Ficha Técnica de LED SMD Branco Difuso Bicolor (Verde/Amarelo) - Dimensões do Pacote - Tensão Direta 1,8-3,4V - Dissipação de Potência 72-102mW - 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) branco difuso, projetado para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB). O componente caracteriza-se pelo seu tamanho compacto, sendo adequado para aplicações com restrições de espaço. Foi concebido para compatibilidade com sistemas de colocação automatizada de alto volume e processos padrão de soldadura por refluxo infravermelho (IR), aderindo às normas da indústria para montagem sem chumbo.

1.1 Características Principais e Mercado-Alvo

O LED foi projetado com várias características-chave que aumentam a sua aplicabilidade na eletrónica moderna. É compatível com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas). É fornecido em fita padrão da indústria de 8mm em bobinas de 7 polegadas, facilitando o manuseamento eficiente por máquinas pick-and-place. O dispositivo é compatível com circuitos integrados e foi pré-condicionado para sensibilidade à humidade JEDEC Nível 3, garantindo fiabilidade durante o processo de soldadura. Os seus principais mercados-alvo incluem equipamentos de telecomunicações, dispositivos de automação de escritório, eletrodomésticos e sistemas de controlo industrial. As aplicações típicas variam desde indicadores de estado e retroiluminação para painéis frontais até iluminação de sinais e símbolos.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Aprofundada

O desempenho do LED é definido por um conjunto abrangente de parâmetros elétricos e ópticos medidos a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Para o LED Amarelo, a dissipação máxima de potência é de 72 mW, enquanto para o LED Verde é de 102 mW. Ambas as cores partilham uma corrente contínua direta máxima (IF) de 30 mA. Uma corrente de pico direta mais elevada de 80 mA é permitida em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso de 0,1ms). O dispositivo está classificado para operar numa gama de temperatura de -40°C a +85°C e pode ser armazenado em ambientes de -40°C a +100°C.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

As métricas de desempenho principais são especificadas numa condição de teste de IF = 20mA. A intensidade luminosa (Iv) para o LED Amarelo varia de um mínimo de 710 mcd a um máximo de 1800 mcd. O LED Verde oferece uma saída mais elevada, variando de 1120 mcd a 2800 mcd. O ângulo de visão (2θ1/2), definido como o ângulo total em que a intensidade é metade do valor axial, é tipicamente de 120 graus para ambos, indicando um padrão de emissão difuso e amplo. O comprimento de onda de emissão de pico (λP) é de 590 nm (Amarelo) e 524 nm (Verde), com o comprimento de onda dominante (λd) especificado dentro das gamas de 585-595 nm e 518-528 nm, respetivamente. A tensão direta (VF) varia conforme a cor: os LEDs Amarelos têm uma VF entre 1,8V e 2,4V, enquanto os LEDs Verdes operam entre 2,6V e 3,4V a 20mA. A corrente reversa máxima (IR) é de 10 μA a uma tensão reversa (VR) de 5V, notando que o dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa.

3. Explicação do Sistema de Classificação por Bins

Para garantir consistência na saída luminosa, os LEDs são classificados em bins de intensidade. Cada bin tem um valor mínimo e máximo de intensidade luminosa definido, com uma tolerância de +/-11% aplicada dentro de cada bin.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Para LEDs Amarelos, os códigos de bin são V1 (710-900 mcd), V2 (900-1120 mcd), W1 (1120-1400 mcd) e W2 (1400-1800 mcd). Para LEDs Verdes, os bins são W1 (1120-1400 mcd), W2 (1400-1800 mcd), X1 (1800-2240 mcd) e X2 (2240-2800 mcd). Esta classificação permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de brilho para a sua aplicação.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora dados gráficos específicos sejam referenciados no documento fonte, as curvas de desempenho típicas para tais dispositivos geralmente ilustram a relação entre a corrente direta e a intensidade luminosa (curva I-V), a variação da tensão direta com a temperatura e a distribuição espectral de potência mostrando o comprimento de onda de pico e a meia-largura espectral. Estas curvas são essenciais para compreender o comportamento do dispositivo em condições operacionais não padrão e para um design de circuito preciso.

5. Informação Mecânica e do Pacote

5.1 Dimensões do Pacote e Atribuição de Pinos

O LED vem num pacote SMD padrão. A lente branca difusa aloja dois chips semicondutores. A atribuição dos pinos está claramente definida: os pinos 1 e 2 são para o LED Verde (InGaN), e os pinos 3 e 4 são para o LED Amarelo (AlInGaP). Todos os desenhos dimensionais especificam medidas em milímetros, com uma tolerância geral de ±0,2 mm, salvo indicação em contrário. Esta informação é crítica para o design da pegada na PCB.

5.2 Layout Recomendado das Pastilhas de Fixação na PCB

É fornecida uma diagrama mostrando o padrão recomendado das pastilhas de cobre na PCB para soldadura por refluxo infravermelho ou de fase vapor. Seguir este layout garante a formação adequada da junta de solda, a gestão térmica e a estabilidade mecânica do componente após a montagem.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Perfil de Soldadura por Refluxo IR

É fornecido um perfil de soldadura por refluxo sugerido, compatível com J-STD-020B para processos sem chumbo. Os parâmetros-chave incluem uma temperatura de pré-aquecimento de 150-200°C, um tempo de pré-aquecimento até 120 segundos no máximo, uma temperatura de pico não superior a 260°C e um tempo acima do líquido (ou no pico) limitado a 10 segundos no máximo. É enfatizado que o perfil ideal depende do design específico da PCB, da pasta de solda e do forno, e o perfil fornecido deve ser usado como um alvo genérico validado para a linha de montagem específica.

6.2 Soldadura Manual

Se for necessária soldadura manual com ferro, a temperatura máxima recomendada da ponta do ferro é de 300°C, com um tempo de soldadura não superior a 3 segundos por junta. Isto deve ser realizado apenas uma vez para evitar danos térmicos ao pacote do LED.

6.3 Condições de Armazenamento

O armazenamento adequado é vital para manter a soldabilidade. Sacos à prova de humidade não abertos (com dessecante) devem ser armazenados a ≤30°C e ≤70% de HR, com uma vida útil de um ano. Uma vez abertos, os LEDs devem ser armazenados a ≤30°C e ≤60% de HR. Componentes removidos da sua embalagem original devem passar por refluxo IR dentro de 168 horas. Se este prazo for excedido, recomenda-se um cozimento a aproximadamente 60°C durante pelo menos 48 horas antes da soldadura para remover a humidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" durante o refluxo.

6.4 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldadura, apenas devem ser usados solventes à base de álcool especificados, como álcool etílico ou isopropílico. O LED deve ser imerso à temperatura normal por menos de um minuto. Produtos químicos não especificados podem danificar o material do pacote ou a lente.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificações da Fita e Bobina

Os LEDs são embalados em fita transportadora relevada de 8mm de largura enrolada em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. Cada bobina contém 2000 peças. A fita é selada com uma cobertura superior. A embalagem segue as especificações ANSI/EIA 481, que ditam parâmetros como o espaçamento dos bolsos e as dimensões da bobina para compatibilidade com equipamento automatizado. Uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças está disponível para encomendas de restantes.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED bicolor é ideal para aplicações que requerem indicação de múltiplos estados a partir de uma única pegada de componente. Exemplos incluem indicadores de estado de energia/carga (ex.: verde para "ligado" ou "totalmente carregado", amarelo para "em espera" ou "a carregar"), feedback de seleção de modo em eletrónica de consumo e retroiluminação para símbolos ou ícones em painéis de controlo. O seu amplo ângulo de visão torna-o adequado para aplicações onde a visibilidade a partir de ângulos fora do eixo é importante.

8.2 Considerações de Design

Acionamento por Corrente:Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Um resistor limitador de corrente em série deve ser usado para cada canal de cor quando acionado a partir de uma fonte de tensão. O valor do resistor é calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vfonte - VF_LED) / IF, onde VF_LED é a tensão direta da cor específica do LED à corrente desejada (ex.: 20mA). Usar o VF máximo da ficha técnica garante que a corrente não excede o limite mesmo com variação dos componentes.

Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa, garantir uma área de cobre adequada na PCB em torno das pastilhas térmicas (se existirem) ou uma largura geral dos trilhos ajuda a dissipar calor, mantendo o desempenho e longevidade do LED, especialmente em ambientes de alta temperatura.

Layout do Circuito:Mantenha os caminhos de acionamento de corrente para as duas cores separados para permitir controlo independente.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

A característica diferenciadora principal deste componente é a integração de duas cores distintas de LED (Verde e Amarelo) num único pacote branco difuso e compacto. Isto economiza espaço na PCB em comparação com o uso de dois LEDs monocromáticos separados. O amplo ângulo de visão de 120 graus proporcionado pela lente difusa oferece iluminação uniforme ideal para indicadores de painel. A compatibilidade do dispositivo com os processos padrão de montagem SMD (MSL JEDEC Nível 3, refluxo sem chumbo) garante que pode ser integrado em linhas de fabrico de alto volume existentes sem exigir manuseamento especial ou alterações de processo.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar ambas as cores do LED simultaneamente na sua corrente máxima?

R: Não. Os Valores Máximos Absolutos especificam limites de dissipação de potência para cada cor individualmente (72mW para Amarelo, 102mW para Verde). Acionar ambas a 30mA DC resultaria numa potência total que provavelmente excede a capacidade térmica do pacote, podendo levar a sobreaquecimento e redução da vida útil. Consulte as curvas de derating (se disponíveis) ou opere a correntes mais baixas para uso simultâneo.

P: Qual é a diferença entre comprimento de onda de pico e comprimento de onda dominante?

R: O comprimento de onda de pico (λP) é o comprimento de onda no qual a potência óptica emitida é mais alta. O comprimento de onda dominante (λd) é o comprimento de onda único da luz monocromática que pareceria ter a mesma cor que a saída do LED para um observador humano padrão. O λd é derivado do diagrama de cromaticidade CIE e é frequentemente mais relevante para a especificação de cor.

P: A gama de tensão direta é bastante ampla (ex.: 2,6V-3,4V para Verde). Como é que isto afeta o meu design de circuito?

R: Esta variação é típica para LEDs devido às tolerâncias de fabrico dos semicondutores. O seu circuito limitador de corrente deve ser projetado para lidar com o pior cenário. Use o VF máximo (3,4V) no seu cálculo do resistor para garantir que a corrente nunca excede o valor desejado (ex.: 20mA) mesmo que receba um LED com o VF mais alto. Isto resultará numa operação ligeiramente menos brilhante para LEDs com VF mais baixo, mas é a abordagem de design segura.

11. Estudo de Caso de Aplicação Prática

Cenário: Projetar um Indicador de Carga de Duplo Estado para um Dispositivo Portátil.

Um caso de uso comum é um indicador que mostra vermelho para carregar, amarelo para quase cheio e verde para totalmente carregado. Embora este LED específico não inclua vermelho, um princípio de design semelhante aplica-se. Dois circuitos de acionamento independentes (ex.: pinos GPIO de um microcontrolador com resistências em série) controlariam os LEDs Amarelo e Verde. O firmware sequenciaria as cores: Verde desligado/Amarelo ligado durante o carregamento ativo, depois mudaria para Verde ligado/Amarelo desligado quando o carregamento estivesse completo. A lente branca difusa garante que a luz é misturada uniformemente e visível de um ângulo amplo, fornecendo feedback claro ao utilizador. O pacote SMD permite esta funcionalidade numa pegada mínima na PCB densamente povoada do dispositivo.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Os Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz quando uma corrente elétrica passa através deles. Este fenómeno chama-se eletroluminescência. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, os eletrões do material tipo n recombinam-se com as lacunas do material tipo p, libertando energia na forma de fotões (luz). A cor específica da luz é determinada pela banda proibida de energia do material semicondutor utilizado. Neste componente, a luz Verde é produzida por um chip de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN), e a luz Amarela é produzida por um chip de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP). A lente de epóxi branca difusa encapsula os chips, fornecendo proteção mecânica, moldando o feixe de saída de luz para um ângulo amplo e difundindo a luz para reduzir o brilho e criar uma aparência uniforme.

13. Tendências e Desenvolvimentos da Indústria

A tendência nos LEDs SMD para aplicações de indicação continua em direção a maior eficiência (mais saída de luz por unidade de potência elétrica), tamanhos de pacote mais pequenos para eletrónica cada vez mais densa e maior integração. LEDs multicolor e RGB em pacotes únicos estão a tornar-se mais comuns, permitindo programabilidade de cor total. Há também um foco em melhorar a consistência da cor e apertar as especificações de binning para atender às exigências de aplicações onde a correspondência de cor é crítica. Além disso, os avanços nos materiais de embalagem visam melhorar a fiabilidade sob perfis de refluxo de temperatura mais elevada e melhorar a manutenção de lúmen a longo prazo. O componente descrito enquadra-se nestas tendências mais amplas ao oferecer funcionalidade bicolor num formato SMD padronizado e fiável, adequado para fabrico automatizado de alta fiabilidade.