Ficha Técnica de LED SMD Laranja - Pacote EIA - Tensão Reversa 5V - Potência 75mW - Comprimento de Onda Dominante 605nm - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED Laranja de alta luminosidade e montagem em superfície, que utiliza a tecnologia de chip AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio). O dispositivo foi projetado para compatibilidade com processos de montagem automatizados e soldagem por refluxo infravermelho, sendo adequado para fabricação em grande volume. É um produto ecológico em conformidade com a RoHS, embalado em fita de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro.

1.1 Vantagens Principais

• Saída Ultrabrilhante:Oferece alta intensidade luminosa a partir de um encapsulamento compacto.
• Compatibilidade de Processo:Projetado para uso com equipamentos de posicionamento automático e perfis padrão de soldagem por refluxo infravermelho.
• Compatível com CI:Adequado para interface direta com circuitos integrados.
• Pacote Padronizado:Conforme às dimensões padrão da EIA (Electronic Industries Alliance).

1.2 Aplicações Alvo

Este LED destina-se a ser utilizado em equipamentos eletrónicos em geral, incluindo, mas não se limitando a, indicadores de estado, retroiluminação, iluminação de painéis e iluminação decorativa em eletrónica de consumo, equipamentos de escritório e dispositivos de comunicação.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Absolutas Máximas

As seguintes especificações definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. O funcionamento nestas condições não é garantido.

• Dissipação de Potência (Pd):75 mW a Ta=25°C.
• Corrente Direta de Pico (I_F(pico)):80 mA (pulsada, ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0.1ms).
• Corrente Direta Contínua (I_F):30 mA DC.
• Fator de Derating:0.4 mA/°C linearmente a partir de 50°C de temperatura ambiente.
• Tensão Reversa (V_R):5 V.
• Gama de Temperatura de Operação (T_opr):-30°C a +85°C.
• Gama de Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +85°C.
• Condição de Soldagem Infravermelha:Suporta temperatura de pico de 260°C durante 5 segundos.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Os parâmetros de desempenho típicos são medidos a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C e uma corrente direta (I_F) de 5mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (I_V):Varia de um mínimo de 11.2 mcd a um máximo de 71.0 mcd, com valores típicos definidos por códigos de bin.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):130 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor no eixo.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):Tipicamente 611 nm.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):Varia de 597 nm a 612 nm, com um valor típico de 605 nm. Este define a cor percebida.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):Aproximadamente 17 nm, indicando a pureza espectral da luz laranja emitida.
• Tensão Direta (V_F):Tipicamente 2.3 V, com um máximo de 2.3 V a I_F=5mA.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo 10 μA a V_R=5V.
• Capacitância (C):Tipicamente 40 pF medido a 0V de polarização e frequência de 1 MHz.

3. Explicação do Sistema de Binning

A intensidade luminosa dos LEDs é classificada em bins para garantir consistência dentro de um lote de produção. O código de bin define a intensidade luminosa mínima e máxima medida a 5mA.

• Código de Bin L:11.2 mcd (Mín) a 18.0 mcd (Máx)
• Código de Bin M:18.0 mcd a 28.0 mcd
• Código de Bin N:28.0 mcd a 45.0 mcd
• Código de Bin P:45.0 mcd a 71.0 mcd

Aplica-se uma tolerância de +/-15% a cada bin de intensidade. Este sistema permite aos projetistas selecionar LEDs com o nível de brilho necessário para a sua aplicação.

4. Análise de Curvas de Desempenho

Embora gráficos específicos sejam referenciados na ficha técnica (ex: Fig.1, Fig.6), as tendências típicas de desempenho podem ser inferidas a partir dos parâmetros:

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):O LED exibe uma relação exponencial característica I-V. A V_Fespecificada de ~2.3V a 5mA é o ponto de operação típico.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:A intensidade geralmente aumenta com a corrente direta, mas a operação deve permanecer dentro das especificações máximas absolutas para evitar danos e perda de eficiência.
• Dependência da Temperatura:A saída luminosa tipicamente diminui com o aumento da temperatura da junção. O fator de derating para a corrente direta (0.4 mA/°C acima de 50°C) é crucial para a gestão térmica em ambientes de alta temperatura.
• Distribuição Espectral:O espectro de emissão está centrado em torno de 605-611 nm (laranja) com uma largura a meia altura relativamente estreita de 17 nm, proporcionando uma cor saturada.

5. Informações Mecânicas e de Pacote

5.1 Dimensões do Pacote

O LED está alojado num pacote padrão de montagem em superfície conforme a EIA. Todas as dimensões estão em milímetros com uma tolerância geral de ±0.10 mm, salvo indicação em contrário. A lente é transparente.

5.2 Identificação de Polaridade e Design da Pasta

A ficha técnica inclui as dimensões sugeridas para o layout da pasta de solda para garantir a formação adequada da junta de solda e estabilidade mecânica durante o refluxo. A polaridade é indicada pela marcação do pacote ou pelo design da pasta do cátodo/ânodo (consultar o desenho do pacote). A conexão correta da polaridade é essencial para o funcionamento do dispositivo.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

É fornecido um perfil de refluxo infravermelho (IR) recomendado para processos de solda sem chumbo (SnAgCu). Os parâmetros-chave incluem:

• Pré-aquecimento:Rampa até 120-150°C.
• Tempo de Pré-aquecimento:Máximo 120 segundos.
• Temperatura de Pico:Máximo 260°C.
• Tempo Acima do Líquidus:Máximo 5 segundos na temperatura de pico.

A adesão a este perfil é crítica para evitar danos térmicos ao pacote do LED e ao chip interno.

6.2 Armazenamento e Manuseamento

• Condições de Armazenamento:Recomenda-se não exceder 30°C e 70% de humidade relativa.
• Sensibilidade à Humidade:LEDs retirados da embalagem original devem ser submetidos a refluxo dentro de uma semana. Para armazenamento mais prolongado, utilize um recipiente selado com dessecante ou ambiente de azoto. Se armazenados fora da embalagem por mais de 672 horas, recomenda-se cozimento a 60°C durante 24 horas antes da montagem.
• Limpeza:Se necessário, limpar apenas com álcool etílico ou álcool isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto. Evitar produtos químicos não especificados.

7. Informações de Embalagem e Encomenda

• Fita e Bobina:Fornecido em fita transportadora relevada de 8mm de largura em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro.
• Quantidade por Bobina:3000 peças.
• Quantidade Mínima de Encomenda (MOQ):500 peças para quantidades remanescentes.
• Padrão de Embalagem:Conforme às especificações ANSI/EIA 481-1-A-1994. Os bolsos vazios são selados com fita de cobertura.

8. Recomendações de Design para Aplicação

8.1 Design do Circuito de Acionamento

Os LEDs são dispositivos operados por corrente. Para garantir brilho uniforme ao acionar vários LEDs em paralelo, é fortemente recomendado usar um resistor limitador de corrente em série para cada LED (Modelo de Circuito A). Acionar LEDs diretamente em paralelo sem resistores individuais (Modelo de Circuito B) não é recomendado, pois ligeiras variações nas características da tensão direta (V_F) entre LEDs individuais podem causar diferenças significativas na partilha de corrente e, consequentemente, no brilho.

8.2 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

Este dispositivo é sensível à descarga eletrostática. Danos por ESD podem manifestar-se como alta corrente de fuga reversa, baixa tensão direta ou falha em acender a baixas correntes. As medidas de prevenção incluem:

• Usar pulseiras condutoras ou luvas antiestáticas.
• Garantir que todo o equipamento, estações de trabalho e prateleiras de armazenamento estejam devidamente aterrados.
• Usar ionizadores para neutralizar a carga estática na lente do LED.

Para verificar possíveis danos por ESD, confirme que o LED acende e meça a sua tensão direta (V_F) a uma corrente baixa (ex: 0.1mA). Um LED AlInGaP \"bom\" deve ter tipicamente V_F> 1.4V nesta condição.

8.3 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja relativamente baixa (75mW máx.), um layout adequado do PCB e, se necessário, vias térmicas podem ajudar a dissipar calor, especialmente quando operando em altas temperaturas ambientes ou próximo da corrente máxima nominal. Respeite a curva de derating de corrente acima de 50°C ambiente.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com tecnologias mais antigas, como LEDs padrão de GaAsP (Fosfeto de Arsénio e Gálio), este LED baseado em AlInGaP oferece eficiência luminosa e brilho significativamente superiores para o espectro de cor laranja. A lente transparente, em oposição a uma lente difusa ou colorida, maximiza a saída de luz. A sua compatibilidade com os processos padrão de montagem SMT e refluxo proporciona uma vantagem de custo face a dispositivos que requerem soldagem manual ou manuseamento especial.

10. Perguntas Frequentes (FAQs)

10.1 Posso acionar este LED diretamente a partir de uma saída lógica de 3.3V ou 5V?

Não sem um resistor limitador de corrente. A tensão direta típica é de ~2.3V. Conectá-lo diretamente a uma fonte de tensão superior a V_Ffará com que uma corrente excessiva circule, podendo destruir o LED. Utilize sempre um resistor em série calculado como R = (V_fonte- V_F) / I_F.

10.2 Por que existe um sistema de binning para intensidade luminosa?

Variações de fabrico causam ligeiras diferenças na saída de luz. O binning classifica os LEDs em grupos com desempenho semelhante, permitindo aos projetistas selecionar um nível de brilho consistente para o seu produto e evitar diferenças visíveis entre LEDs adjacentes.

10.3 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 no qual a distribuição de potência espectral é máxima (611 nm típico). O comprimento de onda dominante (λ_d) é derivado do diagrama de cromaticidade CIE e representa o comprimento de onda único da cor espectral pura que corresponde à cor percebida do LED (605 nm típico). O comprimento de onda dominante é mais relevante para a especificação da cor.

11. Estudo de Caso Prático de Design

Cenário:Projetar um painel indicador de estado com 10 LEDs laranja uniformemente brilhantes alimentados por uma linha de 5V.
Passos de Design:
1. Selecionar Bin:Escolher o Bin \"M\" para uma intensidade média de 18-28 mcd.
2. Definir Corrente de Operação:Selecionar I_F= 5mA (condição de teste para binning, garante o brilho especificado).
3. Calcular Resistor em Série:R = (5V - 2.3V) / 0.005A = 540 Ohms. Usar o valor padrão mais próximo (ex: 560 Ohms).
4. Potência por LED:P = V_F* I_F≈ 2.3V * 0.005A = 11.5 mW, bem dentro do limite de 75mW.
5. Layout do PCB:Seguir as dimensões sugeridas para as pastas. Colocar todos os 10 LEDs com os seus respetivos resistores de 560 ohms em paralelo da linha de 5V para o terra.
6. Montagem:Seguir o perfil de refluxo IR recomendado. Armazenar bobinas abertas num armário seco se não forem usadas imediatamente.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

Este LED é baseado em material semicondutor de AlInGaP cultivado num substrato. Quando uma tensão direta é aplicada, eletrões e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam, libertando energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga de AlInGaP determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, no espectro laranja (~605 nm). A lente de epóxi transparente encapsula o chip e auxilia na extração da luz.

13. Tendências da Indústria

A tendência geral nos LEDs SMD é para maior eficiência (mais lúmens por watt), melhor consistência de cor através de binning mais apertado e maior fiabilidade sob condições de temperatura e corrente mais elevadas. Há também um foco em melhorar a compatibilidade com processos de refluxo sem chumbo e de alta temperatura. A miniaturização continua, mas para aplicações de indicador padrão, pacotes como este padrão EIA mantêm-se populares devido à sua robustez, facilidade de manuseamento e infraestrutura de montagem bem estabelecida.