Ficha Técnica da Lâmpada LED Amarela LTLMR4YVX3DA - Dimensões 4.2x4.2x6.9mm - Tensão 1.8-2.4V - Potência 120mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTLMR4YVX3DA é uma lâmpada LED de montagem em superfície (SMD) de alta luminosidade, projetada para aplicações exigentes em sinalização. Utiliza um chip amarelo de AllnGaP encapsulado num invólucro difuso, proporcionando uma intensa saída luminosa com um ângulo de visão controlado. A sua filosofia de projeto centra-se na fiabilidade e compatibilidade com os processos padrão da indústria de montagem em superfície (SMT), incluindo a soldagem por refluxo sem chumbo.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

Este dispositivo oferece várias vantagens-chave que o diferenciam dos pacotes SMD ou PLCC padrão. A sua característica principal é um padrão de radiação uniforme e um ângulo de visão estreito e bem definido, tipicamente de 35 graus. Esta característica ótica é conseguida através do seu design específico da lente, eliminando a necessidade de lentes óticas externas adicionais em muitas aplicações, simplificando assim o design e reduzindo o custo do sistema. O invólucro emprega tecnologia de epóxi avançada, proporcionando uma resistência superior à humidade e proteção UV, o que é crucial para a fiabilidade a longo prazo e em ambientes exteriores.

Os mercados-alvo são aplicações que requerem alta visibilidade e fiabilidade, tais como painéis de mensagens vídeo, sinais de trânsito e vários mostradores de mensagens interiores/exteriores. A sua construção é sem chumbo, sem halogéneos e totalmente conforme com as diretivas ambientais RoHS.

2. Análise dos Parâmetros Técnicos

Uma análise objetiva e detalhada das características elétricas e óticas é essencial para um correto design do circuito e previsão do desempenho.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A dissipação máxima de potência é de 120mW a uma temperatura ambiente (TA) de 25°C. A corrente contínua direta não deve exceder 50mA. Para operação em pulso, é permitida uma corrente de pico direta de 120mA sob condições específicas (ciclo de trabalho ≤1/10, largura de pulso ≤10µs). Um parâmetro crítico é o fator de derating para a corrente direta: acima de 45°C, a corrente contínua máxima permitida diminui linearmente a uma taxa de 0,75mA por grau Celsius. A faixa de temperatura de operação é de -40°C a +85°C, e o armazenamento pode ser de -40°C a +100°C. O dispositivo pode suportar uma temperatura de pico de soldagem por refluxo de 260°C por um máximo de 10 segundos.

2.2 Características Elétricas e Óticas

Medidas a TA=25°C e uma corrente de teste padrão (IF) de 20mA, os parâmetros-chave são:

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de um mínimo de 5500 mcd a um máximo de 12000 mcd. O valor típico situa-se dentro desta faixa. Aplica-se uma tolerância de teste de ±15% aos limites dos bins.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):Definido como o ângulo total no qual a intensidade é metade do valor de pico. O valor típico é de 35 graus (mínimo 30 graus), com uma tolerância de medição de ±2 graus.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λP):Tipicamente 594 nm.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Varia de 584,5 nm a 594,5 nm, definindo a cor amarela percebida.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):Tipicamente 15 nm, indicando a pureza espectral da luz amarela.
• Tensão Direta (VF):Varia de 1,8V a 2,4V a 20mA.
• Corrente Reversa (IR):Máximo de 10 µA a uma tensão reversa (VR) de 5V. É crucial notar que o dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa; este teste é apenas para caracterização.

3. Especificação do Sistema de Binning

Para garantir a consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins. O LTLMR4YVX3DA utiliza um sistema de binning tridimensional.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Classificado a IF=20mA. O código do bin (W, X, Y) define uma faixa mínima-máxima para a intensidade luminosa em milicandelas (mcd). Cada limite do bin tem uma tolerância de ±15%.
W: 5500 - 7200 mcd
X: 7200 - 9300 mcd
Y: 9300 - 12000 mcd

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Classificado a IF=20mA. O código do bin (Y1, Y2, Y3, Y4) define uma faixa mínima-máxima para o comprimento de onda dominante em nanómetros (nm). Cada limite do bin tem uma tolerância de ±1nm.
Y1: 584,5 - 587,0 nm
Y2: 587,0 - 589,5 nm
Y3: 589,5 - 592,0 nm
Y4: 592,0 - 594,5 nm

3.3 Binning de Tensão Direta

Classificado a IF=20mA. O código do bin (1A, 2A, 3A) define uma faixa mínima-máxima para a tensão direta em volts (V). Cada limite do bin tem uma tolerância de ±0,1V.
1A: 1,8 - 2,0 V
2A: 2,0 - 2,2 V
3A: 2,2 - 2,4 V

4. Informações Mecânicas e do Pacote

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 4,2mm x 4,2mm, com uma altura total de 6,9mm ±0,5mm. O espaçamento dos terminais (onde os terminais saem do invólucro) é de 2,0mm ±0,5mm. Todas as dimensões estão em milímetros, com uma tolerância geral de ±0,25mm salvo indicação em contrário. É permitida uma pequena protuberância de resina sob o flange, com uma altura máxima de 1,0mm.

4.2 Identificação de Polaridade e Design das Pistas

O componente tem três terminais (P1, P2, P3). P1 e P3 são as ligações do ânodo, enquanto P2 é o cátodo. Esta configuração deve ser observada cuidadosamente durante o layout da PCB. É fornecido um padrão recomendado de pistas de soldagem para garantir a formação correta da junta de solda e estabilidade mecânica durante o refluxo. O design das pistas inclui cantos arredondados (R0,5) para evitar pontes de solda e garantir ligações fiáveis.

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

A manipulação adequada é crítica para a fiabilidade. Este dispositivo é de Nível de Sensibilidade à Humidade 3 (MSL3) de acordo com a JEDEC J-STD-020.

5.1 Armazenamento e Manipulação

Os LEDs numa bolsa de barreira à humidade não aberta (com dessecante) podem ser armazenados a <30°C e 90% de HR por até 12 meses. Após abrir a bolsa, os componentes devem ser mantidos a <30°C e 60% de HR e devem completar a soldagem dentro de 168 horas (7 dias). É necessário cozer a 60°C ±5°C durante 20 horas se: o cartão indicador de humidade mostrar >10% de HR, o tempo de vida útil fora da bolsa exceder 168 horas, ou os componentes forem expostos a >30°C e 60% de HR. A cozedura deve ser realizada apenas uma vez.

5.2 Perfil de Soldagem por Refluxo

É recomendado um perfil de refluxo sem chumbo. Os parâmetros-chave incluem: uma fase de pré-aquecimento/estabilização de 150°C a 200°C por um máximo de 120 segundos; um tempo acima do líquido (217°C) entre 60 e 150 segundos; uma temperatura de pico (Tp) máxima de 260°C; e um tempo dentro de 5°C da temperatura de classificação especificada (255°C) por um máximo de 30 segundos. O tempo total de 25°C até à temperatura de pico não deve exceder 5 minutos.

5.3 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldagem, devem ser usados apenas solventes à base de álcool, como o álcool isopropílico.

6. Especificação de Embalagem

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada para colocação automática. As dimensões da fita são especificadas, com cavidades projetadas para segurar com segurança o corpo de 4,2mm x 4,2mm. A embalagem padrão inclui 1.000 peças por bobina. Para envio a granel: uma bobina é colocada numa bolsa de barreira à humidade com um dessecante e um cartão indicador de humidade; três dessas bolsas são embaladas numa caixa de cartão interior (total de 3.000 peças); e dez caixas interiores são embaladas numa caixa de envio exterior (total de 30.000 peças). A última embalagem num lote de envio pode não estar completa.

7. Notas de Aplicação e Considerações de Design

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED é idealmente adequado para aplicações que requerem alto brilho e boa visibilidade em várias condições de iluminação. Os usos principais incluem:
- Painéis de Mensagens Vídeo:Para mostradores de grande escala onde a consistência de cor e brilho entre muitos píxeis é crucial.
- Sinais de Trânsito:Aproveitando a sua alta intensidade e fiabilidade para sinalização crítica para a segurança.
- Sinais de Mensagens Gerais:Tanto interiores como exteriores, beneficiando da sua resistência à humidade e ângulo de visão controlado.

7.2 Considerações de Design

Acionamento por Corrente:É fortemente recomendado um driver de corrente constante em vez de uma fonte de tensão constante para garantir uma saída luminosa estável e prevenir a fuga térmica. O design deve operar bem abaixo da corrente contínua máxima absoluta de 50mA, tipicamente na ou perto da corrente de teste de 20mA para as especificações garantidas.
Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja relativamente baixa (120mW máx.), um layout de PCB adequado com alívio térmico suficiente e, se necessário, uma pequena pista de cobre para dissipação de calor irá aumentar a longevidade e manter o desempenho, especialmente em ambientes de alta temperatura ambiente ou quando acionado a correntes mais elevadas.
Integração Ótica:O ângulo de visão incorporado de 35 graus pode ser suficiente para muitas aplicações. Para padrões de feixe diferentes, podem ser usadas óticas secundárias, mas o design inicial da lente fornece um padrão de radiação uniforme como ponto de partida.
Proteção contra ESD:Embora não seja explicitamente declarado na ficha técnica, devem ser observadas as precauções padrão contra ESD durante a manipulação e montagem de todos os componentes LED.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com os LEDs SMD padrão 3528 ou 5050, o pacote LTLMR4YVX3DA é projetado especificamente para iluminação direcional de alta intensidade em sinalização. O seu principal diferenciador é a lente integrada que fornece um ângulo de visão controlado e estreito sem óticas adicionadas, o que não é uma característica padrão em pacotes SMD genéricos. O uso da tecnologia AllnGaP para luz amarela oferece maior eficiência e melhor estabilidade térmica em comparação com tecnologias mais antigas, como os LEDs brancos convertidos por fósforo usados para filtros amarelos. A robustez do pacote (resistência à humidade e UV) também o posiciona acima de muitos LEDs SMD básicos destinados principalmente a uso interior.

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 (λP=594nm) é o comprimento de onda no qual a potência ótica emitida é máxima. O comprimento de onda dominante (λd=584,5-594,5nm) é derivado das coordenadas de cor e representa o comprimento de onda único da cor espectral pura que corresponde à cor percebida do LED. O comprimento de onda dominante é mais relevante para a especificação de cor.

P: Como interpreto os códigos de binning ao encomendar?
R: Deve especificar códigos para Intensidade (ex.: Y), Comprimento de Onda (ex.: Y3) e Tensão (ex.: 2A) para obter um lote consistente. O número de peça LTLMR4YVX3DA implica seleções específicas de bin (Y para intensidade, VX para combinações de comprimento de onda/tensão). Consulte o fornecedor para o mapeamento exato do bin para o sufixo do número de peça.

P: Posso acionar este LED com uma fonte de 3,3V?
R: Não é recomendado ligar diretamente a uma fonte de 3,3V e provavelmente destruiria o LED devido à corrente excessiva. Deve usar uma resistência limitadora de corrente ou, preferencialmente, um circuito driver de corrente constante. A tensão direta é apenas 1,8-2,4V, pelo que a tensão em excesso deve ser dissipada na resistência em série ou no regulador.

P: Por que é importante o Nível de Sensibilidade à Humidade (MSL3)?
R: Durante a soldagem por refluxo, a humidade retida dentro do invólucro de plástico pode vaporizar-se rapidamente, causando delaminação interna ou \"efeito pipoca\", que racha o invólucro e destrói o LED. Cumprir o tempo de vida útil de 168 horas após a abertura da bolsa e seguir os procedimentos de cozedura quando necessário é essencial para um alto rendimento na montagem.

10. Caso Prático de Design e Utilização

Cenário: Projetar um sinal de aviso de trânsito compacto.
Um designer precisa de uma luz amarela intermitente altamente visível. Seleciona o LTLMR4YVX3DA pela sua alta intensidade (selecionando o bin Y para brilho máximo) e ângulo de visão estreito para garantir que a luz é direcionada para os condutores que se aproximam. Projeta uma PCB com o layout de pistas recomendado. Um circuito simples usando um pino PWM de um microcontrolador aciona um sumidouro de corrente constante MOSFET configurado para 20mA. Os requisitos MSL3 são comunicados à casa de montagem, que agenda a linha SMT para processar estas peças dentro de 48 horas após a abertura das bolsas de barreira à humidade. O sinal final é testado quanto à intensidade luminosa e consistência de cor em todas as unidades, cumprindo os padrões regulamentares para equipamentos de trânsito.

11. Princípio de Funcionamento

Este LED é baseado na tecnologia de semicondutor Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AllnGaP). Quando uma tensão direta que excede o limiar do díodo é aplicada, os eletrões e as lacunas são injetados na região ativa a partir dos materiais tipo-n e tipo-p, respetivamente. Eles recombinam-se de forma radiativa, libertando energia na forma de fotões. 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, na região amarela (~590nm). O encapsulante de epóxi difuso protege o chip semicondutor e atua como uma lente primária, moldando a saída de luz no padrão de radiação especificado.

12. Tendências e Contexto Tecnológico

O desenvolvimento de LEDs AllnGaP de alta luminosidade revolucionou a iluminação colorida de indicadores e sinalização, oferecendo eficiência, longevidade e fiabilidade superiores em comparação com fontes de luz incandescentes e filtradas. As tendências atuais neste espaço de aplicação incluem o impulso para uma eficácia luminosa ainda maior (mais saída de luz por watt elétrico) para reduzir o consumo de energia em grandes instalações. Há também um foco na melhoria da consistência e estabilidade da cor ao longo da temperatura e da vida útil. Além disso, a tecnologia de embalagem continua a evoluir para fornecer uma melhor gestão térmica, permitindo correntes de acionamento mais elevadas e, consequentemente, maior brilho a partir do mesmo tamanho de chip, ou permitindo uma vida útil mais longa a correntes padrão. A integração de eletrónica de acionamento e interfaces de controlo (ex.: para sinais RGB endereçáveis) é outra tendência significativa, embora este componente específico permaneça uma fonte de luz discreta de alto desempenho projetada para integração em sistemas maiores.