Ficha Técnica da Lâmpada LED Vermelho Profundo 333-2SDRD/S530-A3 - 5mm Redondo - Tensão 2.0V - Potência 60mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações técnicas de uma lâmpada LED de montagem furo passante, redonda de 5mm, na cor vermelho profundo. O dispositivo é projetado com tecnologia de chip AlGaInP, encapsulado em resina difusa vermelha, para produzir uma saída de luz vermelho profundo de alto brilho. É um componente robusto e confiável, adequado para uma variedade de aplicações de sinalização e retroiluminação em eletrônicos de consumo.

1.1 Características e Vantagens Principais

• Alto Brilho:Especificamente projetado para aplicações que requerem maior intensidade luminosa.
• Opções de Ângulo de Visão:Disponível em vários ângulos de visão para atender às diferentes necessidades da aplicação.
• Embalagem:Disponível em fita e bobina para processos de montagem automatizados.
• Conformidade Ambiental:O produto é livre de chumbo e permanece dentro das versões compatíveis com RoHS.
• Confiabilidade:Projetado para ser confiável e robusto para operação de longo prazo.

1.2 Aplicações Alvo

Este LED destina-se principalmente ao uso como indicador ou fonte de retroiluminação em vários dispositivos eletrónicos, incluindo, mas não se limitando a:

• Televisores
• Monitores de Computador
• Telefones
• Computadores Pessoais e Periféricos

2. Análise de Parâmetros Técnicos

Esta seção fornece uma interpretação objetiva e detalhada dos principais parâmetros elétricos, ópticos e térmicos do dispositivo, conforme definido nas tabelas de Classificações Absolutas Máximas e Características Eletro-Ópticas.

2.1 Classificações Absolutas Máximas

Estas classificações definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob ou nestas condições não é garantida.

• 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):60 mA. Esta corrente mais alta é permitida apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10 @ 1 kHz), útil para multiplexação ou para atingir um brilho mais alto breve.
• Tensão Reversa (V_R):5 V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura da junção.
• Dissipação de Potência (P_d):60 mW. A potência máxima que o encapsulamento pode dissipar, calculada como V_F* I_F.
• Temperatura de Operação & Armazenamento:-40°C a +85°C (operação), -40°C a +100°C (armazenamento). Estas amplas faixas indicam adequação para ambientes industriais e automotivos.
• Temperatura de Soldagem:260°C por 5 segundos. Isto define a tolerância do perfil térmico de reflow ou soldagem manual.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos numa condição de teste padrão de 25°C e uma corrente direta de 20 mA.

• Intensidade Luminosa (I_v):100 mcd (Mín), 160 mcd (Típ). Isto quantifica o brilho percebido da luz vermelho profundo. A incerteza de medição é de ±10%.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):30° (Típ). Este ângulo de visão estreito, característico de uma lente não difusa ou levemente difusa, produz um feixe de luz mais focado.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p):650 nm (Típ). O comprimento de onda no qual a potência óptica de saída é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):639 nm (Típ). O comprimento de onda único percebido pelo olho humano, definindo a cor. A incerteza é de ±1,0 nm.
• Tensão Direta (V_F):2,0 V (Típ), 2,4 V (Máx) a I_F=20mA. Esta baixa tensão é típica para LEDs vermelhos de AlGaInP. A incerteza de medição é de ±0,1V.
• Corrente Reversa (I_R):10 µA (Máx) a V_R=5V. Isto especifica a corrente de fuga máxima no estado desligado.

3. Análise das Curvas de Desempenho

As curvas características típicas fornecem uma visão visual do comportamento do dispositivo sob condições variáveis, o que é crucial para o projeto do circuito e gestão térmica.

3.1 Distribuição Espectral e Espacial

A curvaIntensidade Relativa vs. Comprimento de Ondamostra uma largura de banda espectral estreita (Δλ ~20 nm) centrada em torno de 650 nm, confirmando a pureza da cor vermelho profundo. A curva deDiretividaderepresenta visualmente o ângulo de visão de 30°, mostrando a distribuição angular da intensidade luminosa.

3.2 Relações Elétricas e Térmicas

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):Esta curva exponencial é fundamental para projetar circuitos limitadores de corrente. O V_Ftípico de 2,0V a 20mA serve como ponto de projeto para o cálculo do resistor em série: R = (V_fonte- V_F) / I_F.
• Intensidade Relativa vs. Corrente Direta:Esta curva demonstra que a saída de luz é aproximadamente linear com a corrente na faixa de operação normal, permitindo um simples controle de brilho via corrente.
• Intensidade Relativa vs. Temperatura Ambiente:Mostra a diminuição da saída luminosa à medida que a temperatura da junção aumenta. Esta derivação térmica deve ser considerada em ambientes de alta temperatura ou projetos de alta potência.
• Corrente Direta vs. Temperatura Ambiente:Embora não seja uma classificação direta, esta curva, quando considerada com o requisito de derivação, informa a necessidade de reduzir a corrente de operação em temperaturas ambientes elevadas para manter a confiabilidade e evitar a depreciação acelerada do lúmen.

4. Informações Mecânicas e de Embalagem

4.1 Dimensões do Encapsulamento

O dispositivo é um LED redondo padrão de 5mm com uma lente difusa vermelha. Notas dimensionais importantes incluem:

• Todas as dimensões estão em milímetros.
• O espaçamento dos terminais está numa grade de 0,1 polegada (2,54mm), compatível com placas de prototipagem padrão.
• A altura do flange (a borda na base da cúpula) deve ser inferior a 1,5mm para garantir o assentamento adequado numa PCB.
• A tolerância geral para dimensões é de ±0,25mm, salvo indicação em contrário.

4.2 Identificação da Polaridade

O cátodo é tipicamente identificado por um ponto plano na borda do encapsulamento do LED e/ou pelo terminal mais curto. A polaridade correta deve ser observada durante a instalação.

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio adequado é crítico para manter a integridade e o desempenho do dispositivo.

5.1 Formação dos Terminais

• Dobre os terminais num ponto a pelo menos 3mm da base da cápsula de epóxi.
• Realize a formaçãoantes soldering.
• Evite tensionar o encapsulamento. Furos de PCB desalinhados que causam tensão nos terminais podem degradar a resina epóxi e o desempenho do LED.
• Corte os terminais à temperatura ambiente.

5.2 Armazenamento

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

5.3 Processo de Soldagem

Regra Crítica:Mantenha uma distância mínima de 3mm da junta de solda até a cápsula de epóxi.

• Soldagem Manual:Temperatura da ponta do ferro ≤300°C (para um ferro de 30W máx.), tempo de soldagem ≤3 segundos.
• Soldagem por Onda ou Imersão:Pré-aquecimento ≤100°C (máx. 60 seg), temperatura do banho de solda ≤260°C por ≤5 segundos.
• Evite tensão nos terminais durante as fases de alta temperatura.
• Não solde mais de uma vez (soldagem de passagem única).
• Permita que os LEDs arrefeçam gradualmente até à temperatura ambiente após a soldagem; evite o arrefecimento rápido.

5.4 Limpeza

• Se necessário, limpe apenas com álcool isopropílico à temperatura ambiente por ≤1 minuto.
• Evite a limpeza ultrassónica. Se absolutamente necessário, é necessária uma pré-qualificação extensiva para garantir que nenhum dano ocorra.

5.5 Gestão Térmica

O projeto térmico adequado é essencial. A corrente de operação deve ser reduzida apropriadamente em temperaturas ambientes mais altas, conforme indicado pela curva de derivação. Um dissipador de calor inadequado pode levar à redução da saída de luz, desvio de cor e vida útil reduzida.

6. Informações de Embalagem e Encomenda

6.1 Especificação da Embalagem

O dispositivo é embalado 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.
• Quantidade de Embalagem:Mínimo de 200-500 peças por saco. 5 sacos por caixa interna. 10 caixas internas por caixa externa.

6.2 Explicação do Rótulo

Os rótulos na embalagem podem incluir códigos para rastreamento e especificação:

• CPN:Número de Peça do Cliente.
• P/N:Número de Peça do Fabricante (ex., 333-2SDRD/S530-A3).
• QTY:Quantidade contida.
• CAT / Ranks:Possivelmente indica a classificação de desempenho (ex., grau de intensidade luminosa).
• HUE:Código do Comprimento de Onda Dominante.
• LOT No:Número de lote de fabricação rastreável.

7. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Projeto do Circuito

Use sempre um resistor limitador de corrente em série. Calcule com base no V_Ftípico (2,0V), mas garanta que o circuito possa tolerar o V_Fmáximo (2,4V) sem exceder a corrente desejada. Por exemplo, com uma fonte de 5V e I_Falvo de 20mA: R = (5V - 2,0V) / 0,02A = 150 Ω. Verifique a corrente no V_Fmáx.: I = (5V - 2,4V) / 150 Ω ≈ 17,3 mA, o que é seguro.

7.2 Layout da PCB

Garanta que os furos estejam alinhados com precisão ao espaçamento de 2,54mm dos terminais. Forneça folga adequada em torno do corpo do LED para a distância mínima de 3mm da junta de solda. Para indicadores vistos de múltiplos ângulos, considere o ângulo de visão de 30° ao posicionar o LED no conjunto.

7.3 Gestão Térmica em Matrizes

Ao usar vários LEDs próximos ou em correntes de acionamento altas, considere a geração de calor coletiva. Forneça espaçamento adequado, ventilação, ou considere usar uma corrente de acionamento mais baixa para gerir a temperatura da junção e manter brilho e longevidade consistentes.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Este LED vermelho profundo, baseado na tecnologia AlGaInP, oferece vantagens-chave:

• vs. LEDs Vermelhos GaAsP Antigos:Eficiência luminosa significativamente maior e saída mais brilhante para a mesma corrente.
• vs. LEDs Difusos de Ângulo Largo:O ângulo de visão de 30° fornece um feixe mais direcionado, ideal para indicadores de painel onde a luz deve ser visível principalmente pela frente, reduzindo a luz dispersa.
• vs. Vermelho Padrão (~630nm):A cor vermelho mais profunda (639-650nm) pode ser preferível para requisitos estéticos específicos, aplicações de sensores ou onde é necessária diferenciação do vermelho-alaranjado.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

9.1 Posso acionar este LED continuamente a 25mA?

Sim, 25mA é a Corrente Direta Contínua Absoluta Máxima. No entanto, para uma longevidade e confiabilidade ideais, é uma prática padrão operar abaixo da classificação máxima. Recomenda-se acionar na corrente de teste típica de 20mA.

9.2 Por que o ângulo de visão é de apenas 30 graus?

O ângulo de visão de 30° é uma característica de projeto deste LED específico, alcançada através da forma da lente e do nível de difusão da resina. É adequado para aplicações que requerem um feixe de luz mais focado em vez de iluminação de área ampla.

9.3 Como interpretar os valores "Típicos" na ficha técnica?

Os valores "Típicos" representam o desempenho médio esperado do produto sob condições especificadas. Unidades individuais podem variar dentro das faixas Mín/Máx fornecidas. Projete sempre circuitos para funcionar corretamente com a pior combinação de parâmetros (ex., V_FMín com limite de corrente Máx).

9.4 É necessário um dissipador de calor?

Para operação a 20mA em condições ambientes típicas (<85°C), um dissipador de calor dedicado geralmente não é necessário para um único LED devido à baixa dissipação de potência (~40mW). No entanto, a gestão térmica através da área de cobre da PCB torna-se importante em matrizes, altas temperaturas ambientes ou ao operar perto da corrente máxima.

10. Exemplo Prático de Caso de Uso

Cenário: Projetando um Indicador de Ligado para um Dispositivo.

1. Requisito:Um indicador vermelho profundo brilhante visível pela frente de um painel.
2. Seleção do Componente:Este LED é escolhido pela sua alta intensidade típica (160mcd) e ângulo de visão focado de 30°.
3. Projeto do Circuito:O dispositivo é alimentado por uma linha de 3,3V. Um resistor em série é calculado: R = (3,3V - 2,0V) / 0,02A = 65 Ω. O valor padrão mais próximo de 68 Ω é selecionado, resultando em I_F≈ (3,3V-2,0V)/68Ω ≈ 19,1 mA.
4. Implementação na PCB:É usada uma pegada com espaçamento de 2,54mm. O LED é colocado no painel frontal com a lente protuberante através de um furo de 5,2mm. As almofadas de solda são posicionadas garantindo que a regra de distância de 3mm do corpo do LED seja mantida.
5. Montagem:Os LEDs são soldados manualmente usando um ferro com temperatura controlada ajustada para 280°C, com a junta de solda concluída em menos de 3 segundos, bem abaixo da cápsula.

11. Princípio de Funcionamento

Este é um díodo emissor de luz semicondutor. Quando uma tensão direta que excede o potencial interno da junção é aplicada, elétrons e lacunas são injetados na região ativa a partir dos materiais tipo-n e tipo-p, respetivamente. No chip de AlGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio), estes portadores de carga recombinam-se, libertando energia na forma de fotões. A composição específica da liga de AlGaInP determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda da luz vermelho profundo emitida (~650 nm). A resina epóxi difusa vermelha encapsula o chip, fornecendo proteção mecânica, moldando a saída de luz (ângulo de visão de 30°) e difundindo a luz para criar uma aparência uniforme.

12. Tendências Tecnológicas

Embora este LED de 5mm de montagem furo passante represente uma tecnologia de encapsulamento madura e amplamente utilizada, as tendências mais amplas da indústria de LED continuam a focar-se em:

• Aumento da Eficiência:Melhorias contínuas na ciência dos materiais visam produzir mais lúmens por watt (maior eficácia) a partir de AlGaInP e outros materiais semicondutores.
• Dominância do Dispositivo de Montagem em Superfície (SMD):Para montagem automatizada e de alto volume, os encapsulamentos SMD (como 0603, 0805, 1206 e encapsulamentos LED especializados) substituíram amplamente os LEDs de montagem furo passante em novos projetos devido ao tamanho menor e custo de montagem mais baixo.
• Consistência de Cor e Classificação:Os processos de fabrico continuam a avançar, permitindo classificações mais apertadas (agrupamentos) de comprimento de onda (cor) e intensidade luminosa, dando aos projetistas um desempenho mais previsível.
• Confiabilidade e Vida Útil:A investigação foca-se em melhorar a manutenção do lúmen (resistência à degradação da saída de luz ao longo do tempo) e a longevidade, especialmente sob condições de operação de alta temperatura e alta corrente.

O LED de 5mm de montagem furo passante permanece um elemento básico para prototipagem, projetos de hobby, fins educacionais e aplicações onde se antecipa montagem ou substituição manual, apoiado pela sua simplicidade, robustez e ampla disponibilidade.