Ficha Técnica de LED SMD 0201 Verde - Dimensões 0.6x0.3x0.25mm - Tensão 2.8-3.8V - Potência 80mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um Diodo Emissor de Luz (LED) miniatura para Montagem em Superfície (SMD) no tamanho de pacote 0201. Estes LEDs são projetados para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB) e são ideais para aplicações com restrições de espaço. O dispositivo utiliza tecnologia InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) para produzir luz verde.

1.1 Características

• Conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Embalado em fita de 12mm enrolada em carretéis de 7 polegadas de diâmetro para manuseio automatizado.
• Contorno de pacote padrão EIA (Aliança das Indústrias Eletrónicas).
• Entrada compatível com níveis lógicos de circuitos integrados (CI).
• Projetado para compatibilidade com equipamentos de montagem automatizada pick-and-place.
• Adequado para uso em processos de soldagem por refluxo infravermelho (IR).
• Pré-condicionado para acelerar até o Nível de Sensibilidade à Umidade 3 da JEDEC (Conselho Conjunto de Engenharia de Dispositivos Eletrónicos).

1.2 Aplicações

Este LED é adequado para uma ampla gama de funções de indicação e retroiluminação em vários equipamentos eletrónicos, incluindo:

• Dispositivos de telecomunicações (ex.: telefones sem fios, telemóveis).
• Equipamentos de automação de escritório (ex.: computadores portáteis).
• Eletrodomésticos.
• Sistemas de controlo industrial.
• Equipamentos de rede.
• Sinalização interior e iluminação de símbolos.
• Indicadores de estado e retroiluminação de painéis frontais.

2. Dimensões do Pacote e Informação Mecânica

O LED está alojado num pacote miniatura 0201. A lente é transparente. Todos os desenhos dimensionais e tolerâncias são fornecidos nas figuras da ficha técnica original. Notas importantes incluem:

• Todas as dimensões são especificadas em milímetros, com polegadas entre parênteses.
• A tolerância padrão é de ±0,2 mm (±0,008") salvo indicação em contrário no desenho.

3. Parâmetros e Características Técnicas

3.1 Especificações Máximas Absolutas

As especificações são definidas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder estes valores pode causar danos permanentes.

• Dissipação de Potência (Pd):80 mW
• Corrente Direta de Pico (IFP):100 mA (a um ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms)
• Corrente Direta Contínua (IF):20 mA
• Gama de Temperatura de Funcionamento:-40°C a +85°C
• Gama de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +100°C

3.2 Características Elétricas e Óticas

O desempenho típico é medido a Ta=25°C nas condições de teste especificadas.

• Intensidade Luminosa (Iv):280 - 710 mcd (típico, a IF=20mA). Medido com um sensor/filtro que aproxima a resposta fotópica do olho CIE.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):110 graus (típico). Definido como o ângulo total onde a intensidade cai para metade do valor axial.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λp):518 nm (típico). Tolerância de ±1 nm.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):520 - 535 nm (a IF=20mA). Derivado das coordenadas de cromaticidade CIE.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):35 nm (típico).
• Tensão Direta (VF):2,8 - 3,8 V (a IF=20mA). Tolerância de ±0,1 V.
• Corrente Inversa (IR):10 μA máximo (a VR=5V). O dispositivo não foi projetado para operação em polarização inversa.

3.3 Perfil de Refluxo IR Sugerido

Recomenda-se um perfil de soldagem por refluxo compatível com J-STD-020B para processos sem chumbo. Parâmetros-chave incluem uma temperatura de pico não superior a 260°C. Um gráfico detalhado de temperatura vs. tempo é fornecido no documento original.

4. Sistema de Classificação por Bins

Os dispositivos são classificados em bins com base em parâmetros-chave para garantir consistência na aplicação.

4.1 Classificação da Tensão Direta (VF)

Classificado a IF=20mA. Tolerância por bin de ±0,10V.
Exemplos de bins: D7 (2,8-3,0V), D8 (3,0-3,2V), D9 (3,2-3,4V), D10 (3,4-3,6V), D11 (3,6-3,8V).

4.2 Classificação da Intensidade Luminosa (Iv)

Classificado a IF=20mA. Tolerância por bin de ±11%.
Exemplos de bins: T1 (280-355 mcd), T2 (355-450 mcd), U1 (450-560 mcd), U2 (560-710 mcd).

4.3 Classificação do Comprimento de Onda Dominante (WD)

Classificado a IF=20mA. Tolerância por bin de ±1 nm.
Exemplos de bins: AP (520,0-525,0 nm), AQ (525,0-530,0 nm), AR (530,0-535,0 nm).

5. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui curvas características típicas (a 25°C salvo indicação em contrário), tais como:
- Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta.
- Tensão Direta vs. Corrente Direta.
- Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente.
- Distribuição Espectral (intensidade relativa vs. comprimento de onda).
Estas curvas são essenciais para compreender o comportamento do dispositivo em diferentes condições de operação, como a redução da intensidade com o aumento da corrente ou da temperatura.

6. Guia do Utilizador e Manuseio

6.1 Limpeza

Utilize apenas agentes de limpeza especificados. A imersão em álcool etílico ou isopropílico à temperatura normal durante menos de um minuto é aceitável, se necessário. Produtos químicos não especificados podem danificar o pacote.

6.2 Layout Recomendado para as Pastilhas de Fixação na PCB

É fornecido um diagrama do padrão de solda para soldagem por refluxo infravermelho ou em fase de vapor, para garantir a formação e alinhamento adequados da junta de solda.

6.3 Embalagem: Fita e Carretel

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada com uma fita de proteção. Especificações-chave:
- Largura da fita: 12 mm.
- Diâmetro do carretel: 7 polegadas.
- Quantidade por carretel: 4000 unidades.
- Quantidade mínima de encomenda para remanescentes: 500 unidades.
- Conforme com as especificações ANSI/EIA-481.
São incluídos desenhos dimensionais detalhados para o bolso da fita e para o carretel.

7. Precauções e Notas de Aplicação Importantes

7.1 Aplicação Pretendida

Estes LEDs são projetados para equipamentos eletrónicos comuns. Não são recomendados para aplicações críticas de segurança onde uma falha possa colocar em risco a vida ou a saúde (ex.: aviação, suporte de vida médico) sem consulta prévia e qualificação específica.

7.2 Condições de Armazenamento

Embalagem Selada:Armazenar a ≤30°C e ≤70% de HR. Utilizar no prazo de um ano após a abertura do saco de barreira à humidade.
Embalagem Aberta:Armazenar a ≤30°C e ≤60% de HR. Para componentes expostos além de 168 horas, recomenda-se a secagem a aproximadamente 60°C durante pelo menos 48 horas antes da soldagem. Para armazenamento prolongado, utilize um recipiente selado com dessecante ou uma atmosfera de azoto.

7.3 Diretrizes de Soldagem

Soldagem por Refluxo:
- Pré-aquecimento: 150-200°C.
- Tempo de pré-aquecimento: Máx. 120 segundos.
- Temperatura de pico: Máx. 260°C.
- Tempo acima do líquido: Máx. 10 segundos (máx. dois ciclos de refluxo).
Soldagem Manual (Ferro):
- Temperatura do ferro: Máx. 300°C.
- Tempo de soldagem por terminal: Máx. 3 segundos (apenas uma vez).
A adesão aos limites do perfil JEDEC e às recomendações do fabricante da pasta de solda é crucial para a fiabilidade.

8. Considerações de Projeto e Perspetivas Técnicas

8.1 Limitação de Corrente

A corrente direta contínua máxima absoluta é de 20 mA. Um resistor limitador de corrente em série deve ser sempre utilizado no projeto do circuito para evitar exceder este valor, o qual é calculado com base na tensão de alimentação e na tensão direta (VF) do LED. Utilizar o VF típico para o cálculo fornece um ponto de partida, mas projetar para o VF máximo garante que o limite de corrente nunca é excedido.

8.2 Gestão Térmica

Com um limite de dissipação de potência de 80 mW, as considerações térmicas são importantes, especialmente em layouts de alta densidade ou em altas temperaturas ambientes. A curva de derating que mostra a intensidade luminosa vs. temperatura ambiente indica uma queda significativa na saída à medida que a temperatura sobe. Garantir uma área de cobre adequada na PCB para dissipação de calor e evitar a colocação perto de outros componentes geradores de calor pode ajudar a manter o desempenho e a longevidade.

8.3 Projeto Ótico

O amplo ângulo de visão de 110 graus torna este LED adequado para aplicações que requerem ampla visibilidade. Para iluminação mais focada, podem ser necessárias lentes externas ou guias de luz. A lente transparente com um chip InGaN verde proporciona um ponto de cor saturado definido pelo seu bin de comprimento de onda dominante.

8.4 Binning para Consistência

Para aplicações que requerem cor ou brilho uniformes em vários LEDs (ex.: matrizes de retroiluminação), especificar bins apertados para o Comprimento de Onda Dominante (WD) e Intensidade Luminosa (Iv) é crítico. Misturar bins de extremos diferentes da gama pode levar a discrepâncias visíveis de cor ou brilho.

9. Contexto de Comparação e Seleção

O pacote 0201 representa uma das menores pegadas padronizadas de LED SMD, permitindo designs ultra-miniaturizados. Comparado com pacotes maiores como 0402 ou 0603, o LED 0201 tem tipicamente classificações de corrente máxima e saída de luz mais baixas devido ao seu tamanho, mas oferece a menor pegada e altura possíveis. A tecnologia InGaN utilizada para o verde proporciona maior eficiência e melhor saturação de cor do que tecnologias mais antigas como GaP (Fosfeto de Gálio).

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros)

P: Posso alimentar este LED a 30 mA para obter maior brilho?
R: Não. A corrente direta contínua máxima absoluta é de 20 mA. Exceder esta especificação arrisca uma falha catastrófica e invalida as especificações de fiabilidade.

P: A gama de tensão direta é de 2,8-3,8V. Como escolho o valor do resistor?
R: Projete o seu circuito limitador de corrente utilizando o VF máximo (3,8V) da ficha técnica para garantir que a corrente nunca excede 20 mA nas piores condições, mesmo que receba LEDs dos bins de tensão mais baixa.

P: Quanto tempo posso armazenar estes LEDs após abrir o carretel?
R: Para obter os melhores resultados de soldagem, complete o refluxo IR dentro de 168 horas (7 dias) após a exposição às condições ambientais da fábrica (<30°C/60% HR). Se a exposição exceder este tempo, recomenda-se uma secagem de 48 horas a 60°C para remover a humidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" durante o refluxo.

P: Este LED é adequado para iluminação do painel de instrumentos automóvel?
R: A gama de temperatura de funcionamento (-40°C a +85°C) cobre muitas aplicações interiores automóveis. No entanto, o uso automóvel requer tipicamente uma qualificação específica AEC-Q102 que não é declarada nesta ficha técnica genérica. É necessária consulta com o fabricante para produtos de grau automóvel.

11. Princípios e Tendências Tecnológicas

Princípio:Este LED é baseado no material semicondutor InGaN. Quando uma tensão direta é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa, libertando energia sob a forma de fotões. A composição específica da liga InGaN determina a energia da banda proibida e, consequentemente, o comprimento de onda (cor) da luz emitida, neste caso, verde.

Tendências:A indústria da optoeletrónica continua a avançar para tamanhos de pacote mais pequenos (como 0201 e 01005), maior eficácia luminosa (mais saída de luz por watt) e fiabilidade melhorada. Há também uma tendência para binning mais apertado para cor e intensidade para atender às exigências de ecrãs de alta resolução e iluminação estética consistente. Além disso, a integração com a eletrónica de acionamento e o controlo inteligente dentro do pacote é uma área de desenvolvimento em curso.