Ficha Técnica da Lâmpada LED 1313-2SYGD/S530-E2 - 1.3x1.3x1.5mm - 2.0V - 40mW - Amarelo Verde Brilhante - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

A lâmpada LED da série 1313 é um componente de orifício passante projetado para aplicações que exigem níveis de brilho mais elevados. Ela utiliza um chip de AlGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio) para produzir uma luz Amarelo Verde Brilhante. O dispositivo é encapsulado em um invólucro de resina difusa verde, o que contribui para uma distribuição de luz uniforme. Esta série é caracterizada pela sua fiabilidade, robustez e conformidade com os padrões ambientais modernos, tornando-a adequada para uma variedade de eletrônicos de consumo.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens deste LED incluem a escolha de ângulos de visão, disponibilidade em fita e bobina para montagem automatizada e a sua construção com materiais sem chumbo (Pb-free). É compatível com a diretiva RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas) da UE, regulamento REACH e é classificado como Livre de Halogéneos, com o conteúdo de Bromo (Br) e Cloro (Cl) mantido abaixo dos limites especificados (Br<900 ppm, Cl<900 ppm, Br+Cl<1500 ppm). Estas características tornam-no uma escolha ideal para fabricantes que visam mercados globais com regulamentações ambientais rigorosas.

As aplicações-alvo situam-se principalmente no setor de eletrônicos de consumo, incluindo o uso como luzes indicadoras ou retroiluminação em televisores, monitores de computador, telefones e periféricos de computador em geral. As suas especificações equilibram desempenho com custo-benefício para estas aplicações de alto volume.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Detalhada

Esta secção fornece uma análise objetiva e detalhada dos principais parâmetros técnicos especificados na ficha técnica. Compreender estes limites e valores típicos é crucial para um projeto de circuito fiável e para garantir o desempenho a longo prazo do LED.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

As Especificações Máximas Absolutas definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Estas não são condições para operação normal.

• Corrente Direta Contínua (IF):25 mA. Exceder esta corrente continuamente irá gerar calor excessivo, degradando a estrutura interna e a saída luminosa do LED ao longo do tempo, podendo levar a uma falha catastrófica.
• Corrente Direta de Pico (IFP):60 mA (a um ciclo de trabalho de 1/10, 1 kHz). Esta especificação permite pulsos curtos de corrente mais elevada, úteis para multiplexagem ou para alcançar brilho momentaneamente mais alto, mas a potência média deve permanecer dentro da especificação contínua.
• Tensão Reversa (VR):5 V. Aplicar uma tensão de polarização reversa superior a esta pode causar um aumento súbito da corrente reversa, danificando a junção PN do LED. O projeto do circuito deve incluir proteção contra picos de tensão reversa.
• Dissipação de Potência (Pd):60 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o encapsulamento do LED pode dissipar como calor a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. A dissipação permissível real diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta.
• Temperatura de Operação & Armazenamento:-40°C a +85°C / -40°C a +100°C. Estas faixas definem as condições ambientais que o dispositivo pode suportar durante o uso e o armazenamento não operacional, respetivamente.
• Temperatura de Soldadura (Tsol):260°C durante 5 segundos. Especifica o perfil térmico máximo que os terminais do LED podem suportar durante a soldadura por onda ou manual sem danificar as ligações internas ou a resina epóxi.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estas características são medidas em condições de teste padrão (Ta=25°C, IF=20mA salvo indicação em contrário) e representam o desempenho típico do dispositivo.

• Intensidade Luminosa (Iv):63 mcd (Mín), 125 mcd (Tip). Esta é a perceção de brilho do LED medida em milicandelas. A ampla faixa entre o mínimo e o típico indica a variação natural no processo de fabrico. Os projetistas devem usar o valor mínimo para o planeamento do pior caso de brilho.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):40° (Tip). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor máximo (no eixo). Um ângulo de 40° indica um feixe moderadamente amplo, adequado para fins de indicação geral onde é necessária visibilidade de vários ângulos.
• Comprimento de Onda de Pico & Dominante (λp / λd):~575 nm / ~573 nm. O comprimento de onda de pico é o ponto espectral de potência radiante máxima. O comprimento de onda dominante é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano, que para este LED está na região amarelo-verde do espectro.
• Tensão Direta (VF):1.7V (Mín), 2.0V (Tip), 2.4V (Máx) a 20mA. Esta é a queda de tensão no LED durante a operação. Um resistor limitador de corrente é obrigatório em série com o LED para definir o ponto de operação e prevenir a fuga térmica, uma vez que o VF tem um coeficiente de temperatura negativo.
• Corrente Reversa (IR):10 μA (Máx) a VR=5V. Esta é a pequena corrente de fuga que flui quando o LED está polarizado inversamente dentro da sua especificação máxima.

A ficha técnica também observa incertezas de medição: ±0.1V para VF, ±10% para Iv e ±1.0nm para λd. Estas devem ser consideradas em aplicações de precisão.

3. Análise das Curvas de Desempenho

As curvas características típicas fornecem informações valiosas sobre o comportamento do LED em condições variáveis, para além dos dados pontuais das tabelas.

3.1 Distribuição Espectral e Diretividade

Acurva de Intensidade Relativa vs. Comprimento de Ondamostra uma largura de banda espectral relativamente estreita (Δλ tip. 20 nm), centrada em torno de 575 nm, o que é característico dos materiais AlGaInP. Isto resulta numa cor amarelo-verde saturada. Acurva de Diretividaderepresenta visualmente o ângulo de visão de 40°, mostrando como a intensidade da luz diminui à medida que o ângulo de observação se afasta do eixo central.

3.2 Relações Elétricas e Térmicas

Acurva Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)é não linear. Um pequeno aumento na tensão além da tensão de "joelho" (cerca de 1.8V-2.0V) causa um grande aumento na corrente. Isto sublinha a importância da operação controlada por corrente, e não por tensão.

Acurva Intensidade Relativa vs. Corrente Diretaé geralmente linear dentro da faixa de operação, o que significa que o brilho é aproximadamente proporcional à corrente. No entanto, a eficiência pode cair a correntes muito altas devido ao aumento do calor.

As curvasIntensidade Relativa vs. Temperatura AmbienteeCorrente Direta vs. Temperatura Ambientesão críticas para a gestão térmica. A saída luminosa diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta (extinção térmica). Simultaneamente, para uma tensão fixa, a corrente direta aumentaria com a temperatura devido à diminuição do VF. Esta combinação pode levar à fuga térmica se não for gerida adequadamente com uma fonte de corrente constante ou resistência em série suficiente.

4. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

4.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED segue um contorno padrão de encapsulamento radial de orifício passante 1313 (1.3mm x 1.3mm). Notas dimensionais importantes incluem:

• As dimensões totais do corpo são aproximadamente 1.3mm x 1.3mm.
• A altura do flange (a base plana em torno dos terminais) deve ser inferior a 1.5mm para garantir um assentamento adequado numa PCB.
• A tolerância padrão para as dimensões é de ±0.25mm, salvo indicação em contrário no desenho.
• Os terminais são projetados para serem conformados e cortados de acordo com diretrizes específicas para evitar stress na lâmpada de epóxi.

4.2 Identificação de Polaridade e Conformação dos Terminais

O cátodo é tipicamente identificado por um ponto plano na lente do LED ou por um terminal mais curto (embora a marcação específica deva ser verificada no desenho dimensional). A ficha técnica fornece diretrizes rigorosas para a conformação dos terminais: a dobra deve ocorrer a pelo menos 3mm da base da lâmpada de epóxi, deve ser feita antes da soldadura e deve evitar stress no encapsulamento. O desalinhamento durante a montagem na PCB pode induzir stress e degradar a fiabilidade.

5. Diretrizes de Soldadura e Montagem

O manuseio adequado é essencial para manter o desempenho especificado e a longevidade do LED.

5.1 Condições de Soldadura Recomendadas

• Soldadura Manual:Temperatura máxima da ponta do ferro 300°C (para um ferro de 30W máx.), tempo de soldadura máximo 3 segundos por terminal. Manter uma distância mínima de 3mm entre a junta de solda e a lâmpada de epóxi.
• Soldadura por Onda/Imersão:Temperatura de pré-aquecimento máxima 100°C por até 60 segundos. Temperatura máxima do banho de solda 260°C por um tempo de imersão máximo de 5 segundos. Novamente, manter a regra da distância de 3mm.

Um gráfico de perfil de soldadura recomendado mostraria tipicamente uma rampa gradual, uma zona de temperatura de pico estável e uma fase de arrefecimento controlado para minimizar o choque térmico.

5.2 Armazenamento e Limpeza

• Armazenamento:Os LEDs devem ser armazenados a ≤30°C e ≤70% de Humidade Relativa. O prazo de validade após o envio é de 3 meses. Para armazenamento mais longo (até 1 ano), recomenda-se um recipiente selado com azoto e dessecante.
• Limpeza:Se necessário, limpar apenas com álcool isopropílico à temperatura ambiente por ≤1 minuto. A limpeza ultrassónica é fortemente desencorajada, pois pode danificar a estrutura interna por cavitação; se absolutamente necessária, é necessária uma pré-qualificação extensiva.

5.3 Consideração sobre Gestão Térmica

A ficha técnica afirma explicitamente que a gestão térmica deve ser considerada durante a fase de projeto da aplicação. À medida que a temperatura ambiente aumenta ou se o LED for operado num espaço confinado, a corrente direta deve ser desclassificada (reduzida) para manter a temperatura da junção dentro de limites seguros e prevenir a depreciação acelerada dos lúmens ou falha. Uma área de cobre adequada na PCB ou outros métodos de dissipação de calor para os terminais podem melhorar o desempenho térmico.

6. Embalagem e Informação de Encomenda

6.1 Especificação de Embalagem

Os LEDs são embalados para prevenir descargas eletrostáticas (ESD) e danos por humidade durante o transporte e armazenamento.

• Embalagem primária: Sacos antiestáticos.
• Embalagem secundária: Caixas de cartão internas contendo 5 sacos.
• Embalagem terciária: Caixas de cartão externas contendo 10 caixas internas.
• Quantidade por Embalagem:Mínimo de 200 a 500 peças por saco. Portanto, uma caixa externa contém entre 10.000 e 25.000 peças (10 caixas internas * 5 sacos * 200-500 pçs).

6.2 Explicação dos Rótulos

Os rótulos na embalagem contêm vários códigos para rastreabilidade e identificação:

• CPN:Número de Peça do Cliente.
• P/N:Número de Peça do Fabricante (ex., 1313-2SYGD/S530-E2).
• QTY:Quantidade de peças na embalagem.
• CAT/HUE/REF:Códigos para classificação de desempenho (Binning), indicando o Comprimento de Onda Dominante específico (HUE) e a Tensão Direta (REF) dos LEDs nesse lote.
• LOT No:Número do Lote de Fabricação para rastreabilidade de controlo de qualidade.

7. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Para operação a partir de uma linha de tensão padrão (ex., 5V ou 3.3V), um resistor limitador de corrente em série é obrigatório. O valor do resistor (R) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte - VF_LED) / I_desejada. Por exemplo, para acionar o LED a 20mA a partir de uma fonte de 5V com um VF típico de 2.0V: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. Deve ser usado um resistor com uma potência nominal de pelo menos I²R = (0.02)² * 150 = 0.06W (um resistor padrão de 1/8W ou 1/4W é suficiente).

7.2 Considerações de Projeto

• Acionamento por Corrente:Projete sempre para operação de corrente constante, não de tensão constante, para garantir brilho estável e prevenir a fuga térmica.
• Layout da PCB:Certifique-se de que os furos estão corretamente alinhados para evitar stress nos terminais. Para indicadores visualizados diretamente, considere o ângulo de visão ao posicionar o LED na placa.
• Proteção ESD:Embora o LED possa ter alguma robustez ESD inerente, recomenda-se o manuseio de acordo com práticas seguras contra ESD, especialmente em ambientes secos.
• Ambiente Térmico:Evite colocar o LED perto de outros componentes geradores de calor. Considere os efeitos do invólucro do produto final na temperatura ambiente em torno do LED.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com os antigos encapsulamentos de LED T-1 (3mm) ou T-1 3/4 (5mm), o formato 1313 oferece uma pegada menor, permitindo maior densidade em PCBs. A sua tecnologia AlGaInP proporciona maior eficiência e saída mais brilhante no espectro amarelo-verde ao vermelho em comparação com tecnologias mais antigas como GaAsP. A combinação específica de um ângulo de visão de 40°, alto brilho típico (125 mcd @ 20mA) e total conformidade ambiental (RoHS, REACH, Livre de Halogéneos) posiciona esta peça como uma escolha moderna e fiável para aplicações de consumo de alto volume e sensíveis ao custo, onde a adesão regulatória é crítica.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

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

Não. A Especificação Máxima Absoluta para corrente direta contínua é de 25 mA. Operar a 30 mA excede esta especificação, o que irá gerar calor excessivo, reduzir significativamente a vida útil do LED e provavelmente causar falha prematura. Para maior brilho, selecione um modelo de LED classificado para uma corrente mais alta.

9.2 Por que a tensão direta é especificada com uma faixa mín/típ/máx?

A tensão direta varia devido a tolerâncias inerentes no processo de fabrico de semicondutores. O projeto do circuito deve funcionar corretamente com qualquer LED dentro desta faixa de VF. Usar o VF máximo no cálculo do seu resistor limitador garante que o LED não será sobrecarregado mesmo que receba uma unidade com um VF mais baixo.

9.3 A condição de armazenamento é de 3 meses. O que acontece se eu usar stock mais antigo?

Além de 3 meses no armazenamento padrão da fábrica, a humidade pode difundir-se para o encapsulamento de epóxi. Durante a soldadura, esta humidade pode expandir-se rapidamente, causando fissuras internas ou "pipocagem" que danifica o LED. Para stock mais antigo, é necessário um processo de cozedura (seguindo as diretrizes do fabricante) para remover a humidade antes da soldadura. O armazenamento a longo prazo recomendado num recipiente com azoto e dessecante previne este problema.

10. Princípio de Funcionamento e Tendências Tecnológicas

10.1 Princípio Básico de Funcionamento

Este LED é um díodo semicondutor baseado em materiais AlGaInP. Quando uma tensão direta que excede a sua energia de banda proibida é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa da junção PN, libertando energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga AlGaInP determina a energia da banda proibida, que por sua vez define o comprimento de onda de pico da luz emitida, neste caso, amarelo-verde (~573-575 nm). A lente de epóxi difusa verde encapsula o chip, protege-o e molda o feixe de saída de luz.

10.2 Contexto Tecnológico Objetivo

A tecnologia AlGaInP é madura e altamente eficiente para produzir luz nos comprimentos de onda âmbar, amarelo e verde. As tendências da indústria continuam a focar-se no aumento da eficácia luminosa (mais saída de luz por watt elétrico), na melhoria da consistência da cor através de uma classificação mais apertada (binning) e no aumento da fiabilidade em condições de temperatura e densidade de corrente mais elevadas. Existe também um forte e contínuo impulso em toda a indústria eletrónica para eliminar substâncias perigosas e reduzir o impacto ambiental dos componentes ao longo do seu ciclo de vida, o que se reflete nas certificações de conformidade deste produto.