Ficha Técnica de LED SMD Laranja AlInGaP 0603 - Dimensões 1.6x0.8x0.6mm - Tensão 1.8-2.4V - Potência 72mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um Diodo Emissor de Luz (LED) de Montagem Superficial (SMD) compacto e de alto desempenho. O dispositivo é projetado no padrão de encapsulamento 0603 da indústria, tornando-o adequado para processos de montagem automatizada e aplicações com espaço limitado. O LED emite luz no espectro laranja utilizando um material semicondutor de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP), conhecido pela sua eficiência e pureza de cor.

1.1 Características

• Conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Embalado em fita de 8mm para compatibilidade com bobinas de diâmetro de 7 polegadas, facilitando operações automatizadas de pick-and-place.
• Contorno do encapsulamento padrão EIA (Aliança das Indústrias Eletrónicas).
• Entrada/saída compatível com níveis lógicos de circuitos integrados (CI).
• Projetado para compatibilidade com equipamentos de colocação automática.
• Adequado para uso com processos de soldagem por refluxo infravermelho (IR).
• Pré-condicionado para o Nível de Sensibilidade à Umidade 3 da JEDEC (Conselho Conjunto de Engenharia de Dispositivos Eletrónicos), indicando uma vida útil de 168 horas a <30°C/60% UR após a abertura do saco.

1.2 Aplicações

Este LED é versátil e encontra uso numa vasta gama de equipamentos eletrónicos onde é necessário um indicador compacto e fiável. As áreas de aplicação típicas incluem:

• Equipamentos de Telecomunicações:Indicadores de estado em routers, modems e terminais.
• Automação de Escritório:Luzes de painel em impressoras, scanners e dispositivos multifunções.
• Eletrodomésticos:Luzes de estado ligado/em funcionamento.
• Equipamento Industrial:Indicadores de estado e falhas de máquinas.
• Uso Geral:Indicação de estado e sinal.
• Iluminação de Símbolos:Retroiluminação para ícones e símbolos em painéis frontais.
• Retroiluminação de Painel Frontal:Iluminação para botões e displays.

2. Análise Profunda das Especificações Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os seguintes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A operação nestas condições não é garantida. Todos os valores são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Dissipação de Potência (Pd):72 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o dispositivo pode dissipar como calor.
• Corrente Direta de Pico (I_F(pico)):80 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 (I_F):30 mA. Esta é a corrente direta contínua máxima recomendada para uma operação de longo prazo fiável.
• Gama de Temperatura de Operação:-40°C a +85°C. O dispositivo foi projetado para funcionar dentro desta gama de temperatura ambiente.
• Gama de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +100°C. O dispositivo pode ser armazenado dentro desta gama sem degradação quando não está energizado.

2.2 Características Elétricas e Óticas

A tabela seguinte lista os parâmetros de desempenho típicos medidos a Ta=25°C e uma corrente direta (I_F) de 20mA, salvo indicação em contrário. Estes são os valores esperados em condições normais de operação.

Definições dos Parâmetros-Chave:

• Intensidade Luminosa (I_V):Uma medida do poder percebido da luz emitida numa direção específica, medida em milicandelas (mcd). É medida com um filtro que imita a resposta espectral do olho humano (curva CIE).
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):O ângulo total (ex.: 110°) no qual a intensidade luminosa é metade do seu valor a 0° (no eixo). Um ângulo mais amplo proporciona um padrão de luz mais difuso.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_p):O comprimento de onda no qual a potência ótica de saída é máxima (ex.: 611 nm).
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):O comprimento de onda único que define a cor percebida da luz, derivado do diagrama de cromaticidade CIE. É o parâmetro-chave para a especificação da cor.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):A largura do espectro de emissão a metade da sua intensidade máxima, indicando a pureza da cor (ex.: 17 nm). Um valor menor indica uma luz mais monocromática.
• Tensão Direta (V_F):A queda de tensão no LED quando flui uma corrente direta especificada (ex.: 1.8V a 2.4V a 20mA).
• Corrente Reversa (I_R):A pequena corrente de fuga que flui quando é aplicada uma tensão reversa (ex.: 5V). O dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção, os LEDs são classificados em diferentes grupos de desempenho ou \"bins\" com base em parâmetros-chave. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de cor, brilho e tensão.

3.1 Binning de Tensão Direta (V_F)

Os LEDs são categorizados pela sua tensão direta a 20mA. Isto é crucial para projetar circuitos limitadores de corrente e garantir brilho uniforme em matrizes com múltiplos LEDs.

3.2 Binning de Intensidade Luminosa (I_V)

Os LEDs são classificados com base na sua intensidade luminosa mínima. Esta classificação garante um nível de brilho mínimo previsível para o componente selecionado.

3.3 Binning de Comprimento de Onda Dominante (λ_d)

Esta é a classificação primária de cor. Os LEDs são agrupados pelo seu comprimento de onda dominante para garantir um tom laranja consistente dentro de uma tolerância apertada de ±1 nm por bin.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora gráficos específicos sejam referenciados na ficha técnica, as curvas de desempenho típicas para estes LEDs fornecem informações valiosas para o projeto:

• Curva I-V (Corrente-Tensão):Mostra a relação entre a corrente direta e a tensão direta. É não linear, com uma tensão característica de \"joelho\" (cerca de 1.8-2.4V para este dispositivo) acima da qual a corrente aumenta rapidamente com pequenos aumentos de tensão. Isto torna necessário o uso de um resistor limitador de corrente ou um driver de corrente constante.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Tipicamente mostra que a saída de luz aumenta aproximadamente de forma linear com a corrente até um certo ponto, após o qual a eficiência pode diminuir devido ao aquecimento ou outros efeitos.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra que a saída de luz geralmente diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. Esta é uma consideração crítica para aplicações em ambientes de alta temperatura.
• Distribuição Espectral:Um gráfico da potência ótica relativa versus comprimento de onda, mostrando um pico por volta de 611 nm com uma largura característica (17 nm de largura a meia altura).

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O dispositivo está em conformidade com o tamanho de encapsulamento padrão 0603 (métrico 1608): aproximadamente 1.6mm de comprimento, 0.8mm de largura e 0.6mm de altura. São fornecidos desenhos dimensionais detalhados com tolerâncias (±0.2mm salvo indicação) para o projeto do padrão de soldagem na PCB.

5.2 Identificação de Polaridade e Projeto das Pistas

O cátodo está tipicamente marcado no dispositivo. É fornecido um padrão de pistas (layout das pastilhas) recomendado para a PCB para soldagem por refluxo infravermelho ou de fase vapor, para garantir a formação adequada da junta de solda, o alinhamento do componente e o alívio térmico durante a soldagem.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

É incluído um perfil de refluxo infravermelho sugerido, conforme a J-STD-020B para processos sem chumbo. Os parâmetros-chave incluem:

• Pré-aquecimento:150-200°C por um máximo de 120 segundos para aquecer gradualmente a placa e ativar o fluxo.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C.
• Tempo Acima do Líquidus (TAL):Tipicamente 60-90 segundos, embora o tempo específico dependa do perfil.
• Tempo Total de Soldagem:Máximo de 10 segundos na temperatura de pico, sendo permitido um máximo de dois ciclos de refluxo.

Nota:O perfil ideal depende do projeto específico da PCB, da pasta de solda e do forno. O perfil fornecido serve como um alvo genérico baseado nos padrões JEDEC.

6.2 Soldagem Manual

Se for necessária soldagem manual, use um ferro de soldar com temperatura não superior a 300°C. O tempo de contacto deve ser limitado a um máximo de 3 segundos, e esta operação deve ser realizada apenas uma vez para evitar danos térmicos no chip do LED e no encapsulamento.

6.3 Limpeza

Use apenas agentes de limpeza especificados. Imergir o LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto é aceitável se for necessária limpeza. Evite produtos químicos não especificados que possam danificar a lente de epóxi ou o encapsulamento.

6.4 Condições de Armazenamento

• Embalagem Selada:Armazenar a ≤30°C e ≤70% de Humidade Relativa (UR). O produto tem um período de utilização recomendado de um ano a partir do código de data quando armazenado no seu saco de barreira à humidade original com dessecante.
• Embalagem Aberta:Para componentes removidos do saco selado, o ambiente de armazenamento não deve exceder 30°C e 60% UR. É fortemente recomendado completar o processo de refluxo IR dentro de 168 horas (1 semana) após a exposição.
• Armazenamento Prolongado (Aberto):Para armazenamento além de 168 horas, coloque os componentes num recipiente selado com dessecante ou num dessecador de azoto. Componentes armazenados fora do saco original por mais de 168 horas devem ser aquecidos a aproximadamente 60°C durante pelo menos 48 horas antes da soldagem para remover a humidade absorvida e prevenir o \"efeito pipoca\" durante o refluxo.

7. Informações de Embalagem e Encomenda

7.1 Especificações da Fita e Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada com uma fita de proteção.

• Tamanho da Bobina:Diâmetro padrão de 7 polegadas (178mm).
• Quantidade por Bobina:4000 unidades.
• Quantidade Mínima de Encomenda (MOQ):500 unidades para quantidades remanescentes.
• Dimensões da Fita:Largura da fita com passo de 8mm. São fornecidas dimensões detalhadas para o bolso, fita e bobina, em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481.
• Qualidade:Os bolsos de componentes vazios estão selados. O número máximo de componentes em falta consecutivos (saltos) numa bobina é de dois.

8. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

O método de acionamento mais comum é um resistor limitador de corrente em série. O valor do resistor (R_s) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R_s= (V_fonte- V_F) / I_F. Use o V_Fmáximo da ficha técnica (ou do bin específico) para garantir que a corrente não exceda o I_Fdesejado (ex.: 20mA) nas piores condições. Para aplicações que requerem brilho consistente ou operação numa ampla gama de tensão, é recomendado um driver de corrente constante.

8.2 Considerações de Projeto

• Gestão Térmica:Embora pequeno, o LED gera calor. Garanta uma área de cobre adequada na PCB ou vias térmicas, especialmente quando operar perto da corrente máxima ou em altas temperaturas ambientes, para manter o desempenho e a longevidade.
• Proteção contra ESD (Descarga Eletrostática):Os LEDs são sensíveis à ESD. Manipule com as devidas precauções de ESD durante a montagem e integração.
• Projeto Ótico:O amplo ângulo de visão de 110 graus proporciona luz difusa. Para luz focada, podem ser necessárias lentes externas ou guias de luz.

9. Perguntas Frequentes (FAQs)

9.1 Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?

O Comprimento de Onda de Pico (λ_p)é o comprimento de onda físico onde a potência ótica emitida é mais alta.O Comprimento de Onda Dominante (λ_d)é o comprimento de onda percebido que define a cor como vista pelo olho humano, calculado a partir do diagrama CIE. Para LEDs monocromáticos como este laranja, eles estão frequentemente próximos, mas o λ_dé o padrão para especificação de cor e binning.

9.2 Posso acionar este LED sem um resistor limitador de corrente?

No.A tensão direta de um LED tem um coeficiente de temperatura negativo e varia de unidade para unidade. Conectá-lo diretamente a uma fonte de tensão, mesmo ligeiramente acima do seu V_F, fará com que uma corrente excessiva flua, levando a um sobreaquecimento rápido e falha. Um resistor em série ou um circuito de corrente constante é obrigatório.

9.3 Por que há um limite de tempo de armazenamento após abrir o saco?

Os encapsulamentos SMD podem absorver humidade da atmosfera. Durante o processo de soldagem por refluxo a alta temperatura, esta humidade retida pode vaporizar-se rapidamente, criando pressão interna que pode rachar o encapsulamento (\"efeito pipoca\"). O limite de 168 horas e o procedimento de aquecimento são precauções contra este modo de falha.

9.4 Como interpreto os códigos de bin ao encomendar?

Especifique o número da peça juntamente com os códigos de bin desejados para V_F, I_V, e λ_d(ex.: solicitando bins D3, S1, R) para garantir que recebe LEDs com a gama específica de tensão direta, brilho mínimo e comprimento de onda de cor necessários para a sua aplicação, garantindo consistência ao longo da sua produção.

10. Princípios Técnicos e Tendências

10.1 Princípio de Operação

Este LED é baseado numa estrutura semicondutora de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio). Quando uma tensão direta é aplicada, os eletrões e as lacunas são injetados na região ativa a partir dos materiais tipo-n e tipo-p, respetivamente. Eles recombinam-se, libertando energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga de AlInGaP determina a energia da banda proibida, que define diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, laranja (~611 nm).

10.2 Tendências da Indústria

O mercado para LEDs SMD miniatura continua a evoluir. As tendências-chave incluem:

• Aumento da Eficiência:Melhorias contínuas nos materiais e no crescimento epitaxial resultam numa maior eficácia luminosa (mais saída de luz por watt elétrico de entrada).
• Miniaturização:Encapsulamentos menores que 0603 (ex.: 0402, 0201) estão a tornar-se mais comuns para dispositivos ultracompactos.
• Confiabilidade Aprimorada:Materiais e processos de encapsulamento melhorados levam a tempos de vida operacional mais longos e melhor desempenho em condições ambientais adversas.
• Binning Mais Apertado:A procura por cor e brilho consistentes em aplicações como displays e sinalização impulsiona a necessidade de tolerâncias de binning mais estreitas.
• Integração:Os LEDs estão cada vez mais a ser integrados com CIs de controlo ou encapsulados em matrizes de múltiplos chips para soluções de iluminação inteligente.