Ficha Técnica de LED SMD Amarelo AlInGaP Pacote 1206 - Dimensões 1.6x0.8x0.6mm - Tensão 1.8-2.6V - Potência 120mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um Diodo Emissor de Luz (LED) para montagem em superfície (SMD) que utiliza o material semicondutor Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) para produzir luz amarela. O dispositivo é encapsulado no formato compacto e padrão do setor 1206, tornando-o adequado para processos de montagem automatizados e aplicações com espaço limitado. A sua função principal é fornecer uma fonte de luz indicadora confiável e eficiente.

1.1 Características e Vantagens Principais

O LED oferece várias vantagens-chave para a fabricação eletrónica moderna. É compatível com regulamentações ambientais, embalado para equipamentos automáticos de pick-and-place de alto volume em fita de 8mm dentro de bobinas de 7 polegadas, e projetado para ser compatível com processos padrão de soldagem por refluxo infravermelho. A sua pequena dimensão e compatibilidade com montagem automatizada reduzem significativamente o tempo e o custo de produção.

1.2 Mercado-Alvo e Aplicações

Este componente foi projetado para uma ampla gama de equipamentos eletrónicos. As aplicações típicas incluem dispositivos de telecomunicações, como telefones sem fio e celulares, dispositivos de computação portáteis, como notebooks, equipamentos de sistemas de rede, vários eletrodomésticos e aplicações de sinalização, incluindo displays internos, displays semi-externos e sistemas de informação de autocarros.

2. Parâmetros e Características Técnicas

Esta seção fornece os limites absolutos e as condições operacionais padrão para o dispositivo. O cumprimento destes parâmetros é fundamental para garantir a fiabilidade e o desempenho a longo prazo.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

O dispositivo não deve ser operado além destes limites, pois pode ocorrer dano permanente. As classificações principais incluem uma dissipação de potência máxima de 120 mW, uma corrente direta contínua de 50 mA e uma corrente direta de pico de 80 mA em condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms). A tensão reversa máxima é de 5 V. A faixa de temperatura operacional e de armazenamento é especificada de -40°C a +100°C.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos em condições padrão de teste a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C e uma corrente direta (IF) de 20 mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de um mínimo de 450 mcd a um máximo de 1120 mcd, com valores típicos dependendo do bin específico.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):Um amplo ângulo de visão de 120 graus, definido como o ângulo fora do eixo onde a intensidade é metade do valor axial.
• Tensão Direta (Vf):Entre 1,8 V e 2,6 V a 20mA.
• Comprimento de Onda de Pico (λp):Tipicamente 591 nm.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Varia de 584,5 nm a 594,5 nm, definindo a cor percebida.
• Largura Espectral à Meia Altura (Δλ):Aproximadamente 15 nm, indicando a pureza espectral da emissão amarela.
• Corrente Reversa (Ir):Máximo de 10 μA a uma tensão reversa de 5V.

3. Sistema de Classificação por Bins

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

3.1 Classificação da Tensão Direta (Vf)

Os LEDs são categorizados em bins (D2 a D5) com base na sua tensão direta a 20mA, com cada bin tendo uma faixa de 0,2V (ex.: D2: 1,8-2,0V, D3: 2,0-2,2V). Uma tolerância de ±0,1V aplica-se a cada bin.

3.2 Classificação da Intensidade Luminosa (Iv)

O brilho é classificado nos bins U1, U2, V1 e V2. A intensidade varia de 450-560 mcd (U1) até 900-1120 mcd (V2). Uma tolerância de ±11% aplica-se a cada bin de intensidade.

3.3 Classificação do Comprimento de Onda Dominante (Wd)

A cor, definida pelo comprimento de onda dominante, é classificada de H a L. A faixa abrange desde 584,5-587,0 nm (Bin H) até 592,0-594,5 nm (Bin L). Uma tolerância de ±1 nm é mantida para cada bin de comprimento de onda.

4. Informações Mecânicas e do Pacote

4.1 Dimensões do Pacote

O dispositivo está em conformidade com o tamanho de pacote padrão EIA 1206. As dimensões principais incluem um comprimento de 1,6 mm, uma largura de 0,8 mm e uma altura de 0,6 mm. Todas as tolerâncias dimensionais são de ±0,2 mm, salvo indicação em contrário. A lente é transparente e a cor da fonte de luz é Amarelo AlInGaP.

4.2 Layout Recomendado para as Ilhas de Solda na PCB

Um desenho de padrão de ilhas é recomendado para uma soldagem confiável usando processos de refluxo por infravermelhos ou fase de vapor. Este padrão garante a formação adequada do filete de solda e a estabilidade mecânica do componente na placa de circuito impresso (PCB).

5. Diretrizes de Montagem, Manuseio e Aplicação

5.1 Processo de Soldagem

O LED é compatível com processos de soldagem por refluxo infravermelho, incluindo perfis sem chumbo. É fornecido um perfil de refluxo sugerido, alinhado com os padrões J-STD-020B. Os parâmetros principais incluem uma temperatura de pré-aquecimento de 150-200°C, uma temperatura de pico não superior a 260°C e um tempo acima do líquido adaptado à pasta de solda específica e ao desenho da placa. Para soldagem manual, é aconselhada uma temperatura do ferro de solda abaixo de 300°C por um máximo de 3 segundos.

5.2 Limpeza

Se a limpeza for necessária após a soldagem, apenas os solventes especificados devem ser usados. Imersão do LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto é aceitável. Produtos químicos não especificados podem danificar o pacote.

5.3 Condições de Armazenamento

Para sacos à prova de humidade não abertos contendo dessecante, o armazenamento deve ser a 30°C ou menos e 70% de humidade relativa (HR) ou menos, com um período de uso recomendado de um ano. Uma vez que a embalagem original é aberta, o ambiente de armazenamento não deve exceder 30°C e 60% HR. Componentes expostos por mais de 168 horas devem ser "cozidos" (baked) a aproximadamente 60°C por pelo menos 48 horas antes da soldagem para evitar danos induzidos por humidade durante o refluxo ("popcorning").

5.4 Método de Acionamento e Considerações de Projeto

Os LEDs são dispositivos operados por corrente. Para garantir um brilho consistente entre várias unidades, eles devem ser acionados por uma fonte de corrente constante ou com resistores limitadores de corrente apropriados em configuração série. O acionamento através de uma fonte de tensão constante sem regulação de corrente não é recomendado, pois pode levar a corrente excessiva, fuga térmica e redução da vida útil. A variação da tensão direta entre os bins deve ser considerada no projeto do circuito para manter a corrente desejada.

5.5 Precauções na Aplicação

Estes LEDs destinam-se a equipamentos eletrónicos comerciais e industriais padrão. Para aplicações que exigem fiabilidade excecional onde uma falha pode comprometer a segurança (ex.: aviação, suporte de vida médico, sistemas de segurança de transporte), consulta e qualificação específicas são necessárias antes do uso.

6. Embalagem e Informações para Pedido

6.1 Especificações da Fita e da Bobina

Os componentes são fornecidos em fita transportadora embutida de 8mm de largura selada com fita de cobertura, enrolada em bobinas de 7 polegadas (178 mm) de diâmetro. A quantidade padrão por bobina é de 2000 peças. Uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças está disponível para pedidos de restante. A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481.

7. Análise de Desempenho e Contexto de Projeto

7.1 Compreendendo as Curvas Eletro-Ópticas

As curvas de desempenho típicas, como a relação entre a corrente direta e a intensidade luminosa ou a tensão direta, são essenciais para o projeto do circuito. A curva IV mostra uma relação não linear, enfatizando a necessidade de controlo de corrente. A curva de intensidade versus corrente é geralmente linear dentro da faixa operacional, mas saturará em correntes mais altas devido a efeitos térmicos.

7.2 Considerações sobre Gestão Térmica

Embora o dispositivo tenha uma temperatura operacional especificada até 100°C, o seu desempenho degrada-se com o aumento da temperatura da junção. A intensidade luminosa normalmente diminui à medida que a temperatura sobe. Um layout de PCB adequado para dissipação de calor, possivelmente usando vias térmicas ou áreas de cobre, é recomendado para aplicações que operam em altas temperaturas ambientes ou altas correntes de acionamento para manter o brilho e a longevidade.

7.3 Estabilidade do Ponto de Cor e do Comprimento de Onda

O comprimento de onda dominante pode deslocar-se ligeiramente com mudanças na corrente de acionamento e na temperatura da junção. O sistema de binagem ajuda a gerir isto fornecendo uma faixa controlada. Para aplicações críticas em termos de cor, compreender a relação entre as condições de acionamento e o desvio de cromaticidade é importante.

8. Comparação e Contexto Tecnológico

8.1 Tecnologia AlInGaP

O Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) é um sistema de material semicondutor particularmente eficiente na produção de luz nas regiões amarela, laranja e vermelha do espectro. Em comparação com tecnologias mais antigas, oferece maior eficiência luminosa, melhor estabilidade térmica e vida operacional mais longa, tornando-o o padrão para LEDs amarelos de alto desempenho.

8.2 Vantagens do Pacote 1206

O pacote 1206 (1,6mm x 0,8mm) oferece um bom equilíbrio entre tamanho e facilidade de manuseio/fabricação. É maior do que pacotes ultra-miniaturizados como o 0402, tornando-o mais robusto para montagem e muitas vezes mais fácil de inspecionar, sendo ainda compacto o suficiente para a maioria dos dispositivos portáteis modernos.

9. Perguntas Frequentes (FAQ)

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

O comprimento de onda de pico (λp) é o comprimento de onda no qual a distribuição de potência espectral é máxima. O comprimento de onda dominante (λd) é derivado do diagrama de cromaticidade CIE e representa o comprimento de onda único do espectro que corresponde à cor percebida do LED. Para uma fonte monocromática, eles são semelhantes; para LEDs com alguma largura espectral, λd é o parâmetro mais relevante para a especificação da cor.

9.2 Posso acionar este LED diretamente de uma fonte lógica de 3,3V ou 5V?

Não sem um resistor limitador de corrente. A tensão direta varia de 1,8V a 2,6V. Conectá-lo diretamente a uma fonte de 3,3V forçaria uma corrente determinada pela resistência dinâmica do LED, que provavelmente excederia a classificação máxima e destruiria o dispositivo. Um resistor em série deve ser calculado com base na tensão da fonte, na tensão direta do LED (usando o valor máximo do bin para um projeto seguro) e na corrente operacional desejada.

9.3 Por que é necessário o "baking" se a embalagem for aberta por mais de 168 horas?

Os pacotes SMD podem absorver humidade da atmosfera. Durante o processo de soldagem por refluxo em alta temperatura, esta humidade retida pode vaporizar-se rapidamente, criando pressão interna que pode rachar o pacote ou delaminar interfaces internas - um fenómeno conhecido como "popcorning". O "baking" remove esta humidade absorvida, tornando os componentes seguros para o refluxo.

10. Exemplo de Aplicação Prática

Cenário: Projetar um painel de indicadores de estado para um router de rede.

São necessários vários LEDs amarelos para indicar diferentes estados de atividade da rede. Para garantir um brilho uniforme, o projetista seleciona LEDs do mesmo bin de intensidade luminosa (ex.: V1). Um circuito acionador de corrente constante é implementado para fornecer 20mA a cada LED. O layout da PCB inclui a geometria de ilhas recomendada e incorpora pequenas conexões de alívio térmico ao plano de terra para dissipação de calor menor. Os componentes são armazenados em um ambiente controlado após a abertura da bobina e são montados usando um perfil de refluxo sem chumbo verificado para permanecer dentro dos limites de temperatura especificados. Esta abordagem garante uma funcionalidade indicadora confiável, consistente e duradoura.