Ficha Técnica do Conjunto de Lâmpadas LED A203B/SUR/S530-A3 - Dimensões 5.0x2.0x4.0mm - Tensão 2.0V - Potência 60mW - Vermelho Brilhante - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O A203B/SUR/S530-A3 é um conjunto de lâmpadas LED de baixa potência e alta eficiência, projetado principalmente para uso como indicador em instrumentos eletrônicos. O produto consiste num suporte plástico combinado com lâmpadas LED individuais, formando um conjunto versátil que pode ser facilmente montado em placas de circuito impresso ou painéis. As suas principais vantagens incluem consumo de energia mínimo, custo-benefício e excelente flexibilidade de design para combinações de cores. O mercado-alvo abrange fabricantes de eletrônicos de consumo, painéis de controle industrial, instrumentação e qualquer aplicação que necessite de indicação de estado ou função clara e confiável.

1.1 Características e Vantagens Principais

• Baixo Consumo de Energia:Otimizado para operação energeticamente eficiente, tornando-o adequado para dispositivos alimentados por bateria ou sensíveis à potência.
• Alta Eficiência e Baixo Custo:Fornece um brilho luminoso elevado em relação à sua potência de entrada, oferecendo uma relação custo-benefício favorável.
• Flexibilidade de Design:Permite um bom controle e combinações livres das cores dos LEDs dentro do conjunto, possibilitando soluções de indicador personalizadas.
• Design Mecânico:Apresenta um mecanismo de fixação seguro e é projetado para montagem fácil. O conjunto é empilhável tanto na vertical como na horizontal, facilitando designs modulares e que otimizam o espaço.
• Montagem Versátil:Pode ser montado em PCBs ou painéis com facilidade.
• Conformidade Ambiental:O produto é livre de chumbo (Pb-free), cumpre a diretiva RoHS, atende aos requisitos REACH da UE e é livre de halogênio (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

2. Análise dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma interpretação detalhada e objetiva dos principais parâmetros elétricos, óticos e térmicos especificados na ficha técnica.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob ou nestes limites não é garantida.

• Corrente Contínua Direta (I_F):25 mA. Esta é a corrente DC máxima que pode ser aplicada continuamente ao LED.
• Corrente de Pico Direta (I_FP):60 mA (Ciclo de trabalho 1/10 @ 1kHz). Pulsos curtos de corrente mais elevada são permitidos sob condições de pulso específicas.
• 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 a Ta=25°C.
• Temperatura de Operação (T_opr):-40 a +85 °C. A faixa de temperatura ambiente para operação confiável.
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40 a +100 °C.
• Temperatura de Soldagem (T_sol):260 °C por 5 segundos. Define a tolerância do perfil de soldagem por refluxo.

2.2 Características Eletro-Óticas

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

• Tensão Direta (V_F):2.0V (Tip.), com uma faixa de 1.7V a 2.4V. Esta é a queda de tensão no LED durante a operação. Os projetistas devem garantir que o circuito de acionamento possa fornecer esta tensão.
• Intensidade Luminosa (I_V):200 mcd (Tip.), com um mínimo de 100 mcd. Isto quantifica o brilho percebido da luz vermelha emitida.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):30 graus (Tip.). Isto define a dispersão angular onde a intensidade luminosa é pelo menos metade da intensidade de pico. Um ângulo de 30 graus indica um feixe relativamente focado, adequado para indicação direcional.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p):632 nm (Tip.). O comprimento de onda no qual a potência ótica de saída é maior.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):624 nm (Tip.). O comprimento de onda único percebido pelo olho humano, definindo a cor como "Vermelho Brilhante".
• Largura de Banda do Espectro de Radiação (Δλ):20 nm (Tip.). A largura espectral da luz emitida, indicando a pureza da cor.
• Material do Chip:AlGaInP (Fosfeto de Alumínio, Gálio e Índio). Este material semicondutor é conhecido pela alta eficiência na faixa de cores do vermelho ao âmbar.
• Cor da Resina:Vermelho Difuso. A lente é tingida de vermelho e difusa para suavizar a saída de luz e melhorar a uniformidade do ângulo de visão.

3. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui várias curvas características que são cruciais para entender o comportamento do dispositivo em condições variáveis.

3.1 Intensidade Relativa vs. Comprimento de Onda

Esta curva mostra a distribuição espectral de potência, com pico por volta de 632 nm (típico) e uma largura de banda de aproximadamente 20 nm. Confirma que a cor emitida está no espectro vermelho.

3.2 Padrão de Diretividade

Ilustra a distribuição espacial da intensidade luminosa, correlacionando-se com o ângulo de visão de 30 graus. O padrão mostra uma distribuição Lambertiana ou quase-Lambertiana comum para LEDs difusos.

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

Esta curva não linear é essencial para o design do driver. Mostra que V_Faumenta com I_F. Para operação estável, um resistor limitador de corrente ou driver de corrente constante é obrigatório, pois os LEDs são dispositivos acionados por corrente.

3.4 Intensidade Relativa vs. Corrente Direta

Demonstra que a saída de luz (intensidade) é aproximadamente proporcional à corrente direta dentro da faixa de operação. No entanto, a eficiência pode cair em correntes muito altas devido ao aumento do calor.

3.5 Intensidade Relativa vs. Temperatura Ambiente

Mostra a dependência negativa da temperatura na saída luminosa. À medida que a temperatura ambiente (T_a) aumenta, a intensidade luminosa tipicamente diminui. Esta derivação térmica deve ser considerada em aplicações de alta temperatura.

3.6 Corrente Direta vs. Temperatura Ambiente

Indica como a característica da corrente direta pode mudar com a temperatura. Salienta a importância da gestão térmica para manter o desempenho consistente.

4. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

4.1 Dimensões do Encapsulamento

O desenho mecânico especifica o tamanho físico do conjunto de lâmpadas LED. As dimensões principais incluem o comprimento total, largura e altura, espaçamento dos terminais e a posição da cápsula de epóxi. Todas as dimensões estão em milímetros com uma tolerância padrão de ±0.25mm, salvo indicação em contrário. O espaçamento dos terminais é medido no ponto onde os terminais emergem do corpo do encapsulamento, o que é crítico para o design da área de montagem na PCB.

4.2 Identificação da Polaridade

Embora não detalhado explicitamente no texto fornecido, conjuntos de LED típicos têm marcações (como uma borda plana, um entalhe ou um terminal mais longo) para indicar o cátodo. A área de montagem na PCB deve ser projetada para corresponder a esta polaridade, garantindo a orientação correta durante a montagem.

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio adequado é crítico para prevenir danos e garantir a confiabilidade a longo prazo.

5.1 Formação dos Terminais

• A dobra deve ocorrer a pelo menos 3mm da base da cápsula de epóxi para evitar tensão no encapsulamento.
• Forme os terminais antes de soldar.
• Evite aplicar tensão no encapsulamento durante a formação.
• Corte os terminais à temperatura ambiente.
• Garanta que os furos na PCB estejam perfeitamente alinhados com os terminais do LED para evitar tensão de montagem.

5.2 Condições de Armazenamento

• Armazenamento recomendado: ≤ 30°C e ≤ 70% de Humidade Relativa.
• A vida útil após o envio é de 3 meses nestas condições.
• Para armazenamento mais longo (até 1 ano), use um recipiente selado com atmosfera de nitrogênio e dessecante.
• Evite mudanças rápidas de temperatura em ambientes húmidos para prevenir condensação.

5.3 Processo de Soldagem

Regra Geral: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 no máximo 30W), tempo de soldagem ≤ 3 segundos.

Soldagem por Onda/Imersão:Pré-aquecimento ≤ 100°C (por ≤ 60 seg), temperatura do banho de solda ≤ 260°C por ≤ 5 segundos.

Notas Críticas:

• Evite tensão nos terminais durante as fases de alta temperatura.
• Não solde (por imersão ou manual) mais de uma vez.
• Proteja o LED de choques mecânicos até que arrefeça à temperatura ambiente após a soldagem.
• Evite arrefecimento rápido a partir da temperatura de pico.
• Use sempre a temperatura de soldagem efetiva mais baixa.

5.4 Limpeza

• Se necessário, limpe apenas com álcool isopropílico à temperatura ambiente por ≤ 1 minuto.
• Seque à temperatura ambiente.
• Evite limpeza ultrassónica. Se inevitável, qualifique previamente o processo para garantir que não ocorram danos.

5.5 Gestão Térmica

O design térmico adequado é essencial. A corrente de operação deve ser reduzida apropriadamente com base na temperatura ambiente da aplicação e no caminho térmico, referindo-se às curvas de derivação (implícitas na ficha técnica). A dissipação de calor inadequada pode levar à redução da saída de luz, envelhecimento acelerado e falha prematura.

6. Informações de Embalagem e Encomenda

6.1 Especificação de Embalagem

Os componentes são embalados para prevenir descarga eletrostática (ESD) e danos por humidade. O sistema de embalagem inclui:

• Pratos ou bandejas antiestáticas.
• Caixas internas.
• Caixas mestras (externas).

6.2 Quantidade por Embalagem

• 200 peças por saco.
• 4 sacos por caixa interna (total de 800 peças por caixa interna).
• 10 caixas internas por caixa externa (total de 8000 peças por caixa mestre).

6.3 Explicação dos Rótulos

Os rótulos contêm informações-chave para rastreabilidade e identificação:

• CPN: Número da Peça do Cliente.
• P/N: Número da Peça do Fabricante (ex., A203B/SUR/S530-A3).
• QTY: Quantidade na embalagem.
• CAT: Classificação de desempenho ou bin.
• HUE: Comprimento de onda dominante.
• REF: Código de referência.
• LOT No: Número do lote de fabricação para rastreabilidade.

7. Notas de Aplicação e Considerações de Design

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

Usado principalmente como indicadores para exibir estado, grau, função ou posição numa ampla gama de instrumentos eletrónicos. Exemplos incluem:

• Indicadores de ligado/desligado em eletrodomésticos.
• Indicadores de modo ou estado em painéis de controle industrial.
• Indicadores de nível em equipamentos de áudio ou instrumentos de teste.
• Marcadores de posição em dispositivos com múltiplas configurações.

7.2 Considerações de Design de Circuito

• Limitação de Corrente:Use sempre um resistor em série ou um driver de corrente constante para definir a corrente direta (I_F). O valor do resistor pode ser calculado usando R = (V_fonte- V_F) / I_F.
• Margem de Tensão:Considere a variação em V_F(1.7V a 2.4V) ao projetar o circuito de acionamento para garantir brilho consistente entre as unidades.
• Proteção contra Tensão Reversa:Embora o LED possa suportar 5V em reverso, é uma boa prática evitar condições de polarização reversa no circuito. Em aplicações de sinal AC ou bipolar, pode ser necessário um diodo de proteção em paralelo (polarizado reversamente).
• Layout da PCB:Projete a área de montagem de acordo com as dimensões do encapsulamento e o espaçamento dos terminais. Garanta folga adequada em torno da cápsula de epóxi conforme as diretrizes de soldagem.

7.3 Empilhamento e Montagem

O design empilhável (vertical e horizontalmente) permite criar conjuntos densos ou formas de indicador personalizadas. Ao empilhar, garanta folga mecânica e considere o acoplamento térmico potencial entre unidades adjacentes.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Embora uma comparação direta exija dados específicos da concorrência, o A203B/SUR/S530-A3 oferece várias características diferenciadoras:

• Formato de Conjunto:O suporte plástico integrado com lâmpadas combináveis simplifica a montagem e o alinhamento em comparação com a montagem de múltiplos LEDs discretos.
• Empilhabilidade:Esta característica modular não é comum em todos os LEDs indicadores, oferecendo uma flexibilidade de design única para arranjos verticais ou horizontais.
• Conformidade Abrangente:A conformidade simultânea com RoHS, REACH e padrões rigorosos livres de halogênio torna-o adequado para os mercados globais mais exigentes e designs ambientalmente conscientes.
• Desempenho Equilibrado:Oferece uma boa combinação de brilho (200 mcd tip.), ângulo de visão (30 graus) e baixa tensão direta (2.0V tip.) para um LED vermelho de AlGaInP.

9. Perguntas Frequentes (FAQ)

P1: Qual é a corrente de operação recomendada para este LED?
R1: A ficha técnica especifica características em I_F=20mA, que é um ponto de operação comum. A corrente contínua máxima é de 25 mA. Para longevidade e eficiência ideais, recomenda-se operar a ou abaixo de 20mA.

P2: Posso acionar este LED diretamente a partir de uma fonte lógica de 5V ou 3.3V?
R2: Sim, mas deve usar um resistor limitador de corrente. Para uma fonte de 5V e um I_Falvo de 20mA, com uma V_Ftípica de 2.0V, o valor do resistor seria (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 Ohms. Use um cálculo semelhante para 3.3V.

P3: Como identifico o ânodo e o cátodo?
R3: Consulte o desenho do encapsulamento para as marcações de polaridade. Tipicamente, o terminal mais longo é o ânodo (positivo), ou o encapsulamento pode ter um lado plano ou um entalhe perto do cátodo.

P4: Este LED é adequado para aplicações externas?
R4: A faixa de temperatura de operação é de -40 a +85°C, o que cobre muitas condições externas. No entanto, o encapsulamento não é especificamente classificado para impermeabilização ou resistência aos UV. Para uso externo, seria necessária proteção ambiental adicional (revestimento conformado, invólucro selado).

P5: Por que a condição de armazenamento é importante?
R5: Os LEDs são sensíveis à absorção de humidade. O armazenamento inadequado pode levar ao "efeito pipoca" ou danos internos durante o processo de soldagem em alta temperatura devido à rápida expansão do vapor.

10. Exemplo de Aplicação Prática

Cenário: Projetar um indicador de carga de bateria multi-nível para um dispositivo portátil.
Implementação:Use múltiplos conjuntos de lâmpadas A203B/SUR/S530-A3, cada um representando um nível de carga (ex., 25%, 50%, 75%, 100%). Eles podem ser empilhados verticalmente para formar um gráfico de barras. Um microcontrolador simples ou um CI dedicado de medição de bateria monitoraria a tensão da bateria. Em diferentes limiares de tensão, ele ligaria o número correspondente de conjuntos de LEDs através de interruptores de transistor. O ângulo de visão de 30 graus garante que o indicador seja claramente visível de frente, enquanto a baixa V_Fe o requisito de corrente minimizam a carga na bateria que está sendo monitorada. O design empilhável simplifica o layout físico na PCB.

11. Princípio de Funcionamento

O A203B/SUR/S530-A3 é uma fonte de luz de estado sólido baseada numa junção p-n semicondutora. Quando uma tensão direta que excede o potencial interno da junção é aplicada, os eletrões do semicondutor AlGaInP tipo n recombinam-se com as lacunas do material tipo p na região ativa. Este processo de recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga de AlGaInP determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda (cor) da luz emitida, neste caso, vermelho brilhante a aproximadamente 624-632 nm. A lente de resina epóxi vermelha difusa serve para extrair a luz do semicondutor, moldar o feixe (ângulo de visão de 30 graus) e fornecer proteção mecânica e ambiental para o chip.

12. Tendências Tecnológicas

LEDs indicadores como o A203B/SUR/S530-A3 continuam a evoluir dentro das tendências mais amplas da tecnologia LED. Existe uma constante busca por maior eficácia luminosa (mais saída de luz por watt de entrada elétrica), o que para LEDs coloridos muitas vezes envolve otimizar a estrutura epitaxial e sistemas de fósforo (embora menos relevante para AlGaInP de cor direta). A miniaturização permanece uma tendência chave, permitindo indicadores menores em dispositivos compactos. A integração é outra direção, com circuitos de acionamento mais complexos ou múltiplas cores (RGB) sendo incorporados em encapsulamentos únicos. Além disso, a demanda por conformidade ambiental e sustentabilidade ainda mais rigorosas impulsiona o desenvolvimento de novos materiais mais ecológicos para encapsulamentos e substratos. O conceito empilhável e modular visto neste produto alinha-se com a tendência de flexibilidade de design e facilidade de montagem na fabricação eletrônica moderna.