Índice
- 1. Visão Geral do Produto
- 1.1 Características e Vantagens Principais
- 1.2 Aplicações e Mercados-Alvo
- 2. Parâmetros Técnicos: Análise Objetiva Detalhada
- 2.1 Especificações Máximas Absolutas
- 2.2 Características Elétricas e Ópticas
- 3. Especificação do Sistema de Binning
- 3.1 Binning de Intensidade Luminosa
- 3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante
- 4. Análise das Curvas de Desempenho
- 5. Informações Mecânicas e de Embalagem
- 5.1 Dimensões de Contorno
- 6. Diretrizes de Soldagem e Montagem
- 6.1 Formação dos Terminais e Montagem em PCB
- 6.2 Processo de Soldagem
- 6.3 Armazenamento e Limpeza
- 7. Considerações de Projeto e Circuito para Aplicação
- 7.1 Método de Acionamento
- 7.2 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)
- 8. Informações de Embalagem e Pedido
- 8.1 Especificação de Embalagem
- 9. Comparação Técnica e Notas de Projeto
1. Visão Geral do Produto
Este documento detalha as especificações de uma lâmpada LED de montagem furo com diâmetro T-1. Este componente foi projetado para aplicações de indicação de status e sinalização em uma ampla gama de equipamentos eletrônicos. O dispositivo utiliza tecnologia AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para produzir uma saída de cor vermelha através de uma lente transparente vermelha. Seu design de montagem furo facilita a instalação versátil em placas de circuito impresso (PCBs) ou painéis, tornando-o uma escolha comum para engenheiros que necessitam de feedback visual confiável.
1.1 Características e Vantagens Principais
O LED oferece vários benefícios-chave para integração em projetos:
- Baixo Consumo de Energia & Alta Eficiência:Otimizado para aplicações sensíveis ao consumo energético.
- Alta Intensidade Luminosa de Saída:Proporciona visibilidade brilhante e clara.
- Conformidade RoHS:Fabricado como um produto livre de chumbo (Pb), atendendo às regulamentações ambientais.
- Embalagem T-1 Popular:Fator de forma padrão de 3mm de diâmetro garante ampla compatibilidade.
- Compatível com CI / Baixa Exigência de Corrente:Pode ser acionado diretamente por circuitos lógicos de baixa potência.
1.2 Aplicações e Mercados-Alvo
Este LED é adequado para indicação de status em diversos setores:
- Equipamentos de Comunicação:Dispositivos de rede, roteadores, modems.
- Sistemas de Computador:Desktops, servidores, periféricos.
- Eletrônicos de Consumo:Equipamentos de áudio/vídeo, sistemas de entretenimento doméstico.
- Eletrodomésticos:Micro-ondas, máquinas de lavar, cafeteiras.
- Equipamentos Industriais:Painéis de controle, instrumentação, máquinas.
2. Parâmetros Técnicos: Análise Objetiva Detalhada
Todas as especificações são definidas a uma temperatura ambiente (TA) de 25°C, salvo indicação em contrário. Compreender estes parâmetros é fundamental para um projeto de circuito confiável e para garantir o desempenho a longo prazo.
2.1 Especificações Máximas Absolutas
Estas especificações representam os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob ou nestes limites não é garantida.
- Dissipação de Potência (Pd):54 mW. A potência total máxima que o dispositivo pode dissipar.
- Corrente Direta de Pico (IFP):60 mA. Permitida sob condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0,1ms).
- Corrente Direta Contínua (IF):20 mA. A corrente direta contínua máxima.
- Derating da Corrente Direta:Aplica-se um derating linear de 0,34 mA/°C a partir de 40°C para cima. Isto significa que a corrente contínua máxima permitida diminui à medida que a temperatura aumenta.
- Faixa de Temperatura de Operação (Topr):-30°C a +85°C. A faixa de temperatura ambiente para operação normal.
- Faixa de Temperatura de Armazenamento (Tstg):-40°C a +100°C.
- Temperatura de Soldagem dos Terminais:260°C por no máximo 5 segundos, medido a 2,0mm (0,079") do corpo do LED.
2.2 Características Elétricas e Ópticas
Estes são os parâmetros de desempenho típicos sob condições de teste especificadas.
- Intensidade Luminosa (Iv):65 a 550 mcd (mín a máx) com um valor típico de 240 mcd, medido em IF = 10mA. O valor real é classificado em bins (ver Seção 4). A medição utiliza um sensor/filtro que aproxima a curva de resposta fotópica do olho CIE. Uma tolerância de teste de ±15% está incluída na garantia.
- Ângulo de Visão (2θ1/2):45 graus. Definido como o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor axial (no eixo).
- Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λP):630 nm. O comprimento de onda no ponto mais alto do espectro de emissão.
- Comprimento de Onda Dominante (λd):617 a 633 nm (faixa), tipicamente 625 nm em IF=10mA. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano para definir a cor, derivado do diagrama de cromaticidade CIE.
- Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):20 nm. A largura de banda espectral na metade da intensidade máxima.
- Tensão Direta (VF):2,5V típico, com um máximo de 2,5V em IF = 10mA.
- Corrente Reversa (IR):100 μA máximo a uma Tensão Reversa (VR) de 5V.Nota Crítica:Este dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa; esta condição de teste é apenas para caracterização.
3. Especificação do Sistema de Binning
Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins com base no desempenho medido. Dois parâmetros-chave são classificados.
3.1 Binning de Intensidade Luminosa
Classificado a uma corrente de teste de 10mA. A tolerância para cada limite de bin é de ±15%.
- Bin DE:65 – 110 mcd
- Bin FG:110 – 180 mcd
- Bin HJ:180 – 310 mcd
- Bin KL:310 – 550 mcd
O código de classificação Iv está marcado em cada saco de embalagem para rastreabilidade.
3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante
Classificado a uma corrente de teste de 10mA. A tolerância para cada limite de bin é de ±1 nm.
- Bin H28:617,0 – 621,0 nm
- Bin H29:621,0 – 625,0 nm
- Bin H30:625,0 – 629,0 nm
- Bin H31:629,0 – 633,0 nm
4. Análise das Curvas de Desempenho
Embora dados gráficos específicos sejam referenciados no documento fonte, as curvas típicas para tal dispositivo ilustrariam as seguintes relações, cruciais para entender o desempenho em condições não padrão:
- Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta:Mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, tipicamente de forma sub-linear, destacando a importância da regulação de corrente para um brilho consistente.
- Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demonstra o coeficiente de temperatura negativo da saída de luz; a intensidade diminui à medida que a temperatura da junção aumenta.
- Tensão Direta vs. Corrente Direta:A curva característica I-V do diodo, essencial para calcular o valor do resistor em série necessário.
- Distribuição Espectral:Um gráfico de intensidade relativa versus comprimento de onda, mostrando o pico em ~630 nm e a largura a meia altura espectral.
5. Informações Mecânicas e de Embalagem
5.1 Dimensões de Contorno
O dispositivo está em conformidade com a embalagem radial com terminais padrão T-1 (3mm). Notas dimensionais importantes incluem:
- Todas as dimensões estão em milímetros (polegadas).
- A tolerância padrão é de ±0,25mm (0,010"), salvo especificação em contrário.
- A protrusão máxima da resina sob o flange é de 0,7mm (0,028").
- O espaçamento dos terminais é medido onde os terminais emergem do corpo da embalagem.
- O cátodo (terminal negativo) é tipicamente identificado por um ponto plano na borda da lente ou por um terminal mais curto. Sempre verifique a polaridade antes da instalação.
6. Diretrizes de Soldagem e Montagem
O manuseio adequado é vital para evitar danos mecânicos ou térmicos.
6.1 Formação dos Terminais e Montagem em PCB
- Dobre os terminais em um ponto a pelo menos 3mm da base da lente do LED.
- Não use a base do *lead frame* como ponto de apoio durante a dobra.
- Toda a formação dos terminais deve ser concluídaantesda soldagem, à temperatura ambiente normal.
- Durante a inserção na PCB, use a força de fixação mínima necessária para evitar impor estresse mecânico excessivo no componente.
6.2 Processo de Soldagem
Mantenha uma distância mínima de 2mm da base da lente de epóxi até o ponto de solda. Nunca imerja a lente na solda.
- Ferro de Solda:Temperatura máxima 350°C. Tempo máximo de soldagem 3 segundos por terminal (uma única vez).
- Soldagem por Onda:Temperatura máxima de pré-aquecimento 120°C por até 100 segundos. Temperatura máxima da onda de solda 260°C por até 5 segundos.
Aviso:Temperatura ou tempo de soldagem excessivos podem causar deformação da lente ou falha catastrófica do LED. Não aplique estresse externo aos terminais enquanto o LED estiver quente.
6.3 Armazenamento e Limpeza
- Armazenamento:As condições de armazenamento recomendadas não excedem 30°C e 70% de umidade relativa. LEDs removidos de sua embalagem original devem ser usados dentro de três meses. Para armazenamento mais longo, use um recipiente selado com dessecante ou um dessecador de nitrogênio.
- Limpeza:Se necessário, limpe apenas com solventes à base de álcool, como álcool isopropílico.
7. Considerações de Projeto e Circuito para Aplicação
7.1 Método de Acionamento
Um LED é um dispositivo operado por corrente. Seu brilho é principalmente uma função da corrente direta (IF).
- Circuito Recomendado (Circuito A):Para garantir brilho uniforme ao conectar múltiplos LEDs em paralelo, um resistor limitador de corrente deve ser colocado em série comcada LED individual. Isto compensa as variações naturais na característica de tensão direta (VF) entre os dispositivos.
- Circuito Não Recomendado (Circuito B):Conectar múltiplos LEDs em paralelo diretamente a uma fonte de tensão com um único resistor compartilhado é desencorajado. Pequenas diferenças em VF causarão um desequilíbrio significativo de corrente, levando a brilho desigual e potencial sobrecorrente no LED com o menor VF.
O valor do resistor em série (RS) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: RS= (VFONTE- VF) / IF, onde VFé a tensão direta do LED na corrente desejada IF.
7.2 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)
Este LED é suscetível a danos por descarga eletrostática. Implemente as seguintes medidas de controle de ESD:
- Os operadores devem usar uma pulseira condutiva ou luvas antiestáticas.
- Todos os equipamentos, bancadas e racks de armazenamento devem estar devidamente aterrados.
- Use um ionizador para neutralizar a carga estática que pode se acumular na lente plástica devido ao atrito do manuseio.
- Mantenha programas de treinamento e certificação para o pessoal que trabalha em áreas protegidas contra ESD.
8. Informações de Embalagem e Pedido
8.1 Especificação de Embalagem
Os LEDs são embalados em sacos antiestáticos com a seguinte hierarquia:
- 1000, 500, 200 ou 100 peças por saco de embalagem.
- 10 sacos de embalagem são colocados em uma caixa interna (total: 10.000 peças).
- 8 caixas internas são embaladas em uma caixa de transporte externa (total: 80.000 peças).
Em qualquer lote de envio, apenas a embalagem final pode conter uma quantidade não completa.
9. Comparação Técnica e Notas de Projeto
Comparado a tecnologias mais antigas como GaAsP (Fosfeto de Arsênio e Gálio), o sistema de material AlInGaP usado neste LED oferece eficiência luminosa significativamente maior e melhor estabilidade térmica, resultando em uma saída vermelha mais brilhante e consistente. A embalagem T-1 continua sendo um dos formatos de LED de montagem furo mais ubíquos, garantindo ampla disponibilidade e compatibilidade com layouts de PCB e recortes de painel existentes. Ao projetar, consulte sempre as especificações máximas absolutas, particularmente a curva de derating para corrente direta acima de 40°C ambiente, para garantir confiabilidade no ambiente operacional alvo. A tolerância de ±15% na intensidade luminosa e o sistema de binning são críticos para aplicações que exigem correspondência rigorosa de brilho entre múltiplos indicadores.
Terminologia de Especificação LED
Explicação completa dos termos técnicos LED
Desempenho Fotoeletrico
| Termo | Unidade/Representação | Explicação Simples | Por Que Importante |
|---|---|---|---|
| Eficácia Luminosa | lm/W (lumens por watt) | Saída de luz por watt de eletricidade, maior significa mais eficiente energeticamente. | Determina diretamente o grau de eficiência energética e custo de eletricidade. |
| Fluxo Luminoso | lm (lumens) | Luz total emitida pela fonte, comumente chamada de "brilho". | Determina se a luz é brilhante o suficiente. |
| Ângulo de Visão | ° (graus), ex., 120° | Ângulo onde a intensidade da luz cai à metade, determina a largura do feixe. | Afeta o alcance de iluminação e uniformidade. |
| CCT (Temperatura de Cor) | K (Kelvin), ex., 2700K/6500K | Calor/frescor da luz, valores mais baixos amarelados/quentes, mais altos esbranquiçados/frios. | Determina a atmosfera de iluminação e cenários adequados. |
| CRI / Ra | Sem unidade, 0–100 | Capacidade de reproduzir cores de objetos com precisão, Ra≥80 é bom. | Afeta a autenticidade da cor, usado em locais de alta demanda como shoppings, museus. |
| SDCM | Passos da elipse MacAdam, ex., "5 passos" | Métrica de consistência de cor, passos menores significam cor mais consistente. | Garante cor uniforme em todo o mesmo lote de LEDs. |
| Comprimento de Onda Dominante | nm (nanômetros), ex., 620nm (vermelho) | Comprimento de onda correspondente à cor dos LEDs coloridos. | Determina a tonalidade de LEDs monocromáticos vermelhos, amarelos, verdes. |
| Distribuição Espectral | Curva comprimento de onda vs intensidade | Mostra a distribuição de intensidade nos comprimentos de onda. | Afeta a reprodução de cor e qualidade. |
Parâmetros Elétricos
| Termo | Símbolo | Explicação Simples | Considerações de Design |
|---|---|---|---|
| Tensão Direta | Vf | Tensão mínima para ligar o LED, como "limiar de partida". | A tensão do driver deve ser ≥Vf, tensões somam-se para LEDs em série. |
| Corrente Direta | If | Valor de corrente para operação normal do LED. | Normalmente acionamento de corrente constante, corrente determina brilho e vida útil. |
| Corrente de Pulsação Máxima | Ifp | Corrente de pico tolerável por curtos períodos, usada para dimerização ou flash. | A largura do pulso e ciclo de trabalho devem ser rigorosamente controlados para evitar danos. |
| Tensão Reversa | Vr | Tensão reversa máxima que o LED pode suportar, além pode causar ruptura. | O circuito deve evitar conexão reversa ou picos de tensão. |
| Resistência Térmica | Rth (°C/W) | Resistência à transferência de calor do chip para a solda, mais baixo é melhor. | Alta resistência térmica requer dissipação de calor mais forte. |
| Imunidade ESD | V (HBM), ex., 1000V | Capacidade de suportar descarga eletrostática, mais alta significa menos vulnerável. | Medidas antiestáticas necessárias na produção, especialmente para LEDs sensíveis. |
Gerenciamento Térmico e Confiabilidade
| Termo | Métrica Chave | Explicação Simples | Impacto |
|---|---|---|---|
| Temperatura de Junção | Tj (°C) | Temperatura operacional real dentro do chip LED. | Cada redução de 10°C pode dobrar a vida útil; muito alta causa decaimento da luz, deslocamento de cor. |
| Depreciação do Lúmen | L70 / L80 (horas) | Tempo para o brilho cair para 70% ou 80% do inicial. | Define diretamente a "vida de serviço" do LED. |
| Manutenção do Lúmen | % (ex., 70%) | Porcentagem de brilho retida após o tempo. | Indica retenção de brilho ao longo do uso de longo prazo. |
| Deslocamento de Cor | Δu′v′ ou elipse MacAdam | Grau de mudança de cor durante o uso. | Afeta a consistência da cor nas cenas de iluminação. |
| Envelhecimento Térmico | Degradação do material | Deterioração devido a alta temperatura a longo prazo. | Pode causar queda de brilho, mudança de cor ou falha de circuito aberto. |
Embalagem e Materiais
| Termo | Tipos Comuns | Explicação Simples | Características e Aplicações |
|---|---|---|---|
| Tipo de Pacote | EMC, PPA, Cerâmica | Material da carcaça protegendo o chip, fornecendo interface óptica/térmica. | EMC: boa resistência ao calor, baixo custo; Cerâmica: melhor dissipação de calor, vida mais longa. |
| Estrutura do Chip | Frontal, Flip Chip | Arranjo dos eletrodos do chip. | Flip chip: melhor dissipação de calor, eficácia mais alta, para alta potência. |
| Revestimento de Fósforo | YAG, Silicato, Nitreto | Cobre o chip azul, converte alguns para amarelo/vermelho, mistura para branco. | Diferentes fósforos afetam eficácia, CCT e CRI. |
| Lente/Óptica | Plana, Microlente, TIR | Estrutura óptica na superfície controlando a distribuição da luz. | Determina o ângulo de visão e curva de distribuição de luz. |
Controle de Qualidade e Classificação
| Termo | Conteúdo de Binning | Explicação Simples | Propósito |
|---|---|---|---|
| Bin de Fluxo Luminoso | Código ex. 2G, 2H | Agrupado por brilho, cada grupo tem valores de lúmen mín/máx. | Garante brilho uniforme no mesmo lote. |
| Bin de Tensão | Código ex. 6W, 6X | Agrupado por faixa de tensão direta. | Facilita o emparelhamento do driver, melhora a eficiência do sistema. |
| Bin de Cor | Elipse MacAdam de 5 passos | Agrupado por coordenadas de cor, garantindo faixa estreita. | Garante consistência de cor, evita cor irregular dentro do dispositivo. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K etc. | Agrupado por CCT, cada um tem faixa de coordenadas correspondente. | Atende aos diferentes requisitos de CCT da cena. |
Testes e Certificação
| Termo | Padrão/Teste | Explicação Simples | Significado |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Teste de manutenção do lúmen | Iluminação de longo prazo a temperatura constante, registrando decaimento de brilho. | Usado para estimar vida do LED (com TM-21). |
| TM-21 | Padrão de estimativa de vida | Estima a vida sob condições reais com base nos dados LM-80. | Fornece previsão científica de vida. |
| IESNA | Sociedade de Engenharia de Iluminação | Abrange métodos de teste ópticos, elétricos, térmicos. | Base de teste reconhecida pela indústria. |
| RoHS / REACH | Certificação ambiental | Garante nenhuma substância nociva (chumbo, mercúrio). | Requisito de acesso ao mercado internationalmente. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificação de eficiência energética | Certificação de eficiência energética e desempenho para iluminação. | Usado em aquisições governamentais, programas de subsídios, aumenta a competitividade. |