Ficha Técnica da Lâmpada LED LTLMR4TBTV3DA - Dimensões 4.2x4.2x6.9mm - Tensão 2.5-3.5V - Azul 470nm - Documentação Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de uma lâmpada LED SMD (Surface Mount Device) azul de alta luminosidade. Projetado para compatibilidade com linhas de montagem padrão de Tecnologia de Montagem em Superfície (SMT), este dispositivo é concebido para aplicações que exigem desempenho confiável e distribuição de luz controlada. O componente apresenta um encapsulamento com lente especializada que proporciona um ângulo de visão estreito, tornando-o particularmente adequado para iluminação de placas de sinalização, onde o controle preciso do feixe é essencial sem necessidade de ópticas secundárias adicionais. A construção utiliza materiais epóxi avançados que oferecem resistência aprimorada à umidade e proteção UV, contribuindo para a longevidade e estabilidade do dispositivo em diversos ambientes operacionais.

1.1 Vantagens Principais

• Alto Fluxo Luminoso:Fornece brilho intenso adequado para aplicações de alta visibilidade.
• Eficiência Energética:Opera com baixo consumo de energia mantendo alta eficácia luminosa.
• Conformidade Ambiental:Fabricado sem chumbo, sem halogênio e em total conformidade com as diretivas RoHS.
• Construção Robusta:Apresenta resistência superior à umidade, aumentando a confiabilidade.
• Óptica Otimizada:A lente integrada proporciona um ângulo de visão típico de 35 graus para emissão de luz controlada.

1.2 Aplicações Alvo

Este LED é direcionado principalmente para aplicações de sinalização e displays onde iluminação consistente, brilhante e focada é crítica. Casos de uso típicos incluem placas de mensagens de vídeo, sinais de informação de tráfego e várias formas de painéis de mensagens internos e externos.

2. Análise dos Parâmetros Técnicos

A seguinte seção fornece uma interpretação objetiva e detalhada dos principais parâmetros elétricos, ópticos e térmicos especificados para o dispositivo. Compreender estes valores é crucial para o correto dimensionamento do circuito e gestão térmica.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação nestes ou acima destes limites não é garantida.

• Dissipação de Potência (P_D):85 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o dispositivo pode dissipar na forma de calor a uma temperatura ambiente (T_A) de 25°C.
• Corrente Direta:Uma corrente direta contínua (I_F) de 25 mA não deve ser excedida para operação contínua. Uma corrente de pico direta mais alta de 100 mA é permitida apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho ≤ 1/10, largura de pulso ≤ 10µs).
• Derating Térmico:Para temperaturas ambientes acima de 45°C, a corrente direta contínua máxima permitida deve ser reduzida linearmente a uma taxa de 0,62 mA por grau Celsius. Isto é crítico para prevenir fuga térmica.
• Faixas de Temperatura:O dispositivo é classificado para operação de -40°C a +85°C e pode ser armazenado em ambientes de -40°C a +100°C.
• Soldagem por Reflow:O componente pode suportar uma temperatura de pico máxima no perfil de reflow de 260°C por até 10 segundos, o que está alinhado com os processos comuns de soldagem sem chumbo.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a T_A=25°C e sob condições de teste especificadas.

• Intensidade Luminosa (I_V):Varia de um mínimo de 3200 mcd a um máximo típico de 7200 mcd quando alimentado com I_F= 20 mA. Uma tolerância de teste de ±15% é aplicada aos valores garantidos.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):Definido como o ângulo total onde a intensidade cai para metade do seu valor axial. O valor típico é 35°, com uma faixa de 30° a 40° e uma tolerância de medição de ±2°.
• Comprimento de Onda:O comprimento de onda de emissão de pico (λ_P) é tipicamente 464 nm. O comprimento de onda dominante (λ_d), que define a cor percebida, varia de 460 nm a 480 nm. A largura de banda espectral (Δλ) é tipicamente 25 nm.
• Tensão Direta (V_F):Entre 2,5 V e 3,5 V a I_{F= 20 mA. Os projetistas devem considerar esta faixa ao projetar o circuito de acionamento.}
• Corrente Reversa (I_R):Máximo de 10 µA quando uma tensão reversa (V_R) de 5V é aplicada. É importante notar que o dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa.

3. Especificação do Sistema de Binning

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

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os LEDs são classificados em três bins (U, V, W) com base na sua intensidade luminosa mínima a 20 mA:

- Bin U:3200 - 4200 mcd

- Bin V:4200 - 5500 mcd

- Bin W:5500 - 7200 mcd

Uma tolerância de ±15% aplica-se a cada limite de bin.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Os LEDs também são classificados em cinco grupos (B1 a B5) com base no seu comprimento de onda dominante para controlar a variação de cor:

- Bin B1:460 - 464 nm

- Bin B2:464 - 468 nm

- Bin B3:468 - 472 nm

- Bin B4:472 - 476 nm

- Bin B5:476 - 480 nm

Uma tolerância apertada de ±1 nm é mantida para cada bin.

4. Informações Mecânicas e de Embalagem

4.1 Dimensões de Contorno

O dispositivo tem uma pegada compacta para montagem em superfície. As dimensões-chave incluem um tamanho do corpo de aproximadamente 4,2 mm x 4,2 mm, com uma altura total de 6,9 mm ±0,5 mm. Os terminais têm um espaçamento onde emergem do encapsulamento, e é especificada uma protuberância máxima da resina sob o flange de 1,0 mm. Todas as dimensões estão em milímetros, com uma tolerância padrão de ±0,25 mm salvo indicação em contrário.

4.2 Identificação de Polaridade e Design das Ilhas de Solda

O componente possui três terminais: P1 (Ânodo), P2 (Cátodo) e P3 (Ânodo). A orientação correta da polaridade é essencial durante o layout da PCB e montagem. É fornecida uma configuração recomendada para as ilhas de solda (pads) para garantir a formação confiável das juntas de solda e a correta conexão térmica e elétrica. O design inclui cantos arredondados nas ilhas (R0,5) para mitigar a ascensão capilar da solda e concentração de tensão. É explicitamente declarado que este LED foi projetado para soldagem por reflow numa PCB e não é adequado para processos de soldagem por imersão.

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio e montagem adequados são críticos para manter a confiabilidade e desempenho do dispositivo.

5.1 Sensibilidade à Umidade e Armazenamento

Este componente é classificado como Nível de Sensibilidade à Umidade (MSL) 3 de acordo com a JEDEC J-STD-020. Sacos de barreira à umidade não abertos podem ser armazenados por até 12 meses a <30°C e 90% UR. Após abrir o saco, os LEDs devem ser mantidos num ambiente de <30°C e <60% UR, e toda a soldagem deve ser concluída dentro de 168 horas (7 dias). É necessário um processo de secagem (baking) a 60°C ±5°C durante 20 horas se o cartão indicador de humidade mostrar >10% UR, o tempo de exposição (floor life) exceder 168 horas, ou os dispositivos tiverem sido expostos a >30°C e 60% UR. O processo de secagem deve ser realizado apenas uma vez.

5.2 Perfil de Soldagem por Reflow

É recomendado um perfil de reflow sem chumbo:

- Pré-aquecimento/Soak:150°C a 200°C por um máximo de 120 segundos.

- Tempo Acima do Líquidus (T_L=217°C):60 a 150 segundos.

- Temperatura de Pico (T_P):260°C máximo.

- Tempo dentro de 5°C do Pico:30 segundos máximo.

- Tempo Total de Rampa:25°C até a temperatura de pico não deve exceder 5 minutos.

5.3 Limpeza

Se a limpeza for necessária após a soldagem, apenas solventes à base de álcool, como álcool isopropílico (IPA), devem ser utilizados.

6. Embalagem e Informações de Encomenda

6.1 Especificação de Embalagem

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada para colocação automatizada. As dimensões da fita são especificadas para garantir compatibilidade com equipamentos padrão pick-and-place. Cada bobina contém 1.000 peças. Para envio a granel, as bobinas são embaladas adicionalmente: uma bobina é colocada num saco de barreira à umidade com um dessecante e um cartão indicador de humidade; três desses sacos são embalados numa caixa interna (total de 3.000 peças); e dez caixas internas são embaladas numa caixa de envio externa (total de 30.000 peças).

7. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED é bem adequado para aplicações de sinalização internas e externas, incluindo placas de mensagens de vídeo, sinais de trânsito e displays de informação em geral. O seu ângulo de visão estreito e alto brilho tornam-no eficaz para iluminação direta das faces dos sinais, onde a luz precisa ser direcionada para o observador com derrame mínimo.

7.2 Considerações de Projeto

• Acionamento por Corrente:É recomendado um driver de corrente constante para manter a saída luminosa e cor estáveis, uma vez que o brilho do LED é principalmente uma função da corrente, não da tensão.
• Gestão Térmica:Embora o dispositivo tenha boa resistência à umidade, um projeto térmico adequado da PCB (área de cobre suficiente para dissipação de calor) é necessário para gerir a temperatura da junção, especialmente quando operando próximo dos valores máximos ou em altas temperaturas ambientes. Deve-se aderir à curva de derating acima de 45°C.
• Proteção contra ESD:Embora não explicitamente declarado no extrato fornecido, as precauções padrão contra Descarga Eletrostática (ESD) devem ser observadas durante o manuseio e montagem de todos os dispositivos semicondutores.
• Integração Óptica:A lente integrada fornece um feixe controlado. Para aplicações que requerem padrões de feixe diferentes, ópticas secundárias podem ser consideradas, embora o ângulo nativo de 35° seja projetado para ser adequado para muitas aplicações de sinalização de visão direta.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com encapsulamentos LED SMD ou PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) padrão, este dispositivo oferece uma vantagem chave: o seu encapsulamento com lente oval/redonda integrada proporciona um ângulo de visão controlado e estreito (tipicamente 35°) sem exigir uma lente óptica externa adicional. Isto simplifica o design mecânico do produto final, reduz a contagem de peças e pode diminuir o custo total do sistema. A combinação de alta intensidade luminosa numa pegada SMD compacta, aliada a um encapsulamento robusto e resistente à umidade, posiciona-o favoravelmente para aplicações externas e semi-externas exigentes, onde a confiabilidade e o desempenho óptico são primordiais.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Qual é a diferença entre comprimento de onda de pico e comprimento de onda dominante?

R: O comprimento de onda de pico (λ_P) é o comprimento de onda único no qual o espectro de emissão é mais intenso (464 nm típico). O comprimento de onda dominante (λ_d) é um valor calculado derivado das coordenadas de cor no diagrama CIE; representa o comprimento de onda único da luz monocromática pura que corresponderia à cor percebida do LED (faixa de 460-480 nm). O comprimento de onda dominante é mais relevante para a especificação da cor.

P: Por que existe um fator de derating para a corrente direta acima de 45°C?

R: O fator de derating (0,62 mA/°C) é necessário para limitar a temperatura interna da junção do LED. À medida que a temperatura ambiente sobe, a capacidade do dispositivo de dissipar calor diminui. Reduzir a corrente de operação evita o acúmulo excessivo de calor que poderia acelerar a degradação, reduzir a saída de luz ou causar falha catastrófica.

P: Posso usar este LED para indicação ou proteção de tensão reversa?

R: Não. A ficha técnica declara explicitamente que o dispositivo não foi projetado para operação reversa. O parâmetro de corrente reversa (I_R) é apenas para fins de teste. Aplicar uma tensão reversa contínua provavelmente danificará o LED.

P: Quão crítico é o tempo de exposição (floor life) de 168 horas após abrir o saco de barreira à umidade?

R: É muito crítico para a confiabilidade. Os componentes MSL 3 absorveram humidade da atmosfera. Se forem submetidos à soldagem por reflow após a janela de 168 horas sem a secagem adequada, o aquecimento rápido pode fazer com que a humidade retida vaporize instantaneamente, potencialmente levando à delaminação interna ou ao efeito "popcorn", que pode rachar o encapsulamento e causar falha.

10. Princípios de Operação

Este dispositivo é um Diodo Emissor de Luz (LED) baseado em material semicondutor de InGaN (Nitreto de Índio e Gálio) cultivado num substrato, responsável pela sua emissão azul. Quando uma tensão direta que excede o limiar do dispositivo é aplicada, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa do semicondutor, libertando energia na forma de fótons (luz). A composição específica da liga de InGaN determina a energia da banda proibida, que se correlaciona diretamente com o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, cerca de 470 nm (azul). O encapsulamento com lente de epóxi serve para proteger o chip semicondutor, extrair a luz de forma eficiente e moldar a radiação emitida no padrão de ângulo de visão desejado.