LED SMD Amarelo Lente Difusa LTSN-B680VSST - Dimensões do Pacote - Tensão Direta 1.8-2.4V - Intensidade Luminosa 710-1400mcd - 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). O dispositivo possui uma lente difusa e utiliza um material semicondutor de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para produzir luz amarela. Os LEDs SMD são projetados para processos automatizados de montagem em placas de circuito impresso (PCB), oferecendo um formato compacto adequado para aplicações com espaço limitado.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens deste LED incluem sua compatibilidade com equipamentos automatizados de pick-and-place e processos de soldagem por refluxo infravermelho (IR), que são padrão na fabricação de eletrônicos em grande volume. Ele é embalado em fita carregadora com relevo (passo de 8mm) e enrolado em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, facilitando o manuseio e montagem eficientes. O dispositivo está em conformidade com os padrões relevantes da indústria e é projetado para uso em uma ampla gama de eletrônicos de consumo e industriais. As aplicações-alvo abrangem equipamentos de telecomunicações, dispositivos de automação de escritório, eletrodomésticos, sistemas de controle industrial e aplicações de sinalização ou exibição interna onde é necessária iluminação indicadora confiável.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva Detalhada

O desempenho do LED é definido sob condições específicas de teste, tipicamente a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Compreender estes parâmetros é crucial para o projeto do circuito e previsão de desempenho.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação fora destes limites não é aconselhada. Os limites principais incluem uma dissipação de potência máxima de 120 mW, uma corrente direta contínua (IF) de 50 mA e uma corrente direta de pico de 80 mA sob condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso de 0,1ms). A tensão reversa máxima (VR) é de 5 V. O dispositivo é classificado para operação e armazenamento dentro de uma faixa de temperatura de -40°C a +100°C.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos sob condições normais de operação. A intensidade luminosa (Iv), uma medida do brilho percebido, varia de um mínimo de 710 mcd a um máximo de 1400 mcd quando alimentado por uma corrente direta de 20 mA. O ângulo de visão (2θ1/2), definido como o ângulo total onde a intensidade cai para metade do seu valor axial, é tipicamente de 120 graus, indicando um padrão de visão amplo adequado para luzes indicadoras. A tensão direta (VF) a 20 mA varia de 1,8 V a 2,4 V, o que é importante para calcular os valores do resistor em série e o projeto da fonte de alimentação. O comprimento de onda dominante (λd), que define a cor percebida, é especificado entre 586,5 nm e 592,5 nm, situando-o na região amarela do espectro. A corrente reversa (IR) é tipicamente muito baixa, com um máximo de 10 µA na tensão reversa total de 5V.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins de desempenho. Isto permite que os projetistas selecionem componentes que atendam a requisitos específicos de tensão, brilho e cor.

3.1 Classificação da Tensão Direta (Vf)

Os LEDs são classificados com base na queda de tensão direta a 20 mA. Os códigos de bin D2, D3 e D4 correspondem às faixas de tensão de 1,80-2,00V, 2,00-2,20V e 2,20-2,40V, respectivamente, com uma tolerância de ±0,1V por bin. Selecionar LEDs do mesmo bin Vf ajuda a manter a uniformidade da corrente quando vários dispositivos são conectados em paralelo.

3.2 Classificação da Intensidade Luminosa (Iv)

O brilho é categorizado nos bins V1 (710-875 mcd), V2 (875-1120 mcd) e W1 (1120-1400 mcd) a 20 mA, com uma tolerância de 11% por bin. Isto permite igualar os níveis de brilho em uma matriz de LEDs.

3.3 Classificação do Comprimento de Onda Dominante (Wd)

A cor (comprimento de onda) é classificada nos códigos J (586,5-589,5 nm) e K (589,5-592,5 nm), com uma tolerância de ±1 nm. Isto garante consistência de cor, o que é crucial para aplicações onde uma aparência uniforme é importante.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora dados gráficos específicos sejam referenciados na ficha técnica, as curvas típicas para tais dispositivos fornecem insights valiosos. A curva de corrente direta vs. tensão direta (I-V) mostra a relação exponencial, crítica para determinar o ponto de operação. A curva de intensidade luminosa vs. corrente direta tipicamente mostra uma relação quase linear dentro da faixa de operação, mas a saturação pode ocorrer em correntes mais altas. A curva de distribuição espectral mostraria um pico de emissão de comprimento de onda (λp) em torno de 591 nm com uma meia-largura espectral (Δλ) de aproximadamente 15 nm, definindo a pureza da cor. O desempenho também varia com a temperatura; a intensidade luminosa geralmente diminui à medida que a temperatura da junção aumenta.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

O LED é alojado em um pacote SMD padrão. Desenhos dimensionais detalhados são fornecidos, especificando comprimento, largura, altura, espaçamento dos terminais e geometria da lente. Estas dimensões são cruciais para o projeto do footprint da PCB. O documento inclui projetos recomendados de padrão de solda (pad) na PCB para soldagem confiável, especificando o tamanho e espaçamento dos pads para garantir a formação adequada da junta de solda durante o refluxo. O dispositivo possui uma marcação de polaridade, tipicamente um indicador de cátodo na embalagem, que deve ser alinhado corretamente com o footprint da PCB.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Refluxo IR Recomendado

Para processos de soldagem sem chumbo, recomenda-se um perfil em conformidade com a J-STD-020B. Parâmetros-chave incluem uma temperatura de pré-aquecimento de 150-200°C, uma temperatura máxima do corpo não excedendo 260°C e um tempo acima do líquido (TAL) ajustado à pasta de solda específica. O tempo total de pré-aquecimento deve ser limitado a um máximo de 120 segundos. Estas condições são essenciais para evitar danos térmicos ao pacote do LED ou à lente de epóxi.

6.2 Condições de Armazenamento

Os LEDs são sensíveis à umidade. Quando armazenados em sua bolsa selada original com barreira de umidade e dessecante, devem ser mantidos a ≤ 30°C e ≤ 70% de UR, com um período de uso recomendado de um ano. Uma vez aberta a bolsa, o ambiente de armazenamento deve ser ≤ 30°C e ≤ 60% de UR. Componentes expostos às condições ambientes por mais de 168 horas devem ser aquecidos a aproximadamente 60°C por pelo menos 48 horas antes da soldagem para remover a umidade absorvida e prevenir o \"efeito pipoca\" durante o refluxo.

6.3 Limpeza

Se a limpeza após a soldagem for necessária, apenas 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 material da embalagem ou a lente.

7. Informações de Embalagem e Pedido

A embalagem padrão consiste em LEDs colocados em fita carregadora com relevo (passo de 8mm) e selados com uma fita de cobertura. Esta fita é enrolada em uma bobina padrão de 7 polegadas (178 mm) de diâmetro. Cada bobina completa contém 2000 unidades. Para quantidades menores que uma bobina completa, uma quantidade mínima de embalagem de 500 unidades pode estar disponível. A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

LEDs são dispositivos acionados por corrente. Para garantir brilho estável e uniforme, especialmente quando múltiplos LEDs são usados, cada LED deve ser acionado com um resistor limitador de corrente em série. O valor do resistor (R) é calculado usando a fórmula: R = (Vcc - VF) / IF, onde Vcc é a tensão de alimentação, VF é a tensão direta do LED (use o valor máximo para cálculo de corrente no pior caso) e IF é a corrente direta desejada (ex.: 20 mA). Acionar LEDs em paralelo sem resistores individuais não é recomendado devido às variações em VF, o que pode levar a um desequilíbrio significativo de corrente e brilho desigual.

8.2 Considerações de Projeto

Considere o ambiente térmico. Operar na ou perto da corrente máxima nominal gerará mais calor, potencialmente reduzindo a saída luminosa e a vida útil. Uma área adequada de cobre na PCB ou vias térmicas podem ser necessárias para dissipação de calor em aplicações de alta corrente ou alta temperatura ambiente. Certifique-se de que o layout da PCB corresponda à geometria de pad recomendada para soldagem confiável. Leve em conta o amplo ângulo de visão (120°) ao projetar guias de luz ou molduras.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado aos LEDs convencionais de orifício passante, este tipo SMD oferece economia significativa de espaço, melhor adequação para montagem automatizada e, frequentemente, maior confiabilidade devido à ausência de ligações por fio. Dentro da categoria de LED SMD amarelo, os principais diferenciadores para esta peça incluem sua combinação específica de alta intensidade luminosa (até 1400 mcd), amplo ângulo de visão e o uso da tecnologia AlInGaP, que tipicamente oferece maior eficiência e melhor estabilidade térmica em comparação com alguns outros materiais semicondutores para luz amarela. A estrutura detalhada de binning fornece aos projetistas controle preciso sobre a consistência de cor e brilho.

10. Perguntas Frequentes Baseadas em Parâmetros Técnicos

P: Qual valor de resistor devo usar para uma fonte de 5V?

R: Usando o VF máximo de 2,4V e um IF alvo de 20mA: R = (5V - 2,4V) / 0,020A = 130 Ohms. Um resistor padrão de 130 ou 150 Ohm seria apropriado, verificando a dissipação de potência real no resistor.

P: Posso acionar este LED a 50 mA continuamente?

R: Embora o valor máximo absoluto seja 50 mA DC, operar neste limite pode reduzir a longevidade e aumentar a temperatura da junção, potencialmente diminuindo a saída de luz. Para confiabilidade e desempenho ideais, recomenda-se acionar na ou abaixo da corrente de teste típica de 20 mA.

P: Como garantir brilho uniforme em uma matriz?

R: Use resistores limitadores de corrente individuais para cada LED e, se possível, especifique LEDs dos mesmos bins de intensidade luminosa (Iv) e tensão direta (Vf) durante a aquisição.

P: Este LED é adequado para uso externo?

R: A ficha técnica especifica aplicações incluindo sinalização/exibição interna. Para uso externo, fatores como resistência à UV da lente, ciclagem de temperatura mais ampla e vedação à prova d'água são críticos e não são explicitamente cobertos aqui. Ele é projetado principalmente para ambientes internos/benignos.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Cenário: Projetando um painel de indicadores de status para um roteador de rede.O painel requer dez luzes indicadoras amarelas para mostrar atividade de link e status do sistema. O projetista seleciona este LED por seu brilho, amplo ângulo de visão e compatibilidade com montagem automatizada. Cada LED é conectado entre um pino GPIO de um microcontrolador de 3,3V e o terra via um resistor em série de 56 Ohm (calculado para ~20mA em um VF típico de 2,2V). O layout da PCB usa o footprint de pad recomendado. O projetista especifica o código de bin D3 para Vf e V2 para Iv para garantir brilho e consumo de corrente consistentes dos pinos do microcontrolador. Os LEDs são colocados atrás de um painel de acrílico levemente difuso. A placa montada passa por refluxo IR usando o perfil sem chumbo especificado, resultando em juntas de solda confiáveis e indicadores totalmente funcionais.

12. Introdução ao Princípio

A emissão de luz neste LED é baseada na eletroluminescência em uma junção p-n semicondutora feita de materiais AlInGaP. Quando uma tensão direta é aplicada, elétrons e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam. A energia liberada durante esta recombinação é emitida como fótons (luz). A composição específica da liga AlInGaP determina a energia da banda proibida, que por sua vez define o comprimento de onda (cor) da luz emitida, neste caso, amarela. A lente difusa contém partículas de dispersão que ajudam a espalhar a luz, criando um ângulo de visão mais amplo e uniforme em comparação com uma lente transparente.

13. Tendências de Desenvolvimento

A tendência geral nos LEDs SMD continua em direção a uma maior eficácia luminosa (mais saída de luz por watt de entrada elétrica), permitindo exibições mais brilhantes ou menor consumo de energia. Os tamanhos dos pacotes estão constantemente diminuindo enquanto mantêm ou melhoram o desempenho óptico. Há também um foco na melhoria da consistência de cor e tolerâncias de binning mais apertadas para atender às demandas de aplicações de exibição de alta qualidade. Além disso, a confiabilidade aprimorada sob condições mais altas de temperatura e umidade é uma área de desenvolvimento contínuo para expandir a gama de aplicações adequadas. A busca por compatibilidade mais ampla com processos de soldagem sem chumbo e de alta temperatura permanece padrão.