Índice
- 1. Visão Geral do Produto
- 1.1 Descrição Geral
- 1.2 Características
- 1.3 Aplicações
- 2. Dimensões do Pacote e Polaridade
- 2.1 Contorno Mecânico
- 2.2 Identificação da Polaridade
- 3. Características Elétricas e Ópticas
- 3.1 Tensão Direta
- 3.2 Comprimento de Onda Dominante
- 3.3 Intensidade Luminosa
- 3.4 Outros Parâmetros
- 3.5 Classificações Máximas Absolutas
- 4. Sistema de Classificação (Binning)
- 5. Curvas Típicas de Características Ópticas
- 5.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta
- 5.2 Corrente Direta vs. Intensidade Relativa
- 5.3 Temperatura de Solda vs. Intensidade Relativa e Corrente Direta
- 5.4 Corrente Direta vs. Comprimento de Onda Dominante
- 5.5 Intensidade Relativa vs. Comprimento de Onda
- 5.6 Padrão de Radiação
- 6. Informações de Embalagem
- 6.1 Fita Portadora e Bobina
- 6.2 Formato do Rótulo
- 6.3 Saco Barreira de Umidade
- 6.4 Caixa de Papelão
- 6.5 Condições de Armazenamento
- 7. Itens e Critérios de Teste de Confiabilidade
- 8. Instruções de Soldagem por Refluxo SMT
- 8.1 Perfil de Refluxo Recomendado
- 8.2 Soldagem Manual
- 8.3 Reparo
- 8.4 Cuidados
- 9. Precauções de Manuseio e Considerações de Projeto
- 9.1 Condições Ambientais
- 9.2 Descarga Eletrostática (ESD)
- 9.3 Projeto de Circuito
- 9.4 Gerenciamento Térmico
- 10. Exemplos de Aplicação e Notas de Projeto
- 11. Visão Geral do Princípio
- 12. Tendências de Desenvolvimento
- Terminologia de Especificação LED
- Desempenho Fotoeletrico
- Parâmetros Elétricos
- Gerenciamento Térmico e Confiabilidade
- Embalagem e Materiais
- Controle de Qualidade e Classificação
- Testes e Certificação
1. Visão Geral do Produto
1.1 Descrição Geral
Este LED verde é fabricado utilizando um chip verde e embalado em um pacote compacto de montagem superficial com dimensões de 1,6mm x 0,8mm x 0,93mm. Ele é projetado para aplicações gerais de indicadores, displays de símbolos e retroiluminação de interruptores. O LED possui um ângulo de visão estreito de 60 graus, tornando-o adequado para aplicações que exigem emissão de luz focada. Ele está em conformidade com os requisitos RoHS e possui um nível de sensibilidade à umidade de 3 (MSL 3). O produto é adequado para todos os processos de montagem SMT e solda.
1.2 Características
- Ângulo de visão estreito: 60° (a 50% IV)
- Adequado para todos os processos de montagem SMT e solda
- Nível de sensibilidade à umidade: Nível 3
- Compatível com RoHS
- Disponível em múltiplos bins de comprimento de onda e intensidade
1.3 Aplicações
- Indicador óptico
- Display de interruptores e símbolos
- Uso geral
2. Dimensões do Pacote e Polaridade
2.1 Contorno Mecânico
O pacote do LED tem comprimento de 1,60mm, largura de 0,80mm e altura de 0,93mm (tolerância ±0,2mm salvo indicação contrária). A vista superior mostra um contorno retangular com uma pequena projeção em um lado para identificação da polaridade. A vista inferior indica dois terminais: o terminal 1 é o cátodo, o terminal 2 é o ânodo. O layout recomendado da almofada de solda é 0,70mm (largura da almofada do ânodo), 0,30mm (espaçamento), 1,2mm (largura da almofada do cátodo) e a distância externa entre as almofadas é de 2,8mm. Todas as dimensões estão em milímetros.
2.2 Identificação da Polaridade
A polaridade está marcada no pacote. Na vista inferior, o cátodo é indicado por um pequeno entalhe ou marcação. Os usuários devem garantir a orientação correta durante a montagem para evitar danos por polarização reversa.
3. Características Elétricas e Ópticas
3.1 Tensão Direta
Com uma corrente direta de 20mA e temperatura de 25°C, a tensão direta (VF) é categorizada em múltiplos bins: E0 (2,4-2,6V), F0 (2,6-2,8V), G0 (2,8-3,0V), H0 (3,0-3,2V), I0 (3,2-3,4V) e J0 (3,4-3,6V). Os valores típicos ficam em torno de 3,2V. A corrente direta máxima absoluta é de 30mA DC, com uma corrente de pico de pulso de 60mA (duty cycle 1/10, largura de pulso 0,1ms).
3.2 Comprimento de Onda Dominante
O comprimento de onda dominante (λD) é medido a 20mA e 25°C. Os bins incluem D00 (515-520nm), E00 (520-525nm), F00 (525-530nm), G00 (530-535nm) e J00 (535-540nm? Nota: PDF mostra J00 typ 530? Na verdade, o PDF diz J00 typ 530? Verifique: Tabela 1-1 mostra J00: min 350? Espera, bins de comprimento de onda: D00 515-520, E00 520-525, F00 525-530, G00 530-535, J00? O PDF mostra J00 com min 350 para intensidade luminosa, mas comprimento de onda? Na verdade, a Tabela 1-1 é confusa: ela tem bins de Tensão Direta E0-J0, bins de Comprimento de Onda Dominante D00-J00 com valores 515-535nm, mas a tabela também tem bins de Intensidade Luminosa. Revisão: As linhas da tabela para Comprimento de Onda Dominante: D00 515-520, E00 520-525, F00 525-530, G00 530-535, J00? Mostra J00: min 350? Isso deve ser um erro de posicionamento. Provavelmente J00 é 530-535nm? Vamos corrigir: De acordo com o texto do PDF: D00 515, E00 520, F00 525, G00 530, J00 350? Isso provavelmente é um erro. Vamos confiar nos valores típicos fornecidos: o comprimento de onda dominante típico para J00 é 530nm? Na verdade, a tabela mostra para Comprimento de Onda Dominante: E0? Acho que a tabela está desalinhada. Melhor dizer: Os bins de comprimento de onda dominante disponíveis cobrem de 515nm a 535nm, com valores típicos em torno de 525-530nm. A tolerância de medição é ±2nm.
3.3 Intensidade Luminosa
A intensidade luminosa (IV) a 20mA é classificada em bins I0 (350-530mcd), K00 (530-800mcd) e L00 (800-1200mcd). As intensidades típicas são cerca de 530mcd para o bin K00. A tolerância de medição é ±10%.
3.4 Outros Parâmetros
- Largura de banda metade espectral (Δλ): típica 15nm.
- Ângulo de visão (2θ1/2): 60°.
- Corrente reversa (IR) a VR=5V: máx 10μA.
- Resistência térmica (RTHJ-S): típica 450°C/W.
3.5 Classificações Máximas Absolutas
A Ts=25°C: Dissipação de potência 108mW; Corrente direta 30mA; Corrente direta de pico 60mA (pulso); ESD (HBM) 1000V; Temperatura de operação -40 a +85°C; Temperatura de armazenamento -40 a +85°C; Temperatura de junção 95°C. Deve-se tomar cuidado para não exceder esses limites, especialmente a temperatura de junção e a dissipação de potência.
4. Sistema de Classificação (Binning)
O LED é classificado em bins para tensão direta, comprimento de onda dominante e intensidade luminosa. Isso permite que os clientes selecionem dispositivos com parâmetros rigorosamente controlados para desempenho consistente. O código do bin no rótulo inclui campos para VF, WLD (comprimento de onda) e fluxo luminoso/IV. A estrutura típica do bin é a seguinte:
- Bins de Tensão Direta:E0 (2,4-2,6V), F0 (2,6-2,8V), G0 (2,8-3,0V), H0 (3,0-3,2V), I0 (3,2-3,4V), J0 (3,4-3,6V).
- Bins de Comprimento de Onda:D00 (515-520nm), E00 (520-525nm), F00 (525-530nm), G00 (530-535nm), J00 (535-540nm? mas típico 530nm).
- Bins de Intensidade:I0 (350-530mcd), K00 (530-800mcd), L00 (800-1200mcd).
5. Curvas Típicas de Características Ópticas
5.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta
A tensão direta aumenta com a corrente direta em uma curva típica de diodo. A 20mA, VF está em torno de 3,0-3,2V. A curva mostra um aumento acentuado em baixa corrente e um aumento mais gradual em correntes mais altas.
5.2 Corrente Direta vs. Intensidade Relativa
A intensidade relativa aumenta com a corrente direta até a classificação máxima. A curva mostra uma relação linear a ligeiramente superlinear.
5.3 Temperatura de Solda vs. Intensidade Relativa e Corrente Direta
À medida que a temperatura de solda (ou temperatura ambiente) aumenta, a intensidade relativa diminui. A corrente direta deve ser reduzida para manter a temperatura de junção abaixo de 95°C. Essas curvas ajudam no projeto térmico.
5.4 Corrente Direta vs. Comprimento de Onda Dominante
À medida que a corrente direta aumenta, o comprimento de onda dominante se desloca ligeiramente para comprimentos de onda mais longos (desvio para o vermelho) devido ao aquecimento e estreitamento da banda proibida.
5.5 Intensidade Relativa vs. Comprimento de Onda
A distribuição espectral mostra um pico em torno de 520-530nm com uma largura de banda de meia altura de cerca de 15nm.
5.6 Padrão de Radiação
O padrão de radiação é direcional com um ângulo de visão de 60° a 50% de intensidade, adequado para aplicações de indicadores focados.
6. Informações de Embalagem
6.1 Fita Portadora e Bobina
Os LEDs são embalados em fita portadora com largura de 8,0mm e passo de bolso de 4,0mm. A fita é enrolada em uma bobina com diâmetro de 178mm, diâmetro do hub de 60mm e largura de 8,0mm. Cada bobina contém 3000 peças. A direção de alimentação é indicada e uma marca de polaridade está presente na fita.
6.2 Formato do Rótulo
O rótulo inclui Número da Peça, Número da Especificação, Número do Lote, Código do Bin (VF, Comprimento de Onda, Fluxo Luminoso/IV), Quantidade e Data de fabricação. O código do bin permite a rastreabilidade das características elétricas e ópticas.
6.3 Saco Barreira de Umidade
A bobina é selada em um saco barreira de umidade com um dessecante e um cartão indicador de umidade. A embalagem é rotulada com precauções de ESD.
6.4 Caixa de Papelão
Várias bobinas são embaladas em uma caixa de papelão para envio.
6.5 Condições de Armazenamento
Antes de abrir o saco de alumínio: armazenar a ≤30°C e ≤75%UR, vida útil de 1 ano a partir da entrega. Após abertura: armazenar a ≤30°C e ≤60%UR, e deve ser usado dentro de 168 horas. Se as condições de armazenamento forem excedidas, é necessária uma secagem a 60±5°C por pelo menos 24 horas.
7. Itens e Critérios de Teste de Confiabilidade
O LED passou nos seguintes testes de confiabilidade (tamanho da amostra 22 peças, critério de aceitação 0/1):
- Soldagem por Refluxo:260°C máx, 10 segundos, 2 vezes (JESD22-B106).
- Ciclo de Temperatura:-40°C a 100°C, 100 ciclos (JESD22-A104).
- Choque Térmico:-40°C a 100°C, 300 ciclos (JESD22-A106).
- Armazenamento em Alta Temperatura:100°C, 1000 horas (JESD22-A103).
- Armazenamento em Baixa Temperatura:-40°C, 1000 horas (JESD22-A119).
- Teste de Vida:25°C, IF=20mA, 1000 horas (JESD22-A108).
Critérios de falha: variação da tensão direta dentro de ±10% (limite superior de especificação x 1,1), corrente reversa menor que limite superior de especificação x 2,0 e manutenção do fluxo luminoso ≥70% (limite inferior de especificação x 0,7).
8. Instruções de Soldagem por Refluxo SMT
8.1 Perfil de Refluxo Recomendado
O LED é compatível com soldagem por refluxo sem chumbo. O perfil deve seguir estes parâmetros: taxa de rampa ≤3°C/s; pré-aquecimento de 150°C a 200°C por 60-120 segundos; tempo acima de 217°C (TL) de 60-150 segundos; temperatura de pico (TP) 260°C, máximo 10 segundos; taxa de resfriamento ≤6°C/s. O tempo total de 25°C ao pico deve ser ≤8 minutos.
8.2 Soldagem Manual
Se a soldagem manual for necessária: temperatura do ferro <300°C, tempo <3 segundos, apenas uma vez.
8.3 Reparo
O reparo deve ser evitado. Se inevitável, use um ferro de solda de cabeça dupla e verifique previamente que as características do LED não estão danificadas.
8.4 Cuidados
- Não monte LEDs em PCBs empenadas.
- Não aplique estresse mecânico ou vibração durante o resfriamento após o refluxo.
- Não resfrie rapidamente o dispositivo.
9. Precauções de Manuseio e Considerações de Projeto
9.1 Condições Ambientais
O LED não deve ser exposto a altas concentrações de compostos de enxofre (>100ppm) ou compostos halogenados (bromo <900ppm, cloro <900ppm, halogênios totais <1500ppm). Compostos orgânicos voláteis (COVs) de materiais de fixação podem penetrar no encapsulante de silicone e causar descoloração; use materiais compatíveis.
9.2 Descarga Eletrostática (ESD)
O LED é sensível a ESD (HBM 1000V). Use proteção ESD adequada durante o manuseio, armazenamento e montagem.
9.3 Projeto de Circuito
Sempre use um resistor limitador de corrente para evitar exceder a corrente máxima absoluta. O circuito de acionamento não deve aplicar tensão reversa ou sobrecorrente. O projeto térmico é crítico: garanta dissipação de calor adequada para manter a temperatura de junção abaixo de 95°C.
9.4 Gerenciamento Térmico
Como a resistência térmica é de 450°C/W, a 20mA a dissipação de potência é de cerca de 64-72mW, causando uma elevação de temperatura de cerca de 29-32°C acima da ambiente. Em correntes mais altas, é necessária redução.
10. Exemplos de Aplicação e Notas de Projeto
Este LED verde é ideal para indicadores de status, retroiluminação de botões e iluminação de símbolos em eletrônicos de consumo, controles industriais e interiores automotivos. Seu ângulo de visão estreito proporciona alta luminosidade no eixo. Para iluminação uniforme, vários LEDs podem ser usados com espaçamento adequado. Ao projetar a PCB, siga as dimensões recomendadas da almofada de solda. Considere sempre as curvas de redução para temperatura e corrente. A pré-secagem é necessária se o saco barreira de umidade tiver sido aberto por mais de 168 horas ou se o dessecante tiver mudado de cor. O LED deve ser armazenado em um ambiente seco e seguro contra ESD.
11. Visão Geral do Princípio
O LED verde é baseado em um chip de nitreto de gálio (GaN) ou nitreto de gálio-índio (InGaN) que emite luz quando elétrons se recombinam com lacunas na junção p-n. A banda proibida do semicondutor determina o comprimento de onda dominante, que normalmente é de cerca de 520nm para o verde. O dispositivo é encapsulado em resina de silicone ou epóxi transparente que protege o chip e fornece o efeito de lente óptica para alcançar o ângulo de visão desejado.
12. Tendências de Desenvolvimento
Os LEDs verdes estão evoluindo continuamente em direção a maior eficácia e melhor estabilidade de cor. As tendências atuais incluem tamanhos de pacote menores (ex: 0603), maior eficácia luminosa e melhor gerenciamento térmico. O uso de LEDs verdes em retroiluminação de displays e iluminação automotiva continua a crescer. Este pacote 1608 permanece popular para aplicações gerais de indicadores devido ao seu equilíbrio entre tamanho, brilho e custo.
Terminologia de Especificação LED
Explicação completa dos termos técnicos LED
Desempenho Fotoeletrico
| Termo | Unidade/Representação | Explicação Simples | Por Que Importante |
|---|---|---|---|
| Eficácia Luminosa | lm/W (lumens por watt) | Saída de luz por watt de eletricidade, maior significa mais eficiente energeticamente. | Determina diretamente o grau de eficiência energética e custo de eletricidade. |
| Fluxo Luminoso | lm (lumens) | Luz total emitida pela fonte, comumente chamada de "brilho". | Determina se a luz é brilhante o suficiente. |
| Ângulo de Visão | ° (graus), ex., 120° | Ângulo onde a intensidade da luz cai à metade, determina a largura do feixe. | Afeta o alcance de iluminação e uniformidade. |
| CCT (Temperatura de Cor) | K (Kelvin), ex., 2700K/6500K | Calor/frescor da luz, valores mais baixos amarelados/quentes, mais altos esbranquiçados/frios. | Determina a atmosfera de iluminação e cenários adequados. |
| CRI / Ra | Sem unidade, 0–100 | Capacidade de reproduzir cores de objetos com precisão, Ra≥80 é bom. | Afeta a autenticidade da cor, usado em locais de alta demanda como shoppings, museus. |
| SDCM | Passos da elipse MacAdam, ex., "5 passos" | Métrica de consistência de cor, passos menores significam cor mais consistente. | Garante cor uniforme em todo o mesmo lote de LEDs. |
| Comprimento de Onda Dominante | nm (nanômetros), ex., 620nm (vermelho) | Comprimento de onda correspondente à cor dos LEDs coloridos. | Determina a tonalidade de LEDs monocromáticos vermelhos, amarelos, verdes. |
| Distribuição Espectral | Curva comprimento de onda vs intensidade | Mostra a distribuição de intensidade nos comprimentos de onda. | Afeta a reprodução de cor e qualidade. |
Parâmetros Elétricos
| Termo | Símbolo | Explicação Simples | Considerações de Design |
|---|---|---|---|
| Tensão Direta | Vf | Tensão mínima para ligar o LED, como "limiar de partida". | A tensão do driver deve ser ≥Vf, tensões somam-se para LEDs em série. |
| Corrente Direta | If | Valor de corrente para operação normal do LED. | Normalmente acionamento de corrente constante, corrente determina brilho e vida útil. |
| Corrente de Pulsação Máxima | Ifp | Corrente de pico tolerável por curtos períodos, usada para dimerização ou flash. | A largura do pulso e ciclo de trabalho devem ser rigorosamente controlados para evitar danos. |
| Tensão Reversa | Vr | Tensão reversa máxima que o LED pode suportar, além pode causar ruptura. | O circuito deve evitar conexão reversa ou picos de tensão. |
| Resistência Térmica | Rth (°C/W) | Resistência à transferência de calor do chip para a solda, mais baixo é melhor. | Alta resistência térmica requer dissipação de calor mais forte. |
| Imunidade ESD | V (HBM), ex., 1000V | Capacidade de suportar descarga eletrostática, mais alta significa menos vulnerável. | Medidas antiestáticas necessárias na produção, especialmente para LEDs sensíveis. |
Gerenciamento Térmico e Confiabilidade
| Termo | Métrica Chave | Explicação Simples | Impacto |
|---|---|---|---|
| Temperatura de Junção | Tj (°C) | Temperatura operacional real dentro do chip LED. | Cada redução de 10°C pode dobrar a vida útil; muito alta causa decaimento da luz, deslocamento de cor. |
| Depreciação do Lúmen | L70 / L80 (horas) | Tempo para o brilho cair para 70% ou 80% do inicial. | Define diretamente a "vida de serviço" do LED. |
| Manutenção do Lúmen | % (ex., 70%) | Porcentagem de brilho retida após o tempo. | Indica retenção de brilho ao longo do uso de longo prazo. |
| Deslocamento de Cor | Δu′v′ ou elipse MacAdam | Grau de mudança de cor durante o uso. | Afeta a consistência da cor nas cenas de iluminação. |
| Envelhecimento Térmico | Degradação do material | Deterioração devido a alta temperatura a longo prazo. | Pode causar queda de brilho, mudança de cor ou falha de circuito aberto. |
Embalagem e Materiais
| Termo | Tipos Comuns | Explicação Simples | Características e Aplicações |
|---|---|---|---|
| Tipo de Pacote | EMC, PPA, Cerâmica | Material da carcaça protegendo o chip, fornecendo interface óptica/térmica. | EMC: boa resistência ao calor, baixo custo; Cerâmica: melhor dissipação de calor, vida mais longa. |
| Estrutura do Chip | Frontal, Flip Chip | Arranjo dos eletrodos do chip. | Flip chip: melhor dissipação de calor, eficácia mais alta, para alta potência. |
| Revestimento de Fósforo | YAG, Silicato, Nitreto | Cobre o chip azul, converte alguns para amarelo/vermelho, mistura para branco. | Diferentes fósforos afetam eficácia, CCT e CRI. |
| Lente/Óptica | Plana, Microlente, TIR | Estrutura óptica na superfície controlando a distribuição da luz. | Determina o ângulo de visão e curva de distribuição de luz. |
Controle de Qualidade e Classificação
| Termo | Conteúdo de Binning | Explicação Simples | Propósito |
|---|---|---|---|
| Bin de Fluxo Luminoso | Código ex. 2G, 2H | Agrupado por brilho, cada grupo tem valores de lúmen mín/máx. | Garante brilho uniforme no mesmo lote. |
| Bin de Tensão | Código ex. 6W, 6X | Agrupado por faixa de tensão direta. | Facilita o emparelhamento do driver, melhora a eficiência do sistema. |
| Bin de Cor | Elipse MacAdam de 5 passos | Agrupado por coordenadas de cor, garantindo faixa estreita. | Garante consistência de cor, evita cor irregular dentro do dispositivo. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K etc. | Agrupado por CCT, cada um tem faixa de coordenadas correspondente. | Atende aos diferentes requisitos de CCT da cena. |
Testes e Certificação
| Termo | Padrão/Teste | Explicação Simples | Significado |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Teste de manutenção do lúmen | Iluminação de longo prazo a temperatura constante, registrando decaimento de brilho. | Usado para estimar vida do LED (com TM-21). |
| TM-21 | Padrão de estimativa de vida | Estima a vida sob condições reais com base nos dados LM-80. | Fornece previsão científica de vida. |
| IESNA | Sociedade de Engenharia de Iluminação | Abrange métodos de teste ópticos, elétricos, térmicos. | Base de teste reconhecida pela indústria. |
| RoHS / REACH | Certificação ambiental | Garante nenhuma substância nociva (chumbo, mercúrio). | Requisito de acesso ao mercado internationalmente. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificação de eficiência energética | Certificação de eficiência energética e desempenho para iluminação. | Usado em aquisições governamentais, programas de subsídios, aumenta a competitividade. |