Ficha Técnica do LED LTPL-C035RH660 - Vermelho 660nm - 2.1W de Potência - Corrente 350mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED vermelho de alta potência e montagem em superfície (SMD), que emite no comprimento de onda de pico de 660nm. Projetado para aplicações de iluminação de estado sólido, este componente oferece uma combinação de alto fluxo radiante e eficiência energética num encapsulamento ultracompacto. Destina-se a proporcionar flexibilidade de projeto e desempenho fiável, servindo como alternativa às tecnologias de iluminação convencionais em diversas aplicações.

1.1 Características e Vantagens Principais

O LED é caracterizado por várias funcionalidades-chave que contribuem para o seu desempenho e facilidade de integração:

• Compatibilidade com Circuitos Integrados:O dispositivo foi concebido para ser compatível com métodos de acionamento por circuitos integrados, simplificando o design do sistema.
• Conformidade Ambiental:O componente está em conformidade com a diretiva RoHS e é fabricado utilizando processos sem chumbo, aderindo aos padrões ambientais modernos.
• Eficiência Operacional:A tecnologia LED oferece custos operacionais mais baixos em comparação com fontes de luz tradicionais, devido à sua maior eficiência na conversão de energia.
• Manutenção Reduzida:A longa vida operacional inerente à tecnologia LED leva a requisitos e custos de manutenção significativamente reduzidos ao longo do ciclo de vida do produto.
• Fator de Forma Compacto:O encapsulamento para montagem em superfície (SMD) permite layouts de PCB de alta densidade e processos de montagem otimizados.

2. Especificações Máximas Absolutas

A operação do dispositivo além destes limites pode causar danos permanentes. Todas as especificações são definidas para uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Corrente Contínua Direta (If):700 mA
• Consumo de Potência (Po):2.1 W
• Gama de Temperatura de Operação (Topr):-40°C a +85°C
• Gama de Temperatura de Armazenamento (Tstg):-55°C a +100°C
• Temperatura de Junção (Tj):110°C

Nota Importante:A operação prolongada sob condições de polarização inversa pode levar a danos ou falha do componente. O design do circuito deve garantir que o LED não seja submetido a tensão inversa.

3. Características Eletro-Ópticas

Os seguintes parâmetros definem o desempenho principal do LED sob condições padrão de teste, com Ta=25°C e uma corrente direta (If) de 350mA. Este é o ponto de operação recomendado.

3.1 Tabela de Características Primárias

• Tensão Direta (Vf):
  • Mínimo: 1.6 V
  • Típico: 2.1 V
  • Máximo: 2.6 V
• Fluxo Radiante (Φe):Este é o total de potência óptica de saída, medido com uma esfera integradora.
  • Mínimo: 330 mW
  • Típico: 405 mW
  • Máximo: 480 mW
• Comprimento de Onda de Pico (λp):O comprimento de onda no qual a emissão espectral é mais forte.
  • Mínimo: 650 nm
  • Máximo: 670 nm
• Ângulo de Visão (2θ1/2):A largura angular na metade da intensidade luminosa máxima.
  • Típico: 130°

4. Código de Binagem e Sistema de Classificação

Para garantir consistência na produção e aplicação, os LEDs são classificados em bins de desempenho com base em parâmetros-chave. O código de binagem está marcado na embalagem do produto.

4.1 Binagem da Tensão Direta (Vf)

Os LEDs são classificados em bins de tensão com uma tolerância de ±0.1V a If=350mA.

• V0:1.6V - 1.8V
• V1:1.8V - 2.0V
• V2:2.0V - 2.2V
• V3:2.2V - 2.4V
• V4:2.4V - 2.6V

4.2 Binagem do Fluxo Radiante (Φe)

Os LEDs são classificados pela potência óptica de saída com uma tolerância de ±10%.

• R2:330 mW - 360 mW
• R3:360 mW - 390 mW
• R4:390 mW - 420 mW
• R5:420 mW - 450 mW
• R6:450 mW - 480 mW

4.3 Binagem do Comprimento de Onda de Pico (λp)

Os LEDs são categorizados pelo seu comprimento de onda de emissão dominante com uma tolerância de ±3nm.

• P6K:650 nm - 655 nm
• P6L:655 nm - 660 nm
• P6M:660 nm - 665 nm
• P6N:665 nm - 670 nm

Nota para Projetistas:Para aplicações que requerem consistência de desempenho específica (ex.: correspondência de cor em arrays, queda de tensão precisa), é recomendável especificar ou solicitar códigos de binagem limitados, devendo este aspeto ser discutido durante o processo de aquisição.

5. Curvas de Desempenho e Análise Detalhada

As seguintes curvas proporcionam uma compreensão mais profunda do comportamento do LED sob várias condições de operação. Todos os dados são típicos e medidos a 25°C, salvo indicação em contrário.

5.1 Fluxo Radiante Relativo vs. Corrente Direta

Esta curva mostra a relação entre a corrente de acionamento e a saída de luz. O fluxo radiante aumenta com a corrente, mas não de forma linear. Operar acima dos 350mA recomendados produzirá uma saída maior, mas também aumentará a temperatura de junção e acelerará a depreciação do fluxo luminoso. A curva é essencial para determinar a corrente de acionamento ideal para equilibrar brilho e longevidade.

5.2 Distribuição Espectral Relativa

Este gráfico representa a intensidade da luz emitida ao longo do espectro de comprimentos de onda. Confirma a natureza monocromática do LED, com um pico acentuado centrado em torno de 660nm (vermelho profundo) e uma largura de banda espectral estreita. Esta característica é crucial para aplicações que requerem pureza espectral específica, como iluminação horticultural ou sensores ópticos.

5.3 Padrão de Radiação (Ângulo de Visão)

O gráfico polar ilustra a distribuição espacial da luz. O típico ângulo de visão de 130° indica um padrão de emissão amplo, semelhante ao lambertiano. Isto proporciona uma iluminação ampla e uniforme, adequada para iluminação geral e aplicações em sinalização, em oposição a um ângulo de feixe estreito usado em focos.

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

Esta curva fundamental mostra a relação exponencial entre tensão e corrente num díodo. A tensão de joelho situa-se em torno do Vf típico de 2.1V. Compreender esta curva é vital para projetar o circuito limitador de corrente. Uma pequena alteração na tensão direta pode levar a uma grande mudança na corrente se for acionado por uma fonte de tensão, daí a necessidade de drivers de corrente constante ou resistências em série.

5.5 Fluxo Radiante Relativo vs. Temperatura de Junção

Esta é uma das curvas mais críticas para o design de gestão térmica. Mostra como a saída de luz diminui à medida que a temperatura de junção (Tj) aumenta. Os LEDs de alta potência são sensíveis ao calor; uma Tj elevada reduz a eficiência (depreciação do fluxo luminoso) e encurta a vida útil. É necessário um dissipador de calor eficaz para manter a Tj o mais baixa possível, idealmente bem abaixo do valor máximo de 110°C, para garantir desempenho estável e fiabilidade a longo prazo.

6. Dimensões Mecânicas e Informação do Encapsulamento

O LED está alojado num encapsulamento para montagem em superfície (SMD). As notas dimensionais principais incluem:

• Todas as dimensões lineares estão em milímetros (mm).
• A tolerância dimensional geral é de ±0.2mm.
• As tolerâncias para a altura da lente e comprimento/largura do substrato cerâmico são mais apertadas, de ±0.1mm.
• O "pad" térmico central está eletricamente isolado (flutuante) dos "pads" elétricos do ânodo e cátodo. A função principal deste "pad" é conduzir o calor do "die" do LED para a placa de circuito impresso (PCB).

O desenho de contorno fornece as medidas exatas para o design da "footprint" na PCB, incluindo tamanho dos "pads", espaçamento e posicionamento do componente.

7. Diretrizes de Montagem e Soldadura

A manipulação e soldadura adequadas são críticas para a fiabilidade.

7.1 Perfil de Soldadura por Reflow Recomendado

É fornecido um perfil detalhado de temperatura-tempo. Os parâmetros-chave incluem tipicamente:

• Pré-aquecimento/Rampa de Subida:Uma subida controlada para ativar o fluxo.
• Zona de Estabilização (Soak):Um patamar para garantir temperatura uniforme da placa.
• Zona de Reflow (Líquidus):A temperatura de pico onde a solda derrete. A temperatura máxima do corpo do componente não deve exceder o limite especificado (frequentemente cerca de 260°C por um curto período).
• Taxa de Arrefecimento:É recomendado um arrefecimento controlado, não rápido, para evitar choque térmico.

Notas Importantes:O perfil pode necessitar de ajustes com base nas especificações da pasta de solda. A soldadura por reflow deve ser realizada no máximo três vezes. A soldadura manual, se necessária, deve ser limitada a 300°C por um máximo de 2 segundos por "pad". A soldadura por imersão não é recomendada nem garantida.

7.2 Layout Recomendado dos "Pads" na PCB

É fornecida uma diagrama do padrão de "land" para projetar a PCB. Este padrão garante a formação adequada da junta de solda, a conexão elétrica e, mais importante, a transferência térmica ideal do "pad" térmico do LED para o plano de cobre da PCB. O tamanho e forma do "pad" térmico na PCB são cruciais para uma dissipação de calor eficaz.

7.3 Limpeza e Manipulação

• Limpeza:Utilize apenas solventes à base de álcool aprovados, como álcool isopropílico (IPA). Produtos químicos não especificados podem danificar a lente de silicone ou o material do encapsulamento.
• Manipulação Manual:Sempre pegue no LED pelos lados, não pela lente ou pelos "wire bonds" internos. Evite tocar na superfície óptica para prevenir contaminação.

8. Especificações de Embalagem

Os LEDs são fornecidos em embalagem "tape-and-reel" compatível com equipamentos automáticos de "pick-and-place".

• Dimensões da Fita:Especifica o tamanho do bolso, o "pitch" e detalhes da fita de cobertura.
• Dimensões da Bobina:Especifica o diâmetro da bobina, tamanho do "hub" e orientação.
• Quantidades de Embalagem:Uma bobina padrão de 7 polegadas comporta no máximo 500 unidades. A quantidade mínima de embalagem para restos é de 100 unidades.
• Qualidade:Conforme com os padrões EIA-481-1-B. O número máximo de componentes em falta consecutivos na fita é de dois.

9. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

9.1 Design do Circuito de Acionamento

Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Para operação fiável:

• Acionamento por Corrente Constante:O método recomendado é utilizar uma fonte de corrente constante ou um driver IC. Isto garante uma saída de luz estável independentemente de pequenas variações na tensão direta.
• Resistência em Série (Método Mais Simples):Ao utilizar uma fonte de tensão, deve ser colocada uma resistência limitadora de corrente em série com cada LED. O valor da resistência é calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vfonte - Vf) / If. Este método é menos eficiente, mas direto.
• Cuidado com Ligações em Paralelo:Não é recomendado ligar múltiplos LEDs diretamente em paralelo a uma única fonte de corrente. Pequenas variações nas características I-V de LEDs individuais (mesmo do mesmo bin) podem causar um desequilíbrio significativo de corrente, levando a brilho desigual e potencial sobrecorrente em alguns dispositivos. Utilize elementos limitadores de corrente separados por LED ou ligue-os em série.

9.2 Gestão Térmica

Isto é fundamental para LEDs de alta potência. Os passos de design incluem:

1. Design da PCB:Utilize uma PCB com um "pad" térmico dedicado ligado a planos de terra internos ou grandes áreas de cobre.
2. Vias:Incorpore uma matriz de vias térmicas sob o "pad" térmico do LED para conduzir o calor para as camadas internas ou para o lado inferior da placa.
3. Dissipador de Calor Externo:Para operação com correntes elevadas ou aplicações em ambientes com alta temperatura, pode ser necessário um dissipador de calor externo fixado à PCB.
4. Monitorização:Em aplicações críticas, considere monitorizar a temperatura da placa perto do LED para garantir que os limites operacionais não são excedidos.

9.3 Compatibilidade Ambiental e de Materiais

O dispositivo possui elétrodos banhados a ouro, mas é aconselhada precaução:

• Evite utilizar materiais contendo enxofre (ex.: certas vedações, juntas, adesivos) na montagem final, pois o enxofre pode corroer o ouro e levar a falhas de conexão.
• Não opere ou armazene o produto em ambientes com alta humidade (>85% HR), condensação, ar salino ou gases corrosivos (Cl2, H2S, NH3, SO2, NOx).

10. Cenários de Aplicação Típicos

O LED vermelho de 660nm é adequado para uma variedade de aplicações devido ao seu comprimento de onda e potência específicos:

• Iluminação Horticultural:O comprimento de onda de 660nm está dentro da gama de radiação fotossinteticamente ativa (PAR), sendo particularmente eficaz para promover a floração e frutificação em plantas em estufas ou configurações de agricultura indoor.
• Iluminação Automóvel:Pode ser utilizado em luzes traseiras combinadas (luzes de posição/travagem), iluminação ambiente interior ou indicadores de estado.
• Sinalização e "Backlighting" de Displays:O seu alto brilho e amplo ângulo de visão tornam-no adequado para letreiros em relevo, caixas de luz e iluminação decorativa.
• Visão Industrial e por Máquina:Utilizado como fonte de luz estruturada ou para iluminação em sistemas de sensoriamento e inspeção óptica.
• Eletrónica de Consumo:Indicadores de estado, "backlighting" para botões ou painéis em eletrodomésticos e equipamentos de áudio/vídeo.

11. Perguntas Frequentes (FAQ)

Q1: Qual é a diferença entre Fluxo Radiante (mW) e Fluxo Luminoso (lm)?

A1: O fluxo radiante mede a potência óptica total em watts, independentemente do comprimento de onda. O fluxo luminoso mede o brilho percebido pelo olho humano, ponderado pela curva de visão fotópica (que tem o pico a 555nm, verde). Para um LED vermelho profundo de 660nm, a eficácia luminosa (lm/W) é menor do que para LEDs brancos ou verdes, pelo que o fluxo radiante é a métrica mais relevante para a sua potência óptica.

Q2: Posso acionar este LED na sua corrente máxima absoluta de 700mA?

A2: Embora seja possível, não é recomendado para operação contínua. Fazer isso gerará significativamente mais calor, reduzirá drasticamente a eficiência (ver curva Fluxo Relativo vs. Temperatura) e encurtará a vida útil do LED. O ponto de operação recomendado de 350mA proporciona um equilíbrio ideal entre saída, eficiência e longevidade.

Q3: Por que o "pad" térmico é eletricamente neutro?

A3: Este design simplifica o layout da PCB e melhora o desempenho térmico. Permite que o "pad" térmico seja ligado diretamente a um grande plano de terra de cobre ou a um dissipador de calor na PCB sem criar um curto-circuito elétrico. Isto maximiza a transferência de calor para longe da junção do LED.

Q4: Como interpreto os códigos de binagem ao encomendar?

A4: O código de binagem (ex.: V2R4P6L) especifica a gama de desempenho para Tensão, Fluxo Radiante e Comprimento de Onda de Pico. Para um desempenho consistente num array, deve especificar um bin estreito ou único para cada parâmetro. Encomendas padrão podem receber uma mistura de bins dentro da especificação geral do produto.