Ficha Técnica do LED Oval Verde 5484BN - Dimensões 5.0mm - Tensão 2.8-3.6V - Potência 100mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED oval de desempenho óptico de precisão. O dispositivo foi concebido especificamente para aplicações que requerem alta visibilidade e mistura de cores consistente, como em sistemas de informação a passageiros e sinalização de grande formato.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens deste LED incluem a sua elevada intensidade luminosa e a sua forma oval única, que cria um padrão de radiação espacial bem definido. Este padrão caracteriza-se por um ângulo de visão largo e assimétrico de 110 graus num eixo e 40 graus no eixo perpendicular. Esta característica é crucial para garantir a legibilidade a partir de vários ângulos em aplicações de sinalização. O dispositivo é construído com epóxi resistente aos UV, aumentando a sua durabilidade para uso exterior a longo prazo. Foi projetado para os mercados de publicidade exterior comercial e sinalização de transportes, incluindo sinais gráficos a cores, painéis de mensagens e sinais de mensagem variável (VMS).

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

As secções seguintes fornecem uma análise detalhada das características elétricas, ópticas e térmicas do dispositivo.

2.1 Ratings Absolutos Máximos

Estes ratings definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não é garantida a operação nestas condições.

• Corrente Direta (I_F): 30 mA (DC)
• Corrente Direta de Pulsos (I_FP): 100 mA (Ciclo de Trabalho 1/10 @ 1 kHz)
• Tensão Reversa (V_R): 5 V
• Dissipação de Potência (P_d): 100 mW
• Temperatura de Operação (T_opr): -40°C a +85°C
• Temperatura de Armazenamento (T_stg): -40°C a +100°C
• Temperatura de Soldadura (T_sol): 260°C durante um máximo de 5 segundos
• Descarga Eletrostática (ESD): Suporta 1000V (Modelo do Corpo Humano)

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos a uma temperatura de junção (T_a) de 25°C e a uma corrente de teste padrão de 20 mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (I_V): Varia de 2880 mcd a 4970 mcd, categorizada em bins específicos (M1, M2, N1).
• Ângulo de Visão (2θ_1/2): 110° (Eixo X) / 40° (Eixo Y). Este padrão oval é ideal para sinalização horizontal.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p): Tipicamente 522 nm.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d): Varia de 525 nm a 535 nm, dividido em bins finos (1a, 1b, 2a, 2b) para uma correspondência de cores precisa.
• Largura Espectral a Meia Altura (Δλ): Tipicamente 35 nm.
• Tensão Direta (V_F): Varia de 2,8 V a 3,6 V a 20 mA, categorizada em bins (0, 1, 2, 3).
• Corrente Reversa (I_R): Máximo de 50 μA a uma tensão reversa de 5V.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de aplicação para brilho e cor.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

A intensidade é categorizada em três níveis principais:

• M1: 2880 ~ 3450 mcd
• M2: 3450 ~ 4140 mcd
• N1: 4140 ~ 4970 mcd

A incerteza de medição é de ±10%.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

A cor (comprimento de onda) é finamente classificada em quatro categorias para permitir uma mistura de cores precisa, especialmente com outros LEDs coloridos:

• 1a: 525,0 ~ 527,5 nm
• 1b: 527,5 ~ 530,0 nm
• 2a: 530,0 ~ 532,5 nm
• 2b: 532,5 ~ 535,0 nm

A incerteza de medição é de ±1,0 nm.

3.3 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é classificada para auxiliar no projeto de circuitos para regulação de corrente:

• 0: 2,8 ~ 3,0 V
• 1: 3,0 ~ 3,2 V
• 2: 3,2 ~ 3,4 V
• 3: 3,4 ~ 3,6 V

A incerteza de medição é de ±0,1 V.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora dados gráficos específicos não sejam fornecidos no excerto, as curvas de desempenho típicas para tal dispositivo incluiriam:

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta (I_V-I_F): Mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, até ao rating máximo.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente: Ilustra a diminuição da saída de luz à medida que a temperatura aumenta, o que é crítico para a gestão térmica em sinais fechados.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta (V_F-I_F): Importante para projetar o circuito de acionamento.
• Distribuição Espectral: Um gráfico que mostra a intensidade da luz emitida em diferentes comprimentos de onda, centrada no comprimento de onda dominante.

Os projetistas devem consultar a ficha técnica completa para estes gráficos, a fim de otimizar o desempenho e a fiabilidade.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

O LED apresenta um encapsulamento de orifício passante com uma lente oval. Notas dimensionais importantes incluem:

• Todas as dimensões estão em milímetros com uma tolerância padrão de ±0,25 mm, salvo indicação em contrário.
• A protrusão máxima da resina sob o flange é de 1,5 mm.
• A geometria da taça do chumbo é definida para garantir uma extração de luz adequada e estabilidade mecânica.

Desenhos mecânicos precisos são essenciais para o projeto da impressão digital da PCB e para garantir um encaixe adequado na montagem final.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

A manipulação adequada é crucial para evitar danos ao LED.

6.1 Formação dos Terminais

• A dobra deve ocorrer a pelo menos 3 mm da base da lâmpada de epóxi.
• Forme os terminais antes de soldar.
• Evite aplicar tensão ao encapsulamento durante a formação ou ao inserir nos orifícios da PCB.
• Corte os terminais à temperatura ambiente.

6.2 Processo de Soldadura

Mantenha uma distância mínima de 3 mm entre a junta de solda e a lâmpada de epóxi.

• Soldadura Manual: Temperatura máxima da ponta do ferro 300°C (30W máx.), tempo de soldadura máximo 3 segundos.
• Soldadura por Onda/Imersão: Pré-aquecimento máximo 100°C durante 60 seg máx.; banho de solda máximo 260°C durante 5 seg máx.

Evite múltiplos ciclos de soldadura e choques mecânicos enquanto o LED está quente. Deixe-o arrefecer gradualmente até à temperatura ambiente.

6.3 Condições de Armazenamento

• Armazene a ≤30°C e ≤70% de Humidade Relativa após receção.
• A vida útil nestas condições é de 3 meses.
• Para armazenamento mais longo (até 1 ano), utilize um recipiente selado com atmosfera de azoto e dessecante.
• Evite mudanças bruscas de temperatura em ambientes húmidos para prevenir condensação.

7. Informações de Embalagem e Encomenda

O dispositivo é embalado para prevenir descargas eletrostáticas (ESD) e danos físicos durante o transporte.

7.1 Especificação da Embalagem

• Os LEDs são colocados em sacos antiestáticos.
• Quantidade de Embalagem: 500 peças por saco. 5 sacos (2500 pçs) por caixa interior. 10 caixas interiores (25.000 pçs) por caixa mestre (exterior).

7.2 Informações da Etiqueta

As etiquetas na embalagem contêm informações críticas para rastreabilidade e aplicação correta:

• CPN (Número de Peça do Cliente)
• P/N (Número de Peça do Fabricante)
• QTY (Quantidade)
• CAT (Código de binning para Intensidade Luminosa e Tensão Direta, ex: M2-2)
• HUE (Código de binning para Comprimento de Onda Dominante, ex: 1a)
• REF (Código de Referência)
• LOT No. (Número do Lote de Produção)

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Sinais de Informação a Passageiros: Em autocarros, comboios e aeroportos, onde o padrão de feixe oval proporciona ampla visibilidade horizontal.
• Sinais de Mensagem Variável (VMS)ePainéis de Mensagens: Para gestão de tráfego e publicidade exterior.
• Sinais Gráficos a Cores: Onde este LED verde é misturado com LEDs vermelhos e azuis para criar imagens a cores completas ou tons de cor específicos.

8.2 Considerações de Projeto

• Acionamento de Corrente: Utilize sempre um driver de corrente constante ou uma resistência limitadora de corrente. Não exceda a corrente direta absoluta máxima de 30 mA DC.
• Gestão Térmica: Embora a dissipação de potência seja baixa, garanta ventilação adequada em sinais fechados, especialmente em altas temperaturas ambientes, para manter a saída de luz e a longevidade.
• Projeto Óptico: O ângulo de visão assimétrico deve estar alinhado com a direção de visualização pretendida do sinal (tipicamente com o eixo de 110° na horizontal).
• Proteção contra ESDImplemente procedimentos padrão de manuseamento ESD durante a montagem.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Este LED diferencia-se através da sua combinação de características:

• Padrão de Radiação Oval: Ao contrário dos LEDs redondos padrão, esta forma é construída propositadamente para sinalização, eliminando a necessidade de ópticas secundárias para espalhar a luz horizontalmente.
• Alta Intensidade num Encapsulamento de Orifício Passante: Oferece uma solução de montagem simples e robusta em comparação com algumas alternativas de montagem em superfície, enquanto ainda fornece alto brilho adequado para sinais legíveis à luz do dia.
• Binning Fino de Cor e Intensidade: Permite uma consistência de cor superior num grande display, o que é crítico para a qualidade gráfica.
• Encapsulamento Resistente aos UV: Especificamente projetado para fiabilidade a longo prazo em ambientes exteriores expostos ao sol.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Qual é o propósito do padrão de feixe oval?

R: O ângulo de visão de 110°/40° proporciona uma cobertura horizontal muito ampla e uma cobertura vertical mais estreita. Isto é ideal para sinais destinados a serem lidos por pessoas em pé ou sentadas numa área ampla, concentrando a luz onde os observadores provavelmente estarão.

P: Como seleciono o bin correto para a minha aplicação?

R: Para sinais monocromáticos, escolha um bin de intensidade luminosa (M1, M2, N1) com base no brilho necessário. Para aplicações de mistura de cores, deve também especificar o bin de comprimento de onda dominante (1a, 1b, etc.) para garantir que a cor verde corresponde perfeitamente entre diferentes LEDs e lotes de produção.

P: Posso acionar este LED a mais de 20 mA para obter mais brilho?

R: Pode operá-lo até ao Rating Absoluto Máximo de 30 mA DC. No entanto, isto aumentará a tensão direta, a dissipação de potência e a temperatura de junção, o que pode reduzir a vida útil e a eficiência luminosa. Consulte sempre as curvas de derating (se disponíveis) e garanta uma gestão térmica adequada.

P: Por que são importantes as condições de armazenamento e a vida útil?

R: O material epóxi e os componentes internos podem absorver humidade do ar. Se um dispositivo "húmido" for sujeito a soldadura a alta temperatura, a rápida vaporização desta humidade pode causar delaminação interna ou fissuração ("efeito pipoca"), levando à falha.

11. Caso Prático de Projeto e Utilização

Cenário: Projetar um Display Exterior a Cores para uma Paragem de Autocarro

Um projetista está a criar um display de matriz de LED para informações de autocarro em tempo real. O display deve ser legível sob luz solar direta e ter um balanço de branco consistente.

• Seleção de LED: Este LED oval verde é escolhido juntamente com LEDs vermelhos e azuis equivalentes. O feixe oval garante uma boa visualização horizontal para os passageiros que esperam numa plataforma.
• Estratégia de Binning: Para alcançar um ponto branco consistente, o projetista encomenda todos os LEDs verdes de um único bin de comprimento de onda dominante estreito (ex: 1b) e de um bin de intensidade específico (ex: M2). Os LEDs vermelhos e azuis são adquiridos com bins de intensidade correspondentes em relação ao verde para manter a fórmula de balanço de branco desejada.
• Projeto do Circuito: Um driver de corrente constante é projetado para cada canal de cor. A informação do bin de tensão direta (ex: bin 1 para 3,0-3,2V) é usada para calcular a tensão mínima necessária do driver, garantindo que este pode lidar com o LED do pior caso (maior V_F) do lote.
• Montagem: Durante a montagem da PCB, o perfil de soldadura por onda é estritamente controlado para os 260°C recomendados durante 5 segundos para evitar danos térmicos. A regra de dobra dos terminais a 3mm é seguida para evitar tensão no epóxi.

12. Introdução ao Princípio Técnico

Este LED é baseado num chip semicondutor de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN). Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, os eletrões e as lacunas recombinam-se, libertando energia na forma de fotões. A composição específica da liga InGaN determina a energia da banda proibida, que por sua vez define o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, verde (~530 nm). A lente de epóxi oval é uma óptica primária que molda a luz bruta do chip no padrão de radiação assimétrico desejado, aumentando a eficiência óptica para a aplicação-alvo.

13. Tendências Tecnológicas

O desenvolvimento de LEDs para sinalização segue várias tendências-chave:

• Aumento da Eficiência e Intensidade Luminosa: Melhorias contínuas no crescimento epitaxial e no projeto do chip produzem mais saída de luz por unidade de entrada elétrica, permitindo displays mais brilhantes ou menor consumo de energia.
• Gama de Cores e Consistência Melhoradas: Avanços na tecnologia de fósforos (para LEDs brancos) e precisão epitaxial (para LEDs coloridos como este) permitem displays com cores mais ricas, precisas e consistentes.
• Fiabilidade e Vida Útil Melhoradas: Melhores materiais de encapsulamento, como epóxis ou silicones de alto desempenho e estáveis aos UV, e métodos robustos de fixação do chip prolongam a vida operacional, especialmente crítica para instalações exteriores 24/7.
• Integração com Drivers Inteligentes: Os LEDs estão cada vez mais emparelhados com circuitos integrados de driver inteligentes que podem ajustar individualmente o brilho e realizar diagnósticos, permitindo sistemas de display mais dinâmicos e fiáveis.

Embora os encapsulamentos de dispositivo de montagem em superfície (SMD) sejam prevalentes para displays de alta densidade, encapsulamentos de orifício passante como este permanecem relevantes para aplicações que requerem robustez mecânica, caminhos térmicos mais simples para uma PCB com núcleo metálico ou substituição mais fácil no campo.