Folha de Dados Técnicos do LED LTL1DETBYJR5 - Pacote T-1 - Azul/Amarelo - 20mA - 3.8V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTL1DETBYJR5 é um LED de montagem em furo projetado para aplicações de indicação de status e sinalização. É oferecido em um pacote padrão do tipo T-1, proporcionando uma solução confiável e de custo-benefício para uma ampla gama de dispositivos eletrônicos.

1.1 Características e Vantagens Principais

Este produto LED é caracterizado por seu baixo consumo de energia e alta eficiência, tornando-o adequado para projetos sensíveis ao consumo energético. É compatível com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), sendo livre de chumbo. Além disso, é classificado como um produto livre de halogênios, com o conteúdo de cloro (Cl) e bromo (Br) estritamente controlado abaixo de 900 ppm cada, e sua soma total abaixo de 1500 ppm. O dispositivo utiliza tecnologia InGaN para o chip Azul e tecnologia AlInGaP para o chip Amarelo, ambos encapsulados dentro de uma lente difusa branca que proporciona uma aparência de luz uniforme.

1.2 Aplicações e Mercados-Alvo

As principais áreas de aplicação para este LED incluem equipamentos de comunicação, periféricos de computador, eletrônicos de consumo e eletrodomésticos. Sua versatilidade e fator de forma padrão o tornam uma escolha comum para indicadores de energia, luzes de status e retroiluminação em vários produtos eletrônicos.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Detalhada

2.1 Valores Máximos Absolutos

Todas as classificações são especificadas a uma temperatura ambiente (TA) de 25°C. Exceder esses limites pode causar danos permanentes.

• Dissipação de Potência:Amarelo: 78 mW máx.; Azul: 120 mW máx. Este parâmetro define a potência máxima que o LED pode dissipar como calor.
• Corrente Direta de Pico:90 mA para ambas as cores, mas apenas sob condições pulsadas (ciclo de trabalho ≤ 1/10, largura de pulso ≤ 10 µs).
• Corrente Direta Contínua:A corrente direta contínua recomendada para operação confiável é de 30 mA para os LEDs Amarelo e Azul.
• Faixas de Temperatura:Operação: -40°C a +85°C; Armazenamento: -40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldagem dos Terminais:260°C máxima por 5 segundos, medidos a 2,0 mm do corpo do LED.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Os principais parâmetros de desempenho são medidos em TA=25°C e IF=20 mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (Iv):Amarelo: 140 mcd mín., 680 mcd típ.; Azul: 110 mcd mín., 880 mcd típ. A tolerância de teste para Iv é de ±30%.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):Aproximadamente 40 graus para ambas as cores, definido como o ângulo fora do eixo onde a intensidade cai para metade do seu valor axial.
• Comprimento de Onda:
  • Amarelo: Comprimento de Onda de Pico (λP) ~595 nm; Comprimento de Onda Dominante (λd) 580-604 nm.
  • Azul: Comprimento de Onda de Pico (λP) ~468 nm; Comprimento de Onda Dominante (λd) 462-478 nm.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):Amarelo: ~16 nm; Azul: ~35 nm. Isso indica a pureza espectral da luz emitida.
• Tensão Direta (VF):Amarelo: 2,05-2,4 V típ.; Azul: 3,1-3,8 V típ. A VF mais alta para o Azul é típica para LEDs baseados em InGaN.
• Corrente Reversa (IR):10 µA máxima em VR=5V. O dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa.

3. Especificação do Sistema de Binagem

Os LEDs são classificados em bins com base em sua intensidade luminosa a 20 mA. Isso garante consistência no brilho para aplicações de produção. Os limites dos bins têm uma tolerância de ±30%.

• Bins do LED Azul:FG (110-180 mcd), HJ (180-310 mcd), KL (310-520 mcd), MN (520-880 mcd).
• Bins do LED Amarelo:GH (140-240 mcd), JK (240-400 mcd), LM (400-680 mcd).

Os projetistas devem especificar o código de bin necessário para garantir o nível de brilho desejado em sua aplicação.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora gráficos específicos sejam referenciados na folha de dados (Curvas Típicas de Características Elétricas/Ópticas), as seguintes tendências são padrão para tais LEDs e podem ser inferidas a partir dos dados fornecidos:

4.1 Característica Corrente vs. Tensão (I-V)

A tensão direta (VF) aumenta com a corrente direta (IF). O LED Azul, com seu maior bandgap, exibe uma tensão de ligação e operação mais alta (~3,1-3,8V) em comparação com o LED Amarelo (~2,05-2,4V).

4.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente (L-I)

A intensidade luminosa é aproximadamente proporcional à corrente direta até a corrente máxima nominal. Operar acima de 20mA aumentará o brilho, mas também a dissipação de potência e a temperatura de junção, o que pode afetar a longevidade e o comprimento de onda.

4.3 Dependência da Temperatura

O desempenho do LED é sensível à temperatura. Tipicamente, a intensidade luminosa diminui à medida que a temperatura de junção aumenta. A tensão direta também diminui ligeiramente com o aumento da temperatura. A faixa de operação especificada de -40°C a +85°C define as condições ambientais sob as quais as características publicadas são garantidas.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões de Contorno

O LED utiliza um pacote radial com terminais padrão T-1 (3mm). Notas dimensionais importantes incluem:

• Todas as dimensões estão em milímetros (polegadas fornecidas na tolerância).
• A tolerância geral é de ±0,25 mm, salvo especificação em contrário.
• A protrusão máxima da resina sob o flange é de 1,0 mm.
• O espaçamento dos terminais é medido no ponto onde os terminais saem do corpo do pacote.

5.2 Identificação da Polaridade

Para LEDs radiais, o terminal mais longo normalmente denota o ânodo (positivo), e o terminal mais curto denota o cátodo (negativo). O lado plano no flange da lente também pode indicar o lado do cátodo. Sempre verifique a polaridade antes de soldar para evitar danos por polarização reversa.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Condições de Armazenamento

Para uma vida útil ideal, armazene os LEDs em um ambiente não superior a 30°C e 70% de umidade relativa. Se removidos da bolsa original de barreira à umidade, use dentro de três meses. Para armazenamento mais longo fora da embalagem original, use um recipiente selado com dessecante ou uma atmosfera de nitrogênio.

6.2 Limpeza

Se a limpeza for necessária, use solventes à base de álcool, como álcool isopropílico. Evite produtos químicos agressivos que possam danificar a lente de epóxi.

6.3 Conformação dos Terminais

Dobre os terminais em um ponto a pelo menos 3 mm da base da lente do LED. Não use a base da lente como fulcro. Execute todas as dobras à temperatura ambiente e antes do processo de soldagem. Aplique força mínima durante a inserção na PCB para evitar tensão mecânica.

6.4 Processo de Soldagem

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

• Soldagem Manual (Ferro):Temperatura máxima 350°C, tempo máximo 3 segundos por terminal (uma única vez).
• Soldagem por Onda:Pré-aquecimento ≤100°C por ≤60 seg. Onda de solda ≤260°C por ≤5 seg. Certifique-se de que a posição de imersão não seja inferior a 2 mm da base da lente.
• Importante:A soldagem por refluxo infravermelho (IR) NÃO é adequada para este produto LED do tipo montagem em furo. Calor ou tempo excessivo pode deformar a lente ou causar falha catastrófica.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Especificação da Embalagem

Os LEDs são embalados em sacos antiestáticos. A configuração de embalagem padrão é:

• 500, 200 ou 100 peças por saco de embalagem.
• 10 sacos de embalagem por caixa interna (total 5.000 peças).
• 8 caixas internas por caixa externa (total 40.000 peças).
• O último pacote em um lote de envio pode não ser um pacote completo.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Projeto do Circuito de Acionamento

LEDs são dispositivos operados por corrente. Para garantir brilho uniforme, especialmente ao conectar vários LEDs em paralelo, éfortemente recomendadousar um resistor limitador de corrente em série com cada LED (Circuito A). Acionar vários LEDs em paralelo sem resistores individuais (Circuito B) não é recomendado devido às variações na tensão direta (VF) de LEDs individuais, o que causará distribuição desigual de corrente e níveis de brilho diferentes.

8.2 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

Estes LEDs são sensíveis à descarga eletrostática. Implemente os seguintes controles de ESD durante o manuseio e montagem:

• Use pulseiras aterradas ou luvas antiestáticas.
• Certifique-se de que todos os equipamentos, estações de trabalho e racks de armazenamento estejam devidamente aterrados.
• Use ionizadores para neutralizar a carga estática que pode se acumular na lente de plástico.
• Mantenha treinamento e certificação para o pessoal que trabalha em áreas protegidas contra ESD.

8.3 Gerenciamento Térmico

Embora a dissipação de potência seja baixa, um layout adequado da PCB pode ajudar a dissipar o calor. Evite colocar o LED perto de outros componentes geradores de calor. Operar o LED com correntes abaixo da classificação máxima de 30mA melhorará a confiabilidade de longo prazo, reduzindo a temperatura de junção.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O LTL1DETBYJR5 oferece uma combinação de recursos que o posiciona para uso como indicador de propósito geral:

• Conformidade Livre de Halogênios:Atende a requisitos ambientais rigorosos para conteúdo de cloro e bromo, o que é vantajoso para projetos ecológicos e certas regulamentações de mercado.
• Amplo Ângulo de Visão:O ângulo de visão de 40 graus e a lente difusa branca proporcionam um padrão de iluminação amplo e uniforme, adequado para indicadores de status que precisam ser visíveis de vários ângulos.
• Opção de Duas Cores no Mesmo Pacote:A disponibilidade de Azul (InGaN) e Amarelo (AlInGaP) no mesmo pacote T-1 simplifica o estoque e o projeto para sistemas de indicação multicoloridos.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

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

Não. Você deve usar um resistor limitador de corrente em série. Por exemplo, para o LED Azul a 20mA com uma VF típica de 3,8V a partir de uma fonte de 5V: R = (5V - 3,8V) / 0,020A = 60 Ohms. Um resistor padrão de 62 ohms seria adequado. Sempre calcule com base na VF máxima para garantir que a corrente não exceda os limites.

10.2 Por que a intensidade luminosa é especificada com uma tolerância de ±30%?

Esta tolerância considera as variações normais de produção no chip semicondutor e no processo de encapsulamento. O sistema de binagem é usado para classificar os LEDs em grupos de brilho mais restritos para fornecer consistência ao usuário final que especifica um código de bin específico.

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

O Comprimento de Onda de Pico (λP) é o comprimento de onda no qual o espectro de emissão tem sua intensidade máxima. O Comprimento de Onda Dominante (λd) é derivado do diagrama de cromaticidade CIE e representa o comprimento de onda único da cor espectral pura que corresponde à cor percebida do LED. O λd é mais relevante para a especificação de cor na visão humana.

10.4 Posso usar este LED para aplicações externas?

A folha de dados afirma que é adequado para sinais internos e externos. No entanto, para ambientes externos severos com exposição prolongada à radiação UV, umidade e temperaturas extremas, a confiabilidade de longo prazo do material da lente de epóxi deve ser avaliada. Um revestimento conformal na PCB pode ser necessário para proteção adicional.

11. Exemplo de Aplicação Prática

Cenário:Projetando um painel de indicador de múltiplos status para um roteador de rede com LEDs de Energia (Verde), Atividade (Amarelo) e Link (Azul), todos alimentados por uma linha de 3,3V.

Etapas do Projeto:

1. Seleção de Componentes:Escolha o LTL1DETBYJR5 nas variantes Amarela e Azul (um modelo de LED Verde separado seria necessário). Selecione os códigos de bin apropriados para a consistência de brilho desejada (ex.: JK para Amarelo, HJ para Azul).
2. Configuração da Corrente:Decida sobre uma corrente de acionamento, por exemplo, 15 mA para brilho adequado e menor consumo de energia.
3. Cálculo do Resistor para LED Azul:Usando VF máx.=3,8V, alimentação=3,3V. R = (3,3V - 3,8V) / 0,015A = Valor negativo. Isso indica que 3,3V é insuficiente para polarizar diretamente o LED Azul em sua tensão típica. O projeto deve usar uma tensão de alimentação mais alta (ex.: 5V) para o LED Azul ou selecionar um LED Azul com VF mais baixa.
4. Cálculo do Resistor para LED Amarelo (se usar 3,3V):Usando VF máx.=2,4V. R = (3,3V - 2,4V) / 0,015A = 60 Ohms.
5. Layout da PCB:Posicione os LEDs no painel frontal. Certifique-se de que os furos para os terminais tenham o tamanho correto. Mantenha uma folga de 2 mm entre a almofada de solda e o corpo do LED. Roteie os traços para a alimentação e o terra.
6. Montagem:Insira os LEDs, dobre os terminais no lado da solda e corte. Use um ferro de soldar com controle de temperatura (máx. 350°C) para soldar cada terminal rapidamente (<3 seg).

Este exemplo destaca a importância de verificar a tensão de alimentação em relação à tensão direta do LED durante a fase de projeto.

12. 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.

• LED Azul (InGaN):A região ativa é feita de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN). Quando elétrons e lacunas se recombinam nesta região, a energia é liberada como fótons. A energia específica do bandgap da liga InGaN determina a cor azul (energia mais alta, comprimento de onda mais curto ~468 nm).
• LED Amarelo (AlInGaP):A região ativa usa Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP). Este sistema de material tem uma energia de bandgap mais baixa em comparação com o InGaN, resultando na emissão de luz amarela (energia mais baixa, comprimento de onda mais longo ~595 nm).
• Lente Difusa Branca:A lente de epóxi serve a dois propósitos: 1) Ela encapsula e protege o chip semicondutor e os fios de ligação. 2) O material difuso branco espalha a luz do pequeno chip, criando um padrão de emissão uniforme e de amplo ângulo e dando ao LED desenergizado uma aparência branca.

13. Tendências e Desenvolvimentos Tecnológicos

Embora LEDs de montagem em furo, como o pacote T-1, permaneçam vitais para prototipagem, montagem manual e certas aplicações, a tendência mais ampla da indústria mudou significativamente para LEDs de Dispositivo de Montagem em Superfície (SMD). Os pacotes SMD (ex.: 0603, 0805, 2835, 3535) oferecem vantagens em montagem automatizada, pegada menor, perfil mais baixo e, muitas vezes, melhor gerenciamento térmico. Para aplicações de alto brilho e alta potência, pacotes SMD e pacotes dedicados de LED de alta potência (com PCBs de núcleo metálico) são dominantes.

No entanto, os LEDs de montagem em furo continuam relevantes devido à sua robustez mecânica, facilidade de soldagem manual e adequação para kits educacionais, projetos de hobby e aplicações onde os terminais fornecem alívio de tensão mecânica. Avanços em materiais também melhoraram a eficiência e a vida útil dos pacotes tradicionais de montagem em furo. O foco para tais componentes está frequentemente em alcançar maior confiabilidade, conformidade ambiental mais rigorosa (como livre de halogênios) e manter a relação custo-benefício para aplicações de indicador de alto volume e sensíveis ao preço.