Ficha Técnica da Lâmpada LED Oval 3474DKBR/MS - Cor Azul - Corrente Direta de 20mA - Tensão Direta Máxima de 3.4V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de uma lâmpada LED de formato oval de precisão. O objetivo principal de projeto deste componente é servir como uma fonte de luz de alto desempenho para sistemas de informação a passageiros e diversas aplicações de sinalização. A sua característica definidora é uma geometria de lente oval que cria um padrão de radiação espacial assimétrico e bem definido, tornando-o particularmente adequado para aplicações de mistura de cores em sinais que requerem saída amarela, vermelha ou verde através de ópticas secundárias ou filtros.

O dispositivo é construído com material epóxi resistente aos raios UV, garantindo fiabilidade a longo prazo e estabilidade de cor em ambientes exteriores. Está em conformidade com regulamentações ambientais chave, incluindo RoHS, REACH da UE e normas livres de halogéneos, com o teor de bromo e cloro estritamente controlado.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As vantagens principais deste LED incluem a sua elevada intensidade luminosa, o padrão de radiação oval especializado para iluminação uniforme de sinalização e a construção robusta para aplicações exigentes. O mercado-alvo engloba fabricantes de infraestruturas de transportes, publicidade comercial e sistemas de informação pública. As principais áreas de aplicação são:

• Sinais Gráficos a Cores e Painéis de Mensagens
• Painéis de Mensagens Variáveis (VMS) para gestão de tráfego
• Ecrans de Publicidade Exterior Comercial

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Aprofundada

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os limites operacionais do dispositivo são definidos sob condições ambientais específicas (Ta=25°C). Exceder estes valores pode causar danos permanentes.

• Tensão Inversa (V_R):5V. A tensão máxima que pode ser aplicada no sentido inverso através dos terminais do LED.
• Corrente Direta (I_F):30 mA (contínua). A corrente DC máxima recomendada para operação fiável.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):100 mA. Isto é permitido apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10 @ 1kHz) e não deve ser usado para operação contínua.
• Dissipação de Potência (P_d):110 mW. A potência máxima que o encapsulamento pode dissipar sob a forma de calor.
• Temperatura de Operação & Armazenamento:Varia de -40°C a +85°C (operação) e de -40°C a +100°C (armazenamento).
• Temperatura de Soldadura:Suporta 260°C durante 5 segundos, compatível com processos padrão de soldadura por refluxo.

2.2 Características Eletro-Ópticas

O desempenho é especificado a uma corrente de teste padrão de I_F=20mA e Ta=25°C.

• Intensidade Luminosa (I_v):Varia de um mínimo de 934 mcd a um máximo de 2130 mcd, com um valor típico de 1140 mcd. Esta alta intensidade é crucial para a visibilidade diurna em sinalização.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):Assimétrico a 90° (eixo X) por 45° (eixo Y). Este padrão oval é concebido para corresponder à proporção típica do texto e símbolos informativos em sinais.
• Comprimento de Onda de Pico & Dominante:O chip emite no espectro azul. O comprimento de onda de pico (λ_p) é tipicamente 468 nm. O comprimento de onda dominante (λ_d) varia de 460 nm a 475 nm, categorizado em bins.
• Tensão Direta (V_F):Entre 2.4V e 3.4V a 20mA. Os projetistas devem ter em conta esta queda de tensão ao projetar circuitos de acionamento.
• Corrente Inversa (I_R):Máximo de 50 µA a V_R=5V, indicando boa qualidade da junção.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência de cor e brilho nos produtos finais, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros chave.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

A intensidade é categorizada em cinco bins (BA a BE), cada um com uma gama mínima/máxima definida medida a I_F=20mA. A tolerância total é de ±10%. Por exemplo, o bin BC cobre 1340 a 1600 mcd. Os projetistas de sistemas devem especificar o bin necessário ou estar cientes das potenciais variações de brilho entre diferentes lotes de produção.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

O comprimento de onda é categorizado em cinco bins (B1 a B5), cada um abrangendo 3 nm, desde 460-463 nm (B1) até 472-475 nm (B5). A tolerância é de ±1 nm. Este binning preciso permite um controlo apertado da cor, o que é especialmente importante quando o LED azul é usado com fósforos ou filtros para criar outras cores.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece várias curvas características que são vitais para compreender o comportamento do dispositivo em diferentes condições.

4.1 Distribuição Espectral e Diretividade

A curva deIntensidade Relativa vs. Comprimento de Ondamostra uma largura de banda espectral estreita (Δλ) de aproximadamente 20 nm, centrada na região azul. O gráfico deDiretividadeconfirma visualmente o padrão de radiação oval assimétrico, com a intensidade a cair para metade do seu valor de pico nos ângulos especificados de 90° e 45°.

4.2 Características Elétricas e Térmicas

A curvaCorrente Direta vs. Tensão Direta (I-V)exibe a relação exponencial típica de um díodo. A curvaIntensidade Relativa vs. Corrente Diretamostra que a saída de luz aumenta com a corrente, mas pode tornar-se sublinear a correntes mais elevadas devido a efeitos térmicos. As curvasIntensidade Relativa vs. Temperatura AmbienteeCorrente Direta vs. Temperatura Ambientedemonstram o impacto negativo do aumento da temperatura tanto na saída de luz como na corrente de acionamento necessária para uma tensão fixa, destacando a importância da gestão térmica no projeto da aplicação.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento e Desenho

O desenho mecânico especifica a pegada física da lâmpada oval. As dimensões chave incluem o espaçamento dos terminais (pitch), o tamanho total do corpo e a protuberância da lente de resina. Todas as dimensões estão em milímetros com uma tolerância padrão de ±0.25 mm, salvo indicação em contrário. A protuberância máxima da resina abaixo do flange é de 1.5 mm, o que é importante para o espaço livre na montagem final.

5.2 Identificação de Polaridade e Design das Pistas

A polaridade é indicada pela estrutura física dos terminais (tipicamente um terminal mais longo ou um lado plano no encapsulamento). O desenho da ficha técnica deve ser consultado para identificar o ânodo e o cátodo. O design das pistas do PCB deve corresponder à pegada recomendada para garantir uma soldadura adequada e estabilidade mecânica.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Formação e Manipulação dos Terminais

• A curvatura deve ocorrer a pelo menos 3 mm da base da lâmpada de epóxi para evitar fissuras por tensão.
• A formação dos terminais deve ser concluídaantesdo processo de soldadura.
• Tensão excessiva no encapsulamento durante a manipulação ou inserção num PCB pode danificar a ligação interna do chip ou os fios de ligação, degradando o desempenho ou causando falha.
• Os terminais devem ser cortados à temperatura ambiente.

6.2 Condições de Armazenamento

Para evitar a absorção de humidade que pode causar "popcorning" durante o refluxo, os LEDs devem ser armazenados a ≤30°C e ≤70% de Humidade Relativa. A vida útil a partir do envio é de 3 meses. Para armazenamento mais longo (até um ano), os dispositivos devem ser mantidos num saco selado com barreira à humidade, com dessecante e numa atmosfera de azoto.

6.3 Processo de Soldadura

Durante a soldadura por onda ou manual, a junta de solda deve estar a pelo menos 3 mm do corpo de epóxi para evitar choque térmico e danos na resina. O dispositivo está classificado para uma temperatura de soldadura de pico de 260°C durante 5 segundos, o que se alinha com os perfis padrão de refluxo sem chumbo.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Embalagem Resistente à Humidade

Os componentes são fornecidos em embalagem resistente à humidade, tipicamente envolvendo fita transportadora e bobina. A ficha técnica inclui dimensões detalhadas para a fita transportadora, incluindo o passo dos bolsos (P=12.70 mm), a largura da fita (W3=18.00 mm) e outras dimensões críticas para equipamentos automáticos de pick-and-place.

7.2 Explicação da Etiqueta e Quantidades de Embalagem

A etiqueta da bobina contém informação crucial: Número de Peça do Cliente (CPN), Número de Peça do Fabricante (P/N), Quantidade (QTY) e os Códigos de Binning específicos para Intensidade Luminosa (CAT), Comprimento de Onda Dominante (HUE) e Tensão Direta (REF). A quantidade de embalagem padrão é de 2500 peças por caixa interior, com 10 caixas interiores (25.000 peças) por caixa exterior principal.

7.3 Designação do Número de Modelo

O número de peça 3474DKBR/MS segue um formato estruturado onde "3474" provavelmente indica a série ou encapsulamento, "D" pode denotar a cor (Azul/Difuso), e as letras subsequentes especificam bins de desempenho ou outras variantes. Os quadrados de espaço reservado (□□□□) no final são para especificar os códigos de bin exatos (ex., CAT e HUE) ao encomendar.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Este LED deve ser acionado por uma fonte de corrente constante, não por uma fonte de tensão constante, para garantir uma saída de luz estável e prevenir fuga térmica. Um simples resistor em série pode ser usado com uma fonte de alimentação DC estável, calculado como R = (V_fonte- V_F) / I_F. Por exemplo, com uma fonte de 5V e uma V_Ftípica de 3.0V a 20mA, R = (5-3)/0.02 = 100 Ω. A potência nominal do resistor deve ser I²R = 0.04W, portanto um resistor de 1/8W ou 1/4W é suficiente.

8.2 Considerações de Projeto

• Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa, manter uma baixa temperatura de junção é fundamental para a fiabilidade a longo prazo e saída de luz estável, especialmente em sinais fechados ou altas temperaturas ambientes.
• Integração Óptica:O padrão de feixe oval é concebido para funcionar com difusores, guias de luz ou filtros de cor comumente usados em sinalização. A orientação do LED (qual eixo é 90° vs. 45°) deve ser considerada durante o layout do PCB.
• Proteção contra ESD:Embora não seja explicitamente declarado como sensível, implementar precauções padrão contra ESD durante a manipulação e montagem é considerada uma boa prática para todos os dispositivos semicondutores.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

A principal diferenciação deste LED reside no seupadrão de radiação oval. A maioria dos LEDs padrão tem um ângulo de visão circular (simétrico). Este padrão especializado fornece uma distribuição de luz mais eficiente para elementos de sinalização retangulares, potencialmente reduzindo o número de LEDs necessários para iluminação uniforme em comparação com o uso de LEDs de padrão circular. Além disso, o seu binning de alta intensidade luminosa (até 2130 mcd) torna-o competitivo para aplicações que requerem alto brilho.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED na sua corrente contínua máxima de 30mA?

R: Sim, mas deve garantir uma gestão térmica adequada. Operar a 30mA produzirá uma saída de luz mais elevada, mas também gerará mais calor, o que pode reduzir a vida útil e causar desvio no comprimento de onda. A condição de teste de 20mA é o padrão para especificar o desempenho.

P: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?

R: O Comprimento de Onda de Pico (λ_p) é o comprimento de onda no qual o espectro de emissão tem a sua intensidade mais alta. O Comprimento de Onda Dominante (λ_d) é o comprimento de onda único da luz monocromática que corresponderia à cor percebida do LED. λ_dé mais relevante para aplicações colorimétricas.

P: Por que a condição de armazenamento é tão específica (3 meses, depois azoto)?

R: O encapsulamento de epóxi pode absorver humidade do ar. Durante o processo de soldadura por refluxo a alta temperatura, esta humidade retida pode vaporizar-se rapidamente, criando pressão interna que pode descolar o encapsulamento ou rachar o epóxi—um fenómeno conhecido como "popcorning". O nível de sensibilidade à humidade (MSL) dita estes requisitos de armazenamento e manipulação.

11. Exemplo Prático de Caso de Uso

Cenário: Projetar um Painel de Mensagens Variáveis (VMS) de Linha Única para uma autoestrada.

O sinal requer caracteres brilhantes e uniformemente iluminados. O projetista seleciona este LED oval. Múltiplos LEDs são colocados atrás de um painel difusor segmentado formando cada caractere. Os LEDs são orientados de modo que o eixo largo de 90° se alinhe com a largura horizontal do traço do caractere, e o eixo estreito de 45° se alinhe com a altura vertical. Esta orientação, combinada com o difusor, garante que a luz se espalhe uniformemente pela largura do traço sem excesso de derrame para segmentos adjacentes, melhorando o contraste e a legibilidade. Uma placa de acionamento de corrente constante é projetada para fornecer 20mA a cada série de LEDs, com os códigos de bin apropriados (ex., BC para intensidade, B4 para comprimento de onda) especificados na lista de materiais para garantir uniformidade em todos os sinais.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este é um díodo emissor de luz semicondutor. Baseia-se num material de chip de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio). Quando uma tensão direta que excede o limiar do díodo é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se dentro da região ativa da junção semicondutora. Este processo de recombinação liberta energia sob a forma de fotões (luz). A energia específica da banda proibida do material InGaN determina que os fotões emitidos estão na gama de comprimentos de onda azul (aproximadamente 468 nm). A luz azul sai através de uma lente de epóxi moldada que é difusa (indicada por "MS" provavelmente significando Branco Leitoso ou Difuso) para dispersar a luz e moldá-la no padrão de feixe oval especificado.

13. Tendências e Contexto Tecnológico

Os LEDs para sinalização e iluminação profissional continuam a evoluir no sentido de maior eficiência (mais lúmens por watt), melhor consistência de cor através de binning mais apertado e fiabilidade melhorada. O uso de ópticas especializadas, como visto nesta lente oval, é uma tendência para aumentar a eficiência da aplicação, direcionando a luz precisamente onde é necessária, reduzindo perdas ópticas. Além disso, a conformidade com regulamentações ambientais (RoHS, REACH, Livre de Halogéneos) é agora um requisito padrão na indústria, impulsionado por políticas ambientais globais e pela procura do cliente por produtos sustentáveis. O foco na embalagem resistente à humidade e nas instruções detalhadas de manipulação reflete o movimento da indústria para processos de fabrico mais robustos e fiáveis para dispositivos de montagem em superfície.