Ficha Técnica do LED Azul LTL17KTBP5D - Pacote T-1 3mm - 3.2V - 20mA - 470nm - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de uma lâmpada LED azul de montagem furo passante. Os LEDs furo passante são projetados para indicação de estado e iluminação numa vasta gama de aplicações eletrónicas. Estão disponíveis em pacotes padrão adequados para inserção automática ou manual em placas de circuito impresso (PCBs).

1.1 Características

• Baixo consumo de energia e alta eficiência luminosa.
• Conformes com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas) e livres de chumbo.
• Pacote popular de diâmetro T-1 (3mm) para ampla compatibilidade.
• Emite luz azul com um comprimento de onda de pico de 470 nm, com lente difusa para um ângulo de visão mais amplo.

1.2 Aplicações

Este LED é adequado para várias aplicações que requerem indicação de estado confiável e eficiente, incluindo:

• Equipamentos de comunicação
• Periféricos de computador e placas-mãe
• Eletrónica de consumo
• Eletrodomésticos
• Painéis de controlo industrial e maquinaria

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Detalhada

2.1 Ratings Absolutos Máximos

Os seguintes ratings definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação nestas condições não é garantida.

• Dissipação de Potência (Pd):Máximo de 66 mW. Esta é a potência total que o pacote do LED pode dissipar como calor.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):Máximo de 60 mA. Isto é permitido apenas em condições de pulso (ciclo de trabalho ≤ 1/10, largura de pulso ≤ 10 µs).
• Corrente Direta Contínua (I_F):Máximo de 20 mA. Esta é a corrente direta contínua recomendada para operação normal.
• Tensão Reversa (V_R):Máximo de 5 V. Exceder este valor pode causar ruptura imediata da junção.
• Faixa de Temperatura de Operação (T_opr):-40°C a +85°C. A faixa de temperatura ambiente para operação confiável.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldagem dos Terminais:260°C por um máximo de 5 segundos, medido a 2,0mm do corpo do LED.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes parâmetros são medidos a uma temperatura ambiente (T_A) de 25°C e definem o desempenho típico.

• Intensidade Luminosa (I_V):1000 a 2200 mcd (milicandela) a I_F= 20mA. Esta é o brilho percebido na direção principal de visão. Aplica-se uma tolerância de teste de ±15%.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):50 graus (típico). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor axial (no centro). A lente difusa proporciona um padrão de luz mais amplo e suave.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_p):468 nm (típico). O comprimento de onda no qual a potência espectral de saída é mais alta.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):460 a 475 nm. Este é o comprimento de onda único que melhor representa a cor percebida do LED, derivado do diagrama de cromaticidade CIE.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):22 nm (típico). Isto indica a pureza espectral; um valor menor significa uma luz mais monocromática.
• Tensão Direta (V_F):2,4V a 3,3V a I_F= 20mA, com um valor típico de 3,2V. Esta é a queda de tensão no LED durante a operação.
• Corrente Reversa (I_R):100 µA máximo a V_R= 5V. O dispositivo não foi projetado para operação sob polarização reversa; este teste é apenas para caracterização.

3. Especificação da Tabela de Binning

O produto é classificado em bins com base em parâmetros ópticos chave para garantir consistência dentro de um lote de produção. O código de bin está marcado na embalagem.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Classificado a I_F= 20mA. Tolerância para cada limite de bin é de ±15%.

• Código de Bin P:1000 - 1200 mcd
• Código de Bin Q:1200 - 1500 mcd
• Código de Bin R:1500 - 1800 mcd
• Código de Bin S:1800 - 2200 mcd

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Classificado a I_F= 20mA. Tolerância para cada limite de bin é de ±1 nm.

• Código de Bin B07:460,0 - 465,0 nm
• Código de Bin B08:465,0 - 470,0 nm
• Código de Bin B09:470,0 - 475,0 nm

4. Análise das Curvas de Desempenho

As curvas de desempenho típicas (não reproduzidas em texto, mas descritas) ilustram a relação entre os parâmetros chave. Estas são essenciais para a análise de projeto.

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta:Mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, tipicamente numa relação quase linear dentro da faixa de operação. Destaca a importância do controlo de corrente para um brilho consistente.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demonstra o efeito de extinção térmica, onde a saída luminosa diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Isto é crítico para projetos que operam em altas temperaturas ambientes.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta:A curva característica I-V, mostrando a relação exponencial. O V_Ftípico a 20mA é um ponto chave de projeto para calcular os resistores em série.
• Distribuição Espectral:Um gráfico de intensidade relativa versus comprimento de onda, mostrando o pico em ~468 nm e a largura a meia altura espectral de ~22 nm, definindo as características da cor azul.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões de Contorno

O dispositivo utiliza um pacote redondo padrão T-1 (3mm). As dimensões chave incluem:

• Diâmetro da lente: Aproximadamente 3mm.
• Espaçamento dos terminais: Medido onde os terminais emergem do pacote.
• Resina saliente sob o flange: Máximo de 1,0mm.
• Tolerância geral: ±0,25mm salvo indicação em contrário.

5.2 Identificação de Polaridade

O terminal mais longo é o ânodo (positivo). O corpo do LED também pode ter um lado achatado perto do terminal do cátodo (negativo).

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Formação dos Terminais

• Dobre os terminais num ponto a pelo menos 3mm da base da lente do LED.
• Não utilize a base do suporte dos terminais como fulcro.
• Execute a formação antes da soldagem, à temperatura ambiente.
• Use força de fixação mínima durante a montagem da PCB para evitar tensão mecânica.

6.2 Condições de Soldagem

Mantenha uma distância mínima de 2mm da base da lente até o ponto de solda. Não imerja a lente na solda.

• Ferro de Soldar:Temperatura máxima de 350°C. Tempo máximo de 3 segundos (uma única vez).
• Soldagem por Onda:Pré-aquecimento máximo de 100°C por até 60 segundos. Onda de solda a 260°C máximo por até 5 segundos.
• Importante:O reflow por IR NÃO é adequado para este produto LED furo passante. Temperatura ou tempo excessivos podem deformar a lente ou causar falha catastrófica.

6.3 Limpeza

Use solventes à base de álcool, como álcool isopropílico, se a limpeza for necessária.

6.4 Armazenamento

Para uma vida útil ótima, armazene num ambiente que não exceda 30°C e 70% de humidade relativa. LEDs removidos da embalagem original devem ser usados dentro de três meses. Para armazenamento prolongado, use um recipiente selado com dessecante ou ambiente de nitrogénio.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Especificação de Embalagem

• Quantidades por saco: 1000, 500, 200 ou 100 peças.
• 10 sacos por caixa interna (ex.: 10.000 pçs para sacos de 1000pçs).
• 8 caixas internas por caixa externa (ex.: 80.000 pçs no total).
• O último pacote num lote de envio pode não estar completo.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Método de Acionamento

Os LEDs são dispositivos operados por corrente. Para garantir brilho uniforme ao conectar vários LEDs em paralelo, éfortemente recomendadousar um resistor limitador de corrente em série com cada LED (Circuito A). Conectar LEDs diretamente em paralelo sem resistores individuais (Circuito B) não é recomendado devido às variações na tensão direta (V_F), o que pode levar a diferenças significativas na corrente e, portanto, no brilho entre os dispositivos.

8.2 Proteção contra ESD (Descarga Eletrostática)

Este LED é suscetível a danos por descarga eletrostática. Medidas preventivas incluem:

• Use pulseiras ou luvas antiestáticas aterradas ao manusear.
• Certifique-se de que todo o equipamento, estações de trabalho e prateleiras de armazenamento estão devidamente aterrados.
• Use ionizadores para neutralizar a carga estática que pode acumular-se na lente de plástico.
• Implemente programas de formação e certificação em ESD para o pessoal.

8.3 Considerações Térmicas

Embora a dissipação de potência seja baixa, operar em altas temperaturas ambientes (próximo do máximo de 85°C) reduzirá a saída de luz, como mostrado na curva característica de temperatura. Garanta ventilação adequada em espaços fechados.

9. Comparação Técnica e Considerações de Projeto

Comparado com LEDs não difusos, este dispositivo oferece um ângulo de visão mais amplo (50°), tornando-o adequado para aplicações onde o indicador precisa ser visível a partir de uma ampla gama de posições. A tensão direta típica de 3,2V é padrão para LEDs azuis baseados em InGaN. Os projetistas devem considerar a faixa de tensão direta (2,4V-3,3V) ao calcular os valores dos resistores em série para garantir que a corrente permaneça dentro do limite de 20mA em todas as unidades. A alta intensidade luminosa (até 2200 mcd) permite que seja usado em condições de luz ambiente moderadamente brilhantes.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

10.1 Posso acionar este LED com uma fonte de 5V?

Sim, mas você DEVE usar um resistor limitador de corrente em série. Para uma fonte de 5V e uma corrente alvo de 20mA, assumindo um V_Ftípico de 3,2V, o valor do resistor seria R = (5V - 3,2V) / 0,02A = 90 Ohms. Use o V_Fmáximo (3,3V) para calcular o valor mínimo seguro do resistor: R_min = (5V - 3,3V) / 0,02A = 85 Ohms. Um resistor padrão de 91 ou 100 Ohm seria apropriado, afetando também ligeiramente a corrente real.

10.2 Por que é necessário um resistor em série para cada LED em paralelo?

Devido a variações naturais de fabricação, nenhum LED tem exatamente a mesma tensão direta (V_F). Se conectados em paralelo diretamente a uma fonte de tensão, o LED com V_Fligeiramente menor irá drenar uma corrente desproporcionalmente maior, potencialmente excedendo seus ratings e falhando, enquanto os outros permanecem fracos. Um resistor em série para cada LED ajuda a equilibrar a corrente ao fornecer realimentação negativa, garantindo brilho mais uniforme e protegendo os dispositivos.

10.3 O que significa o código de bin?

O código de bin (ex.: S-B08) indica a classificação de desempenho. A primeira letra (P, Q, R, S) especifica a faixa de intensidade luminosa. O código alfanumérico (B07, B08, B09) especifica a faixa de comprimento de onda dominante (cor). Encomendar um bin específico garante consistência no brilho e na cor para a sua aplicação.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Cenário:Projetar um painel frontal para um controlador industrial com quatro LEDs indicadores de estado (Alimentação, Funcionamento, Erro, Espera).

• Seleção de Componentes:Este LED azul é escolhido pelo seu alto brilho e amplo ângulo de visão, garantindo visibilidade num chão de fábrica.
• Projeto do Circuito:Cada LED é conectado entre um pino GPIO de um microcontrolador (drenando corrente) e o barramento +5V através de um resistor limitador de corrente separado. O valor do resistor é calculado com base na tensão de nível baixo do GPIO e no V_Fdo LED para atingir ~15-18mA, equilibrando brilho e carga do microcontrolador.
• Layout da PCB:Os furos são colocados de acordo com o espaçamento dos terminais do LED. A área de exclusão ao redor do LED (2mm do corpo para soldagem) é respeitada no layout.
• Montagem:Os LEDs são inseridos após a conclusão de toda a soldagem por reflow dos componentes SMD. Eles são soldados por onda seguindo o perfil de tempo/temperatura especificado.
• Resultado:Um conjunto confiável e consistentemente brilhante de indicadores de estado com cor e intensidade uniformes.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Um Diodo Emissor de Luz (LED) é um dispositivo semicondutor de junção p-n. Quando uma tensão direta é aplicada, os eletrões da região n recombinam-se com as lacunas da região p dentro da região ativa, libertando energia na forma de fotões (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz é determinado pela largura da banda proibida dos materiais semicondutores utilizados. Este dispositivo usa uma estrutura baseada em Nitreto de Gálio e Índio (InGaN) para produzir luz azul. A lente de epóxi difusa encapsula o chip semicondutor, fornece proteção mecânica e molda o feixe de saída de luz.

13. Tendências de Desenvolvimento

Embora os LEDs furo passante permaneçam vitais para prototipagem, reparação e certas aplicações industriais, a tendência mais ampla da indústria é em direção aos LEDs de montagem em superfície (SMD) para montagem automatizada de alto volume. Os pacotes SMD oferecem pegadas menores, melhor gestão térmica e maior densidade de colocação. No entanto, componentes furo passante como este continuam a ser valorizados pela sua robustez mecânica, facilidade de manuseamento manual e adequação para aplicações que requerem alta confiabilidade em ambientes adversos onde a integridade da junta de solda é primordial. Os avanços em materiais continuam a melhorar a eficiência e a vida útil de todos os tipos de LED.