Ficha Técnica da Lâmpada LED Bicolor LTLR14FGFAJH213T - Laranja/Verde-Amarelo - 20mA - 52mW - Montagem Furo Passante - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTLR14FGFAJH213T é uma lâmpada LED bicolor, de montagem furo passante, projetada para uso como Indicador de Placa de Circuito (CBI). Apresenta uma carcaça plástica preta em ângulo reto que se acopla ao componente LED, melhorando o contraste para maior visibilidade. O dispositivo faz parte de uma família de indicadores disponíveis em várias configurações, incluindo orientações de visão superior e ângulo reto, com designs empilháveis e de fácil montagem, adequados para criar matrizes horizontais ou verticais em placas de circuito impresso (PCBs).

1.1 Características Principais

• Projetado para facilitar a montagem e integração na placa de circuito.
• O material da carcaça preta proporciona um alto contraste contra o LED iluminado.
• Apresenta baixo consumo de energia e alta eficiência luminosa.
• Fabricado como um produto livre de chumbo e está em conformidade com as diretrizes RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Emite luz em duas cores: Laranja e Verde-Amarelo, utilizando tecnologia AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para o material semicondutor.
• Incorporou uma lente difusa branca para uma distribuição de luz uniforme e de amplo ângulo.
• Fornecido em embalagem de fita e carretel para processos de montagem automatizados.

1.2 Aplicações Alvo

Esta lâmpada LED é projetada para confiabilidade e desempenho em um amplo espectro de equipamentos eletrônicos. Seus principais domínios de aplicação incluem:

• Sistemas de Computador:Indicadores de status em placas-mãe, servidores, switches de rede e dispositivos periféricos.
• Equipamentos de Comunicação:Indicadores de sinal e status em roteadores, modems, infraestrutura de telecomunicações e hardware de rede.
• Eletrônicos de Consumo:Indicadores de energia, modo e função em equipamentos de áudio/vídeo, eletrodomésticos e eletrônicos pessoais.
• Controles Industriais:Indicadores de painel para máquinas, sistemas de controle, instrumentação e equipamentos de automação onde o feedback visual claro é crítico.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva Detalhada

As seções seguintes fornecem uma análise objetiva e detalhada das especificações técnicas do dispositivo conforme definido na ficha técnica. Todos os parâmetros são especificados a uma temperatura ambiente (TA) de 25°C, salvo indicação em contrário.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

As especificações máximas absolutas definem os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Estas não são condições de operação.

• Dissipação de Potência (PD):52 mW (para ambas as cores Laranja e Verde-Amarelo). Esta é a quantidade máxima de potência que o dispositivo pode dissipar como calor sem degradação.
• Corrente Direta de Pico (IF(peak)):60 mA. Esta corrente só pode ser aplicada sob condições pulsadas com um ciclo de trabalho ≤ 1/10 e uma largura de pulso ≤ 10µs. Exceder isso em operação DC danificará o LED.
• Corrente Direta Contínua (IF):20 mA. Esta é a corrente direta contínua recomendada para operação normal para atingir as características ópticas especificadas.
• Faixa de Temperatura de Operação (Topr):-30°C a +85°C. O dispositivo tem seu funcionamento garantido dentro desta faixa de temperatura ambiente.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento (Tstg):-40°C a +100°C. O dispositivo pode ser armazenado sem energia aplicada dentro desta faixa.
• Temperatura de Soldagem dos Terminais:260°C por no máximo 5 segundos, medidos a uma distância de 2,0mm (0,079\") do corpo do LED. Isto define a tolerância do perfil térmico para processos de soldagem manual ou por onda.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes parâmetros definem o desempenho típico do dispositivo sob condições normais de operação (IF=20mA, TA=25°C).

• Intensidade Luminosa (Iv):
  • Laranja:O valor típico é 140 mcd. A ficha técnica especifica um mínimo de 23 mcd, mas o desempenho típico é significativamente maior. A intensidade real fornecida está sujeita a uma classificação por bins (ver Seção 4).
  • Verde-Amarelo:O valor típico também é listado como 140 mcd, seguindo a mesma estrutura de bins do LED Laranja.
  • Nota de Medição:A intensidade é medida usando uma combinação de sensor e filtro que aproxima a curva de resposta fotópica do olho CIE, garantindo que o valor se correlacione com a percepção visual humana.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):100 graus (típico para ambas as cores). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor de pico (axial). A lente difusa branca é responsável por esta característica de ampla visão.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λP):
  • Laranja:611 nm (típico).
  • Verde-Amarelo:575 nm (típico).
  • Este é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência da luz emitida está no seu máximo.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):
  • Laranja:Faixa de 598 nm (Mín) a 612 nm (Máx), com um valor típico de 605 nm.
  • Verde-Amarelo:Faixa de 565 nm (Mín) a 571 nm (Máx), com um valor típico de 569 nm.
  • O comprimento de onda dominante é derivado do diagrama de cromaticidade CIE e representa a cor percebida da luz, que é o comprimento de onda único que melhor corresponde à sensação de cor.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):
  • Laranja:17 nm (típico).
  • Verde-Amarelo:15 nm (típico).
  • Este parâmetro indica a pureza espectral ou largura de banda da luz emitida, medida como a largura total à meia altura (FWHM) do pico de emissão.
• Tensão Direta (VF):
  • Laranja:Faixa de 2,1V (Mín) a 2,6V (Típ). Um valor máximo não é especificado na tabela fornecida.
  • Verde-Amarelo:Presume-se ser semelhante, embora não explicitamente declarado separadamente no trecho fornecido.
• Corrente Reversa (IR):10 µA (máximo) quando uma tensão reversa (VR) de 5V é aplicada.Nota Crítica:A ficha técnica afirma explicitamente que \"O dispositivo não foi projetado para operação reversa.\" Esta condição de teste é apenas para caracterização; não é recomendado aplicar polarização reversa no projeto do circuito.

3. Especificação do Sistema de Binning

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins. O LTLR14FGFAJH213T utiliza um sistema de código de duplo bin para intensidade luminosa e comprimento de onda dominante.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Ambos os LEDs Laranja e Verde-Amarelo são classificados em três graus de intensidade, identificados por um código de duas letras (AB, CD, EF). O código do bin de intensidade está marcado na embalagem.

• Bin AB:23 mcd (Mín) a 50 mcd (Máx).
• Bin CD:50 mcd (Mín) a 85 mcd (Máx).
• Bin EF:85 mcd (Mín) a 140 mcd (Máx).
• Tolerância:Cada limite de bin tem uma tolerância de ±30% durante os testes.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Os LEDs também são classificados pelo seu comprimento de onda dominante (ponto de cor) usando um código numérico.

Para Verde-Amarelo:

• Bin 1:565,0 nm a 568,0 nm.
• Bin 2:568,0 nm a 571,0 nm.

Para Laranja (referido como Âmbar na tabela de bins):

• Bin 3:598,0 nm a 605,0 nm.
• Bin 4:605,0 nm a 612,0 nm.

Tolerância:Cada limite de bin de comprimento de onda tem uma tolerância de ±1 nm.

Implicação de Projeto:Para aplicações que exigem correspondência rigorosa de cor ou brilho (ex.: painéis com múltiplos indicadores), os projetistas devem especificar os códigos de bin desejados ou implementar calibração a nível de circuito para compensar as variações.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica faz referência a curvas típicas de características elétricas e ópticas. Embora os gráficos específicos não sejam reproduzidos no texto fornecido, eles normalmente incluem as seguintes relações essenciais:

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):Mostra a relação exponencial entre corrente e tensão para um diodo semicondutor. A curva terá uma tensão de \"joelho\" específica (em torno de 2,1-2,6V) além da qual a corrente aumenta rapidamente com um pequeno aumento na tensão. Um resistor limitador de corrente é obrigatório em série com o LED para evitar fuga térmica.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Demonstra como a saída de luz aumenta com a corrente direta. Geralmente é linear dentro da faixa de operação recomendada (até 20mA), mas saturará e eventualmente degradará em correntes mais altas devido à queda de eficiência e aquecimento.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Ilustra o coeficiente de temperatura negativo da eficiência do LED. À medida que a temperatura da junção aumenta, a saída luminosa tipicamente diminui. A ampla faixa de temperatura de operação (-30°C a +85°C) indica que o dispositivo foi projetado para manter a funcionalidade ao longo deste intervalo, embora com saída variável.
• Distribuição Espectral:Um gráfico de intensidade relativa versus comprimento de onda, mostrando o comprimento de onda de emissão de pico (λP) e a largura a meia altura espectral (Δλ). O espectro do LED Laranja estará centrado em torno de 611 nm, e o Verde-Amarelo em torno de 575 nm.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões de Contorno e Construção

O dispositivo consiste em uma carcaça (suporte) plástica preta ou cinza escuro com terminais integrados para montagem em furo passante. O componente LED em si é um chip bicolor Laranja/Verde-Amarelo com uma lente difusa branca. Notas mecânicas importantes da ficha técnica incluem:

• Todas as dimensões são fornecidas em milímetros, com polegadas entre parênteses.
• Uma tolerância geral de ±0,25mm (±0,010\") se aplica, a menos que uma característica específica exija uma tolerância diferente.
• O desenho mecânico exato mostrando o espaçamento dos terminais, dimensões do corpo e perfil da lente é referenciado na ficha técnica (implícito pela seção \"Dimensões de Contorno\").

5.2 Especificação de Embalagem

O dispositivo é fornecido no formato padrão da indústria de fita e carretel para equipamentos de inserção automatizada.

• Fita Portadora:
  • Material: Liga de Poliestireno Condutivo Preto.
  • Espessura: 0,50 mm ±0,06 mm.
  • Tolerância cumulativa do passo de 10 furos de roda dentada: ±0,20 mm.
• Carretel:Carretel padrão de 13 polegadas (330mm) de diâmetro.
• Quantidade por Carretel:500 peças.
• Embalagem de Mestre:
  • 2 carretéis (1000 pcs no total) são embalados com um cartão indicador de umidade e dessecantes em uma Bolsa de Barreira à Umidade (MBB).
  • 1 MBB é embalada em 1 caixa interna (1000 pcs/caixa).
  • 10 caixas internas são embaladas em 1 caixa de transporte externa (10.000 pcs no total).

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio adequado é crítico para garantir confiabilidade e evitar danos ao LED.

6.1 Condições de Armazenamento

• Embalagem Selada (MBB):Armazenar a ≤30°C e ≤70% de Umidade Relativa (UR). Os componentes são classificados para uso dentro de um ano a partir do código de data enquanto a MBB permanecer selada.
• Embalagem Aberta:Se a MBB for aberta, o ambiente de armazenamento não deve exceder 30°C e 60% UR.
• Vida Útil no Chão de Fábrica:Componentes removidos de sua MBB original devem passar pela soldagem por refluxo IR dentro de 168 horas (7 dias).
• Armazenamento Prolongado/Pré-aquecimento:Se os componentes forem armazenados fora da embalagem original por mais de 168 horas, eles devem ser pré-aquecidos a aproximadamente 60°C por pelo menos 48 horas antes do processo de montagem SMT (refluxo) para expelir a umidade absorvida e evitar \"pipocagem\" ou delaminação durante a soldagem.

6.2 Formação de Terminais e Montagem em PCB

• Dobre os terminais em um ponto a pelo menos 3mm da base da lente do LED.
• Não use a base do quadro de terminais como fulcro durante a dobra.
• Toda a formação dos terminais deve ser concluídaantesda soldagem e à temperatura ambiente.
• Durante a inserção na PCB, use a força de fixação mínima necessária para evitar impor estresse mecânico excessivo no corpo do LED ou nos terminais.

6.3 Processo de Soldagem

• Mantenha uma folga mínima de 2mm entre a base da lente e o ponto de solda no terminal.
• Evite imergir a lente na solda durante a soldagem por onda.
• Não aplique qualquer estresse externo aos terminais enquanto o LED estiver em temperatura elevada devido à soldagem.
• Condição de Soldagem Recomendada:A ficha técnica especifica um máximo de 260°C por 5 segundos quando medido a 2,0mm do corpo. Isto é compatível com perfis padrão de soldagem por onda ou manual.

6.4 Limpeza

Se a limpeza pós-montagem for necessária, use apenas solventes à base de álcool, como álcool isopropílico (IPA). Evite limpeza agressiva ou ultrassônica que possa danificar a carcaça plástica ou a lente.

7. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Circuitos de Aplicação Típicos

O circuito de acionamento mais básico para operação monocromática envolve um resistor limitador de corrente em série com o LED, conectado a uma fonte de tensão DC (Vcc). O valor do resistor (R) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, onde VF é a tensão direta do LED (use 2,6V para um projeto conservador) e IF é a corrente direta desejada (20 mA máx.). Por exemplo, com uma fonte de 5V: R = (5V - 2,6V) / 0,020A = 120 Ohms. Um resistor padrão de 120Ω ou 150Ω seria adequado. Para operação bicolor, normalmente são usados dois circuitos limitadores de corrente independentes, frequentemente com uma configuração de cátodo comum ou ânodo comum, controlados por sinais lógicos ou interruptores.

7.2 Considerações de Projeto

• Acionamento de Corrente:Sempre acione LEDs com uma corrente constante ou use um resistor em série para limitação de corrente. A conexão direta a uma fonte de tensão destruirá o LED.
• Gerenciamento de Calor:Embora a dissipação de potência seja baixa (52mW), garanta espaçamento adequado e possível fluxo de ar se usado em matrizes de alta densidade ou altas temperaturas ambientes para manter a temperatura da junção dentro dos limites.
• Projeto Óptico:O amplo ângulo de visão de 100 graus o torna adequado para indicadores de painel frontal onde a visualização não é estritamente axial. A carcaça preta minimiza a luz dispersa e melhora o contraste.
• Polaridade:Observe a orientação correta do ânodo/cátodo durante o layout e montagem da PCB. A conexão reversa bloqueará o fluxo de corrente (o LED não acenderá) e, se a tensão exceder a classificação de ruptura reversa, pode causar danos.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

O LTLR14FGFAJH213T oferece várias vantagens distintas em sua categoria:

• Bicolor em um Único Pacote:Integra duas cores distintas (Laranja e Verde-Amarelo), economizando espaço na PCB e simplificando a montagem em comparação com o uso de dois LEDs monocromáticos separados.
• Carcaça em Ângulo Reto:O suporte de ângulo reto integrado direciona a luz paralelamente ao plano da PCB, ideal para indicadores iluminados lateralmente ou de visão lateral, ao contrário dos LEDs de visão superior que emitem luz perpendicularmente à placa.
• Tecnologia AlInGaP:Para as cores Laranja e Verde-Amarelo, os semicondutores AlInGaP geralmente oferecem maior eficiência e melhor estabilidade térmica em comparação com tecnologias mais antigas como GaAsP, resultando em uma saída mais brilhante e consistente.
• Lente Difusa:A lente difusa branca proporciona uma aparência de luz uniforme e suave sem um ponto quente visível do chip, melhorando a qualidade estética e a visibilidade de ângulos mais amplos.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P1: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico (λP) e Comprimento de Onda Dominante (λd)?

R1: O Comprimento de Onda de Pico é o comprimento de onda físico onde o LED emite a maior potência óptica. O Comprimento de Onda Dominante é um valor calculado baseado na percepção de cor humana (gráfico CIE) que melhor representa a cor percebida. Para LEDs monocromáticos como estes, eles geralmente são próximos, mas λd é o parâmetro mais relevante para especificação de cor.

P2: Posso acionar este LED a 30mA para obter mais brilho?

R2: Não. A Especificação Máxima Absoluta para corrente direta contínua DC é 20mA. Operar a 30mA excede esta especificação, o que reduzirá significativamente a vida útil, causará degradação rápida da eficiência e provavelmente levará a uma falha catastrófica. Sempre adira às condições de operação recomendadas.

P3: A tabela de bins mostra intensidade de até 140mcd, mas a tabela de características lista um típico de 140mcd. Qual está correta?

R3: Ambas estão. O valor \"Típico\" na tabela de características representa o desempenho esperado dos dispositivos do bin mais alto (EF). A tabela de bins define as faixas de classificação. Nem todos os dispositivos terão o desempenho do valor típico; eles serão distribuídos entre os bins AB, CD e EF.

P4: Por que o requisito de armazenamento e pré-aquecimento é tão rigoroso?

R4: A embalagem plástica do LED pode absorver umidade da atmosfera. Durante o aquecimento rápido da soldagem por refluxo, essa umidade retida pode vaporizar-se explosivamente, causando rachaduras internas (delaminação) ou \"pipocagem\" que destrói o dispositivo. A Bolsa de Barreira à Umidade (MBB), os dessecantes e os procedimentos de pré-aquecimento são todos projetados para controlar o teor de umidade e garantir a confiabilidade da soldagem.

10. Princípios Operacionais e Tendências Tecnológicas

10.1 Princípio Básico de Operação

Um Diodo Emissor de Luz (LED) é um diodo de junção p-n semicondutor. Quando uma tensão direta é aplicada, elétrons da região tipo-n e lacunas da região tipo-p são injetados na região da junção. Quando esses portadores de carga se recombinam, eles liberam energia na forma de fótons (luz). O comprimento de onda (cor) específico da luz emitida é determinado pela banda proibida do material semicondutor utilizado. Para as cores Laranja e Verde-Amarelo neste dispositivo, o Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) é o material ativo, que permite emissão eficiente no espectro do vermelho ao verde-amarelo. A funcionalidade bicolor é alcançada por ter dois chips semicondutores (um para cada cor) alojados dentro do mesmo pacote.

10.2 Tendências da Indústria

O mercado de LED de furo passante, embora maduro, continua a evoluir junto com a tecnologia de montagem em superfície (SMT). Componentes de furo passante como o LTLR14FGFAJH213T permanecem vitais para aplicações que exigem alta robustez mecânica, prototipagem manual mais fácil, reparo e em cenários onde a soldagem por onda é o principal processo de montagem. As tendências neste segmento incluem uma mudança contínua para materiais de maior eficiência (como AlInGaP sobre GaAsP), melhoria da consistência de cor através de bins mais apertados e a integração de múltiplas cores ou funções em pacotes únicos. Além disso, há uma ênfase sustentada na confiabilidade e vida útil estendida, impulsionada pelas demandas de aplicações industriais, automotivas e de infraestrutura. A embalagem também está evoluindo para ser mais compatível com máquinas de inserção de furo passante automatizadas, mantendo a relação custo-benefício.