Folha de Dados do LED LTLMR4EW2DA - Dimensões 4.2x4.2x6.9mm - Tensão 1.8-2.4V - Potência 120mW - Vermelho 624nm - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTLMR4EW2DA é um LED de montagem em superfície de alto brilho projetado para montagem eletrônica moderna. Utiliza um chip vermelho de AllnGaP com comprimento de onda de pico de emissão de 630nm, encapsulado em um pacote difuso. Seu objetivo principal de projeto é fornecer iluminação intensa e focada, adequada para aplicações que requerem visibilidade clara sem ópticas secundárias adicionais.

As vantagens centrais deste dispositivo incluem sua alta intensidade luminosa, atingindo até 12000 mcd com uma corrente de acionamento padrão de 20mA, e seu baixo consumo de energia. O encapsulamento é projetado com tecnologia de epóxi avançada, proporcionando resistência superior à umidade e proteção UV, aumentando sua confiabilidade para uso interno e externo. É totalmente compatível com os padrões ambientais livres de chumbo, livres de halogênio e RoHS.

O mercado-alvo abrange uma ampla gama de aplicações de sinalização e exibição. Seu ângulo de visão estreito e controlado, tipicamente de 25°, torna-o particularmente adequado para painéis de mensagens de vídeo, sinais de trânsito e vários painéis de informação onde luz direcionada e alto contraste são essenciais.

2. Análise de Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao LED. A operação sob estas condições não é garantida.

• Dissipação de Potência (Pd):120 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o dispositivo pode dissipar como calor a uma temperatura ambiente (TA) de 25°C.
• Corrente Direta Contínua (IF):50 mA. A máxima corrente direta contínua que pode ser aplicada.
• Corrente Direta de Pico:120 mA. Isto é permitido apenas sob condições pulsadas (ciclo de trabalho ≤ 1/10, largura de pulso ≤ 10µs).
• Derating:A corrente direta contínua deve ser reduzida linearmente em 0,75 mA para cada grau Celsius acima de 45°C de temperatura ambiente para evitar superaquecimento.
• Faixa de Temperatura de Operação:-40°C a +85°C. A faixa de temperatura ambiente para operação confiável.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +100°C.
• Condição de Soldagem por Refluxo:Suporta uma temperatura de pico de 260°C por no máximo 10 segundos, compatível com processos padrão de refluxo sem chumbo.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos a TA=25°C e IF=20mA, salvo indicação em contrário, representando o desempenho típico.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de 7200 mcd (mínimo) a 12000 mcd (máximo), com um valor típico fornecido. Uma tolerância de teste de ±15% é aplicada aos limites dos bins.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):25° típico, com uma faixa de 20° a 30°. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor axial, definindo a dispersão do feixe.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λP):630 nm típico. Este é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é mais alta.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Entre 618 nm e 630 nm. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano, definindo a cor como vermelha.
• Largura à Meia Altura Espectral (Δλ):15 nm típico. Isto indica a pureza espectral ou saturação de cor da luz emitida.
• Tensão Direta (VF):Entre 1,8V e 2,4V a 20mA. Esta é a queda de tensão através do LED durante a operação.
• Corrente Reversa (IR):10 µA máximo a uma tensão reversa (VR) de 5V. O dispositivo não é projetado para operação em polarização reversa; este parâmetro é apenas para teste de corrente de fuga.

3. Especificação do Sistema de Binning

Os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave de desempenho para garantir consistência dentro de um lote de produção.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os bins são definidos por valores mínimos e máximos de intensidade luminosa em IF=20mA.

• Código de Bin X:7200 mcd (Mín) a 9300 mcd (Máx).
• Código de Bin Y:9300 mcd (Mín) a 12000 mcd (Máx).
• Uma tolerância de ±15% é aplicada a cada limite de bin durante o teste.

3.2 Binning de Tensão Direta

Os bins são definidos por faixas de tensão direta em IF=20mA.

• Código de Bin 1A:1,8V (Mín) a 2,0V (Máx).
• Código de Bin 2A:2,0V (Mín) a 2,2V (Máx).
• Código de Bin 3A:2,2V (Mín) a 2,4V (Máx).
• Uma tolerância de ±0,1V é aplicada a cada limite de bin.

4. Análise de Curvas de Desempenho

Embora dados gráficos específicos sejam referenciados na folha de dados, as relações típicas podem ser descritas:

• Curva IV (Corrente vs. Tensão):A tensão direta (VF) exibe um aumento logarítmico com a corrente direta (IF). Operar na corrente recomendada de 20mA garante eficiência e longevidade ideais, evitando o calor excessivo gerado em correntes mais altas próximas da especificação máxima.
• Dependência da Temperatura:A intensidade luminosa tipicamente diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. A especificação de derating para corrente direta (0,75 mA/°C acima de 45°C) é uma medida direta para gerenciar este efeito térmico e manter o desempenho.
• Distribuição Espectral:O espectro de emissão está centrado em torno de 630nm (pico) com uma largura à meia altura relativamente estreita de 15nm, característica do material AllnGaP, resultando em uma cor vermelha saturada.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões de Contorno

O LED apresenta um pacote de montagem em superfície com uma lente redonda ou oval. As dimensões-chave incluem:

• Tamanho do Corpo do Pacote: 4,2mm ±0,2mm de comprimento e largura.
• Altura Total: 6,9mm ±0,5mm.
• Espaçamento dos Terminais: 3,65mm ±0,2mm (medido onde os terminais emergem do pacote).
• É especificada uma protrusão máxima de resina de 1,0mm sob o flange.
• Todas as dimensões incluem uma tolerância padrão de ±0,25mm, salvo indicação em contrário.

5.2 Identificação de Polaridade

O dispositivo possui três terminais (P1, P2, P3). P1 e P3 são designados como o Ânodo (+), e P2 é designado como o Cátodo (-). A orientação correta da polaridade durante o layout da PCB e a montagem é crítica.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Armazenamento e Manuseio

Este componente é classificado como Nível de Sensibilidade à Umidade (MSL) 3 de acordo com a JEDEC J-STD-020.

• Sacos de barreira de umidade não abertos podem ser armazenados por até 12 meses a <30°C e 90% UR.
• Após abrir o saco, os componentes devem ser armazenados a <30°C e 60% UR e devem passar pelo processo de soldagem dentro de 168 horas (7 dias).
• É necessário fazer o "baking" a 60°C ±5°C por 20 horas se o cartão indicador de umidade mostrar >10% UR, se o tempo de vida útil no chão de fábrica exceder 168 horas, ou se houver exposição a >30°C/60% UR. O "baking" deve ser realizado apenas uma vez.
• Use precauções adequadas contra ESD (Descarga Eletrostática) durante o manuseio.

6.2 Processo de Soldagem

O LED é compatível com perfis padrão de soldagem por refluxo sem chumbo.

• Perfil de Refluxo:A temperatura de pico (Tp) não deve exceder 260°C. O tempo acima da temperatura líquida (Tl=217°C) deve estar entre 60 e 150 segundos. O tempo dentro de 5°C da temperatura de pico deve ser no máximo de 30 segundos.
• Soldagem Manual:Se necessário, um ferro de soldar pode ser usado a uma temperatura máxima de 315°C por não mais que 3 segundos por terminal, uma única vez.
• Limpeza:Álcool isopropílico ou solventes à base de álcool similares são recomendados para limpeza pós-soldagem, se necessário.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Especificação de Embalagem

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada para colocação automatizada.

• Fita Transportadora:A largura é de 16,0mm ±0,3mm. O passo dos compartimentos é de 8,0mm ±0,1mm.
• Carretel:Cada carretel contém 1.000 unidades de LEDs.
• Proteção contra Umidade:Cada carretel é embalado com um dessecante e um cartão indicador de umidade dentro de um saco de barreira de umidade.
• Embalagem de Cartão:3 carretéis (3.000 unidades) são embalados por caixa interna. 10 caixas internas (30.000 unidades no total) são embaladas por caixa de transporte externa.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Painéis de Mensagens de Vídeo:Ideal para exibições pixeladas devido ao alto brilho e ângulo de feixe estreito.
• Sinais de Trânsito & Semáforos:Adequado para iluminação suplementar ou indicadores de status que requerem alta visibilidade e confiabilidade.
• Painéis de Informação:Usado em sistemas de informação de transporte público, placas de publicidade no varejo e painéis de status industrial.

8.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Sempre use um resistor limitador de corrente em série ou um driver de corrente constante para manter a corrente direta no ou abaixo do valor recomendado de 20mA para operação contínua.
• Gerenciamento Térmico:Garanta área de cobre adequada na PCB ou vias térmicas para dissipar calor, especialmente ao operar em altas temperaturas ambientes ou próximo das especificações máximas. Cumpra a curva de derating de corrente acima de 45°C.
• Projeto Óptico:O ângulo de visão de 25° fornece luz direcionada. Para iluminação mais ampla, múltiplos LEDs ou painéis difusores podem ser necessários.
• Verificação de Polaridade:Verifique se o "footprint" da PCB corresponde à configuração ânodo/cátodo (P1/P3 = Ânodo, P2 = Cátodo) para evitar conexão reversa.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs de pacote SMD padrão (ex.: 0603, 0805) ou PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier), o LTLMR4EW2DA oferece vantagens distintas para aplicações de sinalização:

• Maior Intensidade Luminosa:Fornece uma saída em mcd significativamente maior em um pacote compacto, reduzindo o número de LEDs necessários para um determinado nível de brilho.
• Controle de Feixe Integrado:A lente moldada fornece um ângulo de visão consistente de 25° sem exigir ópticas secundárias adicionais, simplificando o projeto mecânico e reduzindo o custo de montagem.
• Robustez Ambiental Aprimorada:A formulação de epóxi avançada oferece melhor resistência à umidade e UV em comparação com pacotes de LED padrão, melhorando a longevidade em ambientes externos ou severos.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P1: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?

R1: O Comprimento de Onda de Pico (λP) é o comprimento de onda físico onde o LED emite a maior potência óptica. O Comprimento de Onda Dominante (λd) é um valor calculado baseado na sensibilidade do olho humano (curva CIE) que define a cor percebida. Para este LED vermelho, eles são muito próximos (630nm vs. 618-630nm).

P2: Posso acionar este LED com uma fonte de 3,3V sem um resistor?

R2: Não. A tensão direta é de apenas 1,8-2,4V. Conectá-lo diretamente a 3,3V causaria corrente excessiva, excedendo a especificação máxima e destruindo o LED. Um resistor limitador de corrente ou regulador é obrigatório.

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

R3: MSL 3 significa que os componentes são sensíveis à absorção de umidade. Após removê-los do saco selado, você tem 168 horas (1 semana) nas condições do chão de fábrica (<30°C/60% UR) para completar o processo de soldagem por refluxo. Se este tempo for excedido, os componentes devem passar por "baking" antes do uso para evitar danos de "popcorning" durante a soldagem.

P4: Como o ângulo de visão é medido e especificado?

R4: O ângulo de visão (2θ1/2) é a largura angular total onde a intensidade luminosa é pelo menos metade da intensidade medida diretamente no eixo (0°). Um ângulo típico de 25° significa que a luz está concentrada dentro de um cone relativamente estreito, o que é ideal para aplicações de iluminação direcionada.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Caso: Projetando um Painel de Indicadores de Status Compacto

Um engenheiro está projetando um painel de controle para equipamento industrial que requer vários indicadores de status vermelhos de alta visibilidade. O espaço é limitado e os indicadores precisam ser visíveis sob luz ambiente brilhante. O LTLMR4EW2DA é selecionado porque sua alta intensidade luminosa (até 12000 mcd) garante visibilidade. O ângulo de visão estreito de 25° significa que a luz não é desperdiçada iluminando áreas fora da linha de visão direta do operador. O pacote de montagem em superfície permite montagem automatizada em PCB, reduzindo custos. O projetista implementa um circuito simples com uma fonte de 5V, um resistor limitador de corrente calculado para ~18mA (fornecendo uma margem de segurança abaixo de 20mA) e segue as diretrizes de manuseio MSL3 para garantir o rendimento da montagem. A resistência à umidade do epóxi garante confiabilidade no ambiente industrial potencialmente úmido.

12. Introdução ao Princípio Técnico

O LTLMR4EW2DA é baseado em um chip semicondutor de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AllnGaP). Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, elétrons e lacunas se recombinam, liberando energia na forma de fótons. A composição específica das camadas de AllnGaP determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda da luz emitida—neste caso, no espectro vermelho (~624-630nm). O encapsulamento da lente difusa é dopado com partículas de espalhamento para ampliar a extração de luz do chip e criar uma aparência mais uniforme e menos ofuscante em comparação com uma lente transparente, enquanto a forma do pacote controla o ângulo final do feixe.

13. Tendências e Desenvolvimento da Indústria

A tendência em LEDs para indicadores e sinalização continua em direção a maior eficiência (mais lúmens ou candela por watt), confiabilidade aprimorada e fatores de forma menores. Há também uma ênfase crescente no controle óptico preciso integrado diretamente no pacote, como visto com o ângulo de visão definido deste dispositivo, para simplificar o projeto do produto final. Regulamentações ambientais continuam a impulsionar a eliminação de substâncias perigosas, tornando a conformidade com RoHS, livre de chumbo e livre de halogênio padrão. Além disso, avanços em materiais de encapsulamento visam melhorar a resistência ao ciclo térmico, umidade e exposição UV, estendendo a vida útil dos produtos, especialmente para aplicações externas onde este LED é direcionado.