Ficha Técnica LED 264-7SURD/S530-A3 - Vermelho Brilhante - 20mA - 125mcd - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas para uma lâmpada LED vermelha brilhante de alta luminosidade. O dispositivo faz parte de uma série projetada para aplicações que exigem uma saída luminosa superior. Utiliza tecnologia de chip AlGaInP encapsulada em resina difusa vermelha, resultando numa emissão vermelha distinta e vibrante. O produto foi concebido tendo a fiabilidade e robustez como princípios fundamentais, garantindo um desempenho consistente em várias montagens eletrónicas.

O LED está em conformidade com normas ambientais e de segurança essenciais, incluindo RoHS, REACH da UE e é Livre de Halogéneos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Está disponível em diferentes ângulos de visão e pode ser fornecido em fita e bobina para processos de montagem automatizada, atendendo às necessidades de fabrico de alto volume.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Detalhada

2.1 Especificações Máximas Absolutas

As Especificações Máximas Absolutas definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Estas não são condições de operação normal.

• Corrente Contínua Direta (IF):25 mA. Esta é a corrente DC máxima que pode ser aplicada continuamente ao LED sem risco de degradação.
• Corrente de Pico Direta (IFP):60 mA. Esta especificação aplica-se em condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 1/10 a 1 kHz. Exceder este valor em operação contínua provavelmente causará falha.
• Tensão Reversa (VR):5 V. Aplicar uma tensão de polarização reversa superior a esta pode romper a junção semicondutora do LED.
• Dissipação de Potência (Pd):60 mW. Esta é a potência máxima que o encapsulamento pode dissipar, calculada como Tensão Direta (VF) x Corrente Direta (IF).
• Temperatura de Operação e Armazenamento:O dispositivo é classificado para operar de -40°C a +85°C e pode ser armazenado de -40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura (Tsol):Os terminais podem suportar 260°C durante 5 segundos nos processos de soldadura.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos numa condição de teste padrão de Ta=25°C e IF=20mA, fornecendo os dados de desempenho de referência.

• Intensidade Luminosa (Iv):O valor típico é 125 mcd (milicandela), com um mínimo de 63 mcd. Isto quantifica o brilho percebido da luz vermelha pelo olho humano.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):60 graus (típico). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor de pico, definindo a dispersão do feixe.
• Comprimento de Onda de Pico (λp):632 nm (típico). Este é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência atinge o seu máximo.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):624 nm (típico). Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano, definindo a tonalidade da cor (vermelho brilhante).
• Tensão Direta (VF):Varia de 1.7V (mín.) a 2.4V (máx.), com um valor típico de 2.0V a 20mA. Esta é a queda de tensão no LED durante a operação.
• Corrente Reversa (IR):Máximo de 10 µA quando é aplicada uma polarização reversa de 5V.

São notadas as incertezas de medição: ±0.1V para VF, ±10% para Iv, e ±1.0nm para λd.

3. Explicação do Sistema de Binning

A ficha técnica indica o uso de um sistema de binning para parâmetros-chave, conforme referido na explicação do rótulo de embalagem. Este sistema garante a consistência de cor e brilho dentro de tolerâncias definidas para lotes de produção.

• CAT (Classificações de Intensidade Luminosa):Bins para a saída luminosa (Iv).
• HUE (Classificações de Comprimento de Onda Dominante):Bins para o ponto de cor (λd), crucial para aplicações que requerem correspondência precisa de cor.
• REF (Classificações de Tensão Direta):Bins para a queda de tensão direta (VF), o que pode ser importante para o design do driver e gestão de energia.

Os valores específicos dos códigos de bin e os seus intervalos não são detalhados neste excerto, mas são tipicamente fornecidos em documentos de binning separados do fabricante.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui vários gráficos característicos que ilustram o comportamento do dispositivo em condições variáveis.

4.1 Intensidade Relativa vs. Comprimento de Onda

Esta curva de distribuição espectral mostra a saída de luz em função do comprimento de onda, centrada no pico de 632 nm. A largura de banda estreita (Δλ tip. 20 nm) confirma uma cor vermelha saturada.

4.2 Padrão de Direcionalidade

Um gráfico polar ilustrando a distribuição espacial da luz, correlacionando-se com o ângulo de visão de 60 graus. Mostra como a intensidade diminui a partir do eixo central.

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

Este gráfico mostra a relação exponencial entre corrente e tensão, típica de um díodo. A curva ajuda no projeto de circuitos limitadores de corrente.

4.4 Intensidade Relativa vs. Corrente Direta

Mostra que a saída de luz aumenta com a corrente, mas pode tornar-se sublinear a correntes mais elevadas devido à queda de eficiência e efeitos térmicos.

4.5 Intensidade Relativa vs. Temperatura Ambiente

Demonstra o coeficiente de temperatura negativo da saída de luz. A intensidade luminosa diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta, o que é crítico para a gestão térmica na aplicação.

4.6 Corrente Direta vs. Temperatura Ambiente

Pode ilustrar diretrizes de derating, mostrando como a corrente direta máxima permitida deve ser reduzida a temperaturas ambientes mais elevadas para permanecer dentro dos limites de dissipação de potência.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Desenho das Dimensões do Encapsulamento

É fornecido um desenho mecânico detalhado mostrando as dimensões físicas do LED. Notas-chave incluem: todas as dimensões estão em milímetros, a altura da flange deve ser inferior a 1.5mm, e a tolerância geral é de ±0.25mm salvo indicação em contrário. O desenho define o espaçamento dos terminais, o tamanho do corpo e a forma geral, que são essenciais para o design da pegada na PCB.

5.2 Identificação da Polaridade

O cátodo é tipicamente identificado por um lado plano na lente do LED ou por um terminal mais curto. O desenho da ficha técnica deve indicar isto claramente, o que é vital para uma instalação correta e prevenir polarização reversa.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

A manipulação adequada é crítica para manter o desempenho e fiabilidade do LED.

6.1 Formação dos Terminais

• Dobre os terminais num ponto a pelo menos 3mm da base da cápsula de epóxi.
• Execute a formação antes da soldadura.
• Evite stress no encapsulamento; o stress pode danificar ligações internas ou rachar o epóxi.
• Corte os terminais à temperatura ambiente.
• Garanta que os furos na PCB estão perfeitamente alinhados com os terminais do LED para evitar stress de montagem.

6.2 Armazenamento

• Armazene a ≤30°C e ≤70% de HR. A vida útil na prateleira é de 3 meses após o envio.
• Para armazenamento mais longo (até 1 ano), use um recipiente selado com azoto e dessecante.
• Evite mudanças rápidas de temperatura em ambientes húmidos para prevenir condensação.

6.3 Soldadura

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

Soldadura Manual:Temperatura máxima da ponta do ferro 300°C (para um ferro de 30W), tempo de soldadura máximo 3 segundos.

Soldadura por Onda/Imersão:Temperatura de pré-aquecimento máxima 100°C por no máximo 60 segundos. Temperatura do banho de solda máxima 260°C por no máximo 5 segundos.

Perfil:É incluído um gráfico de perfil de temperatura de soldadura recomendado, mostrando as zonas de pré-aquecimento, imersão, reflow e arrefecimento para minimizar o choque térmico.

Notas Críticas:

• Evite stress nos terminais durante as fases de alta temperatura.
• Não solde (por imersão ou manual) mais do que uma vez.
• Proteja o LED de choques mecânicos até que arrefeça à temperatura ambiente após a soldadura.
• Evite arrefecimento rápido a partir da temperatura de pico.
• Use a temperatura de soldadura efetiva mais baixa.

6.4 Limpeza

• Se necessário, limpe apenas com álcool isopropílico à temperatura ambiente por ≤1 minuto.
• Evite limpeza ultrassónica. Se for absolutamente necessária, qualifique previamente o processo para garantir que não ocorram danos.

6.5 Gestão Térmica

Uma nota breve mas crucial enfatiza que a gestão térmica deve ser considerada durante a fase de design da aplicação. A corrente de operação deve ser definida tendo em mente a temperatura de junção, uma vez que o calor excessivo reduz a saída de luz e a vida útil.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificação de Embalagem

Os LEDs são embalados num saco antiestático, colocados numa caixa interior e depois numa caixa exterior para proteção durante o transporte.

Quantidade de Embalagem:Mínimo de 200 a 1000 peças por saco. Quatro sacos são embalados numa caixa interior. Dez caixas interiores são embaladas numa caixa exterior.

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo de embalagem contém vários códigos:

• CPN:Número de Produção do Cliente
• P/N:Número de Produção (ex., 264-7SURD/S530-A3)
• QTY:Quantidade de Embalagem
• CAT, HUE, REF:Códigos de binning para Intensidade Luminosa, Comprimento de Onda Dominante e Tensão Direta, respetivamente.
• LOT No:Número do Lote de Fabrico para rastreabilidade.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

As aplicações listadas incluem televisores, monitores, telefones e computadores. Isto indica o uso como luzes indicadoras, retroiluminação para pequenos visores ou LEDs de estado em equipamentos eletrónicos de consumo e TI.

8.2 Considerações de Design

• Limitação de Corrente:Use sempre uma resistência em série ou um driver de corrente constante para limitar IF ao valor desejado (ex., 20mA para brilho típico), nunca ligue diretamente a uma fonte de tensão.
• Design Térmico:Garanta que a PCB e o ambiente circundante permitem uma dissipação de calor adequada, especialmente se operar perto das especificações máximas ou em espaços fechados.
• Design Óptico:O ângulo de visão de 60 graus é adequado para uma visão ampla. Considere o design da lente ou guia de luz se for necessário moldar o feixe.
• Proteção ESD:Embora não seja altamente sensível, são recomendadas precauções padrão de manuseamento ESD durante a montagem.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Embora uma comparação direta com outros números de peça não seja fornecida nesta ficha técnica única, as características diferenciadoras-chave desta série de LED podem ser inferidas:

• Material:Uso de material semicondutor AlGaInP, que é altamente eficiente para cores vermelhas e âmbar, em comparação com tecnologias mais antigas.
• Brilho:Posicionada como uma série de "maior brilho" dentro da sua categoria.
• Conformidade:Conformidade total com regulamentações ambientais modernas (RoHS, REACH, Livre de Halogéneos) é uma vantagem significativa.
• Robustez:A ficha técnica enfatiza uma construção fiável e robusta, sugerindo boa resistência mecânica e térmica.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P1: Que valor de resistência devo usar com uma alimentação de 5V para obter 20mA?

R1: Usando a Lei de Ohm: R = (V_alimentação - VF) / IF. Com V_alimentação=5V, VF(típ)=2.0V, IF=0.02A, R = (5-2)/0.02 = 150 Ω. Use uma resistência padrão de 150 Ω. Calcule sempre para o pior caso VF(mín) para garantir que a corrente não excede os limites.

P2: Posso alimentar este LED com uma fonte de 3.3V?

R2: Sim. Usando o mesmo cálculo: R = (3.3-2.0)/0.02 = 65 Ω. Uma resistência padrão de 68 Ω seria apropriada. Garanta que a fonte pode fornecer a corrente necessária.

P3: Porque é que a saída de luz diminui a altas temperaturas?

R3: Esta é uma característica fundamental dos LEDs semicondutores. O aumento da temperatura eleva a taxa de recombinação não radiativa dentro do chip, reduzindo a eficiência quântica interna (IQE), diminuindo assim a saída de luz.

P4: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?

R4: O Comprimento de Onda de Pico (λp) é o pico físico do espectro emitido. O Comprimento de Onda Dominante (λd) é o comprimento de onda único da luz monocromática que corresponderia à perceção de cor da luz do LED. Para uma cor saturada como este vermelho, estão próximos mas não são idênticos.

11. Exemplo de Caso de Uso Prático

Cenário: Projetar um painel de indicadores de estado para um router de rede.

O LED (264-7SURD/S530-A3) é selecionado pela sua saída vermelha brilhante e fiabilidade. Quatro LEDs são usados para indicar Alimentação, Internet, Wi-Fi e atividade Ethernet.

Passos de Design:

1. Layout da PCB: Coloque os LEDs de acordo com o desenho mecânico, garantindo 3mm de distância das almofadas de solda até qualquer corte para lente no painel.

2. Design do Circuito: Usando uma linha de sistema de 3.3V, calcule a resistência em série: R = (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65Ω. Selecione resistências de 68Ω, 1/8W. A dissipação de potência na resistência é I^2*R = (0.02^2)*68 = 0.0272W, bem dentro da classificação.

3. Consideração Térmica: O painel é ventilado e os LEDs estão espaçados. A temperatura ambiente operacional estimada é de 45°C. Consultando a curva "Intensidade Relativa vs. Temperatura Ambiente", a saída será ligeiramente reduzida mas aceitável.

4. Montagem: Siga o perfil de soldadura por onda especificado. Após a montagem, realize uma inspeção visual e teste funcional.

12. Introdução ao Princípio

Este LED opera com base no princípio da eletroluminescência numa junção p-n semicondutora. A região ativa é composta por Fosfeto de Alumínio Gálio Índio (AlGaInP). Quando uma tensão direta é aplicada, eletrões da região tipo-n e lacunas da região tipo-p são injetados na região ativa. Quando estes portadores de carga se recombinam, libertam energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga AlGaInP determina a energia da banda proibida, que por sua vez define o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, no espectro vermelho (~624-632 nm). O encapsulamento de resina epóxi difusa vermelha serve para proteger o chip semicondutor, atuar como uma lente primária para moldar a saída de luz e difundir a luz para criar uma aparência uniforme.

13. Tendências de Desenvolvimento

A evolução dos LEDs indicadores como este segue várias tendências da indústria:

• Aumento da Eficiência:Melhorias contínuas em ciência de materiais e crescimento epitaxial visam produzir mais luz (lúmens) por unidade de potência elétrica de entrada (watts), reduzindo o consumo de energia.
• Miniaturização:Embora os encapsulamentos de montagem furo passante permaneçam populares pela robustez, há uma tendência paralela para encapsulamentos SMD (dispositivo de montagem em superfície) mais pequenos para designs de PCB de alta densidade.
• Fiabilidade e Vida Útil Melhoradas:Melhorias em materiais de encapsulamento, técnicas de fixação do chip e tecnologia de fósforo (para LEDs brancos) continuam a aumentar a vida útil nominal, mesmo sob temperaturas operacionais mais elevadas.
• Consistência de Cor e Binning:Tolerâncias de binning mais apertadas para comprimento de onda dominante, fluxo luminoso e tensão direta estão a tornar-se padrão, permitindo uma melhor correspondência de cor em aplicações com múltiplos LEDs sem triagem manual.
• Integração:As tendências incluem a integração de resistências limitadoras de corrente ou circuitos integrados de controlo dentro do encapsulamento do LED para simplificar o design do circuito.

Estas tendências são impulsionadas pelas exigências dos mercados automóvel, eletrónica de consumo e iluminação geral por componentes mais eficientes, fiáveis e amigáveis ao design.