Ficha Técnica de LED SMD Laranja AlInGaP - Dimensões 3.2x2.8x1.9mm - Tensão 1.8-2.6V - Potência 130mW - 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) que utiliza o material semicondutor Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) para produzir uma luz de cor laranja. Estes LEDs são projetados em embalagens miniatura especificamente para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB), tornando-os ideais para aplicações com restrições de espaço numa vasta gama de eletrónica de consumo e industrial.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens desta série de LEDs incluem a conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), compatibilidade com equipamentos automáticos de pick-and-place e adequação para processos de soldagem por refluxo infravermelho (IR). Os dispositivos são embalados em fita de 8mm enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, aderindo aos padrões EIA (Electronic Industries Alliance) para uma fabricação eficiente. Os principais mercados-alvo abrangem equipamentos de telecomunicações, dispositivos de automação de escritório, eletrodomésticos, sistemas de controlo industrial e várias aplicações de sinalização e exibição interior onde é necessária uma iluminação indicadora compacta e fiável.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Detalhada

Esta secção fornece uma descrição detalhada dos limites operacionais e das características de desempenho do dispositivo sob condições definidas.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

As especificações máximas absolutas definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Estas classificações são especificadas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C e não devem ser excedidas em nenhuma circunstância.

• Dissipação de Potência (Pd):130 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que a embalagem do LED pode dissipar na forma de calor.
• Corrente Direta de Pico (IFP):100 mA. Esta é a corrente direta instantânea máxima permitida, tipicamente especificada em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0.1ms) para evitar sobreaquecimento.
• Corrente Direta Contínua (IF):50 mA. Esta é a corrente direta contínua máxima recomendada para uma operação de longo prazo fiável.
• Tensão Reversa (VR):5 V. A aplicação de uma tensão reversa superior a este limite pode causar ruptura e danificar a junção do LED. A ficha técnica nota explicitamente que o dispositivo não foi projetado para operação reversa.
• Gama de Temperatura de Operação:-40°C a +85°C. O funcionamento do dispositivo é garantido dentro desta gama de temperatura ambiente.
• Gama de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +100°C. O dispositivo pode ser armazenado sem degradação dentro destes limites.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes parâmetros definem o desempenho típico do LED quando operado em condições normais (Ta=25°C, IF=20mA).

• Intensidade Luminosa (Iv):1260 - 2500 mcd (milicandela). Esta é a intensidade de saída de luz medida ao longo do eixo central. A ampla gama indica que é utilizado um sistema de binning (ver Secção 3).
• Ângulo de Visão (2θ½):120 graus (típico). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor axial, definindo a largura do feixe.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):600 - 610 nm. Este valor de comprimento de onda único define perceptualmente a cor laranja da luz emitida, derivado do diagrama de cromaticidade CIE.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):18 nm (típico). Isto indica a pureza espectral, representando a largura do espectro emitido a metade da sua intensidade máxima.
• Tensão Direta (VF):1.8 - 2.6 V. A queda de tensão no LED quando conduz 20mA. Uma tolerância de ±0.1V aplica-se dentro dos bins.
• Corrente Reversa (IR):10 µA (máx.). A pequena corrente de fuga quando é aplicada uma tensão reversa de 5V, relevante apenas para fins de teste.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

Para garantir consistência nas séries de produção, os LEDs são classificados em bins de desempenho. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de tensão, brilho e cor.

3.1 Classificação da Tensão Direta (Vf)

Os LEDs são categorizados pela sua queda de tensão direta a 20mA. Código de Bin D2: 1.8V - 2.0V Código de Bin D3: 2.0V - 2.2V Código de Bin D4: 2.2V - 2.4V Código de Bin D5: 2.4V - 2.6V A tolerância dentro de cada bin é de ±0.1V.

3.2 Classificação da Intensidade Luminosa (Iv)

Os LEDs são classificados com base na sua intensidade de saída de luz a 20mA. Código de Bin W1: 1260 mcd - 1780 mcd Código de Bin W2: 1780 mcd - 2500 mcd A tolerância dentro de cada bin é de ±11%.

3.3 Classificação do Comprimento de Onda Dominante (Wd)

Os LEDs são agrupados de acordo com o seu ponto de cor preciso (comprimento de onda dominante). Código de Bin P: 600 nm - 605 nm Código de Bin Q: 605 nm - 610 nm A tolerância dentro de cada bin é de ±1 nm.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na ficha técnica, as suas implicações são críticas para o projeto. Os projetistas devem esperar curvas que representem:

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta:Mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, tipicamente de forma não linear, aproximando-se da saturação a correntes mais elevadas.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta:Ilustra a característica I-V do díodo, crucial para projetar circuitos limitadores de corrente.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demonstra a redução na saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta, um fator chave para a gestão térmica.
• Distribuição Espectral:Um gráfico da intensidade relativa versus comprimento de onda, mostrando o pico no comprimento de onda dominante e a forma definida pela largura a meia altura espectral.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

O LED está alojado numa embalagem SMD padrão. Notas dimensionais chave incluem: - Cor da Lente: Transparente. - Cor da Fonte: Laranja AlInGaP. - Todas as dimensões estão em milímetros. - A tolerância geral é de ±0.2mm salvo indicação em contrário. Os projetistas devem consultar o desenho mecânico detalhado para obter o comprimento, largura, altura e espaçamento dos pads exatos.

5.2 Pad Recomendado para Montagem em PCB

É fornecida uma recomendação de padrão de land (footprint) para soldagem por refluxo infravermelho ou de fase vapor. Aderir a este layout de pad recomendado é essencial para alcançar uma formação adequada da junta de solda, alinhamento e estabilidade mecânica durante e após o processo de montagem.

5.3 Identificação da Polaridade

A ficha técnica inclui marcações ou características estruturais (por exemplo, um entalhe, um canto cortado ou uma marca de cátodo na embalagem) para identificar os terminais do ânodo e do cátodo. A orientação correta da polaridade é obrigatória para o funcionamento do dispositivo.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldagem por Refluxo IR

É fornecido um perfil de refluxo sugerido compatível com J-STD-020B para processos sem chumbo. Os parâmetros chave incluem: - Temperatura de Pré-aquecimento: 150°C - 200°C. - Tempo de Pré-aquecimento: Máximo 120 segundos. - Temperatura Máxima do Corpo: Máximo 260°C. - Tempo Acima do Líquidus: Máximo 10 segundos (com um máximo de dois ciclos de refluxo permitidos). Estes parâmetros são objetivos genéricos; recomenda-se caracterização específica para a placa.

6.2 Soldagem Manual (Ferro de Solda)

Se a soldagem manual for necessária: - Temperatura da Ponta do Ferro: Máximo 300°C. - Tempo de Soldagem: Máximo 3 segundos por terminal. - Isto deve ser realizado apenas uma vez para evitar stress térmico.

6.3 Condições de Armazenamento

O armazenamento adequado é vital para prevenir a absorção de humidade, que pode causar "popcorning" durante o refluxo. -Embalagem Selada:Armazenar a ≤ 30°C e ≤ 70% de HR. Utilizar dentro de um ano. -Embalagem Aberta:Armazenar a ≤ 30°C e ≤ 60% de HR. - Para componentes fora da sua embalagem original por mais de 168 horas, recomenda-se um cozimento a 60°C durante pelo menos 48 horas antes da soldagem.

6.4 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldagem, utilizar apenas solventes especificados como álcool etílico ou álcool isopropílico à temperatura ambiente durante menos de um minuto. Produtos químicos não especificados podem danificar a embalagem do LED.

7. Embalagem e Informações de Encomenda

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada com uma fita de cobertura protetora, enrolada em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. - Quantidade: 2000 peças por bobina padrão. - Quantidade Mínima de Encomenda: 500 peças para quantidades remanescentes. - A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED é adequado para indicação de estado, retroiluminação e iluminação decorativa em: - Eletrónica de consumo (telemóveis, portáteis, eletrodomésticos). - Equipamentos de rede e comunicação. - Painéis de controlo industrial e instrumentação. - Sinais informativos e displays interiores.

8.2 Considerações de Projeto e Método de Acionamento

Crítico:Um LED é um dispositivo operado por corrente. Para garantir brilho consistente e longevidade, deve ser acionado com uma corrente constante ou com uma fonte de tensão e um resistor limitador de corrente em série. Ao conectar vários LEDs em paralelo, é fortemente recomendado um resistor separado para cada LED para evitar a monopolização da corrente e brilho desigual devido às variações naturais na tensão direta (Vf) entre dispositivos individuais.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com tecnologias mais antigas como LEDs padrão de GaAsP (Fosfeto de Arsénio e Gálio), este LED laranja baseado em AlInGaP oferece uma eficiência luminosa significativamente maior, resultando em maior brilho para a mesma corrente de acionamento. O amplo ângulo de visão de 120 graus torna-o adequado para aplicações que requerem ampla visibilidade, em oposição aos LEDs de feixe estreito usados para iluminação focada. A sua compatibilidade com os processos padrão de montagem e refluxo SMD diferencia-o dos LEDs de orifício passante, permitindo uma fabricação automatizada de alto volume.

10. Perguntas Frequentes Baseadas em Parâmetros Técnicos

P: Posso acionar este LED diretamente a partir de uma fonte lógica de 3.3V ou 5V?R: Não. Deve sempre utilizar um resistor limitador de corrente em série. O valor do resistor é calculado como R = (Vcc - Vf) / If, onde Vcc é a sua tensão de alimentação, Vf é a tensão direta do LED (use o valor máximo do bin para um projeto seguro) e If é a corrente direta desejada (por exemplo, 20mA).

P: Por que existe uma gama tão ampla na Intensidade Luminosa (1260-2500 mcd)?R: Isto reflete a dispersão da produção. O sistema de binning (W1, W2) permite-lhe selecionar componentes com uma gama de brilho mais restrita para a sua aplicação, garantindo consistência visual no seu produto.

P: O que acontece se eu exceder as Especificações Máximas Absolutas?R: Exceder estes limites, mesmo que brevemente, pode causar danos imediatos ou latentes. A sobrecorrente pode destruir a junção semicondutora. A tensão reversa excessiva pode causar ruptura. Operar fora da gama de temperatura pode levar a falha prematura ou desvio paramétrico.

11. Caso Prático de Projeto e Utilização

Caso: Projetar um painel indicador de estado com 10 LEDs laranja uniformemente brilhantes. 1. Projeto do Circuito:Utilize um driver de corrente constante ou, por simplicidade, uma linha de tensão (por exemplo, 5V) com um resistor limitador de corrente dedicado para cada LED. Para o bin D4 (VF máx. 2.4V) a 20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohms. Utilize o próximo valor padrão (por exemplo, 150 Ohms) para uma corrente ligeiramente mais segura. 2.Seleção de Componentes:Especifique os bins necessários ao encomendar: por exemplo, LTST-M670VFKT com bins D4 (para tensão consistente), W2 (para alto brilho) e P (para tonalidade laranja específica). 3.Layout da PCB:Siga o layout de pad recomendado da ficha técnica para uma soldagem fiável. 4.Montagem:Siga as diretrizes do perfil de refluxo IR. Se as placas forem armazenadas após a montagem, garanta que as condições de armazenamento são cumpridas.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este LED opera com base no princípio da eletroluminescência num semicondutor. O material AlInGaP forma uma junção p-n. Quando uma tensão direta é aplicada, os eletrões da região n e as lacunas da região p são injetados na região da junção. Quando estes portadores de carga se recombinam, libertam energia na forma de fotões (luz). A composição específica do Alumínio, Índio, Gálio e Fosfeto determina a energia da banda proibida do semicondutor, que define diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, no espectro laranja (~605 nm). A lente transparente encapsula e protege o chip semicondutor enquanto permite que a luz saia.

13. Tendências de Desenvolvimento

A tendência geral em LEDs indicadores SMD como este é para uma eficácia luminosa cada vez maior (mais saída de luz por watt de entrada elétrica), permitindo menor consumo de energia para o mesmo brilho. Existe também uma contínua busca pela miniaturização mantendo ou melhorando o desempenho óptico. Além disso, os avanços em materiais e processos de embalagem visam melhorar a fiabilidade, o desempenho térmico e a compatibilidade com perfis de soldagem sem chumbo e de alta temperatura. A padronização de footprints e características elétricas entre fabricantes simplifica o projeto e o sourcing para os engenheiros.