LED SMD RGB Difuso Branco Pacote 5630 - Dimensões 5.6x3.0x1.9mm - Tensão 1.8-3.8V - Potência 0.13W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED de montagem em superfície (SMD) no formato de pacote 5630, com uma lente difusa branca. O dispositivo integra três chips emissores de luz individuais num único pacote: um Vermelho (AlInGaP), um Verde (InGaN) e um Azul (InGaN). Esta configuração permite a criação de várias cores através do controlo individual ou combinado dos chips. O objetivo principal do design é fornecer uma solução de iluminação compacta, fiável e eficiente, adequada para processos de montagem automatizados.

1.1 Vantagens Principais

• Design Miniaturizado:O fator de forma reduzido é ideal para aplicações com espaço limitado em placas de circuito impresso (PCBs).
• Compatibilidade com Automação:O pacote é projetado para compatibilidade com equipamentos automáticos de pick-and-place e processos de soldadura por refluxo infravermelho (IR), facilitando a produção em grande volume.
• Saída de Cor Versátil:Os chips RGB integrados permitem um amplo espectro de cores, tornando-o adequado para indicação de estado, retroiluminação e iluminação decorativa.
• Conformidade Ambiental:O produto cumpre as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Embalagem Padronizada:Fornecido em fita de 12mm enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, em conformidade com os padrões EIA para manuseamento e armazenamento eficientes.

1.2 Aplicações Alvo

Este LED é projetado para uma vasta gama de equipamentos eletrónicos onde é necessária uma iluminação indicadora compacta e fiável. As áreas de aplicação típicas incluem:

• Eletrónica de Consumo:Indicadores de estado em telefones sem fios, telemóveis, computadores portáteis e eletrodomésticos.
• Equipamento Profissional e Industrial:Indicadores de painel frontal em sistemas de rede, dispositivos de automação de escritório e painéis de controlo industrial.
• Exposição e Sinalização:Aplicações de iluminação de sinais e símbolos, bem como retroiluminação de painel frontal onde se deseja uma saída de luz difusa e uniforme.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva em Profundidade

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. O funcionamento nestas condições não é garantido.

• Dissipação de Potência (Pd):Vermelho: 130 mW; Verde/Azul: 114 mW. Este parâmetro indica a potência máxima que o LED pode dissipar como calor. Exceder este limite arrisca danos térmicos.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):100 mA para todas as cores em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0.1ms). Isto é útil para flashes breves e de alta intensidade, mas não para operação contínua.
• Corrente Direta Contínua (I_F):Vermelho: 50 mA; Verde/Azul: 30 mA. Esta é a corrente direta contínua máxima recomendada para uma operação fiável a longo prazo.
• Intervalos de Temperatura:Operação: -40°C a +85°C; Armazenamento: -40°C a +100°C. Estes definem os limites ambientais para a funcionalidade do dispositivo e armazenamento não operacional.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Medidas numa condição de teste padrão de Ta=25°C e I_F=20mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (I_v):Uma medida chave da saída de luz percebida. Valores Mínimo/Típico/Máximo: Vermelho: 560/-/1120 mcd; Verde: 1400/-/2800 mcd; Azul: 280/-/560 mcd. O chip verde exibe a saída típica mais alta.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):Tipicamente 120 graus. Este ângulo amplo, facilitado pela lente difusa, proporciona uma iluminação ampla e uniforme em vez de um feixe estreito, ideal para aplicações de indicação.
• Tensão Direta (V_F):A queda de tensão no LED quando está a conduzir. Intervalos: Vermelho: 1.8V a 2.6V; Verde/Azul: 2.8V a 3.8V. O V_Fmais baixo do chip vermelho é característico da tecnologia AlInGaP em comparação com InGaN (verde/azul). Os projetistas devem ter em conta estas diferenças no design do circuito de acionamento.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_P) e Comprimento de Onda Dominante (λ_d): λ_Pé o pico espectral: Vermelho ~630nm, Verde ~518nm, Azul ~468nm. λ_dé o comprimento de onda único percebido pelo olho humano, com bins especificados para o verde (520-530nm) e azul (465-475nm).
• Corrente Inversa (I_R):Máximo 10 μA a V_R=5V. O dispositivo não foi projetado para operação em polarização inversa; este parâmetro é apenas para fins de teste. É recomendada proteção do circuito (ex., um resistor em série ou um díodo) se for possível a tensão inversa.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir a consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins de desempenho. Este dispositivo utiliza um sistema de binning bidimensional baseado na intensidade luminosa e no comprimento de onda dominante.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Cada chip de cor é classificado separadamente com base na sua saída de luz a 20mA.

• Vermelho:Bins U2 (560-710 mcd), V1 (710-900 mcd), V2 (900-1120 mcd).
• Verde:Bins W2 (1400-1800 mcd), X1 (1800-2240 mcd), X2 (2240-2800 mcd).
• Azul:Bins T1 (280-355 mcd), T2 (355-450 mcd), U1 (450-560 mcd).
• A tolerância dentro de cada bin de intensidade é de +/-11%.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Aplicado aos chips Verde e Azul para controlar o matiz.

• Verde:Bins AP (520-525 nm), AQ (525-530 nm).
• Azul:Bins AC (465-470 nm), AD (470-475 nm).
• A tolerância dentro de cada bin de comprimento de onda é de +/-1 nm.

3.3 Código de Bin Combinado (Código na Etiqueta)

Um único código alfanumérico (ex., A1, B4, D2) impresso na etiqueta da bobina do produto combina os bins de intensidade para as três cores e os bins de comprimento de onda para verde/azul. Esta tabela de referência cruzada permite aos projetistas especificar e adquirir LEDs com características ópticas rigorosamente controladas, garantindo consistência visual nos seus produtos finais. Por exemplo, o código 'A1' especifica Vermelho no bin U2, Verde no bin W2 e Azul no bin T1.

4. Informação Mecânica e de Embalagem

4.1 Dimensões do Pacote

O dispositivo está em conformidade com uma pegada padrão 5630. As dimensões principais (em milímetros, tolerância ±0.2mm salvo indicação) incluem um comprimento do corpo de aproximadamente 5.6mm, largura de 3.0mm e altura de 1.9mm. Um desenho dimensional detalhado especifica as localizações dos pads, a forma da lente e as marcações de polaridade.

4.2 Atribuição de Pinos e Polaridade

A configuração de 6 pads permite acesso independente a cada chip: Pinos 1 & 6: Azul; Pinos 2 & 5: Verde; Pinos 3 & 4: Vermelho. O cátodo para cada chip é tipicamente indicado no diagrama da pegada. A polaridade correta deve ser observada durante o layout da PCB e a montagem.

4.3 Pad de Fixação na PCB Recomendado

É fornecida uma sugestão de padrão de soldadura (pegada) para garantir a formação adequada da junta de solda, estabilidade mecânica e dissipação de calor durante a soldadura por refluxo. Aderir a este padrão é crítico para o rendimento da montagem e fiabilidade a longo prazo.

4.4 Embalagem em Fita e Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada (largura de 12mm) selada com uma fita de cobertura. A fita é enrolada numa bobina padrão de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. Cada bobina contém 1000 peças. A embalagem está em conformidade com as especificações EIA-481-1-B, garantindo compatibilidade com equipamentos de montagem automatizados.

5. Diretrizes de Soldadura e Montagem

5.1 Perfil de Soldadura por Refluxo IR

É fornecido um perfil de refluxo recomendado para processos de soldadura sem chumbo (Pb-free), em conformidade com a J-STD-020B. Este perfil detalha os parâmetros críticos: pré-aquecimento, imersão, temperatura de pico de refluxo (que não deve exceder a temperatura máxima nominal do LED) e taxas de arrefecimento. Seguir este perfil é essencial para evitar choque térmico e danos no pacote do LED ou na lente de epóxi.

5.2 Limpeza

Se for necessária limpeza pós-montagem, apenas devem ser utilizados solventes especificados. A ficha técnica recomenda imersão em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto. O uso de produtos químicos não especificados ou agressivos pode danificar o material da lente ou as marcações do pacote.

5.3 Condições de Armazenamento

Embalagem Selada:Os LEDs na sua embalagem original à prova de humidade com dessecante devem ser armazenados a ≤30°C e ≤70% de Humidade Relativa (HR). A vida útil recomendada nestas condições é de um ano.
Embalagem Aberta:Uma vez aberto o saco de barreira de humidade, os componentes devem ser utilizados prontamente. Se for necessário armazenamento, as condições não devem exceder 30°C e 60% HR. A exposição a humidade mais elevada pode levar à absorção de humidade, o que pode causar \"popcorning\" (fissuração do pacote) durante a soldadura por refluxo.

6. Sugestões de Aplicação e Considerações de Design

6.1 Design do Circuito de Acionamento

Devido às diferentes tensões diretas (V_F) dos chips vermelho, verde e azul, não é recomendada uma simples ligação em paralelo a uma fonte de tensão comum, pois isso levaria a uma distribuição desigual de corrente e brilho. O método preferido é acionar cada canal de cor independentemente com um resistor limitador de corrente ou, para melhor consistência e controlo de intensidade, um driver de corrente constante ou circuito PWM (Modulação por Largura de Pulso).

6.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja relativamente baixa, um design térmico adequado na PCB ainda é importante para a longevidade. Garantir uma área de cobre adequada ligada aos pads térmicos (se existirem) ou aos pads de montagem do dispositivo ajuda a dissipar o calor, mantendo temperaturas de junção mais baixas e preservando a saída luminosa e a vida útil.

6.3 Integração Óptica

A lente difusa branca proporciona um padrão de emissão Lambertiano (ângulo de visão amplo). Para aplicações que requerem luz mais direcionada, podem ser necessárias óticas secundárias (como guias de luz ou lentes externas). A natureza difusa ajuda a minimizar pontos quentes e proporciona uma aparência uniforme quando vista diretamente.

7. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar as três cores (RGB) em paralelo a partir de uma única fonte de 3.3V?
R: Não de forma eficaz. A tensão direta dos chips azul e verde (mín. 2.8V) está próxima de 3.3V, deixando muito pouca queda de tensão para um resistor limitador de corrente, tornando o controlo de corrente impreciso e sensível a variações da fonte. O chip vermelho (V_F~2.2V) receberia uma corrente desproporcionalmente alta. É fortemente aconselhado o controlo de corrente independente por canal.

P: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?
R: O Comprimento de Onda de Pico (λ_P) é o ponto mais alto literal na distribuição espectral de potência do LED. O Comprimento de Onda Dominante (λ_d) é um valor calculado que representa o comprimento de onda único de uma luz monocromática pura que pareceria ter a mesma cor (matiz) que o LED para um observador humano padrão. λ_dé mais relevante para a especificação de cor.

P: A corrente contínua máxima é de 30mA para verde/azul, mas a corrente pulsada de pico é de 100mA. Posso usar PWM a 100mA?
R: Sim, mas com limitações estritas. A especificação de 100mA aplica-se apenas em condições muito específicas: uma largura de pulso de 0.1ms e um ciclo de trabalho de 10% (ou seja, o LED está ligado durante 0.1ms, depois desligado durante 0.9ms). A corrente média não deve exceder a especificação de corrente contínua. Por exemplo, um pulso de 100mA a um ciclo de trabalho de 10% resulta numa corrente média de 10mA, o que é seguro. Exceder as especificações de largura de pulso ou ciclo de trabalho pode causar sobreaquecimento.

P: Como interpreto o Código de Bin na etiqueta da bobina?
R: O código alfanumérico (ex., C5, D1) é uma referência cruzada às tabelas nas secções 4.1 e 4.2 da ficha técnica. Procura-se este código para encontrar o intervalo específico de intensidade luminosa para Vermelho, Verde e Azul, bem como o intervalo de comprimento de onda dominante para Verde e Azul. Isto garante que se conhecem as características exatas de desempenho dos LEDs nessa bobina.

8. Caso Prático de Design e Utilização

Cenário: Projetar um Indicador de Estado Multicor para um Router de Rede.
O dispositivo requer LEDs para indicar alimentação (verde fixo), atividade de rede (verde intermitente) e estados de erro (vermelho ou azul). Um único LED RGB como o LTST-G563EGBW pode cumprir todas estas funções, economizando espaço na PCB em comparação com o uso de três LEDs discretos.

Implementação:
1. Os pinos GPIO do microcontrolador são ligados a três transístores de acionamento separados (ou um CI driver de LED dedicado), cada um controlando um canal de cor do LED RGB.
2. Para \"Alimentação Ligada\", o canal verde é acionado a 10-15mA (bem abaixo do seu máximo de 30mA) para uma indicação clara e brilhante.
3. Para \"Atividade de Rede\", o mesmo canal verde é alternado via PWM a uma alta frequência para criar um efeito de piscar, com a corrente média ainda dentro dos limites.
4. Para um estado de \"Erro\", o canal vermelho pode ser iluminado. Um \"Erro Crítico\" mais específico poderia usar o canal azul ou uma combinação (ex., vermelho+azul = magenta).
5. O amplo ângulo de visão de 120 graus da lente difusa garante que o estado seja visível de vários ângulos em torno do router.
6. Ao especificar um código de binning apertado (ex., exigindo Verde no bin X1 e um bin de comprimento de onda específico), o projetista garante consistência de cor e brilho em todas as unidades de router fabricadas.

9. Introdução Tecnológica

Este LED utiliza duas tecnologias principais de materiais semicondutores:
Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP):Utilizado para o chip emissor de vermelho. Este sistema de material é eficiente para produzir luz na parte vermelha a âmbar do espectro e tipicamente exibe uma tensão direta mais baixa do que os LEDs baseados em InGaN.
Nitreto de Índio e Gálio (InGaN):Utilizado para os chips emissores de verde e azul. Variando a proporção de índio/gálio na estrutura cristalina, a banda proibida—e, portanto, o comprimento de onda emitido—pode ser ajustado. Alcançar luz verde de alta eficiência com InGaN tem sido historicamente mais desafiador do que o azul, o que se reflete nos diferentes parâmetros de desempenho (ex., tensão direta, eficiência) entre os chips verde e azul, apesar de usarem o mesmo material base.

A lente difusa branca é tipicamente feita de resina epóxi ou silicone dopada com partículas de dispersão. Este material de difusão aleatoriza a direção da luz emitida pelo pequeno chip, transformando-a de um feixe estreito e direcional num padrão de emissão Lambertiano amplo, fazendo com que toda a superfície da lente pareça uniformemente brilhante.

10. Tendências de Desenvolvimento

O campo dos LEDs SMD continua a evoluir ao longo de várias trajetórias-chave relevantes para componentes como este:
Aumento da Eficiência (Lúmens por Watt):Melhorias contínuas no crescimento epitaxial, design de chip e técnicas de extração de luz aumentam constantemente a saída luminosa para uma dada corrente de entrada, permitindo indicadores mais brilhantes ou menor consumo de energia.
Consistência de Cor e Binning:Avanços no controlo do processo de fabrico estão a reduzir a variação natural nas características dos LEDs. Isto permite especificações de binning mais apertadas ou até ofertas \"sem bin\", simplificando a gestão de inventário para os fabricantes e garantindo uma uniformidade de cor superior nos produtos finais.
Miniaturização e Integração:A procura por dispositivos eletrónicos mais pequenos impulsiona LEDs em pacotes ainda mais compactos. Além disso, a integração está a aumentar, com pacotes multi-chip mais complexos (ex., RGBW, LEDs endereçáveis com drivers integrados) a tornarem-se comuns para simplificar o design do circuito.
Materiais de Alta Fiabilidade:O desenvolvimento de materiais de lente mais robustos (como silicones de alta temperatura) e estruturas de pacote melhora a resistência a ciclos térmicos, humidade e ambientes agressivos, expandindo os possíveis espaços de aplicação.