Ficha Técnica do LED SMD Full Color 67-135-BYGRRTNW-M101520-2T8-CS - Dimensões do Pacote - Tensão 2.4-3.4V - Potência 0.082-0.102W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações do 67-135-BYGRRTNW-M101520-2T8-CS, um LED full color de montagem em superfície (SMD). Este componente integra três chips LED individuais (Vermelho, Verde, Azul) dentro de um único pacote de resina difusora branca, permitindo a geração de um amplo espectro de cores através da mistura aditiva de cores. O dispositivo é projetado para aplicações que exigem tamanho compacto, alta intensidade luminosa e um amplo ângulo de visão.

1.1 Vantagens Principais

As principais vantagens deste LED derivam do seu design de pacote e seleção de materiais. O uso de uma resina incolor transparente com um pacote SMT difusor branco garante excelente difusão de luz e uma aparência consistente. O design integrado de três chips simplifica o projeto do circuito ao fornecer um único componente para saída full color. O pacote com moldura de terminais e seis pinos individuais permite o controle independente de cada canal de cor. Além disso, o dispositivo está em conformidade com os principais padrões ambientais e de segurança, incluindo RoHS, REACH e requisitos Livres de Halogênio (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Mercado-Alvo e Aplicações

Este LED é ideal para aplicações onde o espaço é limitado e é necessária indicação ou iluminação multicolor vibrante. Seu alto desempenho e confiabilidade o tornam adequado para eletrônicos de consumo, dispositivos portáteis e sinalização. Aplicações típicas incluem retroiluminação para painéis de informação, indicadores de status em equipamentos de diversão, módulos de lanterna para câmeras de telefones celulares e iluminação decorativa ou funcional geral em pequenos dispositivos eletrônicos.

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

As seções a seguir fornecem uma análise objetiva e detalhada dos principais parâmetros técnicos do dispositivo, conforme definido na ficha técnica.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Não é recomendado operar o LED sob estas condições. Os valores-chave incluem uma corrente direta contínua (IF) de 30 mA por canal de cor (Azul/Amarelo, Verde, Vermelho), uma corrente direta de pico (IFP) de 60 mA por canal com ciclo de trabalho de 1/10 e 1 kHz, e uma dissipação de potência (Pd) variando de 82 mW a 102 mW dependendo do chip. A temperatura máxima de junção (Tj) é de 115°C, com uma faixa de temperatura de operação (Topr) de -40°C a +85°C. O dispositivo pode suportar um nível ESD de 2000V.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estas características são medidas a Ta=25°C e definem o desempenho típico do dispositivo sob condições de teste especificadas.

2.2.1 Intensidade Luminosa e Ângulo de Visão

A intensidade luminosa (Iv) varia conforme a cor. Sob condições de teste de IF=10mA para Azul, 15mA para Verde e 20mA para Vermelho, os valores típicos são: Azul: 140-355 mcd, Verde: 900-2240 mcd, Vermelho: 450-1120 mcd. A saída mista combinada de branco tem uma intensidade típica de 1400-3550 mcd. O ângulo de visão (2θ1/2) é amplo, de 120 graus, o que é benéfico para aplicações que requerem iluminação ou visibilidade ampla.

2.2.2 Comprimento de Onda e Características Espectrais

O comprimento de onda de pico (λp) é tipicamente 460 nm (Azul), 520 nm (Verde) e 630 nm (Vermelho). As faixas de comprimento de onda dominante (λd) são: Azul: 460-475 nm, Verde: 520-535 nm, Vermelho: 617.5-629.5 nm. A largura de banda de radiação espectral (Δλ) é de aproximadamente 23 nm para Azul, 30 nm para Verde e 18 nm para Vermelho. Estes parâmetros são críticos para a precisão e consistência de cor em aplicações de exibição ou iluminação.

2.2.3 Parâmetros Elétricos

A tensão direta (VF) para os chips Azul e Verde varia de 2,40V a 3,40V nas suas respectivas correntes de teste. O chip Vermelho tem uma faixa de tensão direta mais baixa, de 1,75V a 2,75V a 20mA. O dispositivo também inclui um diodo Zener integrado para proteção, com uma tensão Zener (VZ) entre 5,30V e 7,00V a uma corrente de teste (IZ) de 5mA.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

A saída mista de branco é categorizada em bins com base nos valores mínimo e máximo de intensidade luminosa. Os códigos de bin são AB (1400-1800 mcd), BA (1800-2240 mcd), BB (2240-2800 mcd) e CA (2800-3550 mcd). Uma tolerância de ±11% se aplica à intensidade luminosa.

3.2 Binning de Coordenadas de Cromaticidade

A saída de cor é controlada com precisão através do binning no diagrama de cromaticidade CIE 1931. Nove bins (S1 a S9) são definidos, cada um representando uma pequena área quadrilátera no plano de coordenadas x,y. As coordenadas para cada vértice desses bins são fornecidas na ficha técnica. A tolerância para as coordenadas de cromaticidade é de ±0,01, garantindo um controle rigoroso da cor para aplicações onde o casamento preciso de cores é essencial.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui várias curvas características que ilustram o comportamento do dispositivo sob condições variáveis.

4.1 Distribuição Espectral e Padrão de Radiação

Uma curva típica de distribuição espectral mostra a intensidade relativa da luz emitida em diferentes comprimentos de onda para cada chip, sobreposta com a curva de resposta padrão do olho humano V(λ). O diagrama das características de radiação ilustra a distribuição espacial da intensidade luminosa, que está relacionada ao ângulo de visão de 120 graus.

4.2 Características Corrente-Tensão (I-V)

Curvas separadas para os chips BY (Azul), GR (Verde) e RTN (Vermelho) traçam a corrente direta em função da tensão direta. Estas curvas são essenciais para projetar o circuito limitador de corrente apropriado para cada canal, pois a relação é não linear (exponencial).

4.3 Comprimento de Onda Dominante vs. Corrente Direta

Estas curvas mostram como o comprimento de onda dominante de cada chip pode mudar ligeiramente com variações na corrente direta. Esta informação é importante para aplicações que requerem saída de cor estável em diferentes níveis de brilho.

4.4 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

Esta relação é geralmente linear dentro da faixa de operação recomendada, mostrando como a saída de luz aumenta com a corrente. Os projetistas usam isso para alcançar os níveis de brilho desejados.

4.5 Corrente Direta Máxima Permissível vs. Temperatura

Esta curva de derating é crucial para a confiabilidade. Ela mostra como a corrente direta contínua máxima segura deve ser reduzida à medida que a temperatura ambiente aumenta. Operar acima desta curva pode levar a superaquecimento e redução da vida útil.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

5.1 Dimensões do Pacote

O dispositivo possui um footprint SMD específico. O desenho das dimensões do pacote fornece todas as medidas críticas, incluindo comprimento, largura, altura, tamanhos dos terminais e espaçamento entre pinos. Todas as tolerâncias são de ±0,1 mm, salvo indicação em contrário. A unidade de medida é milímetros (mm). Esta informação é vital para o projeto de layout da PCB, a fim de garantir o encaixe e a soldagem adequados.

5.2 Projeto dos Terminais e Identificação de Polaridade

A moldura de terminais de seis pinos permite conexões individuais de ânodo/cátodo para cada um dos três chips LED. O diagrama de dimensões da ficha técnica indica claramente a configuração dos pinos, mostrando quais terminais correspondem ao ânodo e ao cátodo para os chips Vermelho, Verde e Azul. A polaridade correta deve ser observada durante a montagem para garantir o funcionamento adequado.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldagem por Refluxo

O método de soldagem recomendado é o por refluxo. A temperatura máxima de soldagem (Tsol) é de 260°C por uma duração de 10 segundos. Este perfil deve ser seguido para evitar danos térmicos ao pacote do LED, às juntas de solda e aos fios de ligação internos.

6.2 Soldagem Manual (Se Aplicável)

Embora o refluxo seja preferível, a soldagem manual é especificada como uma alternativa com limites mais rigorosos: uma temperatura máxima de 350°C por apenas 3 segundos. Deve-se tomar extremo cuidado para localizar o calor e evitar exposição prolongada.

6.3 Pré-condicionamento e Sensibilidade à Umidade

O dispositivo é pré-condicionado com base no JEDEC J-STD-020D Nível 3. Isto indica a sensibilidade do componente à absorção de umidade antes da soldagem. Para uma montagem confiável, especialmente se o dispositivo foi exposto ao ar ambiente por longos períodos, procedimentos de secagem adequados, conforme o padrão JEDEC, devem ser seguidos antes da soldagem por refluxo.

6.4 Condições de Armazenamento

A faixa de temperatura de armazenamento (Tstg) é de -40°C a +100°C. Os componentes devem ser armazenados em um ambiente seco e controlado, de preferência em suas embalagens originais à prova de umidade com dessecante, até o momento do uso.

7. Sugestões de Aplicação

7.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Cada canal de cor requer um resistor limitador de corrente em série. O valor é calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vsupply - VF) / IF, onde VF é a tensão direta do chip específico na corrente desejada (IF). Devido aos diferentes valores de VF e IF recomendados para cada cor, normalmente serão necessários três valores de resistor separados. Um microcontrolador ou um CI driver de LED dedicado pode ser usado para modulação por largura de pulso (PWM) para controlar o brilho e criar misturas de cores.

7.2 Considerações de Projeto

• Gerenciamento Térmico:Garanta área de cobre adequada na PCB ou vias térmicas, especialmente se operar próximo às correntes máximas ou em altas temperaturas ambientes, para dissipar calor e manter a temperatura de junção dentro dos limites.
• Controle de Corrente:Sempre use acionamento por corrente constante ou um resistor limitador de corrente. A conexão direta a uma fonte de tensão causará corrente excessiva e destruirá o LED.
• Projeto Óptico:O amplo ângulo de visão de 120 graus o torna adequado para visualização direta. Para aplicações com guias de luz, considere a eficiência de acoplamento e a potencial mistura de cores dentro do guia de luz.
• Proteção ESD:Embora o dispositivo tenha uma classificação ESD de 2000V, implementar proteção ESD adicional nas linhas sensíveis do produto final é uma boa prática para robustez.

8. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar todos os três chips na mesma corrente de 20mA?

R: Embora possível, não é recomendado de acordo com as condições de teste. A ficha técnica especifica correntes de teste ótimas de 10mA (Azul), 15mA (Verde) e 20mA (Vermelho) para os dados fotométricos publicados. Acionar os chips Azul e Verde a 20mA aumentará a saída de luz, mas também a dissipação de potência e a temperatura de junção, potencialmente afetando a longevidade e a estabilidade da cor. Consulte sempre os Valores Máximos Absolutos.

P: Como consigo luz branca pura?

R: O branco puro é alcançado misturando as intensidades corretas de luz vermelha, verde e azul. Devido a variações na percepção humana e na eficiência dos chips, as correntes necessárias não são iguais. Os dados típicos de intensidade de branco misto (1400-3550 mcd) são medidos com a proporção de corrente específica de B:10mA, G:15mA, R:20mA. Ajustes finos através de PWM ou ajuste analógico de corrente podem ser necessários para um ponto de branco desejado (ex.: branco frio, branco quente).

P: Qual é a finalidade do diodo Zener integrado?

R: O diodo Zener é conectado em paralelo com o(s) chip(s) LED, provavelmente em uma orientação de polarização reversa. Ele atua como um grampo de tensão para proteger a junção sensível do LED de picos de tensão transitórios ou eventos de descarga eletrostática (ESD) que poderiam causar danos.

9. Princípio de Funcionamento

O dispositivo opera com base no princípio da eletroluminescência em materiais semicondutores. Os três chips integrados são feitos de diferentes compostos semicondutores: AlGaInP para o chip Vermelho e InGaN para os chips Verde e Azul. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n de um chip, elétrons e lacunas se recombinam, liberando energia na forma de fótons (luz). A energia específica da banda proibida do material semicondutor determina o comprimento de onda (cor) da luz emitida. Ao controlar independentemente a intensidade dessas três cores primárias (Vermelho, Verde, Azul), uma vasta gama de cores secundárias pode ser produzida através da mistura aditiva de cores diretamente dentro do pacote difusor do dispositivo.