Especificação da Lâmpada LED de Montagem Through Hole LTLR42FGAJH79Y - Amarelo-Verde 570nm - 20mA - 52mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de uma lâmpada LED de montagem through hole, projetada como um Indicador para Placa de Circuito (CBI). O dispositivo utiliza um suporte (carcaça) de plástico preto em ângulo reto que se acopla ao componente LED. Este design facilita a montagem em placas de circuito impresso (PCBs). A fonte de luz primária é um LED de estado sólido, oferecendo vantagens em eficiência e longevidade.

1.1 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 fonte de luz robusta e duradoura, sem filamentos para quebrar.
• Eficiência Energética:Caracterizada por baixo consumo de energia e alta eficácia luminosa.
• Conformidade Ambiental:Este é um produto sem chumbo, em conformidade com a diretiva RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Emissão Específica:Os LEDs 1 e 4 emitem luz no espectro amarelo-verde com um comprimento de onda de pico em torno de 570nm, utilizando tecnologia AllnGaP (Fosfeto de Alumínio Índio Gálio).
• Sensibilidade à Umidade:Classificado como MSL3 (Nível de Sensibilidade à Umidade 3).

1.2 Aplicações Alvo

Esta lâmpada LED é adequada para uma variedade de equipamentos eletrónicos que requerem iluminação de estado ou indicadora. Setores de aplicação típicos incluem:

• Equipamentos de Comunicação
• Sistemas de Computador e Periféricos
• Eletrónica de Consumo
• Eletrodomésticos

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os seguintes valores não devem ser excedidos em nenhuma condição, pois isso pode causar danos permanentes ao dispositivo. Todos os valores são especificados a uma temperatura ambiente (TA) de 25°C.

• Dissipação de Potência (PD):52 mW - A potência total máxima que o dispositivo pode dissipar com segurança.
• Corrente Direta de Pico (IFP):60 mA - Esta é a corrente direta instantânea máxima, permitida apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho ≤ 1/10, largura de pulso ≤ 0.1ms).
• Corrente Direta Contínua (IF):20 mA - A corrente direta contínua máxima recomendada para operação normal.
• Faixa de Temperatura de Operação (Topr):-40°C a +85°C - A faixa de temperatura ambiente dentro da qual o dispositivo é projetado para funcionar.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento (Tstg):-40°C a +100°C - A faixa de temperatura para armazenamento não operacional.
• Temperatura de Soldagem dos Terminais:260°C por no máximo 5 segundos, medido a 2.0mm (0.079 polegadas) do corpo do componente.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a TA=25°C. São fornecidos os valores para os LEDs 1 e 4 (amarelo-verde).

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de um mínimo de 23 mcd a um máximo de 140 mcd, com um valor típico de 80 mcd, medido em IF=20mA. Este parâmetro é classificado em bins (ver Secção 3).
• Ângulo de Visão (2θ1/2):Aproximadamente 100 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor axial (no centro).
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λP):Tipicamente 571 nm. Este é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência está no seu máximo.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Varia de 565 nm a 571 nm, com um valor típico de 569 nm em IF=20mA. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano, derivado do diagrama de cromaticidade CIE.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):Tipicamente 15 nm. Isto indica a pureza espectral; um valor menor significa uma luz mais monocromática.
• Tensão Direta (VF):Varia de 1.6V a 2.6V, com um valor típico de 2.1V em IF=20mA.
• Corrente Reversa (IR):Máximo de 10 μA quando uma tensão reversa (VR) de 5V é aplicada.Nota Importante:O dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa; esta condição de teste é apenas para caracterização.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros ópticos chave. Isto permite aos designers selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de brilho e cor.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os LEDs são classificados em três bins de intensidade, medidos em milicandelas (mcd) a uma corrente direta de 20mA. A tolerância para cada limite de bin é de ±15%.

• Bin AB:Mínimo 23 mcd, Máximo 50 mcd.
• Bin CD:Mínimo 50 mcd, Máximo 85 mcd.
• Bin EF:Mínimo 85 mcd, Máximo 140 mcd.

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. A tolerância para cada limite de bin é de ±1 nm.

• Bin 1:Mínimo 565.0 nm, Máximo 568.0 nm.
• Bin 2:Mínimo 568.0 nm, Máximo 571.0 nm.

O código de bin para intensidade e comprimento de onda está marcado na embalagem do produto, permitindo uma seleção precisa de acordo com as necessidades da aplicação.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na ficha técnica, a seguinte análise baseia-se nos dados tabulares fornecidos e no comportamento padrão do LED.

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

A tensão direta típica (VF) de 2.1V a 20mA indica que este é um LED de baixa tensão, típico da tecnologia AllnGaP. A VF terá um coeficiente de temperatura negativo, o que significa que diminui ligeiramente à medida que a temperatura da junção aumenta. A faixa especificada (1.6V a 2.6V) considera a variação normal da produção.

4.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

A intensidade luminosa é aproximadamente proporcional à corrente direta dentro da faixa de operação recomendada (até 20mA). Exceder a classificação de corrente contínua aumentará a saída de luz de forma não linear e gerará calor excessivo, podendo degradar a vida útil do LED e deslocar a sua cor.

4.3 Características de Temperatura

A intensidade luminosa dos LEDs geralmente diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Embora não esteja representado graficamente aqui, a ampla faixa de temperatura de operação (-40°C a +85°C) implica que o dispositivo foi projetado para manter a funcionalidade em ambientes adversos, embora com uma saída potencialmente reduzida no limite superior. Uma dissipação de calor adequada através da PCB é crucial para manter o desempenho e a longevidade.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Contorno e Dimensões

O dispositivo utiliza um encapsulamento through hole com orientação em ângulo reto. Notas mecânicas importantes incluem:

• Todas as dimensões são fornecidas em milímetros, com tolerâncias de ±0.25mm, salvo indicação em contrário.
• O suporte (carcaça) é construído em plástico preto classificado UL94V-0, indicando que é retardante de chama.
• Os LEDs 1 e 4 apresentam uma lente difusa branca, que ajuda a ampliar o ângulo de visão e suavizar a aparência da luz.

5.2 Identificação da Polaridade

Para LEDs through hole, a polaridade é tipicamente indicada pelo comprimento do terminal (o terminal mais longo é o ânodo, ou lado positivo) e/ou por um ponto plano ou entalhe na lente ou carcaça. A ficha técnica deve ser consultada para a marcação específica neste componente. A aplicação de tensão reversa pode danificar o LED.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Condições de Armazenamento

Devido à sua classificação MSL3, o manuseio adequado é crítico para evitar danos induzidos por humidade durante o reflow.

• Embalagem Selada:Armazenar a ≤30°C e ≤70% de HR. Utilizar dentro de um ano a partir da data da embalagem.
• Embalagem Aberta:Para componentes removidos da sua bolsa de barreira de humidade (MBB), o ambiente deve ser ≤30°C e ≤60% de HR.
• Tempo de Exposição:Componentes expostos ao ar ambiente devem ser submetidos a reflow por infravermelhos (IR) dentro de 168 horas (7 dias).
• Armazenamento Prolongado/Pré-aquecimento:Se a MBB estiver aberta há mais de 168 horas, é fortemente recomendado um pré-aquecimento a 60°C por pelo menos 48 horas antes do processo de montagem SMT para remover a humidade absorvida.

6.2 Formação dos Terminais

• A curvatura deve ser realizadaantesda soldagem e à temperatura ambiente.
• O ponto de curvatura deve estar a pelo menos 3mm da base da lente do LED.
• Não utilizar a base do chassi dos terminais como fulcro para evitar tensão na fixação interna do chip.
• Durante a inserção na PCB, utilizar a força de fixação mínima necessária.

6.3 Processo de Soldagem

• Manter uma distância mínima de 2mm da base da lente/suporte até o ponto de solda.
• Evitar imergir a lente ou o suporte na solda.
• Não aplicar tensão externa aos terminais enquanto o LED estiver quente devido à soldagem.
• Soldagem Manual Recomendada:Temperatura do ferro ≤ 350°C, tempo de soldagem ≤ 3 segundos por terminal, aplicado a não menos de 2mm da base do bulbo de epóxi. Isto deve ser realizado apenas uma vez.
• Aviso:Temperatura ou tempo excessivos podem deformar a lente ou causar falha catastrófica. A temperatura máxima de soldagem por onda não é equivalente à temperatura de deflexão por calor (HDT) do suporte.

6.4 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldagem, utilizar solventes à base de álcool, como álcool isopropílico (IPA). Evitar produtos químicos agressivos que possam danificar a carcaça de plástico ou a lente.

7. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Este LED é tipicamente acionado por uma fonte de corrente constante ou, mais comummente, por um resistor limitador de corrente em série com uma fonte de tensão. O valor do resistor (R) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte - VF) / IF. Usando o VF típico de 2.1V e IF de 20mA com uma fonte de 5V: R = (5V - 2.1V) / 0.02A = 145 Ohms. Um resistor padrão de 150 Ohm seria adequado, dissipando P = I^2 * R = (0.02)^2 * 150 = 0.06W.

7.2 Considerações de Projeto

• Controlo de Corrente:Utilizar sempre um dispositivo limitador de corrente. Ligar diretamente a uma fonte de tensão causará fluxo de corrente excessivo e falha imediata.
• Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa (52mW máx.), garantir uma área de cobre adequada na PCB em torno dos terminais ajuda a dissipar calor, especialmente em aplicações de alta temperatura ambiente ou quando operando perto da corrente máxima.
• Design Visual:A carcaça preta e a lente difusa são projetadas para um bom contraste e amplo ângulo de visão. Considerar o ângulo de visão pretendido ao posicionar o LED na PCB.
• Seleção de Bin:Para aplicações que requerem brilho uniforme ou cor precisa, especificar os bins de intensidade (ex.: Bin EF) e comprimento de onda (ex.: Bin 2) necessários durante a aquisição.

8. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

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

Comprimento de Onda de Pico (λP)é o ponto literal mais alto na curva de saída espectral.Comprimento de Onda Dominante (λd)é o comprimento de onda único que o olho humano percebe como a cor, calculado a partir das coordenadas de cor CIE. Para uma fonte monocromática como este LED, eles são frequentemente muito próximos (571nm vs 569nm típico). O comprimento de onda dominante é mais relevante para a especificação da cor.

8.2 Posso acionar este LED com uma fonte de 3.3V?

Sim. Usando o VF típico de 2.1V a 20mA, um resistor em série seria: R = (3.3V - 2.1V) / 0.02A = 60 Ohms. Certifique-se de que a potência nominal do resistor é suficiente (0.02^2 * 60 = 0.024W).

8.3 Por que existe uma classificação de Corrente Direta de Pico muito superior à classificação DC?

A classificação de pico de 60mA (sob pulsos curtos) permite períodos breves de sobreatuação para alcançar brilho muito alto em aplicações de estroboscópio ou multiplexagem. O baixo ciclo de trabalho (≤10%) garante que a potência média e a temperatura da junção não excedam os limites seguros. Para iluminação constante, nunca exceda a classificação DC de 20mA.

8.4 O que significa MSL3 para o meu processo de montagem?

MSL3 indica que o componente pode absorver níveis prejudiciais de humidade do ar após a sua bolsa selada ser aberta. Para evitar o "efeito pipoca" (delaminação interna) durante o processo de soldagem por reflow de alta temperatura, deve soldá-lo dentro de 168 horas após a abertura da bolsa ou pré-aquecê-lo conforme descrito na secção 6.1.

9. Contexto Tecnológico e Tendências

9.1 Tecnologia AllnGaP

Este LED utiliza material semicondutor de Fosfeto de Alumínio Índio Gálio (AllnGaP). Esta tecnologia é altamente eficiente para produzir luz no espectro âmbar, amarelo e amarelo-verde (aproximadamente 570nm a 620nm). Oferece boa eficácia luminosa e estabilidade em comparação com tecnologias mais antigas, como GaP filtrado.

9.2 Tendências: Through Hole vs. Montagem em Superfície

Embora os LEDs de montagem em superfície (SMD) dominem a eletrónica moderna de alto volume devido ao seu tamanho e velocidade de montagem, LEDs through hole como este permanecem relevantes. As suas principais vantagens incluem resistência mecânica superior (resistente à flexão da placa), prototipagem e reparação manuais mais fáceis e, frequentemente, maior dissipação de potência permitida por encapsulamento devido aos terminais mais longos que atuam como dissipadores de calor. São comumente encontrados em controlos industriais, fontes de alimentação, produtos automotivos do mercado secundário e dispositivos onde a fiabilidade sob vibração é crítica.

9.3 Desenvolvimento de LEDs Indicadores

A tendência para LEDs indicadores continua em direção a maior eficiência (mais luz por mA), permitindo correntes de operação mais baixas e redução da potência do sistema. Há também um foco em melhorar a consistência da cor entre lotes de produção através de binning avançado e controlos de processo mais rigorosos, como evidenciado pelas tabelas de bin detalhadas nesta ficha técnica. O uso de lentes difusas e carcaças que melhoram o contraste, como visto aqui, melhora a legibilidade - um objetivo de design constante.