Lâmpada LED de Montagem em Orifício (Through-Hole) Redonda de 6.2mm LTL30SETG3JA - Vermelho 625nm / Verde 530nm - 20mA - 125mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de uma lâmpada LED redonda de 6.2mm para montagem em orifício, identificada pelo número de peça LTL30SETG3JA. O dispositivo foi projetado como uma fonte de luz indicadora de alto brilho, adequada para diversas aplicações em sinalização. Utiliza duas tecnologias de semicondutor distintas: AlGaInP para o emissor vermelho e InGaN para o emissor verde, cada uma oferecendo características específicas de comprimento de onda.

1.1 Vantagens Principais

As principais vantagens desta lâmpada LED incluem sua alta intensidade luminosa, que proporciona excelente visibilidade. Apresenta baixo consumo de energia aliado a alta eficiência luminosa, contribuindo para a economia de energia. O encapsulamento é construído com tecnologia epóxi avançada que oferece superior resistência à umidade e incorpora inibidores de UV, aumentando sua durabilidade e confiabilidade para uso prolongado em ambientes internos e externos. O produto é livre de chumbo e está em conformidade com as diretrizes RoHS.

1.2 Mercado-Alvo e Aplicações

O padrão de radiação uniforme e o alto brilho tornam este LED ideal para aplicações que requerem visibilidade clara e de longa distância. As principais aplicações-alvo incluem placas de sinalização de trânsito, painéis de publicidade de grande formato, painéis de mensagens dinâmicas e sinalização em veículos de transporte público, como ônibus.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Esta seção fornece uma análise detalhada dos parâmetros elétricos, ópticos e térmicos que definem os limites operacionais e o desempenho do LED.

2.1 Classificações Absolutas Máximas

Estas classificações especificam os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. São definidas a uma temperatura ambiente (TA) de 25°C. A dissipação máxima contínua de potência é de 125 mW para o chip vermelho e 112 mW para o chip verde. A corrente direta máxima em CC é de 50 mA para o vermelho e 30 mA para o verde. Para operação pulsada (ciclo de trabalho ≤ 1/10, largura de pulso ≤ 10ms), é permitida uma corrente direta de pico de 100 mA para ambas as cores. A tensão reversa máxima é de 5 V. O dispositivo pode operar dentro de uma faixa de temperatura ambiente de -30°C a +85°C e ser armazenado de -40°C a +100°C. Os terminais podem suportar soldagem a 260°C por no máximo 5 segundos, desde que o ponto de solda esteja a pelo menos 2,0mm do corpo do LED.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estas características são medidas em condições padrão de teste (TA=25°C, IF=20mA) e representam o desempenho típico. A intensidade luminosa (Iv) para o LED vermelho tem um valor típico de 4200 mcd (mín. 1500 mcd), enquanto o LED verde tem um valor típico de 6900 mcd (mín. 3000 mcd). O ângulo de visão (2θ1/2) para ambas as cores é de 30 graus com uma tolerância de ±2 graus. O comprimento de onda de emissão de pico (λP) é tipicamente 627 nm para o vermelho e 525 nm para o verde. O comprimento de onda dominante (λd) varia de 620-630 nm para o vermelho e 525-535 nm para o verde. A tensão direta (VF) é tipicamente 2,5 V para o vermelho (máx. 3,2 V) e 3,75 V para o verde (máx. 4,5 V). A corrente reversa (IR) é no máximo 100 µA em VR=5V.

2.3 Características Térmicas

O gerenciamento térmico é crucial para a longevidade do LED. O fator de derating para a corrente direta em CC é especificado. Para o LED vermelho, a corrente deve ser reduzida linearmente em 0,84 mA para cada grau Celsius acima de 50°C. Para o LED verde, o derating é de 0,36 mA/°C acima de 50°C. Isso garante que a temperatura de junção permaneça dentro dos limites seguros, prevenindo degradação acelerada ou falha catastrófica.

3. Especificação do Sistema de Binning

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins com base na intensidade luminosa e no comprimento de onda dominante.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

A tabela de binning de intensidade categoriza os LEDs usando um código de dois caracteres (ex.: UR, VS, WU). A primeira letra (U, V, W) define a faixa de intensidade luminosa do verde: U (3000-4000 mcd), V (4000-5300 mcd), W (5300-6900 mcd). A segunda letra (R, S, T, U) define a faixa de intensidade luminosa do vermelho: R (1500-1900 mcd), S (1900-2500 mcd), T (2500-3200 mcd), U (3200-4200 mcd). Aplica-se uma tolerância de ±15% a cada limite de bin.

3.2 Binning de Matiz (Comprimento de Onda)

Para o LED verde, é fornecido um binning de matiz separado. O código de bin G1 cobre uma faixa de comprimento de onda dominante de 525-530 nm, e G2 cobre 530-535 nm. A tolerância para cada limite de bin é de ±1 nm. Isso permite que os projetistas selecionem LEDs com pontos de cor muito específicos, se necessário para sua aplicação.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na ficha técnica (Fig.1, Fig.6), suas implicações típicas são analisadas aqui. A curva de corrente direta vs. tensão direta (I-V) é não linear, característica de um diodo. A intensidade luminosa é aproximadamente proporcional à corrente direta dentro da faixa de operação recomendada. A curva de distribuição espectral mostra a potência radiante relativa em função do comprimento de onda, com os comprimentos de onda de pico e dominante identificados. O diagrama do ângulo de visão ilustra o padrão de radiação espacial, confirmando o ângulo de meia intensidade de 30 graus.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões de Contorno

O LED apresenta uma lente redonda padrão de 6,2mm de diâmetro. Notas dimensionais importantes incluem: todas as dimensões estão em milímetros (polegadas); a tolerância padrão é de ±0,25mm, salvo especificação em contrário; a protrusão máxima da resina sob o flange é de 1,0mm; o espaçamento dos terminais é medido no ponto onde eles saem do corpo do encapsulamento. A polaridade é indicada pelo terminal do ânodo (+) mais longo e/ou por um ponto plano na borda da lente próximo ao terminal do cátodo (-).

5.2 Especificações de Embalagem

Os LEDs são fornecidos em sacos de embalagem contendo 500, 200 ou 100 peças. Dez desses sacos são acondicionados em uma caixa interna, totalizando 5.000 peças. Oito caixas internas são acondicionadas em uma caixa de transporte externa, totalizando 40.000 peças. Em qualquer lote de envio, apenas a embalagem final pode conter uma quantidade não completa.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio adequado é crítico para evitar danos. Os terminais devem ser conformados em um ponto a pelo menos 3mm da base da lente do LED antes da soldagem, e a base da lente não deve ser usada como ponto de apoio. Durante a montagem da PCB, deve-se usar força de fixação mínima. Para soldagem, mantenha uma folga mínima de 3mm (para ferro) ou 2mm (para onda) entre o ponto de solda e a base da lente. Não imerja a lente na solda. Condições de soldagem recomendadas: Temperatura do ferro de soldar máx. 350°C por máx. 3 segundos (uma única vez). Soldagem por onda: pré-aquecimento máx. 100°C por 60s máx., onda de solda máx. 260°C por 5s máx. Reflow por infravermelho (IR) não é adequado para este produto de montagem em orifício. Calor ou tempo excessivo pode deformar a lente ou destruir o LED.

7. Recomendações de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Projeto do Circuito de Acionamento

LEDs são dispositivos operados por corrente. Para garantir brilho uniforme ao conectar vários LEDs 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) não é recomendado, pois pequenas variações na característica de tensão direta (Vf) entre LEDs individuais causarão diferenças significativas no compartilhamento de corrente e, consequentemente, no brilho.

7.2 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

O LED é suscetível a danos por descarga eletrostática ou surtos de energia. Medidas apropriadas de prevenção de ESD devem ser implementadas no ambiente de manuseio e montagem, como o uso de estações de trabalho aterradas, pulseiras antiestáticas e piso condutivo.

7.3 Armazenamento e Limpeza

Para armazenamento, o ambiente não deve exceder 30°C ou 70% de umidade relativa. LEDs removidos de sua embalagem original devem ser usados dentro de três meses. Para armazenamento mais longo fora da embalagem original, use um recipiente selado com dessecante ou um dessecador de nitrogênio. Se a limpeza for necessária, use solventes à base de álcool, como álcool isopropílico.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado aos LEDs genéricos de 5mm, esta lâmpada de 6,2mm oferece intensidade luminosa significativamente maior, tornando-a adequada para aplicações que requerem distâncias de visualização mais longas ou indicações mais brilhantes. O uso de AlGaInP para o vermelho proporciona alta eficiência e excelente pureza de cor no espectro vermelho-alaranjado. O chip verde InGaN oferece alto brilho. A lente branca difusa integrada proporciona um ângulo de visão uniforme, ao contrário das lentes claras que podem ter um feixe mais focado. O epóxi aprimorado com inibidor de UV visa especificamente a durabilidade ao ar livre, um diferencial chave em relação aos LEDs padrão para uso interno.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED continuamente a 30mA?

R: Para o LED vermelho, sim, pois sua corrente máxima em CC é de 50mA. Para o LED verde, 30mA é a classificação absoluta máxima em CC; a operação contínua neste nível sem o derating térmico adequado pode reduzir a vida útil. Operar na corrente típica de 20mA é recomendado para ambos.

P: Qual valor de resistor devo usar para uma fonte de 12V?

R: Usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte - Vf_LED) / I_LED. Para um LED verde (Vf~3,75V) a 20mA: R = (12 - 3,75) / 0,02 = 412,5 Ohms. Use o valor padrão mais próximo (ex.: 390 ou 430 Ohms) e calcule a potência nominal do resistor: P = I^2 * R.

P: Este LED é adequado para dispositivos alimentados por bateria?

R: Sim, sua alta eficiência luminosa (alto mcd/mA) o torna adequado para aplicações alimentadas por bateria onde o consumo de energia é uma preocupação, especialmente quando acionado a 20mA ou menos.

10. Estudo de Caso de Aplicação Prática

Cenário: Projetando uma placa de sinalização iluminada \"Ponto de Ônibus\" para uso externo.

Considerações de Projeto: A placa deve ser claramente visível dia e noite. Usar os LEDs verdes (Bin W para maior brilho) para o texto proporcionaria alto contraste. O ângulo de visão de 30 graus garante que a placa seja legível a partir de uma ampla gama de ângulos de aproximação. Os LEDs devem ser acionados com resistores limitadores de corrente individuais conectados a uma fonte de alimentação de tensão constante, com os valores dos resistores calculados com base na tensão da fonte e na Vf típica do LED verde. O projeto da PCB deve manter a folga mínima de 2-3mm entre a ilha de solda e o corpo do LED, conforme as diretrizes de soldagem. O epóxi resistente a UV garante que a lente não amareleça ou degrade ao longo dos anos de exposição ao sol, mantendo a saída de luz e a cor.

11. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz quando uma corrente elétrica passa por eles. Este fenômeno é chamado de eletroluminescência. Em um LED, os elétrons se recombinam com lacunas dentro do material semicondutor (AlGaInP para o vermelho, InGaN para o verde), liberando energia na forma de fótons. O comprimento de onda específico (cor) da luz é determinado pela banda proibida (bandgap) do material semicondutor. A lente de epóxi serve para proteger o chip semicondutor, moldar o padrão de radiação (ângulo de visão de 30 graus neste caso) e, neste produto, incorpora um difusor para criar uma aparência uniforme.

12. Tendências Tecnológicas

A tendência geral na tecnologia LED é em direção a maior eficácia (mais lúmens por watt), melhor reprodução de cores e menor custo. Para LEDs do tipo indicador como este, as tendências incluem miniaturização (encapsulamentos menores com saída similar), integração de múltiplos chips (RGB) em um único encapsulamento e o desenvolvimento de materiais de encapsulamento mais robustos para ambientes extremos. A ciência dos materiais subjacente para LEDs vermelhos (AlGaInP) e verdes/azuis (InGaN) continua a amadurecer, levando a melhorias incrementais em eficiência e vida útil. A busca por eficiência energética em todos os dispositivos eletrônicos continua a favorecer a tecnologia LED em relação aos indicadores incandescentes ou de néon tradicionais.