Ficha Técnica do LED Azul LTL1CHTBK5 de 3.1mm - Diâmetro 3.1mm - Tensão 3.8V - Potência 120mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações técnicas de um díodo emissor de luz (LED) azul de alta eficiência e baixo consumo, projetado para montagem em furo passante em placas de circuito impresso (PCBs) ou painéis. O dispositivo apresenta um encapsulamento cilíndrico com 3.1mm de diâmetro e utiliza tecnologia InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) para produzir luz azul. As suas principais vantagens incluem compatibilidade com circuitos integrados devido aos baixos requisitos de corrente e opções de montagem versáteis, tornando-o adequado para uma ampla gama de aplicações de sinalização e retroiluminação em eletrónica de consumo, instrumentação e equipamentos eletrónicos de uso geral.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os limites operacionais do dispositivo são definidos a uma temperatura ambiente (T_A) de 25°C. Exceder estes valores pode causar danos permanentes.

• Dissipação de Potência (P_D):120 mW - A potência total máxima que o dispositivo pode dissipar com segurança.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):100 mA - Permitida em condições de pulso (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0.1ms).
• Corrente Direta Contínua (I_F):30 mA - A corrente direta contínua máxima.
• Gama de Temperatura de Operação:-25°C a +80°C.
• Gama de Temperatura de Armazenamento:-30°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura dos Terminais:260°C durante 5 segundos, medidos a 1.6mm do corpo do LED.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Os parâmetros de desempenho chave são medidos a T_A=25°C e uma corrente de teste padrão (I_F) de 20mA.

• Intensidade Luminosa (I_V):310 mcd (Mín.), 880 mcd (Tip.). Esta é o brilho percebido medido por um sensor filtrado para corresponder à resposta fotópica do olho humano (curva CIE). Aplica-se uma tolerância de ±15% ao valor garantido.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):30 graus (Tip.). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor axial (no centro).
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):468 nm (Tip.). O comprimento de onda no qual a potência espectral de saída é mais elevada.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):470 nm (Tip.). Derivado do diagrama de cromaticidade CIE, este comprimento de onda único representa melhor a cor percebida do LED.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):25 nm (Tip.). A largura do espetro de emissão a metade da sua potência máxima, indicando a pureza da cor.
• Tensão Direta (V_F):3.5V (Mín.), 3.8V (Tip.) a I_F=20mA.
• Corrente Inversa (I_R):100 µA (Máx.) a uma Tensão Inversa (V_R) de 5V.Importante:Este dispositivo não foi projetado para operação inversa; esta condição de teste é apenas para caracterização.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência nas aplicações, os LEDs são classificados ("binned") com base em parâmetros ópticos chave.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Unidades: mcd @ 20mA. Cada bin tem uma tolerância de ±15% nos seus limites.

• K:310 - 400 mcd
• L:400 - 520 mcd
• M:520 - 680 mcd
• N:680 - 880 mcd
• P:880 - 1150 mcd
• Q:1150 - 1500 mcd

O código do bin está marcado em cada saco de embalagem para identificação.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Unidades: nm @ 20mA. Cada bin tem uma tolerância de ±1nm.

• B08:465.0 - 470.0 nm
• B09:470.0 - 475.0 nm

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora gráficos específicos sejam referenciados na ficha técnica (Curvas Típicas de Características Elétricas/Ópticas na página 4), as seguintes tendências são típicas para este tipo de dispositivos:

• Curva I-V:A tensão direta (V_F) exibe uma relação logarítmica com a corrente direta (I_F), com uma tensão característica de "joelho" por volta de 3V antes de subir de forma mais linear.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente: I_Vé aproximadamente proporcional a I_Fdentro da gama operacional recomendada, mas pode saturar ou degradar-se a correntes muito elevadas.
• Dependência da Temperatura:A intensidade luminosa tipicamente diminui com o aumento da temperatura da junção. A tensão direta também tem um coeficiente de temperatura negativo (diminui à medida que a temperatura aumenta).
• Distribuição Espectral:O espetro de emissão é uma curva em forma de sino centrada no comprimento de onda de pico (468 nm), com uma largura a meia altura típica de 25 nm.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O dispositivo está alojado num encapsulamento cilíndrico com lente transparente e um diâmetro de 3.1mm. Notas dimensionais chave incluem:

• Todas as dimensões estão em milímetros (polegadas fornecidas entre parênteses).
• A tolerância geral é de ±0.25mm, salvo indicação em contrário.
• A protrusão máxima da resina sob o flange é de 1.0mm.
• O espaçamento dos terminais é medido no ponto onde estes emergem do corpo do encapsulamento.

Identificação da Polaridade:O terminal mais longo é o ânodo (positivo), e o terminal mais curto é o cátodo (negativo). Esta é uma convenção padrão para LEDs de furo passante.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Formação e Manuseamento dos Terminais

• Dobre os terminais num ponto a pelo menos 3mm da base da lente do LED.Nãoutilize a base do encapsulamento como ponto de apoio.
• A formação dos terminais deve ser feita à temperatura ambiente eantes soldering.
• da soldadura. Use força mínima de fixação durante a montagem na PCB para evitar tensões mecânicas.

6.2 Processo de Soldadura

• Mantenha uma distância mínima de 2mm da base da lente até ao ponto de soldadura. Evite imergir a lente na solda.
• Evite aplicar tensão externa aos terminais enquanto o LED está quente devido à soldadura.
• O reflow por infravermelhos não é adequadopara este tipo de LED de furo passante.

Condições de Soldadura Recomendadas:

• Ferro de Soldar:Máx. 300°C por máx. 3 segundos (apenas uma vez).
• Soldadura por Onda:Pré-aquecer até máx. 100°C por máx. 60 seg, depois onda de solda a máx. 260°C por máx. 10 seg.

Temperatura ou tempo excessivos podem deformar a lente ou causar falha catastrófica.

6.3 Limpeza e Armazenamento

• Limpeza:Use solventes à base de álcool, como álcool isopropílico, se necessário.
• Armazenamento:Armazene num ambiente que não exceda 30°C e 70% de humidade relativa. LEDs removidos da embalagem original devem ser utilizados dentro de três meses. Para armazenamento prolongado, use um recipiente selado com dessecante ou ambiente de azoto.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificação de Embalagem

• Saco de Embalagem: 1000, 500 ou 250 peças por saco.
• Caixa Interna: 10 sacos por caixa (total 10.000 peças).
• Caixa Externa: 8 caixas internas por caixa externa (total 80.000 peças).
• Nota: Em cada lote de expedição, apenas a última embalagem pode não estar completa.

7.2 Número da Peça

O número de peça específico abrangido por esta ficha técnica éLTL1CHTBK5. A lente é transparente, a fonte de luz é InGaN e a cor emitida é azul.

8. Recomendações para Projeto de Aplicação

8.1 Projeto do Circuito de Acionamento

Os LEDs são dispositivos operados por corrente. Para garantir brilho uniforme ao acionar múltiplos LEDs em paralelo, éfortemente recomendadousar uma resistência limitadora de corrente em série com cada LED (Modelo de Circuito A). Acionar LEDs diretamente em paralelo (Modelo de Circuito B) não é recomendado, pois ligeiras variações na característica de tensão direta (V_F) entre LEDs individuais podem causar diferenças significativas na partilha de corrente e, consequentemente, no brilho percebido.

O valor da resistência em série (R_s) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R_s= (V_fonte- V_F) / I_F, onde V_Fé a tensão direta típica (ex.: 3.8V) e I_Fé a corrente operacional desejada (ex.: 20mA).

8.2 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

Este LED é suscetível a danos por descarga eletrostática. Devem ser tomadas precauções:

• Os operadores devem usar pulseiras condutoras ou luvas antiestáticas.
• Todo o equipamento, bancadas de trabalho e estantes de armazenamento devem estar devidamente aterrados.
• Use um ionizador para neutralizar a carga estática que pode acumular-se na lente de plástico devido ao atrito do manuseamento.

8.3 Âmbito de Aplicação e Precauções

Este LED destina-se a equipamentos eletrónicos comuns (escritório, comunicações, domésticos). Não foi projetado para aplicações onde a falha possa colocar em risco a vida ou a saúde (ex.: aviação, suporte de vida médico, dispositivos de segurança críticos) sem consulta prévia e qualificação específica.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs azuis de tecnologia mais antiga (ex.: baseados em carbeto de silício), este LED baseado em InGaN oferece eficiência luminosa significativamente maior e menor consumo de energia para um determinado fluxo luminoso. O diâmetro de 3.1mm é um padrão comum da indústria, oferecendo um bom equilíbrio entre saída de luz e espaço na placa. Os seus principais diferenciadores são a combinação de um ângulo de visão relativamente estreito (30°), que proporciona luz mais direcionada, e a disponibilidade de binning preciso tanto para intensidade como para comprimento de onda, permitindo uma correspondência mais apertada de cor e brilho em aplicações com múltiplos LEDs.

10. Perguntas Frequentes (FAQs)

10.1 Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?

Comprimento de Onda de Pico (λ_P)é o comprimento de onda físico onde a potência espectral de saída é máxima (468 nm).Comprimento de Onda Dominante (λ_d)é um valor calculado (470 nm) a partir da ciência da cor que melhor representa a cor de comprimento de onda único percebida pelo olho humano. Para LEDs monocromáticos como este azul, são frequentemente próximos, mas não idênticos.

10.2 Posso acionar este LED sem uma resistência em série?

No.A relação corrente-tensão de um LED é exponencial. Um pequeno aumento na tensão acima da sua tensão direta pode causar um aumento muito grande, potencialmente destrutivo, na corrente. Uma resistência em série é essencial para uma operação estável, segura e previsível a partir de uma fonte de tensão.

10.3 Por que existe uma tolerância de ±15% na intensidade luminosa?

Esta tolerância considera as variações normais nos processos de fabrico e encapsulamento do semicondutor. O sistema de binning é implementado para classificar os LEDs em grupos mais restritos (ex.: bins K, L, M) dentro desta variação global, para atender a necessidades específicas de aplicação para consistência de brilho.

10.4 O que significa "compatível com C.I."?

Significa que as características elétricas do LED, particularmente o seu baixo requisito de corrente direta (ex.: 20mA), tornam-no adequado para acionamento direto pelos pinos de saída de muitos circuitos integrados (CIs) e microcontroladores padrão, que normalmente podem fornecer ou absorver correntes nesta gama.

11. Exemplo de Estudo de Caso de Projeto

Cenário:Projetar um painel de indicadores de estado que requer 10 indicadores azuis uniformemente brilhantes.

1. Seleção de Binning:Especifique LEDs do mesmo bin de intensidade luminosa (ex.: todos do Bin 'M') e do mesmo bin de comprimento de onda dominante (ex.: todos B09) para garantir consistência visual.
2. Projeto do Circuito:Use uma fonte de 5V. Calcule a resistência em série: R_s= (5V - 3.8V) / 0.020A = 60 Ω. Uma resistência padrão de 62 Ω ou 68 Ω seria adequada. Implemente esta resistência em série comcadaum dos 10 LEDs, conectando-os em paralelo ao barramento de 5V.
3. Layout e Montagem:Coloque os LEDs com pelo menos 3mm de comprimento de terminal antes de dobrar para alívio de tensão. Assegure-se de que a soldadura é realizada de acordo com as diretrizes de soldadura por onda, mantendo o ferro ou o contacto com a onda a >2mm da lente.
4. Mitigação de ESD:Assegure-se de que a linha de montagem está protegida contra ESD. Armazene e manuseie os LEDs na sua embalagem original até estarem prontos para uso.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

Este LED é baseado no material semicondutor InGaN (Nitreto de Gálio e Índio). Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, eletrões e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam. A energia libertada durante esta recombinação é emitida como fotões (luz). A composição específica da liga InGaN determina a energia da banda proibida, que dita diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida. Para emissão azul, é usada uma proporção específica de índio para gálio. A lente epóxi transparente serve para proteger o chip semicondutor, moldar o feixe de saída de luz (ângulo de visão de 30°) e melhorar a extração de luz do encapsulamento.

13. Tendências e Desenvolvimentos da Indústria

Embora este seja um componente padrão de furo passante, a tecnologia InGaN subjacente está em evolução contínua. As tendências na indústria mais ampla de LEDs incluem:

• Aumento da Eficiência:Melhorias contínuas no crescimento epitaxial e no design do chip resultam em maior eficácia luminosa (mais saída de luz por watt de entrada elétrica).
• Consistência de Cor:Avanços no controlo de fabrico e algoritmos de binning permitem tolerâncias mais apertadas no comprimento de onda dominante e intensidade, cruciais para aplicações como ecrãs a cores completas.
• Embalagem:Embora o furo passante permaneça popular para certas aplicações, os encapsulamentos de dispositivo de montagem em superfície (SMD) dominam os novos projetos devido à sua pegada menor e adequação para montagem automatizada pick-and-place. No entanto, LEDs de furo passante como este mantêm relevância em aplicações que requerem maior robustez mecânica, prototipagem manual mais fácil ou características ópticas específicas de um encapsulamento radial.
• Fiabilidade:Melhorias em materiais (ex.: resinas epóxi, chumbadores) e técnicas de encapsulamento continuam a estender a vida operacional e a estabilidade dos LEDs sob várias condições ambientais.