Ficha Técnica da Lâmpada LED LTL-R42FSFAD - Diâmetro T-1 - Lente Difusa Âmbar - 2.0V Típico - 52mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

A LTL-R42FSFAD é uma lâmpada LED de montagem furo passante, projetada para aplicações de indicação de estado e sinalização numa vasta gama de equipamentos eletrónicos. Pertence à categoria de LEDs indicadores discretos de terminais radiais, comumente utilizados onde são necessários montagem direta em PCB e alta visibilidade.

1.1 Vantagens Principais e Posicionamento do Produto

Este dispositivo foi concebido para uma integração simples em conjuntos de placas de circuito. As suas principais vantagens incluem um perfil de baixo consumo de energia aliado a uma elevada eficiência luminosa, tornando-o adequado tanto para dispositivos alimentados a bateria como por rede elétrica. O produto é construído como um componente sem chumbo e está em total conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), alinhando-se com os padrões ambientais e regulamentares modernos para a fabricação eletrónica.

1.2 Mercado-Alvo e Âmbito de Aplicação

Este LED destina-se a aplicações que requerem indicadores visuais fiáveis e de longa duração. A sua flexibilidade de design, oferecida através de várias especificações de intensidade e ângulo de visão, torna-o aplicável em vários setores-chave:

• Equipamentos de Comunicação:Luzes de estado em routers, modems, switches e outro hardware de rede.
• Periféricos de Computador:Indicadores de alimentação, atividade e modo em discos externos, hubs e dispositivos de entrada.
• Eletrónica de Consumo:Luzes indicadoras em equipamentos de áudio/vídeo, eletrodomésticos e dispositivos pessoais.
• Eletrodomésticos:Indicadores de estado operacional em grandes eletrodomésticos e outros dispositivos domésticos.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Uma compreensão abrangente dos parâmetros elétricos e óticos é crucial para um design de circuito fiável e para garantir um desempenho consistente.

2.1 Especificações Absolutas Máximas

Estas especificações definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A operação nestes limites não é garantida e deve ser evitada para um desempenho de longo prazo fiável.

• Dissipação de Potência (Pd):Máximo de 52 mW. Esta é a potência total que o encapsulamento do LED pode dissipar como calor.
• Corrente Direta Contínua (IF):Máximo de 20 mA de corrente contínua.
• Corrente Direta de Pico:60 mA, permitida apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho ≤ 1/10, largura de pulso ≤ 10µs).
• Derating Térmico:A corrente direta contínua deve ser reduzida linearmente acima dos 30°C de temperatura ambiente a uma taxa de 0,27 mA/°C.
• Gama de Temperatura de Operação (TA):-30°C a +85°C.
• Gama de Temperatura de Armazenamento (Tstg):-40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura dos Terminais:260°C durante no máximo 5 segundos, medido a 2,0mm (0,079\") do corpo do LED.

2.2 Características Elétricas e Óticas a TA=25°C

Estes são os parâmetros de desempenho típicos e garantidos em condições de teste padrão.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de 38 mcd (mínimo) a 180 mcd (máximo), com um valor típico de 85 mcd a uma corrente direta (IF) de 10 mA. Aplica-se uma tolerância de teste de ±30% aos limites dos bins.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):100 graus. Este amplo ângulo de visão, característico de uma lente difusa, garante que o LED seja visível a partir de uma posição ampla fora do eixo.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Especificado entre 580 nm e 589 nm, com um valor típico de 586 nm a IF=10mA. Isto coloca a cor emitida na região âmbar/amarela do espetro visível.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λP):588 nm, indicando o ponto de máxima potência espetral de saída.
• Largura a Meia Altura da Linha Espetral (Δλ):15 nm, descrevendo a pureza espetral ou largura de banda da luz emitida.
• Tensão Direta (VF):Varia de 1,6V a 2,5V, com um valor típico de 2,0V a IF=10 mA.
• Corrente Inversa (IR):Máximo de 10 µA quando é aplicada uma tensão inversa (VR) de 5V. É crucial notar que este dispositivo não foi projetado para operar sob polarização inversa; esta condição de teste é apenas para caracterização.

3. Sistema de Especificação por Tabela de Bins

O produto é classificado em bins de desempenho para garantir consistência dentro de um lote de produção. Os designers podem especificar bins para atender a requisitos de aplicação mais rigorosos.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os LEDs são categorizados com base na sua intensidade luminosa medida a 10 mA.

• Bin BC:38 mcd (Mín) a 65 mcd (Máx)
• Bin DE:65 mcd (Mín) a 110 mcd (Máx)
• Bin FG:110 mcd (Mín) a 180 mcd (Máx)
• Nota:A tolerância em 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 para controlar a consistência da cor.

• Bin H17:580 nm (Mín) a 584 nm (Máx)
• Bin H18:584 nm (Mín) a 589 nm (Máx)
• Nota:A tolerância em cada limite de bin é de ±1 nm.

Os códigos de bin específicos para intensidade e comprimento de onda estão marcados em cada saco de embalagem, permitindo rastreabilidade e uso seletivo na fabricação.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora dados gráficos específicos sejam referenciados na ficha técnica, as relações típicas são descritas abaixo com base na física padrão dos LEDs e nos parâmetros fornecidos.

4.1 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)

O LED exibe uma característica I-V não linear típica de um díodo. A tensão direta (VF) tem uma gama especificada de 1,6V a 2,5V a 10 mA. Esta curva é essencial para projetar o circuito limitador de corrente. A tensão aumentará ligeiramente com a corrente e diminuirá com o aumento da temperatura da junção para uma dada corrente.

4.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

A intensidade luminosa (Iv) é aproximadamente proporcional à corrente direta (IF) numa gama operacional significativa. Os valores especificados de Iv são dados a IF=10mA. Operar na corrente contínua máxima de 20 mA produzirá uma saída de luz mais elevada, mas os designers devem garantir que o limite de dissipação de potência (Pd) não seja excedido, considerando a tensão direta resultante.

4.3 Dependência da Temperatura

O desempenho do LED é sensível à temperatura. A intensidade luminosa tipicamente diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. A ficha técnica fornece um fator de derating para a corrente (0,27 mA/°C acima de 30°C) para gerir os efeitos térmicos. A tensão direta também tem um coeficiente de temperatura negativo.

5. Informação Mecânica e de Embalagem

5.1 Dimensões de Contorno

O LED está em conformidade com o padrão de encapsulamento de diâmetro T-1 (3mm). Notas dimensionais-chave incluem:

• Todas as dimensões estão em milímetros (polegadas fornecidas para referência).
• A tolerância padrão é de ±0,25mm (0,010\") salvo indicação em contrário.
• A protrusão máxima da resina sob o flange é de 1,0mm (0,04\").
• O espaçamento dos terminais é medido no ponto onde os terminais emergem do corpo do encapsulamento.

5.2 Identificação de Polaridade

Os LEDs de furo passante normalmente usam o comprimento do terminal ou um ponto plano no flange da lente para indicar a polaridade. O terminal mais longo é geralmente o ânodo (positivo), e o terminal mais curto é o cátodo (negativo). O ponto plano no flange está frequentemente adjacente ao cátodo. Os designers devem consultar a amostra física ou o desenho detalhado para o marcador específico utilizado neste componente.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

A manipulação adequada é crítica para evitar danos durante o processo de montagem.

6.1 Formação dos Terminais

Se os terminais precisarem de ser dobrados, a dobra deve ser feita num ponto a pelo menos 3mm da base da lente do LED. A base do suporte dos terminais não deve ser usada como fulcro. Toda a formação deve ser concluída antes do processo de soldadura e à temperatura ambiente normal.

6.2 Processo de Soldadura

Deve ser mantida uma folga mínima de 2mm entre a base da lente e o ponto de soldadura. Deve-se evitar imergir a lente na solda.

• Ferro de Soldar:Temperatura máxima de 350°C durante no máximo 3 segundos (apenas uma vez).
• Soldadura por Onda:Pré-aquecer a um máximo de 120°C até 100 segundos. Temperatura da onda de solda máxima de 260°C durante no máximo 5 segundos.
• Nota Crítica:A soldadura por refluxo infravermelho (IR) é explicitamente declarada como NÃO sendo um processo adequado para este tipo de lâmpada LED de furo passante. Temperatura ou tempo excessivos podem causar deformação da lente ou falha catastrófica.

6.3 Armazenamento e Limpeza

Para armazenamento, o ambiente não deve exceder 30°C ou 70% de humidade relativa. Os LEDs removidos da sua embalagem original devem ser utilizados dentro de três meses. Para limpeza, apenas solventes à base de álcool, como álcool isopropílico, devem ser usados se necessário.

7. Informação de Embalagem e Encomenda

7.1 Especificações de Embalagem

Os LEDs são embalados em quantidades a granel:

• Embalagem primária: 1000, 500, 200 ou 100 peças por saco de embalagem antiestático.
• Embalagem secundária: 10 sacos de embalagem são colocados numa caixa de cartão interna (total de 10.000 peças por caixa interna, assumindo sacos de 1000 peças).
• Embalagem terciária: 8 caixas internas são embaladas numa caixa de envio externa (total de 80.000 peças por caixa externa). A última embalagem num lote de envio pode ser uma embalagem não completa.

8. Recomendações para Design de Aplicação

8.1 Design do Circuito de Acionamento

Os LEDs são dispositivos operados por corrente. Para garantir brilho uniforme ao acionar múltiplos LEDs, é obrigatório um resistor limitador de corrente em série para cada LED ou para cada string paralela. O circuito recomendado (Circuito A) usa um resistor em série com cada LED. Evite ligar diretamente múltiplos LEDs em paralelo sem resistores individuais (Circuito B), pois pequenas variações na tensão direta (VF) podem causar um desequilíbrio significativo de corrente e brilho desigual.

O valor do resistor em série (R) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, onde Vcc é a tensão de alimentação, VF é a tensão direta do LED (use o valor máximo para fiabilidade), e IF é a corrente direta desejada.

8.2 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

O LED pode ser danificado por descarga eletrostática. Devem ser tomadas precauções durante a manipulação e montagem:

• Use uma pulseira de aterramento ou luvas antiestáticas.
• Certifique-se de que todo o equipamento, estações de trabalho e prateleiras de armazenamento estão devidamente aterrados.
• Use um ionizador para neutralizar a carga estática que pode acumular-se na lente de plástico.

8.3 Considerações de Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa, um layout adequado da PCB pode ajudar. Garanta um espaçamento adequado de outros componentes geradores de calor. Aderir à curva de derating de corrente acima de 30°C ambiente é essencial para manter a fiabilidade, especialmente em ambientes fechados ou de alta temperatura.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

A LTL-R42FSFAD diferencia-se no mercado de LEDs indicadores de furo passante através de vários atributos-chave. O uso de um material semicondutor de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para o chip âmbar de 586nm oferece maior eficiência e melhor estabilidade térmica em comparação com tecnologias mais antigas como o GaAsP. A lente difusa proporciona um ângulo de visão muito amplo de 100 graus, tornando-a superior para aplicações onde a posição de visualização não está fixa diretamente à frente do LED. A sua combinação de uma baixa tensão direta típica (2,0V) e uma estrutura clara de binning tanto para intensidade como para comprimento de onda fornece aos designers um desempenho previsível e a capacidade de especificar para aplicações críticas de cor ou brilho.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

10.1 Posso acionar este LED a 20 mA continuamente?

Sim, 20 mA é a corrente direta contínua máxima especificada. No entanto, deve garantir que a dissipação de potência (Pd = VF * IF) não exceda 52 mW. A 20 mA e uma VF máxima de 2,5V, a potência seria de 50 mW, que está dentro do limite. Considere sempre a temperatura ambiente e aplique derating se estiver acima de 30°C.

10.2 Qual é a diferença entre comprimento de onda dominante e comprimento de onda de pico?

O comprimento de onda de pico (λP) é o único comprimento de onda onde a potência espetral de saída é mais alta. O comprimento de onda dominante (λd) é um valor calculado derivado das coordenadas de cor no diagrama de cromaticidade CIE; representa o comprimento de onda único de uma luz monocromática pura que corresponderia à cor percebida do LED. Para fins de design relacionados com a cor, o comprimento de onda dominante é tipicamente o parâmetro mais relevante.

10.3 Por que é necessário um resistor em série mesmo que a minha fonte de alimentação seja limitada em corrente?

Um resistor em série dedicado fornece uma regulação de corrente local e precisa para cada LED. Também oferece proteção contra picos de tensão transitórios e ajuda a equilibrar a corrente em configurações paralelas. Confiar apenas numa fonte de alimentação global limitada em corrente pode não impedir o desequilíbrio de corrente entre LEDs devido a variações de VF.

11. Estudo de Caso de Design Prático

Cenário:Projetar um painel de estado com cinco indicadores âmbar uniformes, alimentados por uma linha de 5V DC num ambiente com temperatura ambiente máxima de 40°C.

Passos de Design:

1. Seleção de Corrente:Definir uma corrente direta (IF) de 10 mA para um equilíbrio entre brilho e longevidade.
2. Derating Térmico:A 40°C (10°C acima do início do derating), reduza a corrente máxima: 20 mA - (10°C * 0,27 mA/°C) = 17,3 mA. O nosso alvo de 10 mA é seguro.
3. Cálculo do Resistor:Use VF máxima (2,5V) para fiabilidade. R = (5V - 2,5V) / 0,01A = 250 Ω. O valor padrão mais próximo (ex., 240 Ω ou 270 Ω) pode ser usado, recalculando a corrente real.
4. Layout do Circuito:Use o Circuito A recomendado: um resistor de 240Ω em série com cada um dos cinco LEDs, todos ligados entre a linha de 5V e o terra.
5. Especificação do Bin:Para uma aparência uniforme, especifique um único bin de intensidade luminosa (ex., DE) e um único bin de comprimento de onda dominante (ex., H18) ao encomendar.
6. Layout da PCB:Coloque os LEDs com um raio de curvatura dos terminais de pelo menos 3mm, garanta uma folga de 2mm da lente à almofada de solda e siga práticas de montagem seguras contra ESD.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

A LTL-R42FSFAD opera com base no princípio da eletroluminescência numa junção p-n semicondutora. Quando uma tensão direta que excede o limiar de ativação do díodo é aplicada, os eletrões do semicondutor AlInGaP tipo n recombinam-se com as lacunas da região tipo p. Este evento de recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga de AlInGaP determina a energia da banda proibida, que define diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, âmbar a aproximadamente 586 nm. A lente de epóxi difusa que envolve o chip serve para dispersar a luz, alargando o ângulo de visão e suavizando a aparência da minúscula fonte de luz.

13. Tendências e Contexto Tecnológico

LEDs de furo passante como a LTL-R42FSFAD representam uma tecnologia madura e altamente fiável. Embora os LEDs de montagem em superfície (SMD) dominem os novos designs devido à sua pegada menor e adequação para montagem automatizada pick-and-place, os LEDs de furo passante mantêm uma relevância significativa. As suas vantagens incluem uma resistência mecânica de ligação superior, prototipagem e reparação manuais mais fáceis, frequentemente maior intensidade luminosa num único ponto e melhor dissipação de calor através dos terminais. A tendência dentro deste segmento é para materiais de maior eficiência (como o AlInGaP aqui utilizado), binning de desempenho mais apertado para consistência de cor e intensidade, e conformidade inabalável com padrões ambientais globais como o RoHS. Eles continuam a ser a escolha preferida para aplicações que requerem durabilidade extrema, alta visibilidade em ambientes adversos, ou onde a montagem furo passante é exigida pelo design ou por padrões legados.