Ficha Técnica de LED Amarelo SMD AlInGaP - Pacote SMD - Tensão Direta 1.8-2.4V - Fluxo Luminoso até 2.13lm - Documento Técnico em Português

Este documento detalha as especificações de um LED de montagem superficial (SMD) que utiliza um material semicondutor de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) para produzir luz amarela. O dispositivo é encapsulado num pacote com lente transparente, projetado para processos de montagem automatizados e aplicações com restrições de espaço. A sua função principal é servir como indicador de estado, sinal luminoso ou componente de retroiluminação de painel frontal numa vasta gama de equipamentos eletrónicos.

1.1 Características e Vantagens Principais

Conforme com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).

• Embalado em fita de 8mm enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, adequado para equipamentos automáticos de pick-and-place de alta velocidade.
• Apresenta um contorno de pacote padrão EIA (Electronic Industries Alliance).
• Níveis lógicos compatíveis com CI para fácil integração com circuitos de controlo.
• Totalmente compatível com processos de soldagem por reflow infravermelho (IR), suportando perfis de soldagem sem chumbo.
• Pré-condicionado para acelerar para o Nível de Sensibilidade à Humidade 3 da JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council), indicando uma vida útil de 168 horas a <30°C/60% HR após a abertura do saco.
• 1.2 Mercados-Alvo e Aplicações

Este LED é projetado para fiabilidade e desempenho em diversos setores. As principais áreas de aplicação incluem:

Telecomunicações:

• Indicadores de estado em telefones sem fios, telemóveis e equipamentos de rede.Automação de Escritório:
• Indicadores de painel em impressoras, scanners e computadores portáteis.Eletrodomésticos:
• Indicadores de ligação, modo ou função em vários dispositivos domésticos.Equipamento Industrial:
• Indicadores de estado operacional e de falha em painéis de controlo e maquinaria.Indicação Geral:
• Aplicações de sinalização luminosa e símbolos, bem como retroiluminação de painel frontal onde é necessária iluminação uniforme.2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

As secções seguintes fornecem uma análise detalhada dos limites operacionais e características de desempenho do dispositivo sob condições de teste padrão (Ta=25°C).

2.1 Classificações Absolutas Máximas

Estes valores representam os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não é recomendada a operação nestes ou perto destes limites por períodos prolongados.

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(PEAK)_):80 mA. Esta é a corrente direta instantânea máxima, tipicamente especificada sob condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0.1ms) para evitar sobreaquecimento.Corrente Direta Contínua DC (I
• ):_F30 mA. Esta é a corrente máxima recomendada para operação contínua.Tensão Reversa (V
• ):_R5 V. A aplicação de uma tensão reversa superior a este valor pode causar ruptura da junção.Gama de Temperatura de Operação:
• -40°C a +85°C. A gama de temperatura ambiente para a qual o dispositivo foi projetado para funcionar.Gama de Temperatura de Armazenamento:
• -40°C a +100°C. A gama de temperatura para armazenamento não operacional.2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes parâmetros definem o desempenho típico do LED quando acionado sob condições de teste especificadas (I

= 20mA)._FFluxo Luminoso (Φ

• ):_v0.67 lm (Mín) a 2.13 lm (Máx). Este é o poder total de luz percebido emitido pela fonte, medido em lumens (lm). A ampla gama é gerida através do binning.Intensidade Luminosa (I
• ):_v224 mcd (Mín) a 710 mcd (Máx). Este é o fluxo luminoso por ângulo sólido numa dada direção, medido em milicandelas (mcd). É um valor referenciado derivado da medição do fluxo luminoso.Ângulo de Visão (2θ
• 1/2_):120° (Típico). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa é metade do valor no eixo óptico (0°), indicando um padrão de visão muito amplo.Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ
• ):_p591 nm (Típico). O comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência da luz emitida é máxima.Comprimento de Onda Dominante (λ
• ):_d584.5 nm a 594.5 nm. O comprimento de onda único que define a cor percebida da luz, com uma tolerância de ±1 nm por bin.Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):
• 15 nm (Típico). A largura espectral da emissão a metade da sua intensidade máxima, indicando pureza da cor.Tensão Direta (V
• ):_F1.8 V (Mín) a 2.4 V (Máx) a 20mA. A queda de tensão no LED quando a corrente flui, com uma tolerância de ±0.1V por bin.Corrente Reversa (I
• ):_R10 µA (Máx) a V=5V. A pequena corrente de fuga que flui quando o dispositivo está polarizado inversamente._R3. Explicação do Sistema de Binning

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

3.1 Binning de Fluxo Luminoso / Intensidade

O LED é categorizado em bins com base na sua saída total de luz. A tolerância dentro de cada bin de intensidade é de ±11%.

Bin D2:

• 0.67 lm a 0.84 lm (224 mcd a 280 mcd)Bin E1:
• 0.84 lm a 1.07 lm (280 mcd a 355 mcd)Bin E2:
• 1.07 lm a 1.35 lm (355 mcd a 450 mcd)Bin F1:
• 1.35 lm a 1.68 lm (450 mcd a 560 mcd)Bin F2:
• 1.68 lm a 2.13 lm (560 mcd a 710 mcd)3.2 Binning de Tensão Direta

Os LEDs também são classificados pela sua queda de tensão direta a 20mA, com uma tolerância de ±0.1V por bin. Isto é crucial para o cálculo do resistor limitador de corrente e para o design da fonte de alimentação.

Bin D2:

• 1.8 V a 2.0 VBin D3:
• 2.0 V a 2.2 VBin D4:
• 2.2 V a 2.4 V3.3 Binning de Matiz / Comprimento de Onda Dominante

Este binning garante consistência de cor. O comprimento de onda dominante, que define o matiz amarelo percebido, é classificado em intervalos específicos com uma tolerância de ±1 nm por bin.

Bin H:

• 584.5 nm a 587.0 nmBin J:
• 587.0 nm a 589.5 nmBin K:
• 589.5 nm a 592.0 nmBin L:
• 592.0 nm a 594.5 nm4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora dados gráficos específicos sejam referenciados na ficha técnica, as tendências típicas de desempenho para LEDs de AlInGaP podem ser analisadas:

4.1 Característica Corrente vs. Tensão (I-V)

A tensão direta (V

) exibe uma relação logarítmica com a corrente direta (I_F). Aumenta de forma não linear, com uma subida mais acentuada a correntes mais baixas (perto da tensão de ligação) e um aumento mais linear a correntes mais altas devido à resistência em série dentro do semicondutor e do pacote._F4.2 Fluxo Luminoso vs. Corrente Direta

A saída de luz (fluxo luminoso) é geralmente proporcional à corrente direta numa gama operacional significativa. No entanto, a eficiência (lumens por watt) tipicamente atinge o pico numa corrente específica e pode diminuir a correntes muito altas devido ao aumento da geração de calor e à queda de eficiência.

4.3 Dependência da Temperatura

Parâmetros-chave são afetados pela temperatura da junção (T

):_jTensão Direta (V

• ):_FDiminui com o aumento da temperatura (coeficiente de temperatura negativo).Fluxo Luminoso/Intensidade:
• Geralmente diminui com o aumento da temperatura. A taxa de diminuição é um fator crítico para a gestão térmica em aplicações de alta potência ou alta temperatura ambiente.Comprimento de Onda Dominante (λ
• ):_dPode deslocar-se ligeiramente com a temperatura, afetando a cor percebida.5. Informações Mecânicas e do Pacote

5.1 Dimensões do Pacote

O dispositivo está em conformidade com um contorno de pacote SMD padrão EIA. Todas as dimensões críticas, incluindo comprimento, largura, altura do corpo e espaçamento dos terminais, são fornecidas na ficha técnica com uma tolerância padrão de ±0.2 mm, salvo indicação em contrário. O material da lente transparente é tipicamente à base de epóxi ou silicone.

5.2 Identificação de Polaridade e Design do Pad

O cátodo está tipicamente marcado no corpo do dispositivo, muitas vezes com um entalhe, ponto verde ou outro indicador visual. A ficha técnica inclui um padrão de land (pad de fixação) recomendado para placa de circuito impresso (PCB) para soldagem por reflow infravermelho ou de fase de vapor. Este padrão é projetado para garantir a formação adequada da junta de solda, o auto-alinhamento durante o reflow e a fixação mecânica fiável.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Reflow IR Recomendado

O dispositivo é compatível com processos de soldagem sem chumbo (Pb-free). A ficha técnica referencia um perfil conforme com a J-STD-020B. Os parâmetros-chave tipicamente incluem:

Pré-aquecimento:

• 150°C a 200°C, com um tempo máximo de 120 segundos para aquecer gradualmente o conjunto e ativar o fluxo.Temperatura de Pico:
• Máximo de 260°C. O tempo acima da temperatura de liquidus da solda (ex., 217°C para SAC305) deve ser controlado.Tempo Total de Soldagem:
• Máximo de 10 segundos na temperatura de pico, sendo permitido um máximo de dois ciclos de reflow.Nota:

O perfil ótimo depende do design específico da PCB, componentes, pasta de solda e forno. O perfil fornecido é uma diretriz que deve ser caracterizada para a configuração de produção real.6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, deve ter-se extremo cuidado:

Temperatura do Ferro:

• Máximo 300°C.Tempo de Soldagem:
• Máximo 3 segundos por junta.Limite:
• Apenas um ciclo de soldagem é permitido para soldagem manual para minimizar o stress térmico no pacote do LED.6.3 Limpeza

Apenas devem ser utilizados agentes de limpeza especificados. Produtos químicos não especificados podem danificar a lente de epóxi ou o pacote. Se for necessária limpeza pós-soldagem, recomenda-se a imersão em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto.

6.4 Armazenamento e Manuseio

O armazenamento adequado é crítico devido ao nível de sensibilidade à humidade do dispositivo (MSL 3):

Pacote Selado:

• Armazenar a ≤30°C e ≤70% de Humidade Relativa (HR). Utilizar dentro de um ano a partir da data de selagem do saco.Pacote Aberto:
• Armazenar a ≤30°C e ≤60% HR. Os componentes devem ser submetidos a reflow IR dentro de 168 horas (7 dias) após exposição ao ar ambiente.Exposição Prolongada:
• Para armazenamento além de 168 horas, armazenar num recipiente selado com dessecante ou num ambiente de azoto. Componentes expostos por mais de 168 horas requerem cozimento a aproximadamente 60°C durante pelo menos 48 horas antes da soldagem para remover a humidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" durante o reflow.7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora embutida padrão da indústria:

Largura da Fita:

• 8 mm.Diâmetro da Bobina:
• 7 polegadas.Quantidade por Bobina:
• 2000 peças (bobina completa padrão).Quantidade Mínima de Encomenda (MOQ):
• 500 peças para quantidades remanescentes.A fita é selada com uma fita de cobertura superior. A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481, com tolerância para um máximo de dois componentes em falta consecutivos.
• 8. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Limitação de Corrente

Um resistor limitador de corrente em série é obrigatório para operação fiável. O valor do resistor (R

) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R_s= (V_sfonte_{- V}) / I_F. Utilize o V_Fmáximo do bin ou da ficha técnica para garantir que a corrente não excede o I_Fdesejado sob as piores condições. A potência nominal do resistor deve ser suficiente: P_F= (I_R)² * R_F8.2 Gestão Térmica_s.

Embora este seja um dispositivo de baixa potência, um design térmico adequado prolonga a vida útil e mantém a estabilidade da saída de luz. Garanta uma área de cobre adequada na PCB ligada ao pad térmico do LED (se aplicável) ou aos terminais para dissipar calor. Evite operar na corrente absoluta máxima e na dissipação de potência máxima em altas temperaturas ambientes.

8.3 Design Óptico

O ângulo de visão de 120° fornece um feixe muito amplo. Para aplicações que requerem um feixe mais focado, devem ser utilizadas óticas secundárias (lentes, tubos de luz). A lente transparente é adequada para aplicações onde a imagem do chip não é crítica; para um aspeto mais difuso, seria necessária uma lente difusa leitosa ou colorida.

9. Perguntas Frequentes (FAQ)

9.1 Qual é a diferença entre Fluxo Luminoso e Intensidade Luminosa?

Fluxo Luminoso (lm)

mede a quantidade total de luz visível emitida pela fonte em todas as direções.Intensidade Luminosa (mcd)mede o quão brilhante a fonte aparece numa direção específica. Um LED de alta intensidade pode ter um feixe estreito, enquanto um LED de alto fluxo emite mais luz total, potencialmente numa área mais ampla. Nesta ficha técnica, a intensidade é um valor referenciado derivado da medição do fluxo.9.2 Por que o binning é importante?

Variações de fabrico causam diferenças em V

, saída de luz e cor entre LEDs individuais. O binning classifica-os em grupos com parâmetros rigorosamente controlados. Para aplicações que requerem aparência uniforme (ex., displays multi-LED, retroiluminação) ou acionamento de corrente preciso, especificar um único bin ou uma mistura de bins do mesmo grupo é essencial._F9.3 Posso acionar este LED sem um resistor limitador de corrente?

Um LED é um díodo com uma característica I-V não linear. Um pequeno aumento na tensão acima do seu V

No.pode causar um grande aumento, potencialmente destrutivo, na corrente. Um resistor em série (ou um driver de corrente constante) é sempre necessário para definir o ponto de operação com segurança._F9.4 O que acontece se eu exceder o tempo de armazenamento ou reflow após abrir o saco?

A humidade absorvida no pacote de plástico pode vaporizar-se rapidamente durante o processo de soldagem por reflow de alta temperatura, causando delaminação interna, fissuras ou danos nos fios de ligação ("efeito pipoca"). Seguir as diretrizes MSL 3 (vida útil de 168 horas) e realizar o cozimento necessário se excedido é crítico para o rendimento da montagem e para a fiabilidade a longo prazo.

10. Princípio de Funcionamento e Tecnologia

10.1 Tecnologia de Semicondutor AlInGaP

Este LED utiliza um composto semicondutor de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) para a sua região ativa. Ao controlar precisamente as proporções destes elementos durante o crescimento do cristal, a banda proibida do material é projetada para emitir luz na região amarela do espectro visível (cerca de 590 nm) quando os eletrões e as lacunas se recombinam através da banda proibida (eletroluminescência). A tecnologia AlInGaP é conhecida pela sua alta eficiência nos comprimentos de onda vermelho, laranja e amarelo.

10.2 Construção do Pacote SMD

O chip semicondutor é montado num leadframe, que fornece as ligações elétricas (ânodo e cátodo) e muitas vezes atua como dissipador de calor. Fios de ligação conectam o topo do chip ao outro terminal do leadframe. Este conjunto é então encapsulado num composto de moldagem transparente de epóxi ou silicone que forma a lente. A forma da lente determina o ângulo de visão e fornece proteção mecânica e ambiental.

The semiconductor die is mounted onto a leadframe, which provides the electrical connections (anode and cathode) and often acts as a heat sink. Bond wires connect the top of the die to the other leadframe terminal. This assembly is then encapsulated in a transparent epoxy or silicone molding compound that forms the lens. The lens shape determines the viewing angle and provides mechanical and environmental protection.