Folha de Dados Técnicos da Lâmpada LED LTL-R42NEWADH184 - Lente Difusa Vermelha - 2.5V - 52mW - Montagem Through-Hole - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTL-R42NEWADH184 é um conjunto de lâmpada LED para montagem through-hole, projetado especificamente como um Indicador para Placa de Circuito (CBI). Consiste num suporte angular de plástico preto (carcaça) integrado com um LED vermelho AlInGaP que possui uma lente difusa vermelha. Este produto foi concebido para uma montagem simples e direta em placas de circuito impresso (PCBs), fornecendo uma fonte de luz de estado sólido para indicação de estado e iluminação de painéis.

1.1 Características e Vantagens Principais

• Facilidade de Montagem:O design é otimizado para uma montagem simples e eficiente em placas de circuito.
• Contraste Aprimorado:O material da carcaça preta melhora a relação de contraste visual do indicador iluminado.
• Confiabilidade de Estado Sólido:Utiliza tecnologia LED para uma longa vida operacional e robustez.
• Eficiência Energética:Caracterizado por baixo consumo de energia e alta eficiência luminosa.
• Conformidade Ambiental:Este é um produto livre de chumbo, em conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Fonte de Luz:Utiliza um chip AlInGaP de tamanho T-1 que emite luz vermelha num comprimento de onda nominal de 625nm, com uma lente difusa vermelha para um ângulo de visão mais amplo.

1.2 Aplicações-Alvo

Este componente é adequado para uma ampla gama de equipamentos eletrónicos que requerem indicação de estado confiável. Os principais mercados de aplicação incluem:

• Periféricos e sistemas de computador
• Equipamentos de comunicação
• Eletrónica de consumo
• Controlo industrial e instrumentação

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

As secções seguintes fornecem uma descrição detalhada dos limites operacionais e características de desempenho do dispositivo sob condições de teste padrão (TA=25°C).

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não é recomendada a operação nestes ou perto destes limites por períodos prolongados.

• Dissipação de Potência (Pd):Máximo de 52 mW.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):60 mA, permitida apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho ≤ 1/10, largura de pulso ≤ 10µs).
• Corrente Direta Contínua (I_F):Máximo de 20 mA DC.
• Derating de Corrente:A corrente direta contínua máxima deve ser reduzida linearmente em 0,27 mA por cada grau Celsius que a temperatura ambiente subir acima de 30°C.
• Gama de Temperatura de Operação:-30°C a +85°C.
• Gama de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura dos Terminais:Máximo de 260°C durante 5 segundos, medido num ponto a 2,0mm (0,079\") do corpo do LED.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes parâmetros definem o desempenho típico do dispositivo em condições normais de operação (I_F= 10mA, TA=25°C).

• Intensidade Luminosa (I_V):3,8 mcd (Mínimo), 18 mcd (Típico), 50 mcd (Máximo). A medição segue a curva de resposta fotópica do olho CIE. Os valores garantidos incluem uma tolerância de teste de ±15%.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):100 graus (Típico). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor axial (no eixo).
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):630 nm (Típico). O comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):613,5 nm (Mín), 625 nm (Típ), 633 nm (Máx). Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano para representar a cor da luz, derivado das coordenadas de cromaticidade CIE.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):20 nm (Típico). A largura de banda espectral medida a metade da intensidade máxima.
• Tensão Direta (V_F):2,0 V (Mín), 2,5 V (Típ), V (Máx).
• Corrente Inversa (I_R):Máximo de 100 µA a uma tensão inversa (V_R) de 5V.Nota Importante:Este dispositivo não foi projetado para operação sob polarização inversa; esta condição de teste é apenas para caracterização.

3. Especificação do Sistema de Binning

Para garantir a consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave. O LTL-R42NEWADH184 utiliza dois critérios principais de binning.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os bins são definidos por valores mínimos e máximos de intensidade luminosa a I_F=10mA. Cada limite de bin tem uma tolerância de ±15%.

• 3ST:3,8 mcd a 6,5 mcd
• 3UV:6,5 mcd a 11 mcd
• 3WX:11 mcd a 18 mcd
• 3YZ:18 mcd a 30 mcd
• AB:30 mcd a 50 mcd

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante (Matiz)

Os bins são definidos por valores mínimos e máximos de comprimento de onda dominante a I_F=10mA. Cada limite de bin tem uma tolerância de ±1nm.

• H27:613,5 nm a 617,0 nm
• H28:617,0 nm a 621,0 nm
• H29:621,0 nm a 625,0 nm
• H30:625,0 nm a 629,0 nm
• H31:629,0 nm a 633,0 nm

4. Análise das Curvas de Desempenho

As curvas de desempenho típicas (fornecidas na folha de dados) ilustram a relação entre parâmetros-chave. Estas são essenciais para compreender o comportamento do dispositivo em condições não padrão.

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

Esta curva mostra a relação exponencial entre a tensão direta aplicada e a corrente resultante. É crucial para projetar o circuito limitador de corrente. A tensão direta típica é de 2,5V a 10mA.

4.2 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

Este gráfico demonstra como a saída de luz aumenta com a corrente direta. Geralmente é linear dentro da gama de operação recomendada, mas satura a correntes mais altas. Os projetistas usam isto para selecionar uma corrente de acionamento apropriada para o brilho desejado.

4.3 Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

A saída de luz do LED diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Esta curva quantifica o derating térmico da intensidade luminosa, destacando a importância da gestão térmica em aplicações de alta confiabilidade ou alto brilho.

4.4 Distribuição Espectral de Potência

Este gráfico mostra a potência radiante relativa emitida em função do comprimento de onda. Confirma o comprimento de onda de pico (630nm típico) e a largura a meia altura espectral (20nm típico), definindo o ponto de cor vermelha preciso do LED.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões de Contorno e Construção

• Material do Suporte:Plástico, preto ou cinzento escuro.
• LED:Chip AlInGaP vermelho com uma lente difusa vermelha (tamanho T-1).
• Tolerâncias:Todas as dimensões têm uma tolerância padrão de ±0,25mm (0,010\") salvo indicação em contrário no desenho dimensional.

5.2 Especificação de Embalagem

O dispositivo é fornecido em fita e carretel para montagem automatizada.

• Fita Portadora:Liga de poliestireno condutivo preto, espessura de 0,50mm ±0,06mm.
• Carretel:Carretel padrão de 13 polegadas.
• Quantidade por Carretel:400 peças.
• Caixa Mestra:2 carretéis (800 pçs) são embalados num Saco de Barreira à Humidade (MBB) com dessecante e um cartão indicador de humidade. 10 destas caixas internas são embaladas numa caixa externa, totalizando 8.000 peças.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

A adesão a estas diretrizes é crítica para evitar danos mecânicos ou térmicos durante o processo de fabrico.

6.1 Armazenamento

Para uma vida útil ótima, armazene os LEDs num ambiente que não exceda 30°C e 70% de humidade relativa. Se removidos da embalagem original de barreira à humidade, use dentro de três meses. Para armazenamento mais longo fora da embalagem original, use um recipiente selado com dessecante ou um dessecador de azoto.

6.2 Limpeza

Se a limpeza for necessária, use apenas solventes à base de álcool, como álcool isopropílico. Evite produtos químicos agressivos ou abrasivos.

6.3 Formação dos Terminais

Se os terminais necessitarem de ser dobrados, execute esta operaçãoantesda soldadura e à temperatura ambiente. A dobra deve ser feita num ponto a pelo menos 3mm da base da lente do LED. Não use a base da lente ou o suporte dos terminais como fulcro. Aplique força mínima durante a inserção na PCB para evitar stress.

6.4 Processo de Soldadura

Regra Crítica:Mantenha uma distância mínima de 2mm entre o ponto de solda e a base da lente/suporte. Nunca mergulhe a lente ou o suporte na solda.

• Soldadura Manual (Ferro):Temperatura máxima 350°C. Tempo máximo de soldadura 3 segundos por terminal. Execute apenas uma vez.
• Soldadura por Onda:Temperatura máxima de pré-aquecimento 160°C por até 120 segundos. Temperatura máxima da onda de solda 265°C por um máximo de 10 segundos. Certifique-se de que a PCB está orientada de modo que a onda de solda não se aproxime a menos de 2mm da base da lente.

Aviso:Temperatura ou tempo excessivos podem causar deformação da lente ou falha catastrófica do LED. A temperatura máxima de soldadura por onda não é indicativa da Temperatura de Deflexão por Calor (HDT) ou ponto de fusão do suporte.

7. Considerações de Projeto de Aplicação

7.1 Projeto do Circuito de Acionamento

Os LEDs são dispositivos operados por corrente. A sua tensão direta (V_F) tem uma tolerância e um coeficiente de temperatura negativo. Para garantir brilho uniforme, especialmente ao conectar múltiplos LEDs em paralelo, éfortemente recomendadousar um resistor limitador de corrente em série para cada LED (Modelo de Circuito A).

Modelo de Circuito A (Recomendado):[Fonte de Alimentação] -> [Resistor] -> [LED] -> [Terra]. Esta configuração compensa as variações na V_F.

Modelo de Circuito B (Não Recomendado para Paralelo):Desaconselha-se a ligação de múltiplos LEDs em paralelo a um único resistor limitador de corrente (ou fonte de tensão constante). Pequenas diferenças nas características I-V de cada LED podem causar um desequilíbrio significativo de corrente, levando a brilho desigual e potencial sobrecarga de um dispositivo.

7.2 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

Embora não explicitamente classificado para ESD nesta folha de dados, os LEDs AlInGaP podem ser sensíveis à descarga eletrostática. Devem ser observadas as precauções padrão de manuseio ESD durante a montagem e manuseio, incluindo o uso de bancadas de trabalho e pulseiras aterradas.

7.3 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa (52mW máx.), a curva de derating mostra que a intensidade luminosa diminui com o aumento da temperatura. Para um desempenho consistente, especialmente em ambientes de alta temperatura ambiente ou a correntes de acionamento mais altas, considere o layout da PCB para permitir alguma dissipação de calor através dos terminais.

8. Comparação e Posicionamento Técnico

O LTL-R42NEWADH184 diferencia-se pelo seu design integrado de suporte angular, que simplifica a montagem e fornece uma altura e orientação de montagem consistentes. Comparado com LEDs discretos que requerem hardware de montagem separado, esta solução integrada de CBI (Indicador para Placa de Circuito) oferece:

• Complexidade de Montagem Reduzida:Colocação de um único componente versus múltiplas peças.
• Estética e Consistência Melhoradas:A carcaça preta uniforme melhora o contraste e proporciona uma aparência limpa e profissional na PCB.
• Robustez:O suporte protege a lente do LED e fornece estabilidade mecânica.
• Footprint Padronizado:Simplifica o projeto de layout da PCB.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

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

Comprimento de Onda de Pico (λ_P):O comprimento de onda específico onde o LED emite mais potência óptica (630nm típico).Comprimento de Onda Dominante (λ_d):O comprimento de onda único que melhor corresponde à cor percebida pelo olho humano (625nm típico). λ_dé calculado a partir das coordenadas de cor CIE e é mais relevante para a especificação de cor.

9.2 Posso acionar este LED a 20mA continuamente?

Sim, 20mA é a corrente direta contínua DC máxima classificada a uma temperatura ambiente de 25°C. No entanto, se a temperatura ambiente exceder 30°C, deve aplicar derating à corrente de acordo com a taxa especificada de 0,27 mA/°C. Por exemplo, a 50°C ambiente, a corrente contínua máxima permitida seria 20mA - (0,27mA/°C * (50°C-30°C)) = 14,6mA.

9.3 Por que é necessário um resistor em série mesmo com uma fonte de alimentação de tensão constante?

A tensão direta de um LED não é um valor fixo como um díodo Zener; tem tolerância de produção e diminui com o aumento da temperatura. Um resistor em série atua como um regulador de corrente simples e estável. Sem ele, uma pequena mudança na tensão de alimentação ou na V_Fdo LED (devido a temperatura ou variação de bin) pode causar uma grande mudança na corrente, afetando drasticamente o brilho e potencialmente excedendo os valores máximos.

10. Exemplo de Aplicação Prática

Cenário:Projetar um indicador de ligado para um dispositivo que opera a partir de uma linha DC de 5V. O brilho desejado está na gama média da capacidade do LED.

1. Selecionar Corrente de Acionamento:Escolha I_F= 10mA, que é uma condição de teste padrão e fornece bom brilho com longa vida.
2. Determinar Tensão Direta do LED:Use o valor típico da folha de dados, V_F= 2,5V.
3. Calcular Resistor em Série:R = (V_{alimentação}- V_F) / I_F= (5V - 2,5V) / 0,010A = 250 Ohms.
4. Selecionar Valor de Resistor Padrão:Escolha o valor padrão mais próximo, por exemplo, 240 Ohms ou 270 Ohms. Recalculando a corrente com 240 Ohms: I_F= (5V - 2,5V) / 240Ω ≈ 10,4mA (aceitável).
5. Calcular Potência do Resistor:P = I²* R = (0,0104A)²* 240Ω ≈ 0,026W. Um resistor padrão de 1/8W (0,125W) ou 1/10W é mais do que suficiente.
6. Layout da PCB:Coloque o resistor em série com o ânodo ou cátodo do LED. Certifique-se de que o LED está orientado corretamente (tipicamente, o terminal mais longo é o ânodo). Mantenha a folga de 2mm da base da lente até à pista de solda no layout da PCB.

11. Princípio de Operação

O LTL-R42NEWADH184 é baseado num chip LED de semicondutor AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio). Quando uma tensão direta que excede a tensão de banda do chip é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa do semicondutor, libertando energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga AlInGaP determina a energia da banda, que corresponde diretamente ao comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, vermelho (~625nm). A lente difusa vermelha integrada serve para extrair a luz do chip semicondutor, moldar o feixe num ângulo de visão amplo (100°) e difundir a fonte de luz para parecer mais suave e uniforme.

12. Tendências Tecnológicas

Embora LEDs through-hole como o LTL-R42NEWADH184 permaneçam vitais para aplicações que requerem montagem mecânica robusta ou montagem manual, a tendência mais ampla da indústria de LED é para embalagens de dispositivos de montagem em superfície (SMD). Os LEDs SMD oferecem vantagens significativas em velocidade de montagem automatizada, economia de espaço na placa e perfil mais baixo. No entanto, os componentes through-hole continuam a ser preferidos em cenários que exigem resistência de ligação mecânica muito alta (por exemplo, conectores sujeitos a acoplamento frequente), em ambientes de alta vibração, ou para prototipagem e reparação onde a soldadura manual é comum. O design integrado de suporte deste produto representa uma evolução dentro do segmento through-hole, acrescentando valor através da facilidade de uso e estética melhorada.