Ficha Técnica LED SMD Top View Série 67-21 - Pacote P-LCC-2 - 2.7-4.3V - 25mA - Verde Brilhante - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

A série 67-21 é uma família de LEDs SMD (Dispositivo de Montagem em Superfície) top view projetados para aplicações de indicação e retroiluminação. Esta variante específica, identificada como 67-21/GHC-BV1/2T, emite uma cor verde brilhante. O dispositivo é encapsulado em um pacote P-LCC-2 (Portador de Chip com Terminais Plásticos), que apresenta uma resina incolor transparente. Uma característica de projeto fundamental é o inter-refletor integrado dentro do pacote, que otimiza o acoplamento de luz e resulta em um amplo ângulo de visão de 120 graus. Esta característica torna o LED particularmente adequado para uso com light pipes, onde a transmissão eficiente de luz é crítica. O dispositivo é projetado para operação com baixa corrente, tornando-o uma escolha ideal para aplicações sensíveis ao consumo de energia, como equipamentos eletrônicos portáteis.

1.1 Características e Vantagens Principais

• Pacote:Pacote padrão de montagem em superfície P-LCC-2.
• Óptica:Projetado como um indicador óptico com resina incolor transparente para uma saída de cor pura.
• Ângulo de Visão:Excepcionalmente amplo, de 120 graus.
• Desempenho:Alta performance na saída de luz.
• Montagem:Compatível com processos de soldagem por refluxo IR.
• Confiabilidade:Pré-condicionamento baseado no padrão JEDEC J-STD-020D Nível 3 para sensibilidade à umidade.
• Conformidade:O produto é livre de chumbo (Pb-free), em conformidade com a diretiva RoHS da UE, regulamentos REACH da UE e é livre de halogênios (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).

1.2 Aplicações Alvo

Os LEDs da série 67-21 são componentes versáteis adequados para uma ampla gama de aplicações:

• Automotivo:Retroiluminação para instrumentos de painel e interruptores.
• Telecomunicações:Indicadores de status e retroiluminação em telefones e máquinas de fax.
• Tecnologia de Exibição:Retroiluminação plana para painéis LCD, interruptores e símbolos.
• Guia de Luz:Ideal para aplicações com light pipes devido ao amplo ângulo de visão e acoplamento de luz otimizado.
• Uso Geral:Qualquer aplicação que requeira um LED indicador brilhante e confiável.

2. Análise de Parâmetros Técnicos

Esta seção fornece uma interpretação objetiva e detalhada dos principais parâmetros elétricos, ópticos e térmicos definidos na ficha técnica. Compreender esses limites e características é essencial para um projeto de circuito confiável.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação nestes limites ou próximo deles não é recomendada por períodos prolongados.

• Tensão Reversa (V_R):5 V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura da junção.
• Corrente Direta Contínua (I_F):25 mA. A corrente DC máxima que pode ser aplicada continuamente.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):100 mA (a 1/10 do ciclo de trabalho, 1 kHz). Adequada para operação com pulsos curtos, mas não para DC.
• Dissipação de Potência (P_d):110 mW. A potência máxima que o pacote pode dissipar, calculada como V_F* I_F.
• Temperatura de Operação (T_opr):-40 a +85 °C. A faixa de temperatura ambiente para operação normal.
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40 a +90 °C.
• ESD (HBM):150 V. Esta é uma classificação ESD relativamente baixa, indicando que o dispositivo é sensível à descarga eletrostática. Procedimentos adequados de manuseio ESD são obrigatórios.
• Temperatura de Soldagem:Refluxo: Pico de 260°C por no máximo 10 segundos. Soldagem manual: 350°C por no máximo 3 segundos por terminal.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a uma corrente direta (I_F) de 20 mA e uma temperatura ambiente (T_a) de 25°C. Eles definem a saída de luz e o comportamento elétrico em condições normais de operação.

• Intensidade Luminosa (I_v):715 mcd (Mín.), 1120 mcd (Máx.). Esta é a medida do brilho percebido pelo olho humano. A ampla faixa indica que o dispositivo é classificado em bins (ver Seção 3).
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):120 graus (Típico). O ângulo no qual a intensidade luminosa é metade da intensidade de pico. Confirma a alegação de amplo ângulo de visão.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p):518 nm (Típico). O comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):523.5 nm (Mín.), 533.5 nm (Máx.). Este comprimento de onda corresponde à cor percebida (verde) e também é classificado em bins.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):35 nm (Típico). A largura do espectro emitido na metade da potência máxima (FWHM).
• Tensão Direta (V_F):2.7 V (Mín.), 4.3 V (Máx.) a 20mA. A queda de tensão através do LED quando em condução. Esta faixa exige um circuito limitador de corrente.
• Corrente Reversa (I_R):50 µA (Máx.) a V_R=5V. A pequena corrente de fuga quando o dispositivo está em polarização reversa.

Tolerâncias dos Parâmetros:A ficha técnica especifica tolerâncias adicionais: Intensidade Luminosa (±11%), Comprimento de Onda Dominante (±1nm) e Tensão Direta (±0.1V). Estas devem ser consideradas em cenários de projeto de pior caso.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir cor e brilho consistentes na produção, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave. A série 67-21 utiliza um sistema de binning bidimensional.

3.1 Binning de Comprimento de Onda Dominante (Cor)

Os LEDs são agrupados pelo seu comprimento de onda dominante, o que afeta diretamente a tonalidade percebida da luz verde. Os bins são rotulados de B13 a B17.

• B13:523.5 nm a 525.5 nm
• B14:525.5 nm a 527.5 nm
• B15:527.5 nm a 529.5 nm
• B16:529.5 nm a 531.5 nm
• B17:531.5 nm a 533.5 nm

Isso permite que os projetistas selecionem LEDs com um tom de verde muito específico para aplicações onde a consistência de cor é crítica.

3.2 Binning de Intensidade Luminosa (Brilho)

Os LEDs também são classificados com base em sua saída de luz a 20mA. Os bins são rotulados V1 e V2.

• V1:715 mcd a 900 mcd
• V2:900 mcd a 1120 mcd

Selecionar um bin superior (V2) garante indicadores mais brilhantes. Para aplicações que requerem brilho uniforme do painel, devem ser usados LEDs do mesmo bin de intensidade.

4. Informações Mecânicas e de Embalagem

4.1 Dimensões do Pacote

O LED é encapsulado em um pacote padrão P-LCC-2. O desenho dimensional detalhado fornece medidas críticas para o projeto do padrão de solda na PCB (Placa de Circuito Impresso), incluindo tamanho do corpo, espaçamento dos terminais e altura total. A adesão a estas dimensões é necessária para a colocação e soldagem adequadas. A tolerância típica para dimensões não especificadas é de ±0.1 mm.

4.2 Identificação de Polaridade

Como um dispositivo de dois terminais, a polaridade correta é essencial. O diagrama de vista superior da ficha técnica mostra o identificador do cátodo (tipicamente um entalhe, ponto verde ou outra marcação no pacote). Conectar o LED em polarização reversa impedirá que ele acenda e, se a tensão reversa exceder 5V, pode danificar o dispositivo.

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio e soldagem adequados são cruciais para a confiabilidade, especialmente considerando o nível de sensibilidade à umidade do dispositivo (MSL 3).

5.1 Armazenamento e Manuseio

• Os componentes são enviados em sacos resistentes à umidade com dessecante.
• O saco deve ser aberto apenas imediatamente antes do uso.
• O ambiente recomendado após a abertura é <30°C e <60% de Umidade Relativa.
• Se o cartão indicador de sensibilidade à umidade mostrar umidade excessiva, os componentes devem ser aquecidos a 60°C ±5°C por 24 horas antes do uso.
• O dispositivo é sensível a ESD (150V HBM). Use estações de trabalho e procedimentos de manuseio seguros contra ESD.

5.2 Perfil de Soldagem por Refluxo

A ficha técnica fornece um perfil de temperatura detalhado para soldagem por refluxo sem chumbo:

• Pré-aquecimento:150-200°C por 60-120 segundos (taxa de rampa ≤3°C/seg).
• Tempo Acima do Líquidus (217°C):60-150 segundos.
• Temperatura de Pico:260°C no máximo, mantida por no máximo 10 segundos.
• Resfriamento:A taxa de resfriamento não deve exceder 6°C/seg acima de 255°C.

Notas Críticas:

• A soldagem por refluxo não deve ser realizada mais deduas vezes.
• Evite estresse mecânico no LED durante o aquecimento e resfriamento.
• Não deforme a PCB após a soldagem.

5.3 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária:

• Use um ferro de soldar com temperatura da ponta <350°C.
• Limite o tempo de contato a ≤3 segundos por terminal.
• Use um ferro com potência nominal ≤25W.
• Permita um intervalo mínimo de 2 segundos entre soldar cada terminal para evitar superaquecimento.
• A soldagem manual apresenta um risco maior de dano térmico.

5.4 Retrabalho e Reparo

O reparo após o LED ser soldado é fortemente desencorajado. Se inevitável:

• Um ferro de soldar de duas pontas deve ser usado para aquecer ambos os terminais simultaneamente, evitando estresse nas juntas de solda.
• O potencial de danificar as características do LED durante o retrabalho deve ser avaliado previamente.

6. Informações de Embalagem e Pedido

6.1 Especificações da Fita e Carretel

Os componentes são fornecidos em fita transportadora embutida enrolada em carretéis para montagem automatizada pick-and-place.

• Quantidade por Embalagem:2000 peças por carretel.
• Dimensões detalhadas para os compartimentos da fita transportadora, núcleo do carretel e carretel completo são fornecidas para garantir compatibilidade com o equipamento de montagem.

6.2 Explicação do Rótulo

O rótulo do carretel contém informações-chave para rastreabilidade e verificação:

• CPN:Número do Produto do Cliente
• P/N:Número do Produto do Fabricante (ex.: 67-21/GHC-BV1/2T)
• QTY:Quantidade por Embalagem
• CAT:Classificação de Intensidade Luminosa (ex.: V1, V2)
• HUE:Classificação de Comprimento de Onda Dominante (ex.: B15)
• REF:Classificação de Tensão Direta
• LOT No:Número do Lote de Fabricação para rastreabilidade.

7. Considerações de Projeto para Aplicação

7.1 Projeto do Circuito

Limitação de Corrente é Obrigatória:A tensão direta (V_F) tem uma ampla faixa (2.7V-4.3V). Uma pequena mudança na tensão de alimentação pode causar uma grande, e potencialmente destrutiva, mudança na corrente se apenas um simples resistor em série for usado. Para operação estável e longevidade, um driver de corrente constante ou um resistor limitador de corrente cuidadosamente calculado é essencial. O valor do resistor (R) pode ser aproximado usando a Lei de Ohm: R = (V_supply- V_F) / I_F. Sempre use o V_Fmáximo da ficha técnica para um projeto de pior caso, garantindo que a corrente não exceda 25mA.

7.2 Gerenciamento Térmico

Embora a dissipação de potência seja baixa (110mW máx.), manter a temperatura da junção dentro dos limites é importante para a confiabilidade de longo prazo e saída de luz estável. Garanta área de cobre adequada na PCB ou vias térmicas, especialmente se operando em altas temperaturas ambientes ou próximo da corrente máxima.

7.3 Projeto Óptico para Light Pipes

O ângulo de visão de 120 graus e o inter-refletor integrado tornam este LED uma excelente fonte para light pipes. Para eficiência ideal:

• Posicione o LED o mais próximo possível da superfície de entrada do light pipe.
• Alinhe o LED centralmente sob o light pipe.
• Considere usar uma superfície refletora ou cavidade ao redor do LED para capturar e redirecionar a luz emitida lateralmente para dentro do tubo.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

A série 67-21 se diferencia no mercado de LEDs indicadores SMD através de vários atributos-chave:

• Amplo Ângulo de Visão vs. LEDs Padrão:Muitos LEDs SMD padrão têm ângulos de visão em torno de 60-80 graus. O ângulo de 120 graus da série 67-21 proporciona uma visibilidade muito mais ampla, o que é uma vantagem distinta para indicadores de painel e aplicações com light pipes.
• Otimizado para Light Pipes:A menção específica a um "inter-refletor" para otimização do acoplamento de luz é uma característica de projeto voltada a um desafio comum de aplicação, diferenciando-o de LEDs genéricos.
• Conformidade Abrangente:Atender aos padrões RoHS, REACH e Livre de Halogênios torna este dispositivo adequado para uma ampla gama de mercados globais e projetos ambientalmente conscientes.
• Binning Detalhado:O binning de dois parâmetros (comprimento de onda e intensidade) fornece aos projetistas um alto nível de controle sobre a consistência de cor e uniformidade de brilho em seus produtos.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P1: Por que um resistor limitador de corrente é absolutamente necessário?

R1: LEDs são dispositivos acionados por corrente. Sua curva V-I é exponencial. Sem um resistor, um pequeno aumento na tensão de alimentação acima do V_Fdo LED causa um aumento muito grande e descontrolado na corrente, excedendo rapidamente a especificação máxima absoluta de 25mA e levando a fuga térmica e falha.

P2: Posso acionar este LED com uma fonte de 3.3V?

R2: Sim, mas é necessário um projeto cuidadoso. Usando o V_Ftípico de ~3.5V (entre o mínimo e o máximo), uma fonte de 3.3V pode não ser suficiente para polarizar diretamente o LED adequadamente, especialmente para unidades com um V_Fna extremidade superior da faixa (4.3V). Recomenda-se usar uma tensão de alimentação pelo menos 0.5-1.0V maior que o V_Fmáximo esperado para garantir uma regulação de corrente estável pelo resistor em série.

P3: O que significa "MSL Nível 3" para o meu processo de produção?

R3: Nível de Sensibilidade à Umidade 3 significa que o dispositivo encapsulado pode ser exposto às condições do chão de fábrica (<30°C/60% UR) por até 168 horas (7 dias) após o saco selado ser aberto antes de exigir aquecimento. Se não for soldado dentro deste prazo, a umidade absorvida pode vaporizar durante a soldagem por refluxo, causando delaminação interna ou "efeito pipoca", o que destrói o componente.

P4: Como seleciono o bin correto (CAT e HUE) para minha aplicação?

R4: Para aplicações onde múltiplos LEDs são visíveis juntos (ex.: uma barra de luz de status), selecione o mesmo bin HUE (comprimento de onda) para garantir cor idêntica. Para aplicações que requerem níveis de brilho específicos, selecione o bin CAT (intensidade) apropriado. Para aplicações críticas, consulte o fornecedor para especificar os bins exatos necessários.

10. Princípios de Operação e Tendências Tecnológicas

10.1 Princípio Básico de Funcionamento

Este LED é um diodo semicondutor baseado em material de chip InGaN (Nitreto de Gálio e Índio). Quando uma tensão direta que excede seu limiar é aplicada, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa do semicondutor, liberando energia na forma de fótons (luz). A composição específica da liga InGaN determina a energia da banda proibida, que por sua vez define o comprimento de onda de pico da luz emitida—neste caso, no espectro verde (~518-533 nm). A resina incolor transparente protege o chip e atua como uma lente, moldando a saída de luz para alcançar o amplo ângulo de visão de 120 graus.

10.2 Tendências da Indústria

O desenvolvimento de LEDs indicadores SMD como a série 67-21 segue várias tendências-chave da indústria:

• Miniaturização e Padronização:O uso de pacotes padrão como o P-LCC-2 permite montagem automatizada e reduz o espaço na placa.
• Aumento da Eficiência:Melhorias contínuas na epitaxia de semicondutores e no projeto de chips levam a maior intensidade luminosa (mcd) para a mesma corrente de entrada, permitindo indicadores mais brilhantes ou menor consumo de energia.
• Confiabilidade e Conformidade Aprimoradas:Há um forte impulso em direção à soldagem sem chumbo, materiais livres de halogênios e conformidade com regulamentações ambientais globais (RoHS, REACH), como evidenciado nesta ficha técnica.
• Otimização para Aplicações Específicas:Em vez de serem componentes genéricos, os LEDs são cada vez mais projetados com aplicações específicas em mente, como o inter-refletor neste dispositivo para eficiência em light pipes.

Aviso Legal e Restrições de Aplicação:Este produto destina-se a aplicações gerais de indicação e retroiluminação. Não foi projetado ou qualificado para aplicações de alta confiabilidade onde uma falha possa levar a lesões pessoais ou danos significativos à propriedade, como sistemas militares/aeroespaciais, sistemas de segurança automotiva (ex.: luzes de freio, indicadores de airbag) ou equipamentos médicos críticos para a vida. Para tais aplicações, componentes com qualificações e dados de confiabilidade apropriados devem ser selecionados. As especificações e curvas típicas fornecidas são para referência; o desempenho é garantido apenas dentro das especificações máximas absolutas e condições de operação declaradas.