Ficha Técnica da Lâmpada LED LTL-R42FKFD - Diâmetro T-1 - Âmbar Difusa - 2,05V - 20mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTL-R42FKFD é uma lâmpada LED de montagem furo passante, projetada para aplicações de indicação de estado e sinalização em diversos dispositivos eletrónicos. Pertence à família de encapsulamento T-1, caracterizada pela sua forma cilíndrica, tornando-a adequada para montagem padrão em PCB. O dispositivo utiliza um material semicondutor de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para o seu chip emissor de luz laranja, que é encapsulado numa lente de epóxi difusa de cor âmbar. Esta difusão proporciona um ângulo de visão amplo e uniforme, tornando o LED facilmente visível a partir de múltiplas direções, um requisito fundamental para aplicações de indicação.

As principais vantagens deste LED incluem o seu design para montagem simples em placa de circuito, baixo consumo de energia aliado a uma elevada eficiência luminosa, e conformidade com normas ambientais, como ser livre de chumbo e compatível com RoHS. Os seus principais mercados-alvo abrangem equipamentos de comunicação, periféricos de computador, eletrónica de consumo e eletrodomésticos, onde é necessário um feedback visual fiável e duradouro.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no LED. São especificados a uma temperatura ambiente (TA) de 25°C. A dissipação de potência contínua máxima é de 75 mW. A corrente direta contínua não deve exceder 30 mA em operação normal. Para operação pulsada, é permitida uma corrente direta de pico de 60 mA sob condições estritas: um ciclo de trabalho de 10% ou menos e uma largura de pulso não superior a 10 milissegundos. O dispositivo pode operar numa faixa de temperatura de -30°C a +85°C e ser armazenado entre -40°C e +100°C. Um parâmetro crítico para a montagem é a temperatura de soldadura dos terminais, classificada em 260°C por um máximo de 5 segundos quando medida a 2,0 mm do corpo do LED.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a TA=25°C e a uma corrente direta (IF) de 20 mA, que é a condição de teste padrão. A intensidade luminosa (Iv) tem um valor típico de 400 milicandelas (mcd), com um mínimo de 140 mcd e um máximo de 680 mcd. É crucial notar que a garantia para Iv inclui uma tolerância de teste de ±30%. O ângulo de visão (2θ1/2), definido como o ângulo total onde a intensidade cai para metade do seu valor axial, é de 65 graus, indicando um feixe moderadamente amplo.

O comprimento de onda dominante (λd), que define a cor percebida, varia de 597 nm a 612 nm, situando-o firmemente na região âmbar/laranja do espectro. O comprimento de onda de emissão de pico (λp) é tipicamente 611 nm. A tensão direta (VF) mede tipicamente 2,05V, com uma variação de 1,6V a 2,4V a 20mA. A corrente reversa (IR) é muito baixa, com um máximo de 10 μA a uma tensão reversa (VR) de 5V. É explicitamente declarado que o dispositivo não foi projetado para operação reversa; esta condição de teste é apenas para caracterização.

3. Especificação da Tabela de Bins

O produto é classificado em bins com base em dois parâmetros-chave para garantir consistência dentro de um lote de produção. Isto permite aos projetistas selecionar LEDs com características de desempenho específicas.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os LEDs são classificados em três bins de intensidade a IF=20mA: Bin GH (140-240 mcd), Bin JK (240-400 mcd) e Bin LM (400-680 mcd). A tolerância para cada limite de bin é de ±30%.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Os LEDs também são classificados pelo seu comprimento de onda dominante em cinco categorias: H22 (597,0-600,0 nm), H23 (600,0-603,0 nm), H24 (603,0-606,5 nm), H25 (606,5-610,0 nm) e H26 (610,0-612,0 nm). A tolerância para cada limite de bin de comprimento de onda é de ±1 nm. Os códigos de bin para intensidade e comprimento de onda estão marcados na embalagem do produto, permitindo uma seleção precisa para aplicações críticas em termos de cor e brilho.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas típicas que ilustram a relação entre parâmetros-chave. Embora os gráficos específicos não sejam reproduzidos no texto, as suas implicações são padrão. Estes incluem tipicamente a curva de Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta, que mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, geralmente de forma quase linear até que a eficiência diminui a correntes mais elevadas. A curva de Tensão Direta vs. Corrente Direta demonstra a característica exponencial I-V do díodo. A curva de Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente é crítica, mostrando a diminuição da saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta. Para LEDs de AlInGaP, esta redução é significativa. O gráfico de Distribuição Espectral mostraria a concentração da luz emitida em torno do pico de 611 nm com uma meia-largura espectral de 17 nm.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões de Contorno

O LED apresenta um encapsulamento padrão de diâmetro T-1 (3mm). Notas dimensionais importantes incluem: todas as dimensões estão em milímetros (com equivalentes em polegadas), a tolerância padrão é de ±0,25 mm salvo indicação em contrário, a protrusão máxima da resina sob o flange é de 1,0 mm, e o espaçamento dos terminais é medido onde estes emergem do corpo do encapsulamento. O desenho físico mostraria a lente cilíndrica, o flange para assentar na PCB e os dois terminais axiais.

5.2 Identificação de Polaridade

Para LEDs de furo passante, a polaridade é tipicamente indicada pelo comprimento do terminal (o terminal mais longo é o ânodo, ou lado positivo) e, por vezes, por um ponto plano no flange da lente próximo ao cátodo (lado negativo). A orientação correta é essencial, pois uma tensão reversa acima de 5V pode danificar o dispositivo.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Formação dos Terminais

Se os terminais precisarem de ser dobrados para montagem em PCB, a dobra deve ser feita a pelo menos 3 mm da base da lente do LED. A base do suporte dos terminais não deve ser usada como ponto de apoio. A formação deve ser feita à temperatura ambiente e antes do processo de soldadura para evitar tensão no encapsulamento aquecido.

6.2 Parâmetros de Soldadura

Dois métodos de soldadura são abordados. Para soldadura manual com ferro: a temperatura não deve exceder 350°C, o tempo de soldadura por terminal deve ser de no máximo 3 segundos (uma única vez), e o ponto de soldadura não deve estar mais próximo do que 2 mm da base da lente de epóxi. Para soldadura por onda: a temperatura de pré-aquecimento deve ser no máximo 120°C por até 100 segundos, a temperatura da onda de solda deve ser no máximo 260°C, o tempo de contacto deve ser no máximo 5 segundos, e a posição de imersão não deve ser inferior a 2 mm da base da lente. Crucialmente, a soldadura por refluxo IR é declarada como inadequada para este produto do tipo furo passante. Temperatura ou tempo excessivos podem deformar a lente ou causar falha catastrófica.

6.3 Armazenamento e Manuseamento

Para armazenamento, o ambiente não deve exceder 30°C ou 70% de humidade relativa. Os LEDs removidos da sua embalagem original de barreira à humidade são recomendados para serem usados dentro de três meses. Para armazenamento mais longo fora do saco original, devem ser mantidos num recipiente selado com dessecante ou num ambiente de azoto. O álcool isopropílico é recomendado para limpeza, se necessário.

7. Informações de Embalagem e Encomenda

A especificação de embalagem padrão é escalonada: 1000, 500, 200 ou 100 peças por saco de barreira à humidade antiestático. Dez destes sacos são embalados numa caixa de cartão interna, totalizando 10.000 peças. Oito caixas internas são então embaladas numa caixa de envio externa principal, resultando num total de 80.000 peças por caixa externa. A ficha técnica observa que em cada lote de envio, apenas a embalagem final pode ser uma embalagem não completa. O número da peça é LTL-R42FKFD.

8. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Projeto do Circuito de Acionamento

Um princípio fundamental é enfatizado: os LEDs são dispositivos operados por corrente. Para garantir brilho uniforme quando múltiplos LEDs são conectados em paralelo, é fortemente recomendado usar um resistor limitador de corrente individual em série com cada LED (Circuito A). Conectar LEDs diretamente em paralelo sem resistores individuais (Circuito B) é desencorajado porque pequenas variações na característica de tensão direta (VF) de cada LED causarão diferenças significativas na partilha de corrente e, consequentemente, no brilho. O valor do resistor é calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte - VF_LED) / I_desejada, onde VF_LED é a tensão direta típica ou máxima da ficha técnica, e I_desejada é a corrente direta alvo (por exemplo, 20mA).

8.2 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

O LED é suscetível a danos por descarga eletrostática ou sobretensões. Medidas preventivas incluem: operadores usarem uma pulseira condutora ou luvas antiestáticas, garantir que todo o equipamento e superfícies de trabalho estão devidamente aterrados, e usar um ionizador para neutralizar a carga estática que pode acumular-se na lente de plástico durante o manuseamento.

8.3 Adequação da Aplicação

Este LED é adequado para sinalização interior e exterior, bem como para equipamentos eletrónicos comuns. A sua cor âmbar é altamente visível e frequentemente usada para fins de aviso, estado ou indicação.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O LTL-R42FKFD, baseado na tecnologia AlInGaP, oferece vantagens sobre tecnologias mais antigas como o GaAsP (Fosfeto de Arsénio e Gálio). Os LEDs de AlInGaP geralmente fornecem maior eficiência luminosa, melhor estabilidade térmica e pureza de cor mais saturada, particularmente nas regiões vermelha, laranja e âmbar. Comparado com alguns LEDs modernos de alta potência, este dispositivo é do tipo indicador de baixa potência, priorizando fiabilidade, facilidade de uso e custo-benefício para indicação de estado, em vez de iluminação de alto fluxo. O seu design de furo passante oferece robustez mecânica e simplicidade para prototipagem e produção em comparação com dispositivos de montagem em superfície (SMD) em algumas aplicações.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED continuamente a 30mA?

R: Embora a corrente direta contínua máxima absoluta seja de 30mA, a condição de teste padrão e o ponto de operação típico é de 20mA. Operar a 30mA pode reduzir a vida útil e aumentar a temperatura da junção. Consulte sempre a curva de redução de potência e garanta que a dissipação de potência (Vf * If) não excede 75mW, considerando a Vf real na sua corrente de operação.

P: Por que existe uma tolerância de ±30% nos limites dos bins de intensidade luminosa?

R: Isto contabiliza a variabilidade de medição nos testes de produção. Significa que um LED rotulado no bin de 240-400 mcd (JK) pode realmente medir entre 168 mcd e 520 mcd quando testado. Os projetistas devem considerar esta dispersão no seu projeto óptico.

P: Os terminais são muito longos para a minha PCB. Posso cortá-los antes de soldar?

R: Sim, os terminais podem ser cortados. No entanto, se precisar de os dobrar posteriormente, garanta que o ponto de dobra permaneça a pelo menos 3 mm da base da lente, conforme as diretrizes de formação dos terminais.

P: É necessário um dissipador de calor?

R: Para operação normal a 20mA ao ar livre, um dissipador de calor normalmente não é necessário para um único LED indicador. No entanto, se múltiplos LEDs estiverem densamente agrupados ou operarem num ambiente de alta temperatura ambiente, a gestão térmica deve ser considerada.

11. Exemplos Práticos de Aplicação

Exemplo 1: Indicador de Energia num Eletrodoméstico:Um único LTL-R42FKFD é conectado em série com um resistor adequado a uma linha de 5V. O resistor é calculado como (5V - 2,05V) / 0,020A = 147,5 Ohms. Um resistor padrão de 150 Ohm resultaria numa corrente de ~19,7mA, bem dentro da especificação. O amplo ângulo de visão garante que o estado de energia seja visível a partir de vários ângulos numa sala.

Exemplo 2: Barra de Estado Multi-LED em Equipamento Industrial:Cinco LEDs são usados para indicar níveis de estado do sistema (por exemplo, Desligado, Em Espera, Ativo, Aviso, Falha). Para garantir brilho uniforme, cada LED tem o seu próprio resistor limitador de corrente conectado a um driver IC comum ou pino de microcontrolador. Usando a informação de binning, o projetista pode especificar um bin de comprimento de onda apertado (por exemplo, H24) para consistência de cor ao longo da barra.

12. Princípio de Funcionamento

O LED opera com base no princípio da eletroluminescência numa junção p-n semicondutora. Quando uma tensão direta que excede a tensão de ativação do díodo (aproximadamente 1,6V para este dispositivo AlInGaP) é aplicada, eletrões da região tipo-n e lacunas da região tipo-p são injetados através da junção. Estes portadores de carga recombinam-se na região ativa, libertando energia na forma de fotões (luz). A composição específica do cristal semicondutor de AlInGaP determina a energia da banda proibida, que define diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, âmbar/laranja. A lente de epóxi difusa protege o chip semicondutor e dispersa a luz para criar um amplo ângulo de visão.

13. Tendências Tecnológicas

Embora LEDs de furo passante como o LTL-R42FKFD permaneçam vitais para muitas aplicações devido à sua robustez e facilidade de montagem manual, a tendência mais ampla da indústria é para encapsulamentos de dispositivos de montagem em superfície (SMD) para montagem automatizada, maior densidade e, frequentemente, melhor desempenho térmico. No entanto, os componentes de furo passante mantêm uma posição forte em prototipagem, kits educacionais, ambientes de alta vibração e aplicações que requerem ligações mecânicas fortes. Em termos de materiais, a tecnologia AlInGaP é madura e altamente otimizada para o espectro vermelho-âmbar. O desenvolvimento contínuo foca-se em melhorar a eficiência (lúmens por watt), longevidade e consistência de cor, bem como expandir para novos formatos de encapsulamento que preenchem a lacuna entre os designs tradicionais de furo passante e os avançados de SMD.