Ficha Técnica do Indicador LED Bicolor SMT CBI LTL-M12YB1H310U - Amarelo/Azul - 10mA - 72/78mW - PT

1. Visão Geral do Produto

O LTL-M12YB1H310U é um Indicador para Placa de Circuito (CBI) de Tecnologia de Montagem em Superfície (SMT). Consiste numa carcaça plástica preta em ângulo reto, projetada para acoplar com lâmpadas LED específicas. Este componente é projetado para facilitar a montagem em placas de circuito impresso (PCBs), oferecendo um design empilhável para criar matrizes horizontais ou verticais. A sua função principal é fornecer uma indicação visual de estado clara e de alto contraste em equipamentos eletrónicos.

1.1 Características e Vantagens Principais

• Design de Montagem em Superfície:Totalmente compatível com processos de montagem SMT automatizados, permitindo uma colocação eficiente e em grande volume na PCB.
• Visibilidade Aprimorada:O material da carcaça preta proporciona uma elevada relação de contraste com o LED iluminado, melhorando a legibilidade em várias condições de iluminação.
• Fonte de Cor Dupla:Integra AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para emissão amarela e InGaN (Nitreto de Índio e Gálio) para emissão azul, combinados com uma lente difusora branca para uma aparência de luz uniforme.
• Eficiência Energética:Caracterizado por baixo consumo de energia e alta eficiência luminosa, adequado para aplicações sensíveis à potência.
• Conformidade Ambiental:Este é um produto sem chumbo e está em conformidade com a diretiva RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Testes de Fiabilidade:Os dispositivos são submetidos a pré-condicionamento acelerado de acordo com os padrões JEDEC (Conselho de Engenharia de Dispositivos Eletrónicos Conjuntos) Nível 3, indicando um nível robusto de sensibilidade à humidade adequado para processos padrão de reflow SMT.

1.2 Aplicações e Mercados-Alvo

Este indicador é projetado para uso em equipamentos eletrónicos comuns em várias indústrias-chave:

• Sistemas de Computadores:Luzes de estado em placas-mãe, servidores, dispositivos de armazenamento e periféricos.
• Equipamentos de Comunicação:Indicadores para switches de rede, routers, modems e dispositivos de telecomunicações.
• Eletrónica de Consumo:Indicadores de alimentação, modo ou função em equipamentos de áudio/vídeo, eletrodomésticos e dispositivos pessoais.
• Controlos Industriais:Indicadores de painel para máquinas, instrumentação e sistemas de controlo que requerem feedback visual fiável.

2. Especificações Técnicas e Interpretação Objetiva

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A operação nestas condições não é garantida.

• Dissipação de Potência (P_d):Amarelo: 72 mW, Azul: 78 mW. Este parâmetro limita a potência elétrica total que pode ser convertida em calor dentro do encapsulamento do LED.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):80 mA para ambas as cores. Esta é a corrente instantânea máxima permitida, tipicamente para operação pulsada com ciclo de trabalho ≤ 1/10 e largura de pulso ≤ 0.1ms. Exceder este valor pode causar falha catastrófica.
• Corrente Direta Contínua (I_F):Amarelo: 30 mA, Azul: 20 mA. Esta é a corrente contínua máxima recomendada para operação fiável a longo prazo. O valor mais baixo para o LED azul reflete as características típicas do material InGaN.
• Intervalos de Temperatura:Operação: -40°C a +85°C; Armazenamento: -40°C a +100°C. Estas amplas faixas garantem funcionalidade em ambientes severos e condições de armazenamento seguras.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são parâmetros de desempenho típicos medidos a uma temperatura ambiente (T_A) de 25°C sob condições de teste especificadas.

• Intensidade Luminosa (I_V):Amarelo: 18 mcd (mín.), Azul: 12.6 mcd (mín.) a I_F= 10mA. Isto mede o brilho percebido pelo olho humano. O código de classificação para I_Vestá marcado no saco de embalagem para fins de binning.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):Amarelo: 592 nm (típ.), Azul: 468 nm (típ.). Este é o comprimento de onda no qual a potência espectral de saída é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):Amarelo: 582-595 nm, Azul: 464-476 nm a I_F= 10mA. Derivado do diagrama de cromaticidade CIE, este comprimento de onda único representa melhor a cor percebida do LED e define o seu bin de cor.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):Amarelo: 15 nm (típ.), Azul: 25 nm (típ.). Isto indica a pureza espectral; um valor menor significa uma luz mais monocromática. LEDs amarelos de AlInGaP têm tipicamente espectros mais estreitos que LEDs azuis de InGaN.
• Tensão Direta (V_F):Amarelo: 1.7-2.4V, Azul: 2.7-3.8V a I_F= 10mA. A queda de tensão no LED quando conduz corrente. O V_Fmais elevado para o azul é característico da tecnologia InGaN.
• Corrente Inversa (I_R):10 µA (máx.) para ambas as cores a V_R= 5V. Os LEDs não são projetados para operação em polarização inversa; este parâmetro é apenas para fins de teste de fuga.

3. Explicação do Sistema de Binning

A ficha técnica implica um sistema de binning baseado em parâmetros ópticos chave para garantir consistência de cor e brilho na produção.

• Binning de Comprimento de Onda/Cor:Os intervalos do comprimento de onda dominante (λ_d) (Amarelo: 582-595nm, Azul: 464-476nm) definem a variação de cor aceitável. Os produtos são classificados em bins dentro destes intervalos.
• Binning de Intensidade Luminosa:A intensidade luminosa (I_V) tem um valor mínimo especificado. Os dispositivos são provavelmente testados e classificados em bins de intensidade, com o código de bin específico marcado na embalagem (como indicado na ficha técnica).
• Binning de Tensão Direta:Embora não declarado explicitamente como um parâmetro de binning, o intervalo V_Fespecificado indica a variação permitida. V_Fconsistente é importante para o emparelhamento de corrente em circuitos paralelos.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas características típicas que são essenciais para o projeto.

• Curva I-V (Corrente-Tensão):Mostra a relação entre a corrente direta (I_F) e a tensão direta (V_F). É não linear, com uma tensão de limiar/ligação (aprox. 1.5V para amarelo, 2.5V para azul) após a qual a corrente aumenta rapidamente com pequenos aumentos de tensão. Isto torna necessário um limitador de corrente nos circuitos de acionamento.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Tipicamente mostra I_Va aumentar linearmente com I_Fa correntes mais baixas, podendo saturar a correntes mais elevadas devido ao droop térmico e de eficiência.
• Dependência da Temperatura:A intensidade luminosa geralmente diminui com o aumento da temperatura da junção. A tensão direta também diminui com o aumento da temperatura (coeficiente de temperatura negativo).
• Distribuição Espectral:O gráfico mostraria a potência radiante relativa versus comprimento de onda, com um pico em λ_Pe uma largura definida por Δλ. O comprimento de onda dominante λ_dé calculado a partir deste espectro.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões de Contorno

O componente apresenta um perfil de montagem em ângulo reto (90 graus). Notas dimensionais chave incluem:

• Todas as dimensões estão em milímetros, com uma tolerância padrão de ±0.25mm salvo indicação em contrário.
• O material da carcaça é plástico preto.
• O LED integrado é do tipo bicolor amarelo/azul com uma lente difusora branca para mistura de luz e ângulo de visão mais amplo.

5.2 Identificação de Polaridade e Montagem

Embora o layout exato dos terminais não seja detalhado no texto fornecido, LEDs SMT requerem orientação de polaridade correta. O footprint da PCB deve corresponder à configuração dos terminais do componente. A carcaça preta e o design em ângulo reto auxiliam no alinhamento mecânico durante a colocação.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Armazenamento e Manuseamento

• Embalagem Selada:Armazenar a ≤30°C e ≤70% HR. Utilizar dentro de um ano a partir da data de selagem do saco.
• Embalagem Aberta:Para componentes removidos de sacos de barreira à humidade, armazenar a ≤30°C e ≤60% HR. Recomenda-se completar a soldadura por reflow IR dentro de 168 horas (1 semana) após a exposição.
• Exposição Prolongada:Se a exposição exceder 168 horas, é necessário um bake-out a aproximadamente 60°C durante pelo menos 48 horas antes da soldadura para remover a humidade absorvida e prevenir danos de \"popcorning\" durante o reflow.

6.2 Parâmetros do Processo de Soldadura

• Soldadura Manual (Ferro):Temperatura máxima 350°C, tempo máximo 3 segundos por junta. Aplicar apenas uma vez.
• Soldadura por Onda:Pré-aquecimento: 150-200°C até 120 segundos. Onda de solda: Máximo 260°C até 5 segundos. O processo máximo é duas vezes.
• Soldadura por Reflow:O componente está qualificado para JEDEC Nível 3. É fornecida uma amostra de perfil de reflow, enfatizando a necessidade de seguir os limites JEDEC e as recomendações do fabricante da pasta de solda. O processo de reflow não deve exceder dois ciclos. O perfil inclui tipicamente estágios de pré-aquecimento, imersão térmica, pico de reflow (recomendado ~245-260°C) e arrefecimento.

6.3 Limpeza e Tensão Mecânica

• Utilizar solventes à base de álcool como álcool isopropílico para limpeza, se necessário.
• Evitar aplicar tensão mecânica aos terminais ou carcaça durante a montagem. Não utilizar a base do lead frame como fulcro para dobrar.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificação de Embalagem

• Fita Transportadora:Design padrão de passo de 10 furos de roda dentada. Material: Liga de Poliestireno Condutivo Preto. Espessura: 0.40 ±0.06 mm.
• Bobina:Bobina padrão de diâmetro de 13 polegadas (330mm). Quantidade: 1.400 peças por bobina.
• Cartão:Uma bobina é embalada com um dessecante e um cartão indicador de humidade num Saco de Barreira à Humidade (MBB). Três MBBs são embalados num Cartão Interno (4.200 peças no total). Dez Cartões Internos são embalados num Cartão Externo (42.000 peças no total).

7.2 Número da Peça e Revisão

O número base da peça é LTL-M12YB1H310U. O histórico de revisões do documento é rastreado, sendo a data efetiva da especificação atual 01/04/2021.

8. Recomendações de Projeto de Aplicação

8.1 Projeto do Circuito de Acionamento

Consideração Crítica:LEDs são dispositivos acionados por corrente. Para garantir brilho uniforme, especialmente quando vários LEDs estão conectados em paralelo, deve ser usado um resistor limitador de corrente em série para cada LED (Modelo de Circuito A). Acionar vários LEDs em paralelo diretamente a partir de uma fonte de tensão (Modelo de Circuito B) não é recomendado, pois pequenas variações na tensão direta individual do LED (V_F) causarão diferenças significativas na corrente e, consequentemente, no brilho.

O valor do resistor em série (R_s) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R_s= (V_fonte- V_F) / I_F, onde I_Fé a corrente de operação desejada (ex., 10mA) e V_Fé a tensão direta típica da ficha técnica.

8.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa, manter a temperatura da junção do LED dentro do intervalo de operação especificado é crucial para fiabilidade a longo prazo e saída de luz estável. Garantir área de cobre adequada na PCB ou alívio térmico em torno dos terminais de solda para dissipar calor, especialmente se operar perto da corrente contínua máxima.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com chips LED discretos ou LEDs SMT mais simples, este CBI (Indicador para Placa de Circuito) oferece vantagens distintas:

• Solução Integrada:Combina o chip LED, a lente e uma carcaça estrutural em ângulo reto num único encapsulamento SMT, simplificando o projeto mecânico e a montagem.
• Legibilidade Aprimorada:A carcaça preta e a lente difusora proporcionam contraste e ângulo de visão superiores comparados com muitos LEDs sem carcaça e com lente transparente.
• Funcionalidade Bicolor:A integração de dois materiais semicondutores distintos (AlInGaP e InGaN) num único encapsulamento permite indicação de estado duplo (ex., ligado/em espera, modo A/modo B) sem usar espaço adicional na PCB.
• Design Empilhável:Facilita a criação de barras ou matrizes multi-indicador com espaçamento e alinhamento consistentes.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P1: Posso acionar este LED diretamente a partir de uma saída lógica de 5V ou 3.3V?

R1: Não. Deve usar um resistor limitador de corrente em série. Por exemplo, com uma fonte de 5V e o LED azul (V_F~3.2V típ.) a 10mA: R_s= (5V - 3.2V) / 0.01A = 180 Ω. Um transistor de acionamento ou um CI dedicado para LED pode ser necessário para correntes mais altas ou multiplexagem.

P2: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico (λ_P) e Comprimento de Onda Dominante (λ_d)?

R2: λ_Pé o pico físico do espectro de luz. λ_dé um valor calculado que representa a cor percebida pelo olho humano, derivado do espectro completo e das funções de correspondência de cores CIE. λ_dé mais relevante para especificação de cor e binning.

P3: Como interpreto o pré-condicionamento JEDEC Nível 3?

R3: JEDEC Nível 3 significa que o componente pode ser exposto às condições ambientais da fábrica (≤30°C/60% HR) até 168 horas (1 semana) após a abertura do saco de barreira à humidade sem necessitar de bake antes da soldadura por reflow. Isto oferece flexibilidade no agendamento da produção.

P4: Por que as correntes máximas são diferentes para amarelo e azul?

R4: Os diferentes materiais semicondutores (AlInGaP vs. InGaN) têm diferentes propriedades elétricas e térmicas, levando a diferentes densidades de corrente de operação segura máxima, conforme definido pelos testes de fiabilidade do fabricante.

11. Exemplo de Aplicação Prática

Cenário: Projetar um painel de estado para um switch de rede.O painel precisa de uma luz verde para \"Ligação Ativa\", uma luz amarela para \"Atividade\" e uma luz azul para \"PoE (Power over Ethernet) Ativo\". Embora esta peça específica seja amarela/azul, componentes CBI semelhantes em verde poderiam ser usados. O projetista iria:

1. Colocar três footprints CBI (para verde, amarelo, azul) numa matriz vertical na área do painel frontal da PCB.
2. Para cada LED, calcular o resistor em série apropriado com base na tensão de I/O digital de 3.3V do sistema e na corrente de acionamento desejada de 8mA para brilho adequado.
3. Encaminhar os sinais de controlo do microcontrolador principal do switch para os resistores limitadores de corrente e depois para os ânodos dos LEDs. Ligar todos os cátodos ao terra.
4. Nas instruções de montagem, especificar que a linha SMT deve seguir o perfil de reflow JEDEC Nível 3 e que quaisquer placas com CBIs expostos por mais de 168 horas antes da soldadura devem ser submetidas a bake.

Esta abordagem resulta num painel de indicadores de aspeto profissional e consistente, fácil de montar automaticamente.

12. Introdução ao Princípio de Operação

Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores de junção p-n. Quando uma tensão direta é aplicada, eletrões da região tipo-n e lacunas da região tipo-p são injetados na região da junção (a camada ativa). Lá, eles recombinam-se, libertando energia. Nestes materiais (AlInGaP e InGaN), esta energia é libertada principalmente como fotões (luz) – um processo chamado eletroluminescência. A cor específica (comprimento de onda) da luz emitida é determinada pela energia da banda proibida do material semicondutor usado na camada ativa. O AlInGaP tem uma banda proibida correspondente à luz vermelha, laranja e amarela, enquanto o InGaN pode produzir luz desde o verde até ao ultravioleta, sendo o azul uma saída comum. A lente difusora branca dispersa a luz, criando um ângulo de visão mais uniforme e amplo.

13. Tendências Tecnológicas

O desenvolvimento de indicadores SMT como o CBI segue tendências mais amplas na eletrónica:

• Miniaturização e Integração:Redução contínua do tamanho do encapsulamento e integração de mais funcionalidades (ex., multi-cor RGB, drivers IC incorporados) em encapsulamentos SMT únicos.
• Maior Eficiência:Melhorias contínuas na eficiência quântica interna (IQE) e técnicas de extração de luz levam a uma maior intensidade luminosa por unidade de potência elétrica de entrada.
• Fiabilidade e Robustez Melhoradas:Avanços em materiais de encapsulamento e tecnologias de fixação do chip melhoram o desempenho em intervalos de temperatura mais amplos e tempos de vida mais longos.
• Padronização:Adoção mais ampla de footprints e características ópticas padronizadas para simplificar o projeto e o sourcing para engenheiros.