Datasheet do LED Verde-Amarelo RF-GSB170TS-BC (2.0x1.25x0.7mm, 1.8-2.4V, 72mW)

1. Visão Geral do Produto

1.1 Descrição Geral

Este documento especifica o LED verde-amarelo modelo RF-GSB170TS-BC. O dispositivo é fabricado utilizando um chip verde-amarelo e embalado em um formato compacto de montagem em superfície medindo 2,0 mm x 1,25 mm x 0,7 mm. Ele é projetado para aplicações gerais de indicação óptica e iluminação onde um amplo ângulo de visão e baixo consumo de energia são necessários.

1.2 Características

• Ângulo de visão extremamente amplo: 140° típico
• Adequado para todos os processos de montagem SMT e soldagem por refluxo
• Nível de sensibilidade à umidade: Nível 3 (de acordo com o padrão JEDEC)
• Em conformidade com RoHS – livre de substâncias perigosas

1.3 Aplicações

• Indicadores ópticos e lâmpadas de status
• Retroiluminação de interruptores e iluminação de símbolos
• Retroiluminação de displays
• Equipamentos eletrônicos de uso geral

2. Parâmetros Técnicos

2.1 Características Elétricas e Ópticas (Ts=25°C, IF=20mA, salvo indicação em contrário)

Os seguintes parâmetros são medidos sob as condições de teste especificadas. Tolerância para tensão direta é ±0,1 V, comprimento de onda dominante ±2 nm, e intensidade luminosa ±10%.

• Largura de Banda Espectral a Meia Altura:15 nm típico
• Tensão Direta (VF):Disponível nos bins B0, C0, D0. Valores a 20 mA: B0 min/típ/máx = 1,8/2,0/2,0 V; C0 = 2,0/2,2/2,4 V; D0 = 2,2/2,2/2,4 V
• Comprimento de Onda Dominante (λD):Disponível nos bins A10 (560,0–562,5 nm), A20 (562,5–565,0 nm), B10 (565,0–567,5 nm), B20 (567,5–570,0 nm), C10 (570,0–572,5 nm), C20 (572,5–575,0 nm)
• Intensidade Luminosa (IV):Disponível nos bins C00 (18–28 mcd), D00 (28–43 mcd), E00 (43–65 mcd), F00 (65–100 mcd)
• Ângulo de Visão (2θ1/2):140° típico
• Corrente Reversa (IR) a VR=5V:Máx 10 μA
• Resistência Térmica (RTHJ-S):Máx 450 °C/W

2.2 Limites Máximos Absolutos (Ts=25°C)

• Dissipação de Potência (Pd): 72 mW
• Corrente Direta (IF): 30 mA
• Corrente Direta de Pico (IFP, 1/10 ciclo, pulso 0,1ms): 60 mA
• Descarga Eletrostática (HBM): 2000 V
• Temperatura de Operação (Topr): -40 ~ +85°C
• Temperatura de Armazenamento (Tstg): -40 ~ +85°C
• Temperatura de Junção (Tj): 95°C

O projeto deve garantir que a temperatura de junção nunca exceda 95°C. O gerenciamento térmico adequado e resistores limitadores de corrente são essenciais para uma operação confiável.

3. Sistema de Classificação (Binning)

3.1 Bins de Comprimento de Onda

O comprimento de onda dominante é classificado em seis bins cobrindo a faixa de 560 nm a 575 nm. Cada bin abrange 2,5 nm para garantir consistência de cor. Os bins são designados como A10, A20, B10, B20, C10 e C20.

3.2 Bins de Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é classificada em quatro bins: C00 (18–28 mcd), D00 (28–43 mcd), E00 (43–65 mcd) e F00 (65–100 mcd). Isso permite que os clientes selecionem o nível de brilho adequado para sua aplicação.

3.3 Bins de Tensão Direta

A tensão direta a 20 mA é agrupada em três bins: B0 (1,8–2,0 V), C0 (2,0–2,4 V) e D0 (2,2–2,4 V). Observe que o valor típico para C0 e D0 é 2,2 V, enquanto o típico para B0 é 2,0 V.

4. Curvas de Desempenho

4.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta

Conforme mostrado na Fig. 1-6, a tensão direta aumenta com a corrente direta de forma não linear. A 20 mA, a tensão direta típica é cerca de 2,2 V (para bins C0/D0) ou 2,0 V (para bin B0). Em correntes mais baixas, a tensão direta diminui proporcionalmente.

4.2 Intensidade Relativa vs. Corrente Direta

A Fig. 1-7 ilustra que a intensidade relativa aumenta quase linearmente com a corrente direta até cerca de 15 mA, começando então a saturar. Operar o LED acima de 20 mA resulta em retornos decrescentes na emissão de luz e aumenta a temperatura de junção.

4.3 Dependência da Temperatura

A Fig. 1-8 mostra que a intensidade relativa diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. A 85°C, a intensidade é aproximadamente 20% menor do que a 25°C. A Fig. 1-9 indica que a corrente direta máxima permitida deve ser reduzida (derated) em temperaturas elevadas do pino para manter a junção abaixo de 95°C. Para temperaturas do pino acima de 60°C, a corrente deve ser reduzida linearmente.

4.4 Distribuição Espectral

A Fig. 1-11 apresenta a intensidade relativa em função do comprimento de onda. O espectro de emissão tem pico próximo a 570 nm com uma largura de banda a meia altura de cerca de 15 nm. A cor é percebida como verde-amarelo.

4.5 Padrão de Radiação

A Fig. 1-12 mostra as características de radiação. O ângulo de visão (2θ1/2) é de 140°, indicando um feixe muito amplo adequado para aplicações de indicadores que exigem visibilidade de uma ampla gama de ângulos.

5. Dimensões Mecânicas e Embalagem

5.1 Dimensões do Componente

O LED mede 2,0 mm x 1,25 mm x 0,7 mm. A vista superior mostra um corpo retangular com uma lente circular. A vista inferior indica duas almofadas de solda com marcação de polaridade. Desenhos mecânicos detalhados são fornecidos no datasheet (Fig. 1-1 a 1-4). Todas as dimensões estão em milímetros com tolerâncias de ±0,2 mm, salvo indicação em contrário.

5.2 Padrões de Soldagem

As almofadas de solda recomendadas são mostradas na Fig. 1-5. As dimensões da almofada são 3,20 mm x 1,20 mm com um espaçamento de 0,80 mm. A geometria adequada da almofada garante a formação confiável da junta de solda e boa condução térmica.

5.3 Marcação de Polaridade

O cátodo é identificado por um entalhe ou marcação no componente (Fig. 1-4). A orientação correta deve ser observada durante a montagem para evitar danos por tensão reversa.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O perfil de soldagem por refluxo recomendado é mostrado na Fig. 3-1. Parâmetros principais:

• Taxa média de rampa (Tsmax a TP): máx 3°C/s
• Pré-aquecimento: 150°C a 200°C, 60–120 s
• Tempo acima de 217°C (TL): 60–150 s
• Temperatura de pico (TP): 260°C
• Tempo dentro de 5°C do pico (tp): máx 10 s
• Taxa de resfriamento: máx 6°C/s
• Tempo total de 25°C até o pico: máx 8 minutos

Não realize soldagem por refluxo mais de duas vezes. Se mais de 24 horas se passarem entre dois ciclos de soldagem, os LEDs podem absorver umidade e exigir secagem antes do segundo refluxo.

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, use um ferro de solda com temperatura da ponta abaixo de 300°C e tempo de contato não superior a 3 segundos. Apenas uma tentativa de soldagem por LED deve ser feita.

6.3 Armazenamento e Secagem

Os LEDs são enviados em sacos com barreira de umidade. Armazenamento antes da abertura: ≤30°C, ≤75% UR, vida útil de 1 ano. Após abertura: ≤30°C, ≤60% UR, utilizável dentro de 168 horas. Se o dessecante tiver expirado ou o indicador de umidade mostrar alteração, seque os LEDs a 60±5°C por mais de 24 horas antes do uso.

7. Informações de Embalagem

7.1 Fita Portadora e Bobina

Os LEDs são embalados em fita portadora com passo de 4,0 mm, largura de 8,0 mm. Uma bobina contém 4000 peças. As dimensões da bobina são 178 mm de diâmetro externo, 60 mm de diâmetro interno e 13,0 mm de orifício do cubo.

7.2 Rotulagem

Cada bobina é rotulada com número da peça, número de especificação, número do lote, códigos de bin para fluxo, cromaticidade, tensão direta, comprimento de onda, quantidade e data. Um exemplo de etiqueta é mostrado na Fig. 2-3.

7.3 Saco com Barreira de Umidade

A bobina é colocada dentro de um saco com barreira de umidade, juntamente com um dessecante e um cartão indicador de umidade. O saco é então selado para manter a baixa umidade durante o armazenamento e transporte.

8. Teste de Confiabilidade

O LED foi qualificado de acordo com os seguintes testes (conforme normas JEDEC quando aplicável):

• Soldagem por refluxo (260°C máx, 10 s, 2 vezes): 0 falhas em 22 amostras
• Ciclo de temperatura (-40°C a 100°C, transição de 5 min, permanência de 30 min, 100 ciclos): 0 falhas
• Choque térmico (-40°C a 100°C, permanência de 15 min, 300 ciclos): 0 falhas
• Armazenamento em alta temperatura (100°C, 1000 horas): 0 falhas
• Armazenamento em baixa temperatura (-40°C, 1000 horas): 0 falhas
• Teste de vida (Ta=25°C, IF=20 mA, 1000 horas): 0 falhas

Critérios de aceitação: variação da tensão direta ≤ 1,1x limite superior de especificação, corrente reversa ≤ 2,0x limite superior de especificação, fluxo luminoso ≥ 0,7x limite inferior de especificação.

9. Precauções de Manuseio

9.1 Compatibilidade Química

O LED não deve ser exposto a ambientes contendo compostos de enxofre superiores a 100 ppm. O teor de halogênio (bromo e cloro) nos materiais circundantes deve ser individualmente inferior a 900 ppm e combinado inferior a 1500 ppm. Compostos orgânicos voláteis (COVs) podem penetrar no encapsulante de silicone e causar descoloração. Evite adesivos que liberam vapores orgânicos.

9.2 Manuseio Mecânico

Use pinças ou ferramentas apropriadas para pegar o LED pela lateral. Não toque ou pressione diretamente a superfície da lente de silicone, pois isso pode danificar o circuito interno. Após a soldagem, evite dobrar a PCB ou aplicar estresse mecânico durante o resfriamento.

9.3 Sobretensão Elétrica e ESD

Os LEDs são sensíveis à descarga eletrostática (ESD) e sobretensão elétrica (EOS). Use medidas adequadas de proteção contra ESD (estações de trabalho aterradas, pulseiras, embalagens condutivas). O dispositivo pode suportar 2000 V HBM, mas ainda assim deve-se ter cuidado.

9.4 Gerenciamento Térmico

Para manter a temperatura de junção abaixo de 95°C, projete dissipação de calor adequada no layout da PCB. A corrente deve ser reduzida (derated) em altas temperaturas ambientes. A resistência térmica de 450°C/W significa que 30 mA causará um aumento de temperatura de 13,5°C acima do ponto de solda, sob condições ideais.

10. Notas de Aplicação

10.1 Aplicações Típicas

O amplo ângulo de visão e a cor verde-amarelo tornam este LED ideal para indicadores de status em eletrônicos de consumo, painéis de automóveis, painéis de controle industrial e dispositivos médicos. Seu tamanho compacto se adapta a designs com espaço restrito.

10.2 Considerações de Projeto de Circuito

Sempre use um resistor limitador de corrente em série com o LED. O valor do resistor pode ser calculado como R = (Vcc - VF) / IF, onde Vcc é a tensão de alimentação. A tensão direta varia de acordo com o bin; use o valor do bin apropriado ou inclua uma margem. Para arranjos em paralelo, certifique-se de que cada LED tenha seu próprio resistor para equilibrar a corrente. Recomenda-se proteção contra tensão reversa (por exemplo, um diodo de bloqueio) se o circuito puder sofrer polarização reversa.

11. Princípios de Operação

Um LED é uma junção semicondutora p-n que emite luz quando elétrons se recombinam com lacunas. A energia liberada durante a recombinação determina o comprimento de onda da luz emitida. Neste dispositivo, o chip verde-amarelo utiliza um material com energia de banda proibida correspondente a aproximadamente 560–575 nm. A luz é extraída através de uma lente de silicone transparente que também molda o padrão de radiação. O amplo ângulo de visão (140°) é alcançado através de geometria específica da lente e posicionamento do chip.

12. Tendências de Desenvolvimento

O mercado de LEDs visíveis continua evoluindo em direção a maior eficácia, componentes menores e melhor uniformidade de cor. Futuras gerações de LEDs verde-amarelo podem alcançar maior eficácia luminosa (lm/W) através de estruturas epitaxiais aprimoradas e conversão por fósforo. A tendência de miniaturização em dispositivos portáteis favorece componentes ultracompactos como este tamanho 2,0×1,25 mm. Além disso, a maior robustez a ambientes agressivos (alta temperatura, umidade) é um foco contínuo.