Ficha Técnica do LED LTLMR4YW2DA - 4.2x4.2x6.9mm - 2.4V Máx. - 120mW - Amarelo 590nm - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTLMR4YW2DA é um LED de montagem em superfície de alto brilho, projetado para aplicações de iluminação exigentes. Utiliza um material semicondutor de AllnGaP Amarelo (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para produzir luz com um comprimento de onda de pico de 594nm. O dispositivo é encapsulado numa lente de epóxi amarela difusa, projetada para fornecer um padrão de radiação controlado e estreito, sem necessidade de ópticas secundárias adicionais. Isto torna-o particularmente adequado para aplicações que requerem direção precisa da luz e alta intensidade no eixo.

As principais vantagens deste LED incluem a sua elevada intensidade luminosa, que atinge até 16.000 mcd com uma corrente de acionamento padrão de 20mA, e o seu baixo consumo de energia, resultando numa elevada eficácia. O encapsulamento é construído com tecnologia avançada de composto de moldagem de epóxi, que proporciona uma resistência superior à humidade e proteção UV, melhorando a fiabilidade a longo prazo em vários ambientes. O produto está totalmente em conformidade com as diretivas RoHS, sendo livre de chumbo e de halogéneos.

O mercado-alvo para este componente inclui fabricantes de sistemas profissionais de sinalização e exibição. As suas principais aplicações são em sinais de mensagens de vídeo, sinais de trânsito e outras formas de sinalização onde a alta visibilidade, consistência de cor e fiabilidade são críticas. O típico ângulo de visão estreito de 25° garante que a luz é concentrada para a frente, maximizando o brilho percebido para os observadores diretamente em frente ao sinal.

2. Análise de Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Máximas Absolutas

O dispositivo é especificado para operar dentro de limites estritos para garantir fiabilidade. A dissipação máxima de potência é de 120 mW a uma temperatura ambiente (TA) de 25°C. A corrente contínua direta não deve exceder 50 mA. Para operação pulsada, é permitida uma corrente de pico direta de 120 mA sob condições específicas: um ciclo de trabalho de 1/10 ou menos e uma largura de pulso não superior a 10ms. A faixa de temperatura de operação é de -40°C a +85°C, e a faixa de temperatura de armazenamento estende-se de -40°C a +100°C. Uma especificação crítica para montagem é a condição de soldagem por refluxo, que permite uma temperatura de pico máxima de 260°C durante 10 segundos, compatível com perfis padrão de refluxo sem chumbo.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Os parâmetros de desempenho chave são medidos a TA=25°C e IF=20mA. A intensidade luminosa (Iv) tem uma faixa típica de 7.200 a 16.000 milicandelas (mcd), com valores específicos determinados pelo processo de binning. O ângulo de visão (2θ1/2), definido como o ângulo total no qual a intensidade cai para metade do seu valor no eixo, é tipicamente de 25° com uma tolerância de ±2°. O comprimento de onda dominante (λd) para a cor amarela é especificado entre 583,5 nm e 593,5 nm, com um comprimento de onda de emissão de pico típico (λP) de 594 nm e uma meia-largura espectral (Δλ) de 15 nm. A tensão direta (VF) varia de um mínimo de 1,8V a um máximo de 2,4V na corrente de teste. A corrente reversa (IR) é limitada a um máximo de 10 μA a uma tensão reversa (VR) de 5V, notando que o dispositivo não foi projetado para operar em polarização reversa.

3. Especificação do Sistema de Binning

Os LEDs são classificados em bins para garantir consistência de cor e brilho dentro de um lote de produção. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de aplicação para uniformidade.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa (Iv)

Os LEDs são classificados com base na sua intensidade luminosa medida a 20mA. Os códigos de bin são: Código X (7.200 - 9.300 mcd), Código Y (9.300 - 12.000 mcd) e Código Z (12.000 - 16.000 mcd). Aplica-se uma tolerância de ±15% a cada limite de bin.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante (Wd)

Para controlar a consistência da cor, os LEDs são classificados por comprimento de onda dominante. Os bins são: Y1 (583,5 - 586,0 nm), Y2 (586,0 - 588,5 nm), Y3 (588,5 - 591,0 nm) e Y4 (591,0 - 593,5 nm). Aplica-se uma tolerância de ±1nm a cada limite de bin.

3.3 Binning de Tensão Direta (Vf)

A tensão direta também é classificada para auxiliar no projeto de circuitos para regulação de corrente. Os bins são: 1A (1,8 - 2,0V), 2A (2,0 - 2,2V) e 3A (2,2 - 2,4V). Aplica-se uma tolerância de ±0,1V a cada limite.

4. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

4.1 Dimensões de Contorno

O encapsulamento tem uma base quadrada de 4,2mm ±0,2mm em cada lado. A altura total, incluindo a lente, é de 6,9mm ±0,5mm. Os terminais sobressaem da base do encapsulamento, com um espaçamento entre terminais (onde os terminais emergem) de 3,65mm ±0,2mm. É permitida uma protuberância máxima da resina de 1,0mm sob o flange. Todas as dimensões incluem uma tolerância geral de ±0,25mm, salvo indicação em contrário.

4.2 Identificação de Polaridade

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

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

5.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O LED é classificado para processos de soldagem por refluxo sem chumbo. Os parâmetros de perfil recomendados são: Temperatura de Pré-aquecimento/Estabilização de 150°C a 200°C por um máximo de 120 segundos. O tempo acima da temperatura líquida (T_L= 217°C) deve estar entre 60 e 150 segundos. A temperatura de pico do corpo do encapsulamento (T_P) não deve exceder 260°C, e o tempo dentro de 5°C da temperatura de classificação especificada (T_C= 255°C) deve ser no máximo de 30 segundos. O tempo total desde 25°C até à temperatura de pico não deve exceder 5 minutos.

5.2 Soldagem Manual

Se for necessária soldagem manual, utilize um ferro de soldar com temperatura da ponta não superior a 315°C. O tempo de soldagem por terminal deve ser limitado a um máximo de 3 segundos, e esta operação deve ser realizada apenas uma vez por junta para evitar danos térmicos no LED.

5.3 Limpeza

Se for necessária limpeza pós-soldagem, utilize apenas solventes à base de álcool, como álcool isopropílico. Devem ser evitados produtos de limpeza químicos agressivos, pois podem danificar a lente de epóxi ou as marcações do encapsulamento.

6. Armazenamento e Manuseamento

6.1 Sensibilidade à Humidade

Este componente é classificado como Nível de Sensibilidade à Humidade 3 (MSL3) de acordo com a norma JEDEC J-STD-020. Os LEDs são fornecidos numa bolsa de barreira à humidade (MBB) selada com um dessecante e um cartão indicador de humidade. Quando armazenados na MBB fechada em condições de <30°C e <90% de Humidade Relativa (RH), a vida útil na prateleira é de 12 meses.

6.2 Vida Útil em Ambiente Aberto e Secagem

Após a abertura da bolsa de barreira à humidade, começa a \"vida útil em ambiente aberto\". Os LEDs devem ser armazenados a <30°C e <60% RH, e todos os processos de soldagem ou de alta temperatura devem ser concluídos dentro de 168 horas (7 dias). A secagem é necessária se: o cartão indicador de humidade mostrar >10% RH, a vida útil em ambiente aberto exceder 168 horas, ou os componentes tiverem sido expostos a >30°C e >60% RH. A condição de secagem recomendada é 60°C ±5°C durante 20 horas, e a secagem deve ser realizada apenas uma vez. A exposição prolongada ao ar ambiente pode oxidar o revestimento de prata dos terminais, afetando a soldabilidade. Os LEDs não utilizados devem ser resselados com dessecante numa bolsa de barreira à humidade.

7. Especificação de Embalagem

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada para montagem automática pick-and-place. As dimensões da fita são padronizadas: passo do bolso é 8,0mm ±0,1mm, largura da fita é 16,0mm ±0,3mm. Cada bobina contém 1.000 unidades de LEDs. As bobinas são então embaladas com materiais protetores: uma bobina é colocada numa bolsa de barreira à humidade com um dessecante e um cartão indicador de humidade. Três dessas bolsas de barreira à humidade são embaladas numa caixa interna, totalizando 3.000 peças. Finalmente, dez caixas internas são embaladas numa caixa de envio externa, resultando num total de 30.000 peças por caixa externa. A embalagem está claramente marcada com avisos de descarga eletrostática (ESD), indicando que os dispositivos são sensíveis e requerem procedimentos de manuseamento seguros.

8. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Para garantir operação estável e longevidade, o LED deve ser acionado por uma fonte de corrente constante, não por uma tensão constante. Um simples resistor em série pode ser usado para limitação básica de corrente, calculado como R = (V_fonte- V_F) / I_F. No entanto, para aplicações que requerem brilho estável com variações de temperatura ou tensão de alimentação, recomenda-se um CI driver de LED dedicado ou um circuito de corrente constante baseado em transistor. A corrente contínua máxima não deve exceder 50 mA. Para projetos que operam nos limites da dissipação de potência, deve-se prestar atenção à curva de derating, que especifica uma redução linear de 0,75 mA por grau Celsius acima de 45°C de temperatura ambiente.

8.2 Gestão Térmica

Embora o encapsulamento não seja projetado principalmente como um LED de potência, uma gestão térmica eficaz na PCB ainda é importante para manter o desempenho e a vida útil. O desenho das pastilhas da PCB deve seguir o footprint recomendado para garantir uma boa formação da junta de solda e condução térmica para longe do LED. Usar uma PCB com vias térmicas sob a pastilha térmica do LED (se aplicável) ou garantir uma área de cobre adequada conectada às pastilhas do cátodo/ânodo pode ajudar a dissipar o calor. Operar o LED nos seus limites máximos ou perto deles em altas temperaturas ambientes reduzirá a sua vida útil efetiva e pode causar desvio de cor ou queda de intensidade.

8.3 Considerações de Projeto Óptico

A lente difusa integrada e o ângulo de visão estreito eliminam a necessidade de ópticas secundárias em muitas aplicações de sinalização, simplificando a montagem e reduzindo custos. O padrão de radiação é relativamente suave. Os projetistas devem considerar a distribuição de intensidade angular ao planejar o espaçamento entre LEDs numa matriz para alcançar iluminação uniforme sem pontos escuros. A natureza difusa da lente ajuda a minimizar a pixelização ou hotspots individuais dos LEDs, criando uma aparência visual mais contínua em painéis de mensagens.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs padrão de encapsulamento SMD (Dispositivo de Montagem em Superfície) ou PLCC (Portador de Chip com Terminais Plásticos), este encapsulamento estilo lâmpada oferece vantagens distintas para iluminação direcional. Os LEDs SMD padrão geralmente têm um ângulo de visão mais amplo (ex.: 120°), espalhando a luz por uma área maior, o que é ineficiente para aplicações que requerem que a luz seja vista de uma direção específica. O ângulo de visão de 25° do LTLMR4YW2DA concentra o fluxo luminoso, resultando numa intensidade luminosa axial (candelas) significativamente maior para a mesma quantidade total de saída de luz (lúmens). Isto torna-o mais eficiente para aplicações como sinais de trânsito, onde o observador está tipicamente dentro de um cone estreito em frente ao sinal. A lente integrada e os terminais robustos estilo furo passado num corpo SMD proporcionam um bom equilíbrio entre controlo óptico, resistência mecânica e compatibilidade com montagem automatizada.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

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

R: O comprimento de onda de pico (λP) é o comprimento de onda único no qual o espectro de emissão tem a sua intensidade máxima. O comprimento de onda dominante (λd) é derivado do diagrama de cromaticidade CIE e representa o comprimento de onda único da luz monocromática que pareceria ter a mesma cor do LED para um observador humano. Para um LED de espectro estreito como este tipo amarelo AllnGaP, eles são tipicamente muito próximos, mas o λd é o parâmetro mais relevante para especificação de cor.

P: Posso acionar este LED com uma fonte de tensão?

R: É fortemente desencorajado. Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. A sua tensão direta tem uma tolerância e varia com a temperatura. Ligar diretamente a uma fonte de tensão, mesmo com um resistor em série calculado para um V_Ftípico, pode resultar em corrente excessiva se o V_Freal estiver no extremo inferior da sua faixa, potencialmente danificando o LED. Utilize sempre um mecanismo de limitação de corrente.

P: Por que a classificação MSL3 e o processo de secagem são importantes?

R: A humidade absorvida pelo encapsulamento plástico pode vaporizar-se rapidamente durante o processo de soldagem por refluxo de alta temperatura, causando delaminação interna, fissuras ou \"efeito pipoca\", o que leva a falhas imediatas ou latentes. Aderir aos procedimentos de manuseamento MSL3 (vida útil de 168 horas em ambiente aberto, armazenamento adequado e secagem quando necessário) é fundamental para garantir o rendimento da montagem e a fiabilidade a longo prazo no campo.

P: Como interpreto os códigos de bin ao encomendar?

R: Os códigos de bin (ex.: Iv=Z, Wd=Y3, Vf=2A) permitem especificar a faixa de desempenho que necessita para a sua aplicação. Para um sinal que requer brilho muito alto e uniforme, pode especificar Iv=Z. Para correspondência crítica de cor entre múltiplos sinais ou dentro de uma grande matriz, especificaria um bin Wd apertado como Y2 ou Y3. Consulte o fornecedor para combinações de bin disponíveis.

11. Princípio de Operação

O LTLMR4YW2DA é baseado na tecnologia semicondutora AllnGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio). Quando uma tensão direta que excede o limiar de ativação do díodo é aplicada, eletrões da região tipo-n e lacunas da região tipo-p são injetados na região ativa. Aqui, eles recombinam-se, libertando energia na forma de fotões. A energia específica da banda proibida da liga AllnGaP na região ativa determina o comprimento de onda da luz emitida, que neste caso está na região amarela do espectro visível (~590nm). A lente de epóxi difusa que envolve o chip semicondutor serve para extrair a luz do material de alto índice, moldar o padrão de radiação num feixe estreito e proteger a delicada estrutura semicondutora de danos mecânicos e ambientais.

12. Contexto e Tendências da Indústria

Lâmpadas LED de montagem em superfície como o LTLMR4YW2DA representam um segmento maduro e otimizado do mercado de LED, preenchendo a lacuna entre LEDs indicadores de baixa potência e LEDs de iluminação de alta potência. A tendência neste segmento continua a ser maior eficiência (mais lúmens ou candelas por watt), melhor consistência de cor através de binning mais apertado e métricas de fiabilidade melhoradas, como maior vida útil (L70, L90) sob várias condições de operação. Há também um impulso sustentado para miniaturização, mantendo ou aumentando a saída óptica, permitindo passos de pixel mais finos em exibições e sinais de alta resolução. Além disso, a compatibilidade com regulamentações ambientais cada vez mais rigorosas (além da RoHS, considerando substâncias como REACH) e a capacidade de suportar perfis de refluxo de temperatura mais elevada para montagens de PCB avançadas permanecem como fatores-chave de desenvolvimento.