Ficha Técnica do LED SMD 93-22SURSYGC/S530-A3/TR8 - 3.2x2.8x1.9mm - Tensão 2.0-2.4V - Vermelho Brilhante/Verde Amarelo - Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um componente LED de montagem em superfície de alto desempenho, com refletor integrado. O dispositivo foi projetado para confiabilidade e facilidade de montagem em ambientes de fabricação automatizados.

1.1 Vantagens Principais

• Embalado em fita de 12mm para bobinas de 7 polegadas, compatível com equipamentos padrão de pick-and-place automatizado.
• Projetado para compatibilidade com processos de soldagem por reflow infravermelho (IR) e fase vapor.
• Conforme embalagem padrão EIA.
• Entrada compatível com CI.
• Construção sem chumbo e conforme RoHS.
• Refletor integrado para melhor direcionamento e intensidade da luz.

1.2 Aplicações Alvo

Este LED é adequado para uma ampla gama de funções de indicação e retroiluminação, incluindo:

• Equipamentos de telecomunicações (telefones, máquinas de fax).
• Equipamentos de áudio e vídeo.
• Dispositivos alimentados por bateria.
• Indicadores para aplicações externas.
• Equipamentos de escritório.
• Retroiluminação plana para interruptores, símbolos e outros LEDs.
• Indicação de uso geral.

2. Seleção do Dispositivo e Parâmetros Técnicos

2.1 Guia de Seleção do Dispositivo

O produto é oferecido em duas variantes de cor primária, baseadas no material do chip:

• SUR: Utiliza um chip de AlGaInP para emitir uma cor Vermelho Brilhante. A resina de encapsulamento é transparente.
• SYG: Utiliza um chip de AlGaInP para emitir uma cor Verde Amarelo Brilhante. A resina de encapsulamento é transparente.

2.2 Valores Máximos Absolutos

Tensões além destes limites podem causar danos permanentes. Todos os valores são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

2.3 Características Eletro-Ópticas

Parâmetros de desempenho típicos medidos a Ta=25°C e I_F=20mA, salvo indicação em contrário.

3. Análise das Curvas de Desempenho

3.1 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva IV)

As curvas fornecidas para ambas as variantes SUR (Vermelho) e SYG (Verde Amarelo) mostram uma característica típica de diodo. A tensão direta (V_F) exibe um coeficiente de temperatura positivo, o que significa que diminui ligeiramente à medida que a temperatura ambiente aumenta. Na corrente de operação típica de 20mA, V_Fé aproximadamente 2.0V, com um valor máximo especificado de 2.4V. Esta tensão direta relativamente baixa é benéfica para aplicações alimentadas por bateria.

3.2 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

A saída de luz (intensidade luminosa) aumenta com a corrente direta. As curvas são geralmente lineares na faixa de operação normal, mas saturarão em correntes mais altas. Não é recomendado operar além do valor máximo absoluto de 25mA de corrente contínua, pois pode levar à degradação acelerada e redução da vida útil. A especificação de corrente pulsada (60mA com ciclo de trabalho de 1/10) permite breves períodos de maior brilho.

3.3 Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

Como a maioria dos LEDs, a saída luminosa deste dispositivo é dependente da temperatura. A intensidade diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. A curva de derating é crucial para o projeto, especialmente em aplicações com altas temperaturas ambientes ou gestão térmica deficiente. A curva mostra que a corrente direta permitida deve ser reduzida à medida que a temperatura aumenta para permanecer dentro dos limites de dissipação de potência e garantir a confiabilidade.

3.4 Distribuição Espectral

Os gráficos espectrais confirmam a natureza monocromática dos chips de AlGaInP. A variante SUR tem um comprimento de onda dominante centrado em torno de 624nm (vermelho), enquanto a variante SYG está centrada em torno de 573nm (verde-amarelo). A largura de banda espectral (FWHM) é de aproximadamente 20nm para ambos, indicando boa pureza de cor.

3.5 Diagrama de Radiação

O diagrama polar ilustra um padrão de emissão amplo, semelhante a Lambertiano, com um ângulo de meia intensidade típico (2θ_1/2) de 130°. O refletor integrado ajuda a moldar este feixe, proporcionando um ângulo de visão consistente adequado para aplicações de indicador onde a visibilidade de uma ampla gama de ângulos é importante.

4. Informações Mecânicas e de Embalagem

4.1 Dimensões do Pacote

O pacote SMD tem uma pegada compacta. As dimensões principais incluem um tamanho do corpo de aproximadamente 3.2mm x 2.8mm, com uma altura de cerca de 1.9mm. O cátodo é tipicamente identificado por um marcador visual, como um entalhe ou uma tonalidade verde no pacote. Desenhos dimensionais detalhados com tolerâncias (geralmente ±0.1mm) são fornecidos na ficha técnica para o projeto do padrão de solda na PCB.

4.2 Embalagem em Fita e Bobina

Os componentes são fornecidos em fita transportadora embutida com largura de 12mm, enrolada em bobinas de diâmetro de 7 polegadas (178mm). Cada bobina contém 1000 peças. As dimensões da fita transportadora (tamanho do bolso, passo, etc.) são padronizadas para garantir compatibilidade com equipamentos de montagem automatizados. A embalagem inclui medidas resistentes à umidade, como um dessecante e uma bolsa de alumínio à prova de umidade, para proteger os componentes durante o armazenamento e transporte, especialmente importante para pacotes SMD não herméticos.

4.3 Explicação do Rótulo e Sistema de Binning

O rótulo na bobina fornece informações críticas de pedido e rastreabilidade. Mais importante, indica o binning de desempenho do dispositivo:

• CAT (Classificação de Intensidade Luminosa): Este código especifica o bin mínimo de intensidade luminosa para os LEDs na bobina, garantindo consistência de brilho dentro de um lote de produção.
• HUE (Classificação de Comprimento de Onda Dominante): Este código especifica o bin de comprimento de onda, garantindo consistência de cor. Isto é particularmente importante para aplicações onde múltiplos LEDs são usados lado a lado.
• REF (Classificação de Tensão Direta): Este código especifica o bin de tensão direta, o que pode ser útil para projetos que exigem correspondência precisa de corrente em strings paralelas ou requisitos específicos de tensão do driver.

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

5.1 Perfil de Soldagem por Reflow

O dispositivo é classificado para processos de soldagem por reflow sem chumbo. A temperatura máxima recomendada de soldagem é de 260°C nos terminais do pacote, com o tempo total acima de 217°C não excedendo 60 segundos. Um perfil de reflow típico com estágios de pré-aquecimento, estabilização, reflow e resfriamento deve ser seguido. O uso de reflow infravermelho ou fase vapor é especificado como compatível.

5.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, deve-se ter extremo cuidado. A temperatura da ponta do ferro não deve exceder 350°C, e o tempo de contato com qualquer terminal deve ser limitado a 3 segundos ou menos. Um dissipador de calor pode ser usado no terminal entre a junta e o corpo do pacote.

5.3 Armazenamento e Manuseio

Os componentes devem ser armazenados em suas bolsas originais, não abertas, à prova de umidade, em condições dentro da faixa de temperatura de armazenamento especificada (-40°C a +100°C). Uma vez que a bolsa é aberta, os componentes devem ser usados dentro de um prazo especificado (tipicamente 168 horas em condições de fábrica) ou reaquecidos de acordo com as instruções do nível de sensibilidade à umidade (MSL) do fabricante para evitar o "efeito pipoca" durante o reflow.

6. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

6.1 Limitação de Corrente

Um LED é um dispositivo acionado por corrente. Um resistor limitador de corrente em série é obrigatório quando acionado por uma fonte de tensão. O valor do resistor pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Sempre use o V_Fmáximo da ficha técnica (2.4V) para um projeto robusto, garantindo que a corrente não exceda os limites mesmo com variações entre peças.

6.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa (60mW máx.), uma gestão térmica eficaz na PCB melhora a longevidade e mantém o brilho. Certifique-se de que o padrão de solda na PCB tenha alívio térmico adequado e, se possível, conecte a almofada térmica (se presente) a um plano de terra para dissipação de calor. Evite operar na corrente máxima e temperatura máxima simultaneamente.

6.3 Precauções contra ESD

Embora o dispositivo tenha uma classificação ESD HBM de 2000V, as precauções padrão de manuseio ESD devem ser observadas durante a montagem e manuseio para evitar danos latentes.

6.4 Projeto Óptico

O amplo ângulo de visão de 130° torna este LED adequado para visualização direta sem ópticas secundárias em muitas aplicações de indicador. Para retroiluminação, guias de luz ou difusores podem ser usados para obter iluminação uniforme. A taça refletora ajuda a minimizar as emissões laterais e direcionar a luz para a frente.

7. Comparação e Diferenciação Técnica

Esta família de LEDs se diferencia por várias características principais:

• Tecnologia do Chip: O uso do material semicondutor AlGaInP proporciona alta eficiência e excelente saturação de cor para emissões vermelhas e verde-amarelas em comparação com tecnologias mais antigas, como GaAsP.
• Refletor Integrado: A taça refletora embutida aumenta a saída de luz frontal e fornece um padrão de feixe bem definido sem a necessidade de um componente externo, economizando espaço e custo.
• Embalagem Robusta: O pacote é projetado para processos de soldagem de alta confiabilidade (reflow sem chumbo) e inclui proteção contra umidade, tornando-o adequado para a fabricação moderna de eletrônicos.
• Binning Abrangente: O binning de três parâmetros (Intensidade, Comprimento de Onda, Tensão) permite que os projetistas selecionem peças com tolerâncias de desempenho estreitas para aplicações que exigem consistência.

8. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

8.1 Qual é a diferença entre comprimento de onda de pico e comprimento de onda dominante?

O comprimento de onda de pico (λ_p) é o comprimento de onda no qual a distribuição de potência espectral é máxima. O comprimento de onda dominante (λ_d) é o comprimento de onda único da luz monocromática que corresponde à cor percebida do LED. Para LEDs com espectro simétrico, eles são próximos. Para projetistas, o comprimento de onda dominante é mais relevante para correspondência de cores.

8.2 Posso acionar este LED a 30mA para obter maior brilho?

Não. O Valor Máximo Absoluto para corrente direta contínua (I_F) é 25mA. Operar a 30mA excede esta classificação, o que pode causar danos irreversíveis, reduzir significativamente a vida útil operacional e anular as garantias de confiabilidade. Para maior brilho, selecione um LED classificado para uma corrente mais alta ou use o modo pulsado (60mA máx. com ciclo de trabalho de 1/10) se a aplicação permitir.

8.3 Por que a intensidade luminosa é dada como um valor mínimo/típico em vez de uma faixa estrita?

Devido a variações no processo de fabricação de semicondutores, o desempenho do LED é binned. A ficha técnica fornece um valor "Típico" como referência comum. O mínimo garantido real para um pedido específico é definido pelo códigoCAT(Classificação de Intensidade) no rótulo da bobina. Os engenheiros devem projetar com base na intensidade mínima do bin que especificarem.

8.4 Quão crítico é o binning HUE para a minha aplicação?

Depende. Para um único LED indicador, o binning HUE pode não ser crítico. No entanto, se vários LEDs forem usados lado a lado em um painel, matriz ou retroiluminação, diferenças de cor perceptíveis ("color binning") podem ocorrer se peças de diferentes bins HUE forem misturadas. Para tais aplicações, especificar um bin HUE estreito ou encomendar uma bobina completa do mesmo lote é essencial.

9. Exemplos Práticos de Projeto e Uso

9.1 Exemplo 1: Indicador de Estado para um Dispositivo de Consumo

Cenário: Um indicador de botão de energia para um alto-falante sem fio.
Projeto: Use a variante SYG (Verde Amarelo) para uma indicação neutra de "ligado". Acione-a a 15mA (abaixo dos 20mA típicos) usando uma fonte de 3.3V e um resistor em série: R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A ≈ 87Ω (use 82Ω ou 100Ω, valores padrão). Isso proporciona brilho suficiente enquanto maximiza a vida útil da bateria e do dispositivo. O amplo ângulo de visão garante visibilidade de vários ângulos.

9.2 Exemplo 2: Retroiluminação para Legendas de Teclas de Membrana

Cenário: Iluminação de símbolos em um painel de controle.
Projeto: Use múltiplos LEDs SUR (Vermelho) colocados ao redor do perímetro do painel, voltados para dentro em direção a uma camada de guia de luz. O amplo ângulo de visão ajuda a acoplar a luz no guia. Devido ao possível aumento de temperatura dentro do invólucro, consulte a curva de derating da corrente direta. Pode ser prudente acionar os LEDs a 18-20mA em vez dos 25mA completos para garantir operação confiável durante a vida útil do produto. A uniformidade pode ser melhorada selecionando LEDs dos mesmos bins CAT e HUE.

10. Princípios e Tendências Técnicas

10.1 Princípio de Funcionamento

Este LED é baseado em uma junção p-n semicondutora feita de Fosfeto de Alumínio Gálio Índio (AlGaInP). Quando uma tensão direta é aplicada, elétrons e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam. A energia liberada durante esta recombinação é emitida como fótons (luz). A composição específica da liga AlGaInP determina a energia da banda proibida, que define diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida—vermelho e verde-amarelo neste caso. O encapsulante de resina epóxi protege o chip, atua como uma lente para moldar a saída de luz e contém fósforos, se necessário (não para estes tipos monocromáticos). A taça refletora, tipicamente feita de plástico altamente reflexivo ou material revestido, envolve o chip para redirecionar a luz emitida lateralmente para a frente, aumentando a intensidade luminosa útil na direção de visão pretendida.

10.2 Tendências da Indústria

O desenvolvimento de LEDs SMD como este segue várias tendências-chave da indústria:

• Miniaturização e Integração: Redução contínua no tamanho do pacote enquanto mantém ou melhora a saída de luz. A integração de recursos como refletores e proteção eletrostática dentro do pacote é padrão.
• Maior Eficiência: Melhorias contínuas na eficiência quântica interna (IQE) e na eficiência de extração de luz levam a maior eficácia luminosa (mais luz por watt elétrico), reduzindo o consumo de energia e a carga térmica.
• Confiabilidade Aprimorada: Melhorias nos materiais de embalagem (epóxi, silicone) e tecnologias de fixação do chip aumentam a resistência ao ciclo térmico, umidade e outros estresses ambientais, levando a vidas operacionais mais longas (frequentemente classificadas em L70/B50 por 50.000 horas ou mais).
• Padronização e Automação: A embalagem (como a fita de 12mm em bobina de 7") e as pegadas são altamente padronizadas para agilizar a montagem automatizada, reduzindo custos de fabricação.
• Foco na Consistência de Cor: Tolerâncias de binning mais estreitas para comprimento de onda (HUE) e intensidade (CAT) são cada vez mais exigidas para aplicações em eletrônicos de consumo e displays onde a uniformidade visual é crítica.

Este componente representa uma solução madura, confiável e econômica dentro deste cenário em evolução, adequada para uma vasta gama de aplicações principais de indicação e retroiluminação.