Ficha Técnica da Lâmpada LED 333-2SURD/S530-A3 - 5mm Vermelho Difuso - Tensão 2.4V - Potência 60mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas da lâmpada LED 333-2SURD/S530-A3. Este componente é um LED de montagem furo passante, com diâmetro de 5mm, projetado para oferecer desempenho confiável e robusto numa variedade de aplicações de sinalização e retroiluminação. O dispositivo utiliza um chip de material AlGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio) para produzir uma saída de luz vermelha difusa brilhante, encapsulado numa cápsula de resina difusa vermelha. O seu foco principal de design é fornecer um brilho mais elevado, adequado para eletrónica de consumo onde é necessária sinalização visual clara.

O LED está disponível em fita e bobina para processos de montagem automatizada e está em conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), sendo fabricado como um componente sem chumbo (Pb-free). Isto torna-o adequado para uso em produtos comercializados globalmente sob regulamentações ambientais modernas.

2. Parâmetros e Especificações Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os valores máximos absolutos definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Estes valores são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C e não devem ser excedidos em nenhuma condição de operação.

• Corrente Direta Contínua (IF):25 mA. Esta é a corrente DC máxima que pode ser aplicada continuamente ao LED.
• Corrente Direta de Pico (IFP):60 mA. Esta é a corrente direta pulsada máxima, permitida sob um ciclo de trabalho de 1/10 a uma frequência de 1 kHz.
• Tensão Reversa (VR):5 V. Aplicar uma tensão reversa superior a este valor pode danificar a junção semicondutora do LED.
• Dissipação de Potência (Pd):60 mW. Esta é a potência máxima que o dispositivo pode dissipar.
• Faixa de Temperatura de Operação (Topr):-40°C a +85°C. A faixa de temperatura ambiente dentro da qual o LED foi projetado para funcionar.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento (Tstg):-40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura (Tsol):260°C durante 5 segundos. A temperatura e o tempo máximos a que os terminais podem ser submetidos durante a soldadura por onda ou manual.

2.2 Características Eletro-Ópticas

As características eletro-ópticas são medidas numa condição de teste padrão de Ta=25°C e uma corrente direta (IF) de 20 mA, salvo indicação em contrário. Estes parâmetros definem o desempenho típico do LED.

• Intensidade Luminosa (Iv):100 mcd (Mín), 200 mcd (Típ). Especifica a quantidade de luz visível que o LED emite. O valor típico de 200 milicandelas indica uma saída de brilho médio para um LED padrão de 5mm.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):30° (Típ). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa é metade da intensidade a 0° (no eixo). Um ângulo de 30° indica um feixe relativamente estreito, adequado para luzes indicadoras direcionadas.
• Comprimento de Onda de Pico (λp):632 nm (Típ). O comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência da luz emitida é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):624 nm (Típ). O comprimento de onda único que descreve a cor percebida da luz. Este valor coloca o LED na região da cor vermelha brilhante.
• Largura de Banda do Espectro de Radiação (Δλ):20 nm (Típ). A largura espectral da luz emitida, medida à metade da intensidade máxima (FWHM).
• Tensão Direta (VF):2.0 V (Mín), 2.4 V (Típ). A queda de tensão através do LED quando alimentado pela corrente especificada de 20 mA. Os projetistas devem garantir que o circuito de acionamento possa fornecer esta tensão.
• Corrente Reversa (IR):10 μA (Máx) a VR=5V. A pequena corrente de fuga que flui quando o LED está polarizado inversamente.

Tolerâncias de Medição:A ficha técnica observa incertezas específicas: ±0.1V para Tensão Direta, ±10% para Intensidade Luminosa e ±1.0nm para Comprimento de Onda Dominante. Estas devem ser consideradas em aplicações de design críticas.

3. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui vários gráficos característicos que ilustram o comportamento do LED sob condições variáveis. Compreender estas curvas é crucial para o design ótimo do circuito e gestão térmica.

3.1 Intensidade Relativa vs. Comprimento de Onda

Este gráfico mostra a distribuição espectral da luz emitida. Normalmente terá um pico em torno dos 632 nm especificados (Típ) com uma largura de banda (FWHM) de aproximadamente 20 nm, confirmando a característica de saída monocromática vermelha da tecnologia AlGaInP.

3.2 Padrão de Diretividade

Este gráfico polar visualiza o ângulo de visão de 30°, mostrando como a intensidade da luz diminui à medida que o ângulo de observação se afasta do eixo central. Este padrão é crucial para aplicações que requerem formas de feixe específicas.

3.3 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva IV)

Esta curva demonstra a relação exponencial entre corrente e tensão num díodo. Para este LED, no ponto de operação típico de 20 mA, a tensão direta é aproximadamente 2.4V. A curva ajuda na seleção de resistores limitadores de corrente apropriados ou no design de drivers de corrente constante.

3.4 Intensidade Relativa vs. Corrente Direta

Este gráfico mostra que a saída de luz (intensidade) aumenta com a corrente direta, mas não necessariamente de forma perfeitamente linear, especialmente em correntes mais elevadas. Enfatiza a importância de alimentar o LED com uma corrente estável, e não uma tensão, para um brilho consistente.

3.5 Curvas de Dependência da Temperatura

Dois gráficos-chave ilustram os efeitos da temperatura:Intensidade Relativa vs. Temperatura Ambiente:Mostra que a saída luminosa geralmente diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. Esta redução de classificação deve ser considerada para aplicações que operam em ambientes de temperatura elevada.Corrente Direta vs. Temperatura Ambiente:Pode ilustrar como a característica de tensão direta varia com a temperatura, o que é importante para a estabilidade de circuitos alimentados por tensão.

4. Informações Mecânicas e de Embalagem

4.1 Desenho das Dimensões da Embalagem

O LED apresenta uma embalagem radial padrão redonda de 5mm. As dimensões-chave do desenho incluem:

• Diâmetro total: 5.0mm (nominal).
• Espaçamento dos terminais: Aproximadamente 2.54mm (0.1 polegadas), uma pegada padrão de furo passante.
• Ponto de curvatura mínimo: Os terminais devem ser curvados num ponto a pelo menos 3mm da base da cápsula de epóxi para evitar tensão na embalagem.
• Altura do flange: Deve ser inferior a 1.5mm.

A tolerância dimensional geral é de ±0.25mm, salvo indicação em contrário no desenho. Os engenheiros devem consultar o desenho dimensionado exato na ficha técnica original para um layout preciso da PCB.

4.2 Identificação da Polaridade

O cátodo (terminal negativo) é tipicamente identificado por duas características: um ponto plano na borda do flange de plástico do LED e um terminal mais curto. O ânodo (terminal positivo) é mais longo. A polaridade correta deve ser observada durante a montagem.

5. Diretrizes de Soldadura e Montagem

O manuseamento adequado é crítico para garantir a fiabilidade e prevenir danos ao LED.

5.1 Formação dos Terminais

• A curvatura deve ocorrer a pelo menos 3mm da base da cápsula de epóxi.
• Forme os terminais antes de soldar.
• Evite aplicar tensão na embalagem; furos de PCB desalinhados podem induzir tensão e degradar a resina epóxi.
• Corte os terminais à temperatura ambiente.

5.2 Condições de Armazenamento

Os LEDs devem ser armazenados a ≤30°C e ≤70% de Humidade Relativa. A vida útil de armazenamento recomendada após o envio é de 3 meses. Para armazenamento mais longo (até um ano), use um recipiente selado com atmosfera de azoto e dessecante.

5.3 Processo de Soldadura

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

Soldadura Manual:

• Temperatura da Ponta do Ferro: 300°C Máx (para um ferro de 30W Máx).
• Tempo de Soldadura: 3 segundos Máx por terminal.

Soldadura por Onda (DIP):

• Temperatura de Pré-aquecimento: 100°C Máx (durante 60 segundos Máx).
• Temperatura e Tempo do Banho de Soldadura: 260°C Máx durante 5 segundos Máx.

É fornecida uma curva de temperatura de soldadura recomendada, enfatizando uma subida controlada, um patamar de temperatura de pico e uma fase de arrefecimento controlada. Evite arrefecimento rápido. A soldadura por imersão ou manual não deve ser realizada mais de uma vez. Permita que o LED arrefeça naturalmente à temperatura ambiente após a soldadura antes de o sujeitar a choque mecânico ou vibração.

5.4 Limpeza

Se a limpeza for necessária, use álcool isopropílico à temperatura ambiente por não mais de um minuto. Não use limpeza ultrassónica a menos que seja absolutamente necessário e apenas após testes de pré-qualificação completos, pois a energia ultrassónica pode danificar o chip interno ou as ligações dos fios.

5.5 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa (60mW), o design térmico adequado ainda é importante para a longevidade. A corrente de operação deve ser reduzida apropriadamente se o LED for usado em altas temperaturas ambientes. Os projetistas devem garantir ventilação adequada e evitar colocar o LED perto de outros componentes geradores de calor.

5.6 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

O LED é sensível à ESD. São fortemente recomendadas precauções de manuseamento:

• Use pulseiras aterradas e calçado ESD.
• Trabalhe em pisos seguros contra ESD e use contentores e embalagens seguros contra ESD.
• Empregue ionizadores para neutralizar cargas no ambiente de trabalho.

6. Embalagem e Informação de Encomenda

6.1 Especificação de Embalagem

Os LEDs são embalados para prevenir danos durante o transporte e manuseamento:

• Embalagem Primária:Sacos antiestáticos.
• Embalagem Secundária:Caixas internas, cada uma contendo 5 sacos.
• Embalagem Terciária:Caixas externas, cada uma contendo 10 caixas internas.

Quantidade de 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 informações-chave:

• CPN:Número de Produção do Cliente.
• P/N:Número de Produção (o número da peça, ex., 333-2SURD/S530-A3).
• QTY:Quantidade de Embalagem.
• CAT / Ranks:Pode indicar categorias de desempenho (ex., grau de intensidade luminosa).
• HUE:Comprimento de Onda Dominante.
• LOT No:Número do Lote para rastreabilidade.

7. Notas de Aplicação e Considerações de Design

7.1 Aplicações Típicas

Conforme listado na ficha técnica, este LED é adequado para:

• Televisores (indicadores de estado, retroiluminação).
• Monitores (luzes de energia/atividade).
• Telefones (indicadores de estado da linha, mensagens em espera).
• Computadores (luzes de energia, atividade do disco rígido).
• Indicadores de painel de uso geral, equipamentos eletrónicos e eletrodomésticos que requerem um indicador vermelho brilhante e confiável.

7.2 Considerações de Design do Circuito

Limitação de Corrente:Um LED deve ser sempre alimentado com um dispositivo limitador de corrente, tipicamente um resistor em série com uma fonte de tensão. O valor do resistor (R) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte - V_F) / I_F. Por exemplo, com uma fonte de 5V, um V_F de 2.4V e um I_F desejado de 20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohms. Um resistor padrão de 130Ω ou 150Ω seria apropriado, considerando também a potência nominal do resistor (P = I²R).

Ângulo de Visão:O ângulo de visão de 30° torna este LED ideal para aplicações onde a luz precisa de ser visível principalmente de frente, não de ângulos laterais amplos.

Gestão Térmica no Layout da PCB:Embora não seja um dispositivo de alta potência, fornecer alguma área de cobre em torno dos terminais na PCB pode ajudar a dissipar calor, especialmente se operar perto dos valores máximos absolutos ou num invólucro quente.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

O LED 333-2SURD/S530-A3 oferece vantagens específicas:

• Tecnologia do Chip (AlGaInP):Fornece maior eficiência e luz vermelha/laranja/amarela mais brilhante em comparação com tecnologias mais antigas como GaAsP, resultando na intensidade típica especificada de 200 mcd.
• Lente Difusa:A resina difusa vermelha cria um ponto de visão suave e amplo sem um ponto central nítido, o que é esteticamente agradável para indicadores de estado.
• Construção Robusta:A ficha técnica enfatiza um desempenho confiável e robusto, sugerindo um design focado na longevidade e saída consistente.
• Conformidade Ambiental:Ser sem chumbo e compatível com RoHS é uma característica padrão, mas essencial, para a fabricação moderna de eletrónica.

9. Perguntas Frequentes (FAQ)

9.1 Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico (λp) e Comprimento de Onda Dominante (λd)?

O Comprimento de Onda de Pico é o comprimento de onda físico onde o espectro de emissão é mais forte. O Comprimento de Onda Dominante é o equivalente de cor percebida, calculado a partir do espectro e da sensibilidade do olho humano (funções de correspondência de cores CIE). Para um LED vermelho monocromático como este, eles estão frequentemente próximos, como visto aqui (632nm vs 624nm).

9.2 Posso alimentar este LED com uma fonte de 3.3V sem um resistor?

Não, isto é perigoso e destruirá o LED.Um LED comporta-se como um díodo; a sua tensão direta é relativamente constante (~2.4V). Conectá-lo diretamente a uma fonte de 3.3V causaria uma corrente muito grande e descontrolada (limitada apenas pela resistência interna da fonte e pela resistência dinâmica do LED), excedendo rapidamente a classificação de corrente contínua de 25mA e causando falha catastrófica. Use sempre um resistor limitador de corrente em série ou um driver de corrente constante.

9.3 Por que é especificada a humidade de armazenamento (≤70% RH)?

A humidade pode ser absorvida pela embalagem de epóxi. Durante o processo de soldadura de alta temperatura, esta humidade retida pode expandir-se rapidamente, causando fissuras internas ou delaminação (\"efeito pipoca\"), o que pode danificar o chip ou as ligações dos fios e levar a falhas imediatas ou latentes.

9.4 O que significa \"Disponível em fita e bobina\"?

Significa que os LEDs são fornecidos montados numa fita transportadora contínua e enrolados numa bobina. Este formato é projetado para uso com máquinas pick-and-place automatizadas em linhas de montagem de montagem em superfície de alto volume. Embora este seja um componente de furo passante, pode ser entregue nesta forma para máquinas de inserção automatizadas.

10. Princípios Operacionais e Tendências Tecnológicas

10.1 Princípio Básico de Operação

Um LED é um díodo semicondutor. Quando uma tensão direta que excede a sua energia de banda proibida é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa (o chip de AlGaInP neste caso). Esta recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). A cor específica (comprimento de onda) da luz é determinada pela energia da banda proibida do material semicondutor. O AlGaInP tem uma banda proibida adequada para produzir luz vermelha, laranja e amarela.

10.2 Contexto e Tendências da Indústria

Embora este seja um LED de furo passante padrão, a indústria mudou amplamente para embalagens de dispositivos de montagem em superfície (SMD) como 0603, 0805 e 3528 para a maioria dos novos designs devido ao seu tamanho menor, adequação para soldadura por refluxo e perfil mais baixo. No entanto, LEDs de furo passante como o tipo redondo de 5mm permanecem populares para prototipagem, projetos de hobby, kits educacionais e aplicações que requerem alta fiabilidade com soldadura manual ou onde o próprio componente atua como um indicador montado no painel que se estende através de um furo no invólucro. A tecnologia interna, AlGaInP, continua a ser o padrão para LEDs vermelhos, laranjas e âmbar de alta eficiência.