LED SMD Amarelo de Montagem Inversa 588nm - Dimensões 3.2x1.6x1.1mm - Tensão Direta 2.4V - Dissipação 75mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um Diodo Emissor de Luz (LED) de Montagem em Superfície (SMD) de alto brilho e montagem inversa. O dispositivo utiliza um chip semicondutor de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) para produzir luz amarela, encapsulado num invólucro com lente transparente. O seu design principal é para processos de montagem automatizada, sendo fornecido em fita de 8mm enrolada em bobinas de 7 polegadas. Características-chave incluem conformidade com as diretivas RoHS, compatibilidade com soldagem por refluxo infravermelho e por fase de vapor, e adequação para uso numa vasta gama de aplicações eletrónicas onde é necessária iluminação indicadora brilhante e fiável.

2. Interpretação Objetiva dos Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Absolutas Máximas

Os limites operacionais do dispositivo são definidos a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. A corrente contínua direta máxima é de 30 mA. A corrente direta de pico, permitida em condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0.1ms), é de 80 mA. A dissipação de potência máxima é de 75 mW. Para temperaturas ambientes acima de 50°C, a corrente direta permitida deve ser reduzida linearmente a uma taxa de 0.4 mA por grau Celsius. A tensão reversa máxima que pode ser aplicada é de 5 V. O dispositivo pode operar dentro de uma faixa de temperatura ambiente de -30°C a +85°C e pode ser armazenado entre -40°C e +85°C. A condição de soldagem infravermelha é especificada como uma temperatura de pico de 260°C por um máximo de 5 segundos.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Medidas a Ta=25°C e uma corrente direta (IF) de 20 mA, os parâmetros de desempenho-chave são os seguintes. A intensidade luminosa (Iv) tem um valor típico, mas é classificada (binning) de um mínimo de 28.0 mcd a um máximo de 450.0 mcd. O ângulo de visão (2θ1/2), definido como o ângulo total no qual a intensidade cai para metade do seu valor axial, é de 70 graus. O comprimento de onda de emissão de pico (λP) é de 588.0 nm. O comprimento de onda dominante (λd), que define a cor percebida, é de 587.0 nm. A meia-largura espectral (Δλ) é de 17 nm. A tensão direta (VF) mede tipicamente 2.4 V, com um máximo de 2.4 V na condição de teste. A corrente reversa (IR) é no máximo de 10 µA a uma tensão reversa (VR) de 5 V. A capacitância da junção (C) é de 40 pF medida a polarização zero e 1 MHz.

3. Explicação do Sistema de Binning

A saída luminosa dos LEDs é categorizada em bins para garantir consistência na aplicação. O binning é baseado na intensidade luminosa mínima e máxima medida a 20 mA. Os códigos de bin e os seus intervalos correspondentes são: N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd), R (112.0-180.0 mcd), S (180.0-280.0 mcd) e T (280.0-450.0 mcd). Uma tolerância de +/-15% é aplicada a cada bin de intensidade. Este sistema permite aos projetistas selecionar componentes apropriados para o nível de brilho exigido no seu design.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas de desempenho típicas que são essenciais para análise de projeto. Estas curvas, traçadas contra a temperatura ambiente salvo indicação em contrário, ilustrariam tipicamente a relação entre a corrente direta e a intensidade luminosa, a variação da tensão direta com a temperatura e a potência radiante relativa versus comprimento de onda (distribuição espectral). Analisar a curva IV ajuda a projetar o circuito limitador de corrente, enquanto a curva de redução de potência por temperatura é crítica para garantir a fiabilidade sob diferentes condições térmicas. A curva de distribuição espectral confirma a natureza monocromática da luz emitida centrada em torno de 588 nm.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Encapsulamento e Polaridade

O LED está conforme um contorno padrão de encapsulamento EIA. As dimensões-chave incluem o comprimento, largura e altura totais. O cátodo é tipicamente identificado por um marcador visual, como um entalhe ou uma marca verde no encapsulamento. Desenhos dimensionados detalhados são fornecidos na ficha técnica, com todas as medidas em milímetros e uma tolerância padrão de ±0.10 mm salvo especificação em contrário.

5.2 Especificações da Fita e da Bobina

Para montagem automatizada pick-and-place, os componentes são fornecidos em fita transportadora embutida. A largura da fita é de 8 mm. Os componentes são carregados em bolsas e selados com uma fita de cobertura superior. São enrolados em bobinas com um diâmetro de 7 polegadas (178 mm). Cada bobina completa contém 3000 peças. Para quantidades inferiores a uma bobina completa, aplica-se uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças para os restantes. A embalagem está conforme as especificações ANSI/EIA 481-1-A-1994, com uma permissão máxima de dois componentes em falta consecutivos na fita.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfis de Soldagem por Refluxo

São fornecidos dois perfis de refluxo infravermelho (IR) sugeridos: um para o processo de solda padrão (estanho-chumbo) e outro para o processo de solda sem chumbo (Pb-free). O perfil sem chumbo é especificamente recomendado para uso com pasta de solda SnAgCu. Os perfis definem parâmetros críticos, incluindo temperatura e tempo de pré-aquecimento, tempo acima do líquido, temperatura de pico e taxa de arrefecimento. A adesão a estes perfis, particularmente à temperatura de pico máxima de 260°C durante 5 segundos, é crucial para evitar danos térmicos ao encapsulamento do LED e ao chip semicondutor.

6.2 Limpeza e Armazenamento

Se for necessária limpeza após a soldagem, apenas devem ser utilizados solventes especificados. Imersão do LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto é aceitável. Produtos químicos não especificados podem danificar a lente de epóxi. Para armazenamento, os LEDs devem ser mantidos num ambiente que não exceda 30°C e 70% de humidade relativa. Os componentes removidos da sua bolsa de barreira de humidade original devem ser soldados por refluxo dentro de uma semana. Para armazenamento mais longo fora da embalagem original, devem ser armazenados num recipiente selado com dessecante ou num ambiente de azoto e requerem um procedimento de cozedura (aproximadamente 60°C durante 24 horas) antes da montagem para remover a humidade absorvida.

7. Sugestões de Aplicação

7.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Para garantir brilho uniforme ao acionar vários LEDs, é fortemente recomendado usar um resistor limitador de corrente em série para cada LED, como mostrado no "Modelo de circuito A" da ficha técnica. Acionar vários LEDs em paralelo diretamente a partir de uma fonte de tensão ("Modelo de circuito B") é desencorajado porque pequenas variações na característica de tensão direta (Vf) de LEDs individuais podem levar a diferenças significativas na corrente e, consequentemente, no brilho. O resistor em série estabiliza a corrente através de cada LED de forma independente.

7.2 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

O LED é sensível à descarga eletrostática. Danos por ESD podem manifestar-se como corrente de fuga reversa elevada, tensão direta baixa ou falha em iluminar a baixas correntes. Medidas preventivas são obrigatórias durante a manipulação e montagem: o pessoal deve usar pulseiras condutoras ou luvas antiestáticas; todo o equipamento, estações de trabalho e prateleiras de armazenamento devem estar devidamente aterrados. Um ionizador pode ser usado para neutralizar a carga estática que pode acumular-se na lente de plástico. Verificar danos por ESD envolve verificar a iluminação e medir Vf a níveis de corrente baixos.

8. Considerações e Precauções de Projeto

O dispositivo destina-se a equipamentos eletrónicos gerais. Aplicações que exijam fiabilidade excecional, especialmente onde a falha possa colocar em risco a vida ou a saúde (ex.: aviação, dispositivos médicos), requerem consulta prévia. O método de acionamento deve respeitar as especificações absolutas máximas de corrente e potência, incorporando a redução de potência necessária para temperaturas ambientes elevadas. A gestão térmica na PCB deve ser considerada se operar perto dos limites máximos. O layout das pastilhas de soldagem deve seguir as dimensões sugeridas para garantir o alinhamento mecânico adequado e a formação da junta de solda durante o refluxo.

9. Introdução Tecnológica e Tendências

Este LED utiliza tecnologia AlInGaP, conhecida pela alta eficiência e estabilidade na produção de luz vermelha, laranja e amarela. O design de "montagem inversa" indica que a superfície emissora de luz está no lado oposto às pastilhas de montagem, o que pode ser vantajoso para designs ópticos específicos ou layouts com espaço limitado onde é necessária luz de emissão lateral. A tendência nos LEDs SMD continua em direção a uma maior eficácia luminosa (mais saída de luz por watt elétrico), melhor consistência de cor através de binning mais apertado e maior fiabilidade sob condições ambientais adversas, incluindo perfis de soldagem a temperaturas mais altas exigidos para montagem sem chumbo.