Ficha Técnica da Lâmpada LED LTLMH4T BR7DA - Dimensões 4.2x4.2x6.2mm - Tensão 2.9V - Potência 85mW - Azul 470nm - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTLMH4T BR7DA é uma lâmpada LED de montagem em superfície de alto brilho, projetada para aplicações de iluminação exigentes. Este dispositivo utiliza tecnologia avançada de semicondutor InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) para produzir luz azul com um comprimento de onda dominante de 470nm. Encapsulado em um invólucro de epóxi azul difuso, é projetado para desempenho superior em aplicações de placas de sinalização, oferecendo um padrão de radiação controlado sem a necessidade de ópticas secundárias adicionais. O seu formato de dispositivo de montagem em superfície (SMD) garante compatibilidade com linhas de montagem SMT (Tecnologia de Montagem em Superfície) padrão de alto volume e processos industriais de soldagem por refluxo.

As principais vantagens deste LED incluem a sua elevada intensidade luminosa, que pode atingir até 2850 milicandelas (mcd), aliada a um baixo consumo de energia para alta eficiência. O invólucro é construído com materiais de epóxi avançados que proporcionam excelente resistência à humidade e proteção UV, aumentando a sua fiabilidade para uso interior e exterior. Além disso, o produto está em conformidade com normas ambientais, sendo livre de chumbo, livre de halogéneos e compatível com RoHS.

O mercado-alvo deste componente é principalmente a indústria profissional de sinalização. As suas aplicações típicas incluem sinais de mensagens vídeo, sinais de trânsito e várias formas de mostradores de mensagens onde uma iluminação consistente, brilhante e fiável é crítica. O design do LED é particularmente adequado para aplicações que requerem um padrão de radiação suave e ângulos de visão controlados.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os valores máximos absolutos definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no LED. Estes valores são especificados a uma temperatura ambiente (TA) de 25°C. A dissipação máxima de potência é de 85 mW. O dispositivo pode suportar uma corrente direta de pico de 100 mA, mas apenas em condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 10% ou menos e uma largura de pulso não superior a 10 milissegundos. A classificação de corrente direta contínua DC é mais conservadora, de 25 mA. Para garantir operação segura a temperaturas mais elevadas, aplica-se um fator de derating de 0,62 mA por grau Celsius linearmente a partir de 45°C para cima. A faixa de temperatura operacional é de -40°C a +85°C, enquanto a faixa de temperatura de armazenamento estende-se a +100°C. Criticamente para a montagem, o LED pode suportar um perfil de soldagem por refluxo com uma temperatura de pico de 260°C por um máximo de 10 segundos.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

As características elétricas e ópticas são os parâmetros de desempenho chave em condições normais de operação, também especificados a TA=25°C.

• Intensidade Luminosa (Iv):Medida a uma corrente direta (IF) de 20mA, a intensidade luminosa tem um valor típico de 1600 mcd, com um mínimo de 1000 mcd e um máximo de 2850 mcd. A classificação Iv está marcada na bolsa de embalagem, e os testes de garantia incluem uma tolerância de ±15%.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):O dispositivo apresenta um ângulo de visão típico de 70/45 graus. Este parâmetro, definido como o ângulo fora do eixo onde a intensidade luminosa cai para metade do seu valor axial, indica um padrão de feixe moderadamente focado, adequado para iluminação direcionada.
• Comprimento de Onda:O comprimento de onda de emissão de pico (λP) é tipicamente 461 nm. O comprimento de onda dominante (λd), que define a cor percebida, varia de 465 nm a 475 nm, com um valor típico de 470 nm (azul). A meia-largura da linha espectral (Δλ) é tipicamente 23 nm.
• Tensão Direta (VF):A IF=20mA, a tensão direta cai tipicamente 2.9V, com uma variação de 2.5V a 3.5V. Este parâmetro é crucial para o design do circuito de acionamento.
• Corrente Reversa (IR):A corrente reversa máxima é de 10 μA quando uma tensão reversa (VR) de 5V é aplicada. É importante notar que este dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa; esta condição de teste é apenas para caracterização.

3. Especificação do Sistema de Classificação (Binning)

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

3.1 Classificação por Intensidade Luminosa

Os LEDs são classificados em quatro compartimentos de intensidade (BQ, BR, BS, BT) com base na sua intensidade luminosa medida a 20mA. Os limites dos compartimentos são: BQ (1000-1300 mcd), BR (1300-1700 mcd), BS (1700-2200 mcd) e BT (2200-2850 mcd). Aplica-se uma tolerância de ±15% a cada limite de compartimento.

3.2 Classificação por Comprimento de Onda Dominante

Para consistência de cor, o comprimento de onda dominante é classificado em dois códigos: B1 (465-470 nm) e B2 (470-475 nm). A tolerância para cada limite de compartimento é de ±1 nm. O número de peça LTLMH4T BR7DA indica uma combinação específica destes compartimentos (por exemplo, 'BR' para intensidade e '7D' provavelmente relacionado ao compartimento de comprimento de onda, embora o mapeamento exato do código no número de peça não esteja totalmente detalhado no extrato fornecido).

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora as curvas gráficas específicas não estejam detalhadas no extrato de texto, as curvas de desempenho típicas para tais LEDs incluiriam:

• Curva IV (Corrente vs. Tensão):Esta curva mostra a relação exponencial entre a tensão direta e a corrente direta. É essencial para determinar o ponto de operação e os efeitos térmicos na queda de tensão.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Este gráfico normalmente mostra uma relação quase linear entre a corrente de acionamento e a saída de luz dentro da faixa operacional recomendada, destacando a eficiência do dispositivo.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Esta curva demonstra o efeito de extinção térmica, onde a saída de luz diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Compreender isto é vital para a gestão térmica na aplicação final.
• Distribuição Espectral:Um gráfico de intensidade relativa versus comprimento de onda, mostrando o pico em ~461nm e a largura espectral, que afeta a pureza da cor.

Os projetistas devem consultar estas curvas para otimizar as condições de acionamento e a dissipação de calor para um desempenho consistente ao longo da vida útil do produto.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões de Contorno

O LED tem um invólucro de montagem em superfície retangular e compacto. As dimensões principais incluem um tamanho do corpo de aproximadamente 4.2mm (±0.2mm) de comprimento e largura. A altura total, incluindo a lente, é de 6.2mm (±0.5mm). O invólucro apresenta uma flange para estabilidade mecânica durante a colocação. A tolerância para a maioria das dimensões é de ±0.25mm, salvo indicação em contrário.

5.2 Design da Pasta de Solda e Identificação de Polaridade

O dispositivo tem três terminais elétricos (P1, P2, P3). P1 e P3 são as conexões do ânodo (+), enquanto P2 é a conexão do cátodo (-). Esta configuração pode ser usada para melhor distribuição de corrente ou gestão térmica. O padrão recomendado de pastilha de solda na PCB inclui uma pastilha maior (frequentemente conectada a P3) que é especificamente projetada para ser conectada a um dissipador de calor ou mecanismo de arrefecimento para distribuir efetivamente o calor gerado durante a operação. Um raio de filete (R0.5) é sugerido no design da pastilha para garantir a formação confiável da junta de solda.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O LED é classificado como Nível Sensível à Humidade 3 (MSL3) de acordo com a JEDEC J-STD-020. Os parâmetros recomendados do perfil de refluxo sem chumbo são: Pré-aquecimento/Soak de 150°C a 200°C por um máximo de 120 segundos. O tempo acima da temperatura líquida (217°C) deve estar entre 60 e 150 segundos. A temperatura de pico do corpo do invólucro (Tp) não deve exceder 260°C, e o tempo dentro de 5°C da temperatura de classificação especificada (255°C) deve ser no máximo de 30 segundos. O tempo total de 25°C até à temperatura de pico não deve exceder 5 minutos. A soldagem por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes.

6.2 Armazenamento e Manuseamento

Os LEDs em sacos de barreira de humidade selados podem ser armazenados até 12 meses a <30°C e 90% de HR. Após abrir o saco, os componentes devem ser mantidos a <30°C e 60% de HR e devem ser soldados dentro de 168 horas (7 dias). É necessário cozimento a 60°C±5°C durante 20 horas se o cartão indicador de humidade mostrar >10% de HR, se a vida útil no chão exceder 168 horas, ou se os componentes forem expostos a >30°C e 60% de HR. O cozimento deve ser realizado apenas uma vez.

6.3 Limpeza e Soldagem Manual

Se a limpeza for necessária, apenas devem ser usados solventes à base de álcool, como álcool isopropílico. Se for necessária soldagem manual, deve ser limitada a uma única vez com uma temperatura do ferro não superior a 315°C por um máximo de 3 segundos por junta. Não deve ser aplicado stress externo ao LED durante a soldagem enquanto está a alta temperatura, e deve ser evitado o arrefecimento rápido a partir da temperatura de pico.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificação de Embalagem

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada e carretel. As dimensões da fita são especificadas, com um passo de bolso de 8.0mm (±0.1mm) e uma largura de fita de 16.0mm (±0.3mm). Cada carretel contém 1.000 peças, embaladas dentro de um saco de barreira de humidade marcado com um aviso de descarga eletrostática (ESD). Três carretéis são embalados por caixa interior (total 3.000 pçs), e nove caixas interiores são embaladas por caixa exterior (total 27.000 pçs). Em cada lote de envio, apenas a última embalagem pode não estar completa.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED é bem adequado para sinalização interior e exterior, incluindo sinais de mensagens vídeo, sinais de trânsito e mostradores de mensagens em geral. O seu alto brilho e ângulo de visão controlado tornam-no ideal para aplicações onde a luz precisa de ser direcionada para o observador para máxima visibilidade, mesmo em condições de luz ambiente.

8.2 Considerações de Design

• Acionamento por Corrente:Utilize um driver de corrente constante ajustado para 20mA para operação típica, garantindo que permanece dentro do máximo absoluto de 25mA DC. Considere o derating a altas temperaturas ambientes.
• Gestão Térmica:Conecte a pastilha térmica designada (P3) a uma área de cobre ou a um dissipador de calor dedicado na PCB para transferir efetivamente o calor da junção do LED, mantendo a saída de luz e a longevidade.
• Design Óptico:A lente difusa integrada proporciona um padrão de radiação suave. Para formas de feixe específicas, ópticas secundárias podem ser adicionadas, embora o ângulo nativo de 70/45 graus seja frequentemente suficiente para aplicações de sinalização.
• Proteção ESD:Implemente precauções padrão ESD durante o manuseamento e montagem, conforme indicado na embalagem.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs SMD padrão (como invólucros 3528 ou 5050) ou LEDs PLCC (Portador de Chip com Terminais Plásticos), esta lâmpada de montagem em superfície oferece vantagens distintas para sinalização. O seu principal diferenciador é o design de lente integrada que proporciona um padrão de radiação suave e ângulos de visão controlados e estreitos sem exigir uma lente óptica externa adicional. Isto simplifica o design mecânico do sinal, reduz a contagem de componentes e pode baixar o custo total de montagem. A alta intensidade luminosa num invólucro compacto também permite mostradores mais brilhantes ou o uso de menos LEDs por área de sinal. O invólucro robusto de epóxi com resistência aprimorada à humidade e UV proporciona melhor fiabilidade para aplicações exteriores em comparação com alguns invólucros SMD padrão.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P1: Qual é o significado do número de peça LTLMH4T BR7DA?

R1: O número de peça codifica características específicas do produto. 'LTLMH4T' provavelmente refere-se à família do produto e ao tipo de invólucro. 'BR' indica o compartimento de intensidade luminosa (1300-1700 mcd). '7D' assume-se que está correlacionado com o compartimento de comprimento de onda dominante (provavelmente 470-475nm, B2). Confirme sempre a classificação exata na ficha técnica completa do fornecedor ou na etiqueta de embalagem.

P2: Posso acionar este LED com uma fonte de tensão constante?

R2: Não é recomendado. Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. A sua tensão direta tem uma tolerância (2.5V-3.5V). Uma fonte de tensão constante pode levar a uma variação excessiva de corrente entre unidades, causando diferenças no brilho e potencialmente encurtando a vida útil. Utilize sempre um driver de corrente constante ou um circuito que limite ativamente a corrente.

P3: Por que existe uma pastilha térmica (P3) e tenho de a conectar?

R3: A pastilha térmica é projetada para transferir calor do chip do LED para a PCB. É fortemente recomendado conectá-la a uma área de cobre ou a um dissipador de calor, especialmente quando operando a altas temperaturas ambientes ou na corrente de acionamento máxima. Uma gestão térmica adequada garante uma saída de luz estável e maximiza a vida útil operacional do LED.

P4: A ficha técnica diz MSL3. O que acontece se eu exceder a vida útil no chão de 168 horas?

R4: Exceder a vida útil no chão expõe o LED à humidade ambiente, que pode vaporizar durante a soldagem por refluxo, causando danos internos no invólucro (\"efeito pipoca\"). Se a vida útil no chão for excedida, deve cozer os componentes a 60°C durante 20 horas antes da soldagem, conforme as instruções na secção 8.2.

11. Caso Prático de Design e Utilização

Caso: Projetando um Sinal de Trânsito Exterior de Alta Visibilidade

Um projetista está a criar um sinal de trânsito de mensagens variáveis alimentado por energia solar. Ele seleciona o LED LTLMH4T BR7DA pelo seu alto brilho (compartimento BR, ~1500 mcd típ.) e cor azul (470nm). O sinal deve ser legível sob luz solar direta. O projetista calcula que uma matriz de 100 LEDs, acionados a 18mA (ligeiramente abaixo do típico para aumentar a longevidade e contabilizar a variação da entrada solar), fornecerá intensidade luminosa suficiente. Um circuito integrado driver de corrente constante é selecionado para alimentar a matriz numa configuração série-paralelo. A PCB é projetada com grandes áreas de cobre conectadas às pastilhas P3 de cada LED, que por sua vez estão conectadas à placa traseira de alumínio da caixa do sinal, atuando como dissipador de calor. O procedimento de manuseamento MSL3 é estritamente seguido durante a montagem para evitar falhas relacionadas com a humidade. Este design resulta num sinal fiável, brilhante e energeticamente eficiente, adequado para operação exterior 24/7.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

Este LED é baseado na tecnologia de semicondutor InGaN (Nitreto de Gálio e Índio). Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa, libertando energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga InGaN determina a energia da banda proibida, que por sua vez define o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, azul a 470nm. O encapsulante de epóxi serve múltiplos propósitos: protege o delicado chip semicondutor, atua como uma lente primária para moldar a saída de luz e contém partículas difusoras para criar uma aparência uniforme. O invólucro também inclui uma taça refletora para direcionar a luz para cima e terminais projetados tanto para conexão elétrica como para dissipação térmica.

13. Tendências e Desenvolvimento da Indústria

O mercado de LEDs de montagem em superfície continua a evoluir no sentido de maior eficiência (mais lúmens por watt), maior densidade de potência e melhor consistência e reprodução de cor. As tendências relevantes para este tipo de componente incluem o impulso para tolerâncias de classificação ainda mais estreitas para garantir uniformidade em grandes mostradores, o desenvolvimento de materiais de epóxi e silicone com maior resistência a condições ambientais adversas (calor, humidade, UV) e a integração de ópticas internas mais sofisticadas para controlo preciso do feixe. Além disso, há uma ênfase crescente na sustentabilidade, impulsionando avanços em materiais e processos de fabrico para reduzir ainda mais o impacto ambiental. A tecnologia subjacente InGaN também está a ser refinada para ultrapassar os limites da eficiência e permitir novas faixas de comprimento de onda para aplicações especializadas.