códigos para rastreabilidade e identificação:

• CPN:Número da Peça do Cliente.
• P/N:Número de Produção do Fabricante (ex.: 333-2SYGD/S530-E2).
• QTY:Quantidade de peças na sacola.
• CAT:Classificação ou categoria de desempenho (provavelmente relacionada ao bin de intensidade luminosa).
• HUE:Código do Comprimento de Onda Dominante.
• REF:Código de referência.
• LOT No:Número do Lote de Fabricação para rastreabilidade.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED é adequado para:

• Indicadores de Status:Indicadores de energia, atividade ou modo em eletrônicos de consumo (TVs, monitores, telefones, computadores) devido ao seu alto brilho e ângulo de visão focado.
• Retroiluminação:Iluminação lateral para pequenos painéis LCD ou retroiluminação de ícones onde é necessária iluminação uniforme e brilhante.
• Displays de Painel Frontal:Iluminação para botões, interruptores ou medidores de painel.

8.2 Considerações Críticas de Projeto

• Limitação de Corrente:SEMPRE use um resistor limitador de corrente em série ou um driver de corrente constante. Calcule o valor do resistor usando a tensão direta máxima (2,4V) para garantir que a corrente nunca exceda 25mA nas piores condições (VF mínima). Fórmula: R = (V_alimentação - VF_máx) / I_desejada.
• Projeto Térmico:Considere os efeitos negativos da temperatura na saída de luz e na tensão direta. Forneça área de cobre adequada na PCB ou outros meios de dissipação de calor, especialmente em ambientes de alta temperatura ambiente ou espaços fechados.
• Proteção ESD:Incorpore diodos de proteção ESD nas linhas de sinal conectadas aos ânodos/cátodos do LED que estão expostos a interfaces do usuário ou conectores externos.
• Projeto Óptico:O ângulo de visão de 30 graus fornece um feixe relativamente estreito. Para iluminação mais ampla, considere usar uma lente difusora ou selecionar um LED com um ângulo de visão nativo mais amplo.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Embora uma comparação direta com peças específicas da concorrência não seja fornecida, os principais recursos diferenciadores deste LED, com base em sua ficha técnica, são:

• Tecnologia do Chip:Utiliza material semicondutor AlGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio), que é altamente eficiente para produzir luz âmbar, amarela e verde em comparação com tecnologias mais antigas.
• Brilho:Oferece uma intensidade luminosa típica de 80 mcd a 20mA, o que é competitivo para um encapsulamento de lâmpada padrão nesta cor.
• Robustez:A ficha técnica enfatiza uma construção confiável e robusta, com diretrizes detalhadas de manuseio e soldagem que sugerem um projeto focado em suportar processos padrão de montagem.
• Conformidade:Declarado como livre de chumbo e em conformidade com a RoHS, atendendo às regulamentações ambientais modernas para componentes eletrônicos.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P1: Posso acionar este LED a 30mA para obter mais brilho?

R: Não. A Especificação Máxima Absoluta para corrente direta contínua é de 25 mA. Operar a 30mA excede esta especificação, o que reduzirá significativamente a vida útil do LED, causará rápida depreciação do lúmen e pode levar a uma falha térmica catastrófica.

P2: Minha fonte de alimentação é de 5V. Qual valor de resistor devo usar para uma corrente de acionamento de 20mA?

R: Use o pior caso (máximo) de VF de 2,4V para um projeto seguro. R = (5V - 2,4V) / 0,020A = 130 Ohms. O valor padrão mais próximo e maior é 150 Ohms. Com 150 Ohms, a corrente seria aproximadamente (5V - 2,0V)/150 = 20mA (usando VF típica), o que é seguro. Sempre verifique a dissipação de potência no resistor: P = I^2 * R = (0,02^2)*150 = 0,06W, portanto, um resistor padrão de 1/8W (0,125W) é suficiente.

P3: Por que a saída de luz fica mais fraca quando meu dispositivo esquenta?

R: Esta é uma característica fundamental dos LEDs, conforme mostrado na curva "Intensidade Relativa vs. Temperatura Ambiente". A eficiência do material semicondutor diminui com o aumento da temperatura de junção, produzindo menos luz para a mesma quantidade de corrente elétrica. Um gerenciamento térmico melhorado em seu projeto pode mitigar este efeito.

P4: Posso usar limpeza ultrassônica para limpar a PCB após soldar estes LEDs?

R: É fortemente não recomendado. A ficha técnica afirma que a limpeza ultrassônica pode danificar o LED dependendo da potência e das condições de montagem. Se você precisar usá-la, é necessário realizar testes de pré-qualificação completos. Alternativas mais seguras são usar álcool isopropílico com escovação suave ou usar fluxo no-clean que não requer limpeza pós-soldagem.

11. Estudo de Caso Prático de Projeto e Uso

Cenário: Projetando um conjunto de indicadores de status para um roteador de rede.

Um projetista precisa de 5 indicadores amarelo-verdes brilhantes para energia, internet, Wi-Fi e duas portas Ethernet. Ele escolhe este LED por seu brilho e cor.

• Projeto do Circuito:A alimentação lógica interna do roteador é de 3,3V. Usando a VF máxima de 2,4V e uma corrente alvo de 18mA (para adicionar margem), o valor do resistor é (3,3V - 2,4V) / 0,018A = 50 Ohms. Um resistor padrão de 51 Ohm é selecionado. A potência por resistor é (0,018^2)*51 ≈ 0,0165W.
• Layout da PCB:A área de contato na PCB é criada exatamente conforme o desenho das dimensões do encapsulamento. Pequenos raios de alívio térmico conectam os pads do LED a um plano de terra maior para ajudar na dissipação de calor sem dificultar a soldagem.
• Montagem:O montador segue as diretrizes: usa proteção ESD, forma os terminais (se necessário) antes da colocação e segue o perfil de refusão recomendado com temperatura de pico não excedendo 260°C.
• Resultado:Os LEDs fornecem indicação clara e brilhante com cor consistente em todas as cinco unidades, e o produto passa nos testes de confiabilidade devido ao projeto térmico e elétrico adequado.

12. Introdução ao Princípio de Operação

Este LED opera com base no princípio da eletroluminescência em uma junção p-n semicondutora. O material do chip é AlGaInP. Quando uma tensão direta que excede a tensão de condução do diodo (aproximadamente 1,7-2,0V) é aplicada, elétrons da região tipo n e lacunas da região tipo p são injetados através da junção. Esses portadores de carga se recombinam na região ativa do semicondutor. Uma parte significativa dessas recombinações é radiativa, ou seja, liberam energia na forma de fótons (luz). O comprimento de onda específico de 573-575 nm (amarelo-verde) é determinado pela energia da banda proibida da composição da liga AlGaInP usada na camada ativa do chip. O encapsulamento de resina epóxi difusa verde serve para proteger o chip, atuar como uma lente primária para moldar o feixe de saída de luz e difundir a luz para criar uma aparência mais uniforme.

13. Tendências e Contexto Tecnológico

Este componente representa uma tecnologia madura e dominante para LEDs indicadores monocromáticos. Os LEDs baseados em AlGaInP são o padrão para emissão eficiente de vermelho, âmbar e amarelo-verde. As tendências atuais da indústria relevantes para tais dispositivos incluem:

• Maior Eficiência:Pesquisas contínuas visam melhorar a eficiência quântica interna (IQE) e a eficiência de extração de luz (LEE) desses materiais, levando a uma maior intensidade luminosa para a mesma corrente de entrada ou o mesmo brilho com menor potência.
• Miniaturização:Embora este seja um encapsulamento de lâmpada padrão, a tendência geral é para encapsulamentos menores de dispositivos de montagem em superfície (SMD) (ex.: 0402, 0201) para projetos de PCB de alta densidade, embora frequentemente com uma compensação na saída total de luz e capacidade de dissipação de calor.
• Confiabilidade Aprimorada:Melhorias nas formulações de resina epóxi, materiais de fixação do chip e técnicas de ligação por fio continuam a aumentar a vida útil operacional e a tolerância à temperatura dos LEDs.
• Integração Inteligente:Uma macro-tendência na iluminação é a integração de circuitos de controle (drivers, comunicação) diretamente com os encapsulamentos de LED, criando componentes "inteligentes". Embora esta peça específica seja um LED discreto e "burro", entender seus parâmetros básicos é fundamental para trabalhar com soluções mais integradas.