Ficha Técnica do LED SMD com Refletor 67-22/R6BHC-B07/2T - Pacote P-LCC-4 - Vermelho/Azul - 20mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações técnicas do modelo 67-22/R6BHC-B07/2T, um LED de montagem em superfície (SMD) que possui um refletor integrado dentro de um pacote P-LCC-4. Este componente foi projetado para fornecer uma saída de alta luminosidade com um ângulo de visão amplo, tornando-o uma escolha ideal para aplicações que requerem indicadores visuais claros ou retroiluminação uniforme. O produto está disponível em duas variantes distintas de chip: o R6 (Vermelho Brilhante) e o BH (Azul), ambos encapsulados em uma janela de resina incolor e transparente. O seu design incorpora um inter-refletor para melhorar a eficiência e a direcionalidade da saída de luz.

As principais vantagens deste LED incluem a sua compatibilidade com equipamentos automáticos de pick-and-place, adequação para processos de soldagem por reflow de fase de vapor e disponibilidade em fita e carretel para fabricação em grande volume. É um componente livre de chumbo e está em conformidade com as regulamentações ambientais pertinentes. Os mercados-alvo principais são telecomunicações, eletrônicos de consumo e painéis de controle industrial, onde serve como um indicador confiável, retroiluminação para LCDs e interruptores, ou como fonte de luz para conjuntos de guias de luz.

2. Análise de Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os limites operacionais do dispositivo são definidos sob condições ambientais específicas (Ta=25°C). Exceder estes valores pode causar danos permanentes.

• Tensão Reversa (VR):Máximo de 5V. Este é um parâmetro crítico para proteção do circuito; aplicar uma polarização reversa além deste valor pode danificar a junção do LED.
• Corrente Direta (IF):A classificação de corrente direta contínua CC difere entre os chips: 50 mA para o R6 (Vermelho) e 25 mA para o BH (Azul). A condição operacional típica especificada na ficha técnica é de 20mA.
• Corrente Direta de Pico (IFP):100 mA para ambos os chips, aplicável para operação pulsada sob ciclos de trabalho especificados.
• Dissipação de Potência (Pd):120 mW para R6 e 95 mW para BH. Este parâmetro, juntamente com a resistência térmica (implícita), determina a potência máxima permitida sob determinadas condições térmicas.
• Faixas de Temperatura:Temperatura de operação (Topr) de -40°C a +85°C; Temperatura de armazenamento (Tstg) de -40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldagem:O componente pode suportar soldagem por reflow com uma temperatura de pico de 260°C por até 10 segundos, ou soldagem manual a 350°C por até 3 segundos.

2.2 Características Eletro-Ópticas

É fornecido um perfil de temperatura de soldagem por reflow sem chumbo detalhado. As fases principais incluem:

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de um mínimo de 90 mcd a um máximo de 225 mcd para ambos os chips R6 e BH. O valor típico está dentro desta faixa de binning.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):A largura total à meia intensidade máxima é tipicamente de 120 graus, fornecendo um padrão de emissão muito amplo, ideal para iluminação de área extensa.
• Comprimento de Onda:
  • R6 (Vermelho):O comprimento de onda de pico (λp) é tipicamente 632 nm. O comprimento de onda dominante (λd) varia de 621 nm a 631 nm.
  • BH (Azul):O comprimento de onda de pico (λp) é tipicamente 468 nm. O comprimento de onda dominante (λd) varia de 466.5 nm a 471.5 nm.
• Largura de Banda de Radiação Espectral (Δλ):Aproximadamente 20 nm para R6 e 25 nm para BH, definindo a pureza espectral da luz emitida.
• Tensão Direta (VF):
  • R6 (Vermelho):Varia de 1.75V a 2.35V a 20mA.
  • BH (Azul):Varia de 2.9V a 3.7V a 20mA. Esta tensão direta mais elevada é característica dos LEDs azuis baseados em InGaN.
• Corrente Reversa (IR):Máximo de 10 μA quando uma polarização reversa de 5V é aplicada.

Nota sobre Tolerâncias:A ficha técnica especifica tolerâncias de fabricação: Intensidade Luminosa (±11%), Comprimento de Onda Dominante (±1nm) e Tensão Direta (±0.1V). Estas são importantes para a consistência do projeto.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir a consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Ambos os chips R6 e BH são agrupados em quatro bins de intensidade (Q2, R1, R2, S1) quando medidos a IF=20mA. Os bins definem valores mínimos e máximos, permitindo que os projetistas selecionem o grau de brilho apropriado para sua aplicação, desde o padrão (Q2: 90-112 mcd) até o de alto brilho (S1: 180-225 mcd).

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Para o chip R6 (Vermelho), o comprimento de onda dominante é classificado em dois códigos: FF1 (621-626 nm) e FF2 (626-631 nm). Isto permite a seleção de um tom específico de vermelho. O chip BH (Azul) tem uma única faixa especificada mais estreita (466.5-471.5 nm), indicando maior consistência na saída do comprimento de onda azul.

3.3 Binning de Tensão Direta

A tensão direta também é classificada para auxiliar no projeto do circuito, particularmente para o cálculo do resistor limitador de corrente e projeto da fonte de alimentação.

• R6 (Vermelho):Bins 0 (1.75-1.95V), 1 (1.95-2.15V) e 2 (2.15-2.35V).
• BH (Azul):Bins 11 (2.90-3.10V), 12 (3.10-3.30V), 13 (3.30-3.50V) e 14 (3.50-3.70V).

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece curvas características para ambas as variantes R6 e BH, oferecendo uma visão mais profunda do desempenho sob condições variáveis.

4.1 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

Esta curva mostra uma relação quase linear entre a corrente direta e a saída de luz até a corrente nominal. Confirma que 20mA é um ponto operacional padrão bem dentro da região linear para ambas as cores. Acionar o LED com correntes mais altas aumenta a saída, mas também aumenta a temperatura da junção e acelera a depreciação do lúmen.

4.2 Curva de Derating da Corrente Direta

Este gráfico é crucial para o gerenciamento térmico. Ele ilustra a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura ambiente (Ta). À medida que Ta aumenta, a corrente máxima permitida diminui linearmente. Para operação confiável em altas temperaturas ambientes (ex., +85°C), a corrente direta deve ser significativamente reduzida em relação à sua classificação a 25°C.

4.3 Distribuição Espectral

Os gráficos espectrais mostram a potência radiante normalizada versus o comprimento de onda. A curva R6 está centrada em torno de 632 nm com uma largura de banda típica, enquanto a curva BH está centrada em torno de 468 nm. Estes gráficos são úteis para aplicações sensíveis a conteúdos espectrais específicos.

4.4 Tensão Direta vs. Corrente Direta

Esta curva característica IV demonstra a relação exponencial típica dos diodos. A tensão aumenta logaritmicamente com a corrente. A curva ajuda a entender a resistência dinâmica do LED e é essencial para projetar circuitos de acionamento eficientes.

4.5 Diagrama de Radiação

O gráfico polar representa visualmente o típico ângulo de visão de 120°. A intensidade é normalizada para o valor de pico (no eixo). O diagrama mostra uma distribuição semelhante à Lambertiana, comum para LEDs com lente difusa ou refletor, fornecendo iluminação ampla e uniforme.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

O LED é alojado em um pacote P-LCC-4 (Portador de Chip com Terminais de Plástico, 4 pinos). O desenho dimensionado detalhado especifica o tamanho geral, o espaçamento dos terminais e os detalhes da cavidade. As dimensões-chave incluem a pegada, que é crítica para o projeto das pastilhas da PCB. O pacote incorpora uma taça refletora embutida que envolve o chip do LED, servindo para colimar a luz e aumentar a intensidade luminosa direta. O ânodo e o cátodo estão claramente marcados no diagrama da embalagem.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Reflow

A detailed Pb-free reflow soldering temperature profile is provided. Key phases include:

• Pré-aquecimento:150-200°C por 60-120 segundos, com uma taxa máxima de aquecimento de 3°C/seg.
• Reflow (Acima do Liquidus):O tempo acima de 217°C deve ser de 60-150 segundos. A temperatura de pico não deve exceder 260°C, e o tempo dentro de 5°C do pico deve ser no máximo de 10 segundos.
• Resfriamento:Taxa máxima de resfriamento de 6°C/seg.

Nota Crítica:A soldagem por reflow não deve ser realizada mais de duas vezes para evitar danos por estresse térmico à embalagem e às ligações dos fios.

6.2 Precauções de Armazenamento e Manuseio

• Sensibilidade à Umidade:O componente é embalado em um saco resistente à umidade com dessecante. O saco não deve ser aberto até que as peças estejam prontas para uso. A vida útil após a abertura é de 168 horas em condições de ≤30°C e ≤60% de UR.
• Secagem (Baking):Se o tempo de armazenamento for excedido ou o indicador de dessecante mudar, é necessário um tratamento de secagem a 60 ±5°C por 24 horas antes do reflow para evitar o "efeito pipoca" (rachadura da embalagem devido à pressão de vapor).
• Proteção de Corrente:Um resistor limitador de corrente externo é obrigatório. LEDs são dispositivos acionados por corrente; uma pequena alteração na tensão direta pode causar uma grande mudança na corrente, potencialmente levando a uma falha instantânea.
• Estresse Mecânico:Evite aplicar estresse mecânico ao corpo do LED durante o processo de soldagem.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Especificações da Fita e Carretel

O produto é fornecido em fita transportadora de 8mm, enrolada em carretéis padrão. Cada carretel contém 2000 peças. São fornecidos desenhos detalhados das dimensões dos compartimentos da fita transportadora e das dimensões do carretel para garantir compatibilidade com os alimentadores de equipamentos de montagem automática.

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo do carretel contém vários códigos:

• P/N:O número de peça do fabricante (67-22/R6BHC-B07/2T).
• QTY:A quantidade de peças no carretel.
• CAT, HUE, REF:Códigos correspondentes ao bin de Intensidade Luminosa, bin de Comprimento de Onda Dominante e bin de Tensão Direta, respectivamente.
• LOT No:Número de lote para rastreabilidade.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Equipamentos de Telecomunicações:Indicadores de status em roteadores, modems, telefones e máquinas de fax.
• Retroiluminação de LCD:Retroiluminação por borda ou direta para pequenos displays LCD monocromáticos ou coloridos em eletrodomésticos, instrumentos e dispositivos portáteis.
• Iluminação de Interruptores e Símbolos:Retroiluminação para interruptores de membrana, teclados e legendas de painel.
• Aplicações com Guias de Luz:Atuando como fonte de luz para guias de luz de acrílico ou PC que transportam a luz da PCB para um painel frontal ou display.
• Indicadores de Status Gerais:Indicadores de energia, atividade, alarme ou modo em uma ampla gama de produtos eletrônicos.

8.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Sempre use um resistor em série. Calcule o valor do resistor usando R = (Vfonte - Vf) / If, onde Vf deve ser escolhido a partir do valor máximo do bin (ex., 2.35V para R6, 3.7V para BH) para um projeto conservador que garanta que a corrente nunca exceda 20mA, mesmo com tolerâncias de tensão da fonte e variação de Vf.
• Gerenciamento Térmico:Para operação contínua em altas temperaturas ambientes ou próximo da corrente máxima, considere o layout da PCB. Use áreas de cobre adequadas conectadas ao pad térmico do LED (se aplicável) ou aos terminais do cátodo para atuar como dissipador de calor.
• Projeto Óptico:O amplo ângulo de visão de 120° pode exigir guias de luz, difusores ou lentes para moldar o feixe para aplicações específicas. O refletor integrado fornece boa intensidade direta, mas pode não ser adequado para requisitos de feixe extremamente estreito.
• Proteção contra ESD:Embora não seja explicitamente classificado para ESD, precauções padrão de manuseio de ESD devem ser observadas durante a montagem para evitar danos latentes à junção semicondutora.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado aos LEDs SMD padrão sem um refletor integrado, este componente oferece uma intensidade luminosa direta significativamente maior para a mesma corrente de acionamento, devido ao efeito de coleta de luz da taça refletora. O pacote P-LCC-4 fornece uma estrutura mecânica mais robusta do que os pacotes de escala de chip, muitas vezes oferecendo melhor desempenho térmico através de seus terminais. A disponibilidade de informações detalhadas de binning para intensidade, comprimento de onda e tensão permite um projeto de sistema mais preciso e melhor consistência do produto final em comparação com LEDs não classificados ou classificados de forma ampla. A combinação de ângulo de visão amplo e boa intensidade o torna uma escolha versátil onde são necessários tanto visibilidade de ângulos fora do eixo quanto desempenho brilhante no eixo.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

10.1 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 o comprimento de onda único da luz monocromática que mais se aproxima da cor percebida da luz do LED. Para fins de projeto, especialmente em aplicações sensíveis à cor, o comprimento de onda dominante e seu binning são mais relevantes.

10.2 Posso acionar este LED a 30mA em vez de 20mA?

Embora o Valor Máximo Absoluto para corrente direta contínua seja 50mA (R6) ou 25mA (BH), as Características Eletro-Ópticas são especificadas a 20mA. Acionar a 30mA produzirá mais luz, mas também aumentará a dissipação de potência, a temperatura da junção e potencialmente acelerará a depreciação do lúmen. É essencial consultar a curva de derating e garantir que a temperatura da junção permaneça dentro dos limites seguros. Para operação confiável de longo prazo, recomenda-se aderir à condição típica de 20mA.

10.3 Por que a tensão direta do LED azul é maior que a do vermelho?

Isto se deve aos materiais semicondutores fundamentais. O LED vermelho R6 usa AlGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio), que possui uma energia de bandgap mais baixa. O LED azul BH usa InGaN (Nitreto de Gálio Índio), que possui um bandgap mais amplo. Um bandgap mais amplo requer mais energia para os elétrons atravessarem, o que se traduz em uma tensão direta mais alta para a mesma corrente.

10.4 Como interpreto os códigos de bin ao fazer um pedido?

Ao fazer um pedido, você pode especificar os códigos de bin desejados para CAT (Intensidade), HUE (Comprimento de Onda) e REF (Tensão) para garantir que receba LEDs com parâmetros de desempenho dentro da sua janela de projeto específica. Por exemplo, para uma saída vermelha brilhante consistente, você pode especificar CAT=S1 e HUE=FF2. Se não especificado, você receberá peças dos bins de produção padrão.

11. Estudo de Caso de Projeto e Uso

Cenário: Projetando um painel de indicador de múltiplos status para um switch de rede.O painel requer LEDs vermelhos para "Alarme Crítico", LEDs azuis para "Sistema Ativo" e precisa ser visível de vários ângulos em uma unidade montada em rack. O 67-22/R6BHC-B07/2T é selecionado.

Implementação:As variantes R6 (Vermelho) e BH (Azul) são usadas. O projetista seleciona o bin de intensidade S1 para brilho máximo e especifica bins de comprimento de onda estreitos (ex., FF2 para vermelho) para consistência de cor em todas as unidades. Um circuito de acionamento simples é projetado usando uma fonte de 5V. Para o LED azul (Vf máx=3.7V @20mA), o resistor limitador de corrente é calculado: R = (5V - 3.7V) / 0.02A = 65 Ohms. Um resistor padrão de 68 Ohm é escolhido. Para o LED vermelho (Vf máx=2.35V), R = (5V - 2.35V) / 0.02A = 132.5 Ohms; um resistor de 130 Ohm é usado. O amplo ângulo de visão de 120° garante que os indicadores sejam claramente visíveis mesmo quando o técnico não está diretamente em frente ao painel. Os componentes são colocados usando equipamento automático a partir da fita e carretel fornecidos.

12. Princípio de Funcionamento

Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz através da eletroluminescência. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, elétrons do material tipo n se recombinam com lacunas do material tipo p na região ativa. Este processo de recombinação libera energia na forma de fótons (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz emitida é determinado pela energia do bandgap do material semicondutor usado na região ativa. O sistema de material AlGaInP produz luz vermelha, laranja e amarela, enquanto o sistema InGaN produz luz azul, verde e branca (quando combinado com um fósforo). O refletor integrado neste pacote é uma cavidade moldada, tipicamente feita de um material altamente reflexivo, que envolve o chip. Ele redireciona a luz que seria emitida lateralmente ou para trás em direção à frente do pacote, aumentando assim a intensidade luminosa direta útil e controlando o padrão do feixe.

13. Tendências Tecnológicas

O desenvolvimento de LEDs SMD como este segue tendências mais amplas da indústria em direção à miniaturização, maior eficiência (lúmens por watt) e maior confiabilidade. O uso da tecnologia de refletor dentro de uma pegada de pacote padrão é um método econômico para aumentar o desempenho sem migrar para tipos de pacote mais caros, como chip-on-board (COB) ou avançados. Há um esforço contínuo para melhorar a eficiência dos materiais AlGaInP (vermelho) e InGaN (azul/verde), levando a maior brilho com a mesma corrente ou o mesmo brilho com menor potência. As inovações em embalagens focam em melhor gerenciamento térmico para lidar com maiores densidades de potência e em melhorar a consistência de cor e a uniformidade de cor angular (ACU) em todo o padrão de emissão. A ênfase na conformidade sem chumbo e RoHS, como visto nesta ficha técnica, reflete a mudança da indústria como um todo para a fabricação ambientalmente sustentável.