Ficha Técnica da Série Mini LED Visão Superior 65-11 - Pacote SMT - Azul 468nm - Ângulo de Visão 120° - 3.2V Típico - 20mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

A série 65-11 representa uma família de LEDs Mini Visão Superior de Montagem em Superfície (SMT). Estes componentes caracterizam-se pela sua embalagem branca compacta e por um design único de emissão de cima para baixo, onde a luz é emitida através da placa de circuito impresso (PCB). Este modelo específico emite luz azul com um comprimento de onda dominante típico de 468 nanómetros.

As principais vantagens desta série incluem um ângulo de visão muito amplo, otimizado para um acoplamento eficiente da luz em guias ou tubos de luz. O design incorpora características para um desempenho ótico aprimorado e está em total conformidade com os padrões ambientais sem chumbo (Pb-free) e RoHS. A proteção incorporada contra Descarga Eletrostática (ESD) protege o dispositivo durante a manipulação e montagem.

2. Análise de Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

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

• Tensão Reversa (V_R):5 V
• Corrente Direta (I_F):25 mA (Contínua)
• Corrente Direta de Pico (I_FP):100 mA (Ciclo de Trabalho 1/10 @ 1 kHz)
• Dissipação de Potência (P_d):110 mW
• Proteção ESD (HBM):2000 V
• Temperatura de Operação (T_opr):-40°C a +100°C
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +110°C
• Temperatura de Soldadura:Reflow: 260°C por 10 segundos máx.; Manual: 350°C por 3 segundos máx.

2.2 Características Eletro-Óticas

Medidas a uma temperatura ambiente padrão de 25°C e uma corrente direta de 20 mA, salvo indicação em contrário. As tolerâncias são críticas para o design.

• Intensidade Luminosa (I_v):112 a 285 mcd (milicandela). Tolerância é ±11%.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):120 graus (típico). Isto define a dispersão angular onde a intensidade é pelo menos metade do valor de pico.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p):468 nm (típico).
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):464,5 a 476,5 nm. Tolerância é ±1 nm.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):20 nm (típico). Isto indica a pureza espectral da luz azul.
• Tensão Direta (V_F):2,90 a 3,60 V. Tolerância é ±0,1 V.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo 50 µA a uma tensão reversa de 5 V.

3. Explicação do Sistema de Binning

Os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave para garantir consistência nas séries de produção. Os designers podem especificar bins para corresponder aos requisitos da aplicação quanto à uniformidade de cor e brilho.

3.1 Binning de Comprimento de Onda Dominante (Grupo A)

Define o tom preciso de azul. Os bins são rotulados de A9 a A12, sendo A9 o intervalo de comprimento de onda mais curto (464,5-467,5 nm) e A12 o mais longo (473,5-476,5 nm).

3.2 Binning de Intensidade Luminosa

Define o nível de brilho. Os bins variam de R1 (mais baixo, 112-140 mcd) a S2 (mais alto, 225-285 mcd).

3.3 Binning de Tensão Direta (Grupo B2)

Define a característica elétrica. Os bins são numerados de 36 a 42, correspondendo a intervalos de tensão de 2,90-3,00 V (Bin 36) a 3,50-3,60 V (Bin 42).

4. Informações Mecânicas e de Embalagem

4.1 Dimensões do Contorno do Pacote

O dispositivo apresenta uma pegada SMT compacta. Dimensões críticas incluem o tamanho do corpo, o espaçamento dos terminais e a altura total. Todas as tolerâncias não especificadas são ±0,1 mm. A polaridade é indicada por uma marcação específica ou configuração de pinos no pacote, que deve ser observada durante o layout da PCB e a montagem.

4.2 Embalagem em Fita e Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora e bobina para montagem automática pick-and-place. As dimensões da bobina e o design dos bolsos da fita são especificados para garantir compatibilidade com equipamentos SMT padrão. A quantidade padrão carregada é de 2000 peças por bobina.

4.3 Sensibilidade à Humidade e Armazenamento

Os componentes são embalados numa bolsa de alumínio resistente à humidade com um dessecante. As precauções são críticas: a bolsa não deve ser aberta até que os componentes estejam prontos para uso. Antes de abrir, o armazenamento deve ser a ≤30°C e ≤90% de HR. Após a abertura, os componentes têm uma vida útil recomendada de um ano em condições de ≤30°C e ≤60% de HR para evitar danos induzidos por humidade durante a soldadura por reflow.

5. Diretrizes de Soldadura e Montagem

O método de soldadura primário recomendado é a soldadura por reflow por Infravermelhos (IR). A temperatura de pico máxima permitida no perfil é de 260°C por uma duração não superior a 10 segundos. A soldadura manual é permitida, mas deve ser limitada a 350°C por um máximo de 3 segundos por terminal para evitar danos térmicos ao pacote de plástico e ao chip semicondutor.

6. Sugestões de Aplicação

6.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Indicadores Óticos:Luzes de estado em eletrónica de consumo, controlos industriais e painéis de instrumentos automóveis.
• Acoplamento com Guia/Tubo de Luz:A emissão de visão superior e ângulo amplo é ideal para iluminação lateral ou injeção de luz em guias de luz de acrílico ou policarbonato, comumente usadas em retroiluminação de botões, indicadores de painel e iluminação decorativa.
• Retroiluminação:Adequado para pequenos ecrãs LCD, teclados, iluminação de interruptores e iluminação decorativa ou de realce geral.
• Iluminação Automóvel Interior:Aplicações como retroiluminação de interruptores do painel de instrumentos, onde a fiabilidade e a cor consistente são primordiais.

6.2 Considerações de Design

• Limitação de Corrente:Um resistor limitador de corrente externo éabsolutamente obrigatório. A tensão direta do LED tem um coeficiente de temperatura negativo, o que significa que um pequeno aumento na tensão pode causar um grande aumento na corrente, potencialmente destrutivo. O valor do resistor deve ser calculado com base na tensão de alimentação e na corrente direta desejada (tipicamente 20 mA ou menos).
• Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa, garantir que a PCB fornece uma dissipação de calor adequada, especialmente em ambientes de alta temperatura ou quando operado na corrente contínua máxima, irá melhorar a fiabilidade a longo prazo.
• Precauções ESD:Embora o dispositivo tenha proteção ESD incorporada, os procedimentos padrão de manipulação ESD devem ainda ser seguidos durante a montagem e instalação.

7. Testes de Fiabilidade

O produto é submetido a uma série abrangente de testes de fiabilidade realizados com um nível de confiança de 90% e uma Percentagem de Defeitos Tolerável por Lote (LTPD) de 10%. Os testes principais incluem:

• Resistência à Soldadura por Reflow
• Ciclagem de Temperatura (-40°C a +100°C)
• Choque Térmico
• Armazenamento a Alta e Baixa Temperatura
• Vida Útil em Operação DC (1000 horas a 20mA)
• Alta Temperatura/Alta Humidade (85°C/85% RH por 1000 horas)

Estes testes validam a robustez do dispositivo sob tensões ambientais e operacionais típicas encontradas em produtos eletrónicos.

8. Perguntas Frequentes (Baseadas em Dados Técnicos)

P: Qual é a principal vantagem do design "Visão Superior"?

R: Emite luz perpendicularmente ao plano da PCB, através da própria placa. Isto é ideal para aplicações que usam um tubo de luz posicionado diretamente sobre o LED, pois maximiza a eficiência de acoplamento e fornece iluminação uniforme com um amplo ângulo de visão.

P: Posso alimentar este LED diretamente a partir de uma fonte de 5V sem um resistor?

R:No.Isso quase certamente destruirá o LED. A tensão direta é de aproximadamente 3,2V. Ligar 5V diretamente forçaria uma corrente muito superior ao valor máximo, causando falha imediata. Um resistor em série é essencial.

P: Como interpreto o valor de intensidade luminosa?

R: A intensidade luminosa (medida em milicandela, mcd) indica o brilho percebido pelo olho humano a partir de uma direção específica. O amplo ângulo de visão de 120° significa que este brilho é mantido numa área muito ampla, mas o valor de intensidade de pico é medido ao longo do eixo central (0°).

P: O que significa a informação de binning no rótulo?

R: O rótulo inclui códigos para a Classificação de Intensidade Luminosa (CAT), Coordenadas de Cromaticidade (HUE) e Classificação de Tensão Direta (REF). Isto permite a rastreabilidade e garante que recebe componentes com as características óticas e elétricas específicas que especificou na sua encomenda, o que é crucial para a correspondência de cores em aplicações com múltiplos LEDs.

9. Princípio de Funcionamento

O dispositivo é uma fonte de luz semicondutora. Baseia-se num chip de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN), que é um material semicondutor de banda proibida direta. Quando uma tensão direta que excede o limiar do dispositivo é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se dentro da região ativa do chip. Neste sistema de material específico (InGaN), este processo de recombinação liberta energia principalmente na forma de fotões no espectro de comprimento de onda azul (cerca de 468 nm). O material da lente transparente encapsula o chip e ajuda a moldar a luz emitida no padrão de ângulo amplo desejado.

10. Estudo de Caso de Design e Utilização

Cenário: Retroiluminação para Painel de Interruptores de Membrana

Um designer está a criar um painel de interface de utilizador com vários interruptores de membrana que precisam de ser retroiluminados a azul para visibilidade em condições de pouca luz. O painel usa guias de luz individuais para cada ícone de interruptor, encaminhadas a partir de uma PCB central.

Seleção de Componentes:O LED azul da série 65-11 é escolhido porque a sua emissão de visão superior acopla eficientemente na base das guias de luz. O amplo ângulo de visão de 120° garante uma iluminação uniforme na área do ícone, mesmo que o alinhamento não seja perfeito.

Design do Circuito:A fonte de alimentação do sistema é de 5V. Para cada LED, é calculado um resistor limitador de corrente. Usando um V_Ftípico de 3,2V e um I_Falvo de 20mA, o valor do resistor é R = (5V - 3,2V) / 0,02A = 90 Ω. É selecionado um resistor padrão de 91 Ω. A dissipação de potência no resistor é (1,8V)^2 / 91Ω ≈ 36 mW, bem dentro da classificação de um resistor padrão de 1/8W.

Layout da PCB:As pegadas dos LEDs são colocadas precisamente sob os orifícios de montagem das guias de luz. As marcações de polaridade na serigrafia da PCB correspondem ao indicador de ânodo/cátodo do LED. São usadas pequenas ligações de alívio térmico no pino ligado ao cátodo do LED (pino térmico, se presente) para facilitar a soldadura enquanto fornece alguma dissipação de calor.

Resultado:O produto final alcança uma retroiluminação azul brilhante e uniforme para todos os interruptores com consumo de energia mínimo e alta fiabilidade, validada pelos testes de fiabilidade especificados do componente.