Ficha Técnica LED SMD Full Color 67-235 - Pacote 3.2x2.8x1.9mm - Tensão 1.75-3.65V - Potência 0.12W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 67-235 é um LED full-color de montagem em superfície (SMD) projetado para aplicações que exigem tamanho compacto, alto brilho e capacidades de mistura de cores. Ele integra três chips de LED individuais (Vermelho, Verde, Azul) dentro de um único encapsulamento de resina incolor transparente, permitindo a geração de um amplo espectro de cores. O dispositivo apresenta um pacote SMT branco com um "lead frame" e seis pinos individuais para controle independente de cada canal de cor. Suas principais vantagens incluem um amplo ângulo de visão, baixo consumo de energia e alta intensidade luminosa, tornando-o adequado para retroiluminação e aplicações de sinalização em dispositivos eletrónicos com espaço limitado.

1.1 Características Principais e Conformidade

• Pacote: SMT branco, resina incolor transparente.
• Configuração do Chip: 3 chips de LED integrados (Vermelho RQ, Verde GC, Azul BJ).
• Interface Elétrica: Pacote com "lead frame" e 6 pinos individuais.
• Desempenho Óptico: Amplo ângulo de visão, alta intensidade luminosa.
• Fabricação: Compatível com processos de soldagem por refluxo.
• Conformidade Ambiental: Livre de chumbo, conforme RoHS, em conformidade com os regulamentos REACH da UE.
• Livre de Halogéneos: Bromo (Br) <900 ppm, Cloro (Cl) <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm.
• Pré-condicionamento: Baseado em JEDEC J-STD-020D Nível 3.

1.2 Aplicações Alvo

Este LED é ideal para aplicações onde o espaço, a eficiência e a capacidade de cor são críticos. Casos de uso típicos incluem equipamentos de diversão, placas informativas e sinalização, módulos de lanterna para câmaras digitais ou telemóveis e iluminação geral para pequenos dispositivos eletrónicos. O seu design é particularmente adequado para uso com tubos de luz.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Aprofundada

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob ou nestas condições não é garantida.

• Tensão Reversa (VR): 12V para o Vermelho (RQ), 5V para o Verde (GC) e Azul (BJ).
• Corrente Direta (IF): 50mA para RQ, 30mA para GC e BJ.
• Corrente Direta de Pico (IFP): 100mA (Ciclo de trabalho 1/10 @1KHz).
• Dissipação de Potência (Pd): 120mW para RQ, 110mW para GC/BJ.
• Limites Térmicos: Temperatura de Junção (Tj) máx. 125°C. Faixa de Temperatura de Operação (Topr) -40°C a +100°C. Faixa de Temperatura de Armazenamento (Tstg) -40°C a +110°C.
• Resistência Térmica (Rth): Junção-Ambiente é 500 K/W (RQ) e 600 K/W (GC/BJ). Junção-Ponto de Solda é 300 K/W (RQ) e 400 K/W (GC/BJ).
• Resistência a ESD: 2000V para RQ, 500V para GC/BJ (presumivelmente Modelo do Corpo Humano).
• Temperatura de Soldagem: Soldagem por refluxo a 260°C por no máximo 30 segundos. Soldagem manual a 350°C por no máximo 3 segundos.

2.2 Características Eletro-Ópticas (Ta=25°C)

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos em condições de teste padrão (Corrente Direta IF=20mA).

• Intensidade Luminosa (Iv): Vermelho (RQ): 450-1400 mcd. Verde (GC): 1120-2240 mcd. Azul (BJ): 225-450 mcd.
• Ângulo de Visão (2θ1/2): 120 graus (típico).
• Comprimento de Onda: Comprimento de Onda de Pico (λp): RQ~632nm, GC~518nm, BJ~468nm. Comprimento de Onda Dominante (λd): RQ 617.5-629.5nm, GC 525-535nm, BJ 465-475nm.
• Largura de Banda Espectral (Δλ): RQ~20nm, GC~35nm, BJ~25nm.
• Tensão Direta (VF): RQ: 1.75-2.75V. GC/BJ: 2.75-3.65V.
• Corrente Reversa (IR): ≤10 μA na VR nominal para todos os chips.

Nota sobre Tolerâncias:Intensidade Luminosa ±11%, Comprimento de Onda Dominante ±1nm, Tensão Direta ±0.1V.

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto é classificado em "bins" com base em parâmetros-chave de desempenho para garantir consistência na produção em massa. Os projetistas devem especificar os códigos de "bin" necessários ao encomendar.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Medido em IF=20mA. Os códigos variam de intensidade mais baixa para mais alta.

• Vermelho (RQ): U1 (450-560 mcd), U2 (560-710), V1 (710-900), V2 (900-1120), AA (1120-1400).
• Verde (GC): AA (1120-1400 mcd), AB (1400-1800), BA (1800-2240).
• Azul (BJ): S2 (225-285 mcd), T1 (285-360), T2 (360-450).

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Define o ponto de cor de cada chip.

• Vermelho (RQ): E4 (617.5-621.5 nm), E5 (621.5-625.5), E6 (625.5-629.5).
• Verde (GC): Y (525-530 nm), Z (530-535).
• Azul (BJ): X (465-470 nm), Y (470-475).

3.3 Binning de Tensão Direta

Importante para o design do "driver" e gestão de energia.

• Vermelho (RQ): 0 (1.75-1.95V), 1 (1.95-2.15), 2 (2.15-2.35), 3 (2.35-2.55), 4 (2.55-2.75).
• Verde (GC) / Azul (BJ): 5 (2.75-3.05V), 6 (3.05-3.35), 7 (3.35-3.65).

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece curvas características típicas que são essenciais para compreender o comportamento do dispositivo em condições não padrão.

4.1 Distribuição Espectral

As curvas mostram a saída de luz relativa em função do comprimento de onda para cada chip. O chip Vermelho (RQ) tem uma largura de banda estreita (~20nm) centrada em torno de 632nm. O Verde (GC) tem uma largura de banda mais ampla (~35nm) centrada perto de 518nm, e o Azul (BJ) tem uma largura de banda média (~25nm) perto de 468nm. Estes dados são cruciais para cálculos de mistura de cores e design de filtros.

4.2 Padrão de Radiação

O diagrama ilustra a distribuição espacial da luz, confirmando o amplo ângulo de visão de 120 graus. A intensidade é relativamente uniforme através do cone de visão central, o que é benéfico para aplicações que requerem iluminação uniforme.

4.3 Relação Corrente-Tensão (I-V)

Curvas separadas para RQ, GC e BJ mostram a relação não linear entre a corrente direta (IF) e a tensão direta (VF). As curvas demonstram a característica exponencial típica de um díodo. O chip Vermelho tem uma tensão de "turn-on" mais baixa (~1.8V) em comparação com os chips Verde e Azul (~2.8V). Isto deve ser considerado no design do circuito, especialmente ao alimentar os chips a partir de uma fonte de tensão comum.

4.4 Comprimento de Onda vs. Corrente e Intensidade vs. Corrente

Os gráficos de Comprimento de Onda Dominante vs. Corrente Direta mostram um desvio mínimo com o aumento da corrente, indicando boa estabilidade de cor. Os gráficos de Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta são aproximadamente lineares dentro da faixa de operação recomendada, mas saturarão em correntes mais altas devido a efeitos térmicos.

4.5 Derating e Gestão Térmica

O gráfico de Corrente Direta Máxima Permissível vs. Temperatura é crítico para a fiabilidade. Ele mostra como a corrente máxima segura de operação deve ser reduzida à medida que a temperatura ambiente ou do ponto de solda aumenta. Por exemplo, a 100°C, a corrente permitida é significativamente menor do que a 25°C. Um layout adequado do PCB para dissipação de calor é necessário para manter o desempenho e a longevidade.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

5.1 Dimensões do Pacote

O LED tem uma pegada SMD compacta. As dimensões principais (em mm, tolerância ±0.1mm salvo especificação) são: comprimento total 3.2mm, largura 2.8mm e altura 1.9mm. O desenho detalhado especifica as localizações dos "pads", o contorno do componente e a identificação dos pinos (1 a 6). O pino 1 é tipicamente o cátodo do chip Vermelho, com os outros pinos atribuídos aos ânodos e cátodos dos chips Verde e Azul. O "pinout" exato deve ser verificado no diagrama de dimensões para um layout correto do PCB.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldagem

• Soldagem por Refluxo (Recomendada):Temperatura de pico máxima de 260°C por 30 segundos. Um perfil de refluxo sem chumbo padrão é adequado.
• Soldagem Manual:Se necessário, a temperatura do ferro não deve exceder 350°C, e o tempo de contacto deve ser limitado a 3 segundos por junta.

6.2 Precauções de Manuseio e Armazenamento

• Estes dispositivos são sensíveis a descargas eletrostáticas (ESD). Use precauções padrão de ESD durante o manuseio e montagem.
• Armazene em ambiente seco. O nível de sensibilidade à humidade (MSL) é implícito pelo pré-condicionamento JEDEC J-STD-020D Nível 3, que tipicamente corresponde ao MSL 3. Isto significa que o pacote pode ser exposto às condições do ambiente de fábrica por até 168 horas antes de necessitar de "baking" prévio ao refluxo.
• Evite stress mecânico na lente durante a colocação.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Embalagem Resistente à Humidade

Os dispositivos são fornecidos em embalagem resistente à humidade, como fita e bobina, para manter a vida útil e prevenir a absorção de humidade.

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da bobina contém informações-chave para rastreabilidade e verificação: Número do Produto do Cliente (CPN), Número do Produto (P/N), Quantidade de Embalagem (QTY) e os Códigos de Binning específicos para Intensidade Luminosa (CAT), Comprimento de Onda Dominante (HUE) e Tensão Direta (REF). O Nº do Lote (LOT No.) fornece rastreabilidade de fabrico.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Design

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Cada canal de cor deve ser acionado independentemente usando uma fonte de corrente constante ou um resistor limitador de corrente em série com uma fonte de tensão. Devido às diferentes tensões diretas, são necessários resistores de definição de corrente separados para o canal Vermelho e para os canais Verde/Azul combinados se usar uma fonte de alimentação comum. A modulação por largura de pulso (PWM) é o método recomendado para "dimming" e mistura de cores, pois mantém uma corrente direta constante e, portanto, coordenadas de cor estáveis.

8.2 Design Térmico

Dada a dissipação de potência (até 120mW) e a resistência térmica, o PCB atua como o dissipador de calor principal. Use área de cobre adequada ("thermal pads") conectada aos pontos de solda do LED, e considere usar "thermal vias" para as camadas internas ou inferiores para melhorar a dissipação de calor, especialmente em aplicações de alta corrente ou alta temperatura ambiente.

8.3 Design Óptico

O amplo ângulo de visão torna este LED adequado para aplicações que requerem iluminação ampla. Para aplicações com tubos de luz, garanta que a entrada do tubo esteja devidamente alinhada e dimensionada para capturar o cone de luz emitido. A resina transparente permite uma boa mistura de cores quando os chips são colocados perto de uma superfície difusora.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Os principais diferenciadores do 67-235 na sua classe são a integração de três chips distintos de alto desempenho (AlGaInP para o Vermelho, InGaN para o Verde e Azul) num pacote muito compacto de 3.2x2.8mm, combinado com um amplo ângulo de visão de 120 graus. Comparado com LEDs RGB mais simples de dois pinos, a configuração de seis pinos permite o controlo totalmente independente de cada cor, permitindo uma gama de cores muito mais ampla e efeitos de iluminação mais sofisticados. A sua conformidade com padrões ambientais rigorosos (RoHS, REACH, Livre de Halogéneos) torna-o adequado para mercados globais com regulamentações estritas.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

10.1 Posso acionar todas as três cores com o mesmo resistor limitador de corrente?

Não. A tensão direta (VF) do chip Vermelho (1.75-2.75V) é significativamente menor do que a dos chips Verde e Azul (2.75-3.65V). Usar um único resistor a partir de uma fonte de alimentação comum resultaria em corrente excessiva através do chip Vermelho ou corrente insuficiente para os chips Verde/Azul, levando a um equilíbrio de cores incorreto e potencial sobrecarga. Use controlo de corrente separado para cada canal.

10.2 Qual é o significado dos códigos de bin (CAT, HUE, REF)?

Estes são códigos de classificação de qualidade. CAT refere-se ao "bin" de Intensidade Luminosa (ex: U1, AA). HUE refere-se ao "bin" de Comprimento de Onda Dominante (ex: E4, Y). REF refere-se ao "bin" de Tensão Direta (ex: 0, 5). Especificar "bins" garante que recebe LEDs com características elétricas e ópticas estreitamente agrupadas, o que é vital para um desempenho consistente em matrizes multi-LED ou aplicações críticas em termos de cor.

10.3 Como consigo luz branca com este LED RGB?

A luz branca é criada misturando as três cores primárias (Vermelho, Verde, Azul) em proporções de intensidade específicas. As proporções exatas dependem do ponto de branco alvo (ex: branco frio, branco quente) e da saída espectral específica dos "bins" individuais do LED. Isto tipicamente requer calibração e eletrónica de acionamento capaz de afinar a corrente para cada canal. Não é uma solução simples "plug-and-play" para luz branca sem o circuito de controlo adequado.

11. Caso Prático de Design e Utilização

Caso: Indicador de Estado para um Dispositivo Portátil

Um projetista precisa de um indicador de estado multicolor para um dispositivo médico portátil. O espaço é extremamente limitado. O LED 67-235 é selecionado. O canal Vermelho é programado para indicar um aviso de bateria fraca (piscando), o Verde para operação normal (fixo) e o Azul para mostrar conectividade Bluetooth (pulsante). Um pequeno microcontrolador com três saídas PWM aciona o LED através de simples interruptores de transistor. O amplo ângulo de visão garante que o estado seja visível de vários ângulos sem necessidade de uma lente complexa. O baixo consumo de energia de cada canal (20mA típico) ajuda a conservar a vida útil da bateria. O design de seis pinos permite que o microcontrolador controle cada cor independentemente sem circuitos de multiplexagem extra.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Os Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz quando uma corrente elétrica os atravessa. Este fenómeno chama-se eletroluminescência. No 67-235, são usados três materiais semicondutores diferentes: AlGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio) para o chip Vermelho, e InGaN (Nitreto de Gálio Índio) para os chips Verde e Azul. A composição específica destes materiais determina a energia da "bandgap" do semicondutor, que dita diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida. Quando polarizado diretamente, os eletrões e as "lacunas" recombinam-se na região ativa do semicondutor, libertando energia na forma de fotões. O encapsulamento de resina epóxi transparente serve para proteger os delicados chips semicondutores, atua como uma lente para moldar a saída de luz e pode conter fósforos (embora não nesta versão transparente) para modificar a cor.

13. Tendências e Contexto Tecnológico

O 67-235 representa uma tecnologia madura no campo dos LEDs RGB SMD. As tendências atuais na indústria estão a avançar em várias direções simultaneamente: 1)Maior Eficiência e Luminância:Novas estruturas epitaxiais e técnicas de encapsulamento continuam a melhorar a saída de lúmen por watt (eficácia). 2)Miniaturização:Tamanhos de pacote ainda menores (ex: 2.0x1.6mm, 1.6x1.6mm) estão a tornar-se comuns para dispositivos ultra-compactos. 3)Melhor Reprodução de Cor e Gama:Desenvolvimentos em LEDs convertidos por fósforo e materiais de emissão direta visam expandir a gama de cores para monitores e alcançar um Índice de Reprodução de Cor (CRI) mais alto para iluminação. 4)Inteligência Integrada:O mercado está a ver crescimento em LEDs com ICs de controlo integrados (LEDs RGB endereçáveis), simplificando o design do sistema. Embora o 67-235 seja um componente discreto, compreender estas tendências ajuda a selecionar a tecnologia certa para designs "future-proof", equilibrando custo, desempenho e nível de integração.