LED SMD Amarelo-Verde 120 Graus de Ângulo de Visão - Dimensões do Pacote - Tensão Direta 2.0V Típico - Dissipação de Potência 72mW - Ficha Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um Diodo Emissor de Luz (LED) de montagem em superfície (SMD) que utiliza uma lente difusa e um material semicondutor de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para produzir uma luz amarelo-verde. O dispositivo foi projetado para processos de montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB), tornando-o adequado para fabricação em grande volume. Seu formato compacto e compatibilidade com equipamentos padrão de colocação SMD atendem a aplicações com restrições de espaço em diversos setores eletrônicos.

1.1 Características e Vantagens Principais

• Conformidade:O produto está em conformidade com regulamentações ambientais relevantes (ex.: RoHS).
• Embalagem:Fornecido em fita padrão da indústria de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, facilitando operações automatizadas de pick-and-place.
• Compatibilidade de Processo:Totalmente compatível com equipamentos de colocação automatizada e processos de soldagem por refluxo infravermelho (IR) comumente usados em linhas de montagem de tecnologia de montagem em superfície (SMT).
• Interface Elétrica:O encapsulamento do LED possui dimensões físicas específicas críticas para o projeto da área de contato na PCB. A ficha técnica inclui um desenho dimensional detalhado. A polaridade é indicada por uma marca de cátodo (tipicamente um entalhe, ponto verde ou outra marcação no encapsulamento). A orientação correta é essencial para a operação do circuito.
• Confiabilidade:Submetido a testes de pré-condicionamento acelerados para os padrões JEDEC Nível 3 para garantir robustez contra estresse induzido por umidade durante a soldagem.

1.2 Mercados-Alvo e Aplicações

Este LED foi projetado para uma ampla gama de equipamentos eletrônicos onde é necessária indicação de status ou iluminação confiável e compacta. As principais áreas de aplicação incluem:

• Equipamentos de Telecomunicações:Indicadores de status em roteadores, modems e aparelhos celulares.
• Automação de Escritório:Indicadores de painel em impressoras, copiadoras e scanners.
• Eletrônicos de Consumo e Eletrodomésticos:Indicadores de energia, modo ou função.
• Equipamentos Industriais:Sinalização de status da máquina, falha ou modo operacional.
• Indicação Geral:Retroiluminação de painel frontal para símbolos, ícones ou luminárias de status geral.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

A seção a seguir fornece uma interpretação objetiva e detalhada dos principais parâmetros elétricos, ópticos e térmicos que definem a faixa de desempenho do dispositivo.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação nestes ou próximos a estes limites não é recomendada para um desempenho confiável.

• Dissipação de Potência (Pd):72 mW. Esta é a potência máxima permitida que o encapsulamento do LED pode dissipar como calor a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder este limite corre o risco de superaquecer a junção semicondutora, levando à degradação acelerada ou falha.
• Corrente Direta Contínua (IF):30 mA. A corrente direta contínua máxima que pode ser aplicada ao LED.
• Corrente Direta de Pico:80 mA (sob condições pulsadas: ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso de 0,1ms). Esta classificação é relevante para pulsos breves de alta corrente, mas não deve ser usada para operação contínua.
• Faixa de Temperatura de Operação:-40°C a +85°C. A faixa de temperatura ambiente na qual o dispositivo é especificado para operar corretamente.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +100°C. A faixa de temperatura para armazenamento seguro quando o dispositivo não está energizado.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos sob condições padrão de teste (Ta=25°C, IF=20mA) e representam o desempenho típico do dispositivo.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de um mínimo de 56,0 mcd a um máximo de 180,0 mcd, com um valor típico implícito dentro desta faixa de binning. A intensidade é medida usando um sensor filtrado para corresponder à curva de resposta fotópica (do olho humano) padrão CIE.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):120 graus (típico). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor medido no eixo. Um ângulo de 120 graus indica um padrão de emissão de luz amplo e difuso, adequado para iluminação de área ampla ou visualização de ângulos amplos.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λP):Aproximadamente 575 nm. Este é o comprimento de onda no ponto mais alto do espectro de emissão óptica.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Aproximadamente 571 nm (típico). Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano que define a cor do LED, derivado das coordenadas de cromaticidade CIE. É o parâmetro chave para especificação de cor.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):Aproximadamente 15 nm (típico). Isto indica a pureza espectral; um valor de 15nm é característico de LEDs amarelo-verde baseados em AlInGaP.
• Tensão Direta (VF):2,0V (típico), com um máximo de 2,4V a 20mA. Esta é a queda de tensão no LED quando opera na corrente especificada. É crucial para projetar o circuito limitador de corrente.
• Corrente Reversa (IR):Máximo de 10 μA a uma Tensão Reversa (VR) de 5V. Este parâmetro é apenas para fins de teste; o dispositivo não foi projetado para operação sob polarização reversa.

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 critérios mínimos específicos para sua aplicação.

3.1 Binning da Tensão Direta (Vf)

Os LEDs são categorizados com base em sua queda de tensão direta a 20mA. Isto auxilia no projeto de fontes de alimentação e garante uniformidade de brilho quando múltiplos LEDs são conectados em paralelo.

• Bin D2:Vf = 1,8V a 2,0V
• Bin D3:Vf = 2,0V a 2,2V
• Bin D4:Vf = 2,2V a 2,4V

Tolerância dentro de cada bin é de ±0,1V.

3.2 Binning da Intensidade Luminosa (Iv)

Este é o binning primário para brilho. Os componentes são classificados em grupos com valores definidos de intensidade luminosa mínima e máxima.

• Bin P2:56,0 – 71,0 mcd
• Bin Q1:71,0 – 90,0 mcd
• Bin Q2:90,0 – 112,0 mcd
• Bin R1:112,0 – 140,0 mcd
• Bin R2:140,0 – 180,0 mcd

Tolerância em cada bin de intensidade é de ±11%.

3.3 Binning do Comprimento de Onda Dominante (Wd)

Este binning garante consistência de cor. Os LEDs são agrupados por seu comprimento de onda dominante, que se correlaciona diretamente com a tonalidade percebida.

• Bin B:λd = 564,5 – 567,5 nm
• Bin C:λd = 567,5 – 570,5 nm
• Bin D:λd = 570,5 – 573,5 nm
• Bin E:λd = 573,5 – 576,5 nm

Tolerância para cada bin de comprimento de onda é de ±1 nm.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora gráficos específicos sejam referenciados na ficha técnica, suas implicações são críticas para o projeto.

4.1 Característica Corrente vs. Tensão (I-V)

A curva I-V de um LED é exponencial. A tensão direta típica (2,0V) é especificada a 20mA. Os projetistas devem usar um resistor limitador de corrente ou um driver de corrente constante para garantir que o ponto de operação permaneça estável, pois uma pequena mudança na tensão pode causar uma grande mudança na corrente, potencialmente excedendo os valores máximos.

4.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

A intensidade luminosa é aproximadamente proporcional à corrente direta dentro da faixa de operação. Operar acima da corrente contínua recomendada (20mA) pode aumentar o brilho, mas também aumentará a temperatura da junção, potencialmente reduzindo a vida útil e causando desvio de cor.

4.3 Dependência da Temperatura

O desempenho do LED é sensível à temperatura. Tipicamente, a tensão direta diminui com o aumento da temperatura, enquanto a intensidade luminosa também diminui. Operar no limite superior da faixa de temperatura (85°C) resultará em uma saída de luz mais baixa em comparação com a operação a 25°C.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Dispositivo e Polaridade

The LED package has specific physical dimensions critical for PCB footprint design. The datasheet includes a detailed dimensional drawing. Polarity is indicated by a cathode mark (typically a notch, green dot, or other marking on the package). Correct orientation is essential for circuit operation.

5.2 Projeto Recomendado de Trilhas na PCB

Um padrão de trilhas (footprint) é fornecido para a PCB. Seguir este layout de trilhas recomendado é crucial para obter juntas de solda confiáveis durante a soldagem por refluxo, garantindo fixação mecânica adequada e dissipação térmica.

5.3 Especificações de Embalagem em Fita e Bobina

O dispositivo é fornecido em fita transportadora em relevo com uma fita protetora de cobertura, enrolada em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. As especificações principais incluem:

• Passo dos Bolsos:Definido nas dimensões da fita.
• Componentes por Bobina:2000 peças.
• Componentes Faltantes:Um máximo de dois bolsos vazios consecutivos é permitido por especificação.
• A embalagem está em conformidade com os padrões ANSI/EIA-481 para embalagem de componentes.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo IR (Sem Chumbo)

Um perfil de temperatura sugerido, compatível com J-STD-020B, é fornecido para processos de solda sem chumbo. Os parâmetros principais incluem:

• Pré-aquecimento:Um aumento gradual para ativar o fluxo e minimizar o choque térmico.
• Zona de Estabilização:Um platô para permitir que toda a montagem atinja uma temperatura uniforme.
• Refluxo (Líquidus):A temperatura de pico não deve exceder 260°C, e o tempo acima de 217°C (temperatura líquidus para solda sem chumbo típica) deve ser controlado (ex.: máximo 10 segundos).
• Resfriamento:Uma taxa de resfriamento controlada.

Nota:O perfil exato deve ser caracterizado para a montagem específica da PCB, considerando espessura da placa, densidade de componentes e pasta de solda utilizada.

6.2 Soldagem Manual

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

• Temperatura do Ferro:Máximo 300°C.
• Tempo de Soldagem:Máximo 3 segundos por trilha.
• Limite:A soldagem deve ser realizada apenas uma vez para evitar danos térmicos ao encapsulamento plástico e aos fios de ligação internos.

6.3 Limpeza

Se a limpeza pós-soldagem for necessária, apenas solventes especificados devem ser usados para evitar danos à lente plástica e ao encapsulamento do LED. Agentes recomendados incluem álcool etílico ou álcool isopropílico. O LED deve ser imerso à temperatura normal por menos de um minuto.

7. Precauções de Armazenamento e Manuseio

7.1 Sensibilidade à Umidade

O encapsulamento do LED é sensível à umidade. A exposição prolongada à umidade ambiente pode levar ao "efeito pipoca" (popcorn cracking) durante a soldagem por refluxo.

• Embalagem Selada:Armazenar a ≤30°C e ≤70% UR. Usar dentro de um ano da data de embalagem.
• Embalagem Aberta:Para componentes removidos da bolsa de barreira de umidade, o ambiente de armazenamento recomendado é ≤30°C e ≤60% UR.
• Vida Útil na Linha de Produção:Recomenda-se completar a soldagem por refluxo IR dentro de 168 horas (7 dias) após abrir a embalagem original.
• Armazenamento Prolongado/Pré-aquecimento:Componentes expostos por mais de 168 horas devem ser pré-aquecidos a aproximadamente 60°C por pelo menos 48 horas antes da soldagem para remover a umidade absorvida.

7.2 Método de Acionamento

LEDs são dispositivos operados por corrente. Para garantir brilho uniforme ao conectar múltiplos LEDs, eles devem ser acionados com uma fonte de corrente constante. Conectar LEDs diretamente em paralelo com uma única fonte de tensão e resistor não é recomendado devido às variações na tensão direta (Vf) entre dispositivos individuais, o que pode levar a diferenças significativas na corrente e, consequentemente, no brilho. Uma conexão em série com um resistor limitador de corrente apropriado ou o uso de resistores individuais para cada LED em paralelo é preferível.

8. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Limitação de Corrente

Sempre use um resistor em série ou um driver de corrente constante para definir a corrente direta para o valor desejado (ex.: 20mA). O valor do resistor pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte - Vf_LED) / I_desejada. Use o Vf máximo da ficha técnica (2,4V) para um projeto conservador, garantindo que a corrente não exceda os limites mesmo com um LED de baixo Vf.

8.2 Gerenciamento Térmico

Embora a dissipação de potência seja baixa (72mW), um gerenciamento térmico eficaz na PCB pode ajudar a manter o desempenho e a longevidade, especialmente em ambientes de alta temperatura ambiente ou ao acionar com correntes mais altas. Garantir uma boa conexão térmica das trilhas do LED para o cobre da PCB pode ajudar a dissipar o calor.

8.3 Projeto Óptico

O ângulo de visão de 120 graus e a lente difusa proporcionam uma emissão de luz ampla e suave. Isto torna o LED adequado para aplicações que requerem iluminação uniforme sobre uma área ou onde o indicador precisa ser visível de uma ampla gama de ângulos, sem a necessidade de ópticas secundárias como guias de luz em muitos casos.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

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 físico no ponto de maior intensidade no espectro de emissão do LED. O Comprimento de Onda Dominante (λd) é um valor calculado baseado na percepção de cor humana (coordenadas CIE) que representa o comprimento de onda único da cor percebida. Para fins de projeto, especialmente em relação à correspondência de cores, o Comprimento de Onda Dominante e seu binning são mais relevantes.

9.2 Posso acionar este LED continuamente a 30mA?

Embora o Valor Máximo Absoluto para Corrente Direta Contínua seja 30mA, as Características Eletro-Ópticas são especificadas a 20mA. Operar continuamente a 30mA gerará mais calor, potencialmente reduzindo a eficiência luminosa e a vida útil. Para uma operação confiável de longo prazo, é aconselhável projetar para uma corrente igual ou abaixo da condição de teste típica de 20mA.

9.3 Como interpretar os códigos de binning ao fazer um pedido?

Você deve especificar os códigos de bin desejados para Vf, Iv e Wd com base nos requisitos da sua aplicação para consistência de tensão, nível de brilho e ponto de cor. Por exemplo, um pedido pode especificar os bins D3 (Vf), R1 (Iv) e D (Wd) para obter componentes com tensão média, alto brilho e um tom amarelo-verde específico.

10. Princípios de Operação e Contexto Tecnológico

10.1 Tecnologia de Semicondutor AlInGaP

Este LED utiliza um material semicondutor de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP). Este sistema de material é altamente eficiente para produzir luz nas regiões âmbar, amarela e verde do espectro visível. Comparado com tecnologias mais antigas, os LEDs AlInGaP oferecem maior brilho, melhor eficiência e estabilidade térmica aprimorada.

10.2 Função da Lente Difusa

A lente difusa (não transparente) contém partículas de dispersão que misturam a luz emitida pelo pequeno chip semicondutor. Este processo amplia o ângulo de visão (para 120 graus) e cria uma aparência mais uniforme e suave, eliminando o "ponto quente" brilhante tipicamente visto em LEDs com lentes transparentes. Isto é ideal para aplicações onde o LED é visualizado diretamente.