Ficha Técnica LED Top View Série 67-21 - Pacote 3.2x2.8x1.9mm - Tensão Direta 1.75-2.35V - Amarelo Brilhante - Potência 100mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto A série 67-21 representa uma família de LEDs Top View de montagem em superfície (SMD) projetados para aplicações de indicação e retroiluminação. Esta variante específica, identificada pelo sufixo do número da peça que indica emissão em amarelo brilhante, é projetada para fornecer desempenho confiável em um pacote compacto e padronizado da indústria P-LCC-2. O dispositivo possui um corpo de embalagem branco com uma janela transparente incolor, o que contribui para seu amplo ângulo de visão e o torna particularmente adequado para uso com tubos de luz para guiar a iluminação para áreas específicas em um painel ou display.

A vantagem central deste LED reside no seu design óptico otimizado. Um refletor interno dentro do pacote aumenta a eficiência do acoplamento de luz, garantindo uma saída brilhante e uniforme. Além disso, sua baixa exigência de corrente direta o torna uma escolha ideal para equipamentos portáteis alimentados por bateria ou sensíveis à energia, onde minimizar o consumo de energia é crítico. O dispositivo está totalmente em conformidade com os requisitos de fabricação sem chumbo (Pb-free) e adere às diretrizes RoHS, tornando-o adequado para mercados globais com regulamentações ambientais rigorosas.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Máximas Absolutas Estas especificações definem os limites além dos quais danos permanentes ao dispositivo podem ocorrer. Elas não se destinam à operação normal.

Tensão Reversa (V

):

• 5 V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura da junção._RCorrente Direta Contínua (I):
• 50 mA. A corrente DC máxima que pode ser aplicada continuamente._FCorrente Direta de Pico (I):
• 120 mA. Esta é a corrente pulsada máxima permitida, especificada sob um ciclo de trabalho de 1/10 a 1 kHz. É crucial para aplicações envolvendo flashes breves e de alta intensidade._FPDissipação de Potência (P):
• 100 mW. Esta é a potência máxima que o pacote pode dissipar como calor, calculada como Tensão Direta (V_d) multiplicada pela Corrente Direta (I)._FDescarga Eletrostática (ESD) Modelo Corpo Humano (HBM):_F2000 V. Esta classificação indica a sensibilidade do LED à eletricidade estática. Procedimentos adequados de manuseio ESD são necessários durante a montagem.
• Temperatura de Operação (Topr
• ):_{-40°C a +85°C. A faixa de temperatura ambiente na qual o dispositivo tem garantia de atender às suas especificações eletro-ópticas.}Temperatura de Armazenamento (Tstg
• ):_{-40°C a +90°C.}Temperatura de Soldagem:O dispositivo pode suportar soldagem por refluxo com uma temperatura de pico de 260°C por até 10 segundos, ou soldagem manual a 350°C por até 3 segundos.
• 2.2 Características Eletro-Ópticas Estes parâmetros são medidos em uma condição de teste padrão de 25°C de temperatura ambiente e uma corrente direta (I) de 20 mA, que é o ponto de operação típico.

Intensidade Luminosa (I

):_FVaria de um mínimo de 140 mcd a um máximo de 360 mcd. O valor típico está dentro desta faixa, e o brilho específico é determinado pelo processo de binning.

• Ângulo de Visão (2θ_V1/2):
• 120 graus (típico). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor máximo (no eixo). O ângulo amplo é uma característica fundamental para aplicações que requerem visibilidade a partir de posições fora do eixo._{Comprimento de Onda de Pico (λ}):591 nm (típico). O comprimento de onda no qual a distribuição de potência espectral está no seu máximo.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_p):588.5 nm a 594.5 nm. Esta é a percepção de comprimento de onda único da cor do LED pelo olho humano e é o parâmetro principal para o binning de cor.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):_d15 nm (típico). A largura do espectro emitido na metade de sua potência máxima (Largura Total à Meia Altura - FWHM).Tensão Direta (V
• ):1.75 V a 2.35 V em I
• =20mA. A queda de tensão através do LED quando ele está conduzindo. Esta faixa é importante para projetar o circuito limitador de corrente._FCorrente Reversa (I):_FMáximo 10 μA em V
• =5V. Uma corrente de fuga muito baixa quando o LED está em polarização reversa._R3. Explicação do Sistema de Binning Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave. A série 67-21 usa um sistema de binning tridimensional.3.1 Binning de Comprimento de Onda Dominante (HUE) Isso determina o tom preciso de amarelo. Os bins são rotulados com o grupo "B" e os códigos D4 e D5._RBin D4:

Comprimento de Onda Dominante de 588.5 nm a 591.5 nm.

Bin D5:

Comprimento de Onda Dominante de 591.5 nm a 594.5 nm.

Uma tolerância de ±1nm é aplicada a estes limites de bin.

• 3.2 Binning de Intensidade Luminosa (CAT) Isso determina o nível de brilho. Os bins são definidos pelos códigos R2, S1, S2 e T1.Bin R2:
• 140 mcd a 180 mcd.Bin S1:

180 mcd a 225 mcd.

Bin S2:

225 mcd a 285 mcd.

• Bin T1:285 mcd a 360 mcd.
• Uma tolerância de ±11% é aplicada à intensidade luminosa.3.3 Binning de Tensão Direta (REF) Isso agrupa LEDs com características elétricas semelhantes, o que pode simplificar o projeto da fonte de alimentação. Os bins são rotulados com o grupo "B" e os códigos 0, 1 e 2.
• Bin 0:de 1.75 V a 1.95 V.
• Bin 1:de 1.95 V a 2.15 V.

Bin 2:

de 2.15 V a 2.35 V.

Uma tolerância de ±0.1V é aplicada à tensão direta.

• 4. Análise das Curvas de Desempenho A ficha técnica fornece várias curvas características que são essenciais para entender o comportamento do LED sob diferentes condições. V_F4.1 Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente Esta curva mostra que a saída de luz do LED diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. Na temperatura máxima de operação de +85°C, a intensidade luminosa relativa é significativamente menor do que a 25°C. Esta redução térmica deve ser considerada em projetos onde são esperadas altas temperaturas ambientes, como em aplicações automotivas ou perto de componentes geradores de calor.
• 4.2 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V) A curva I-V é não linear, típica de um diodo. Ela mostra a relação entre a corrente que flui através do LED e a tensão através dele. A curva é essencial para selecionar um resistor limitador de corrente apropriado ou projetar um driver de corrente constante. O "joelho" da curva, onde a condução começa, está em torno de 1.6V a 1.8V para este dispositivo. V_F4.3 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta Esta curva demonstra que a saída de luz aumenta com a corrente direta, mas não de forma perfeitamente linear, especialmente em correntes mais altas. Ela também destaca a importância de operar dentro das Especificações Máximas Absolutas; dirigir o LED além de sua corrente especificada não produzirá aumentos proporcionais no brilho e gerará calor excessivo, reduzindo a vida útil.
• 4.4 Distribuição Espectral O gráfico espectral mostra um único pico dominante centrado em torno de 591 nm, confirmando a cor amarelo brilhante. A largura de banda estreita indica boa pureza de cor. Há emissão mínima nas regiões de vermelho profundo ou verde, o que é desejável para um indicador amarelo puro. V_F4.5 Diagrama de Radiação O diagrama polar confirma visualmente o amplo ângulo de visão de 120°. A distribuição de intensidade é aproximadamente Lambertiana (semelhante ao cosseno), o que significa que é mais brilhante quando visto de frente e diminui gradualmente em direção às bordas do cone de visão.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Pacote O LED é alojado em um pacote P-LCC-2 (Portador de Chip com Terminais Plásticos). As dimensões principais incluem um tamanho de corpo de aproximadamente 3.2mm x 2.8mm, com uma altura de 1.9mm. O pacote possui dois terminais em asa de gaivota para montagem em superfície. O cátodo é tipicamente identificado por um entalhe ou uma marcação verde no pacote. Desenhos dimensionais detalhados com tolerâncias de ±0.1mm são fornecidos na ficha técnica para o projeto da área de contato na PCB.

5.2 Identificação da Polaridade A polaridade correta é crítica para a operação. O pacote incorpora marcadores visuais. O terminal do cátodo (-) é frequentemente indicado por um ponto verde ou um pequeno entalhe no corpo do pacote. Os projetistas devem cruzar o desenho do pacote com a área de contato recomendada na PCB para garantir que os pads do ânodo e do cátodo estejam orientados corretamente.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldagem por Refluxo O dispositivo é compatível com processos de refluxo por fase de vapor e infravermelho. O perfil recomendado tem uma temperatura de pico de 260°C, que não deve ser excedida por mais de 10 segundos. Este é um perfil padrão para pastas de solda sem chumbo (SnAgCu). As taxas de pré-aquecimento e resfriamento devem ser controladas para minimizar o estresse térmico no pacote.

6.2 Soldagem Manual Se a soldagem manual for necessária, a temperatura da ponta do ferro não deve exceder 350°C, e o tempo de contato com cada terminal deve ser limitado a no máximo 3 segundos. Um dissipador de calor pode ser usado no terminal entre a junta e o corpo do pacote para proteger o chip do LED do calor excessivo.

6.3 Condições de Armazenamento Os LEDs são embalados em sacos de barreira resistentes à umidade com dessecante para evitar a absorção de umidade, o que pode causar "estouro" (rachadura do pacote) durante o refluxo. Uma vez que o saco selado é aberto, os componentes devem ser usados dentro de um prazo especificado (tipicamente 168 horas nas condições da fábrica) ou reaquecidos de acordo com a especificação do nível de sensibilidade à umidade (MSL), que deve ser obtida do fabricante.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Especificações da Fita e da Bobina Os componentes são fornecidos em fita transportadora embutida de 8mm de largura. Cada bobina contém 2000 peças. Dimensões detalhadas para os compartimentos da fita transportadora e da bobina são fornecidas para garantir compatibilidade com equipamentos automáticos de pick-and-place.

7.2 Explicação do Rótulo e Numeração da Peça O rótulo da bobina contém informações críticas para rastreabilidade e montagem correta:

CAT:

O código do bin de Intensidade Luminosa (ex.: S1, T1).

HUE:

O código do bin de Comprimento de Onda Dominante (ex.: D4, D5).

REF:

O código do bin de Tensão Direta (ex.: 0, 1, 2).

Número da Peça (PN), Número da Peça do Cliente (CPN), Quantidade (QTY) e Número do Lote para rastreamento.

O número da peça completo (ex.: 67-21/Y2C-BR2T1B/2T) codifica a série, cor, bin de brilho e outros atributos específicos do sistema do fabricante.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Eletrônica Automotiva:

Retroiluminação para instrumentos do painel, interruptores e painéis de controle. O amplo ângulo de visão e a confiabilidade em uma ampla faixa de temperatura o tornam adequado para este ambiente exigente.

Equipamentos de Telecomunicações:

Indicadores de status e retroiluminação de teclado em telefones, máquinas de fax e hardware de rede.

Eletrônicos de Consumo:

Indicadores de energia, iluminação de botões e luzes de status em dispositivos portáteis, eletrodomésticos e equipamentos de áudio/vídeo.

Indicadores Gerais de Painel:

Qualquer aplicação que requeira um indicador de status brilhante, confiável e compacto.

8.2 Considerações de Projeto

Limitação de Corrente:

• Sempre use um resistor em série ou um driver de corrente constante para definir a corrente direta. Calcule o valor do resistor usando R = (Vsupply
• - V) / I
• . Use o Vmáximo da ficha técnica para garantir que a corrente não exceda o limite mesmo com variação de peça para peça.
• Gerenciamento Térmico:

Embora a dissipação de potência seja baixa, garanta área de cobre adequada na PCB ou vias térmicas sob o pad térmico (se presente) para conduzir o calor, especialmente em aplicações de alta temperatura ambiente ou ao operar com correntes mais altas.

Acoplamento com Tubo de Luz:

Para aplicações com tubos de luz, posicione o LED o mais próximo possível da entrada do tubo de luz. O amplo ângulo de visão ajuda a capturar mais luz, mas o alinhamento preciso ainda é fundamental para maximizar a eficiência e alcançar iluminação uniforme na saída.

• Proteção ESD:Implemente proteção ESD nas linhas de entrada se o LED for diretamente acessível aos usuários (ex.: em um painel frontal). Durante o manuseio e montagem, siga as precauções padrão de ESD.
• 9. Comparação e Diferenciação Técnica A série 67-21 se diferencia no mercado de LEDs indicadores SMD através de várias características-chave. Comparado a pacotes mais antigos e menores (como 0402 ou 0603), oferece uma saída de luz significativamente maior e um ângulo de visão muito mais amplo devido ao seu chip maior e refletor interno otimizado. Contra outros pacotes P-LCC-2, sua combinação específica de cor amarelo brilhante (baseada em material AlGaInP para alta eficiência), estrutura de binning bem definida para consistência e especificações robustas para soldagem por refluxo o tornam uma escolha confiável para produção em volume. Sua baixa exigência de tensão direta também é uma vantagem distinta em projetos alimentados por bateria, pois reduz a margem de tensão necessária da fonte de alimentação, potencialmente estendendo a vida útil da bateria.10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)
• 10.1 Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante? Comprimento de Onda de Pico (λ) é o comprimento de onda físico onde o LED emite a maior potência óptica. Comprimento de Onda Dominante (λ
• ) é um valor calculado que representa o comprimento de onda único da luz monocromática que pareceria ter a mesma cor para o olho humano. O comprimento de onda dominante é mais relevante para a percepção de cor e é usado para binning.10.2 Posso alimentar este LED com uma fonte de 3.3V sem um resistor? Não, isso não é recomendado e provavelmente destruirá o LED. Um LED é um dispositivo controlado por corrente. Sem um mecanismo limitador de corrente (um resistor ou driver ativo), conectá-lo diretamente a uma fonte de tensão como 3.3V fará com que uma corrente excessiva flua, excedendo em muito a classificação máxima de 50mA, levando a superaquecimento imediato e falha.

10.3 Por que a intensidade luminosa diminui em alta temperatura? Esta é uma característica fundamental das fontes de luz semicondutoras. À medida que a temperatura aumenta, os processos de recombinação não radiativa dentro do material semicondutor tornam-se mais dominantes, reduzindo a eficiência quântica interna (o número de fótons gerados por elétron). Isso resulta em menor saída de luz para a mesma corrente de acionamento.

• 10.4 Como seleciono o bin correto para minha aplicação? A seleção depende dos seus requisitos:Para consistência de cor_{entre múltiplos LEDs em um produto, especifique um bin HUE restrito (ex.: apenas D4).}Para consistência de brilho_F, especifique um bin CAT restrito (ex.: apenas T1 para o maior brilho)._FPara simplificar o projeto da fonte de alimentação_Fem sistemas de tensão constante, especificar um bin REF restrito (ex.: apenas Bin 1) garante um consumo de corrente mais previsível.
• Consulte o fornecedor do componente para disponibilidade e implicações de custo de combinações específicas de bins.11. Estudo de Caso Prático de Projeto
• Cenário:Projetando um indicador de status para um dispositivo médico portátil. O indicador deve ser claramente visível em várias condições de iluminação, consumir energia mínima para maximizar a vida útil da bateria e resistir à limpeza ocasional com desinfetantes.
• Implementação:O LED 67-21 amarelo brilhante é selecionado. Um tubo de luz é projetado para canalizar a luz do LED, montado na PCB principal, para uma pequena janela no painel frontal selado do dispositivo. Isso protege o LED do contato físico e de líquidos. O circuito de acionamento usa um pino GPIO de um microcontrolador, um resistor limitador de corrente de 100Ω conectado a um barramento de 3.3V, resultando em uma corrente direta de aproximadamente (3.3V - 2.0V)/100Ω = 13mA, bem dentro da área de operação segura. Isso fornece brilho amplo enquanto minimiza o consumo de energia. O amplo ângulo de visão do LED garante que o tubo de luz seja preenchido de forma eficiente, proporcionando um brilho uniforme no painel.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento Este LED é baseado em um chip semicondutor de Fosfeto de Alumínio Gálio Índio (AlGaInP). Quando uma tensão direta que excede o limiar de ativação do diodo é aplicada, elétrons são injetados da região tipo n e lacunas da região tipo p na região ativa. Esses portadores de carga se recombinam, liberando energia na forma de fótons (luz). A composição específica da liga AlGaInP determina a energia da banda proibida do semicondutor, que dita diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida. Para o amarelo brilhante, a banda proibida corresponde a fótons com energia em torno de 2.1 eV (comprimento de onda ~590 nm). A luz gerada é então extraída através do topo do chip, moldada e direcionada pelo refletor interno e pela lente de epóxi transparente do pacote P-LCC-2.

13. Tendências e Desenvolvimentos Tecnológicos A tendência geral em LEDs indicadores SMD como a série 67-21 é em direção a maior eficiência (mais saída de luz por miliampere de corrente), o que permite indicadores mais brilhantes ou menor consumo de energia. Há também um impulso para melhor consistência de cor e binning mais restrito de wafer para wafer. A tecnologia de embalagem continua a evoluir, com potenciais desenvolvimentos futuros incluindo perfis ainda mais finos para aplicações com restrições de espaço e materiais com maior condutividade térmica para gerenciar melhor o calor em correntes de acionamento mais altas. Além disso, a integração com controle embarcado, como ter um pequeno CI para dimerização PWM ou sequenciamento de cores dentro do mesmo pacote, é uma tendência crescente no mercado mais amplo de LEDs, embora possa ser mais relevante para LEDs multicoloridos ou endereçáveis do que para indicadores monocromáticos padrão.

. Frequently Asked Questions (Based on Technical Parameters)

.1 What is the difference between Peak Wavelength and Dominant Wavelength?

Peak Wavelength (λ_p) is the physical wavelength where the LED emits the most optical power. Dominant Wavelength (λ_d) is a calculated value that represents the single wavelength of monochromatic light that would appear to have the same color to the human eye. Dominant wavelength is more relevant for color perception and is used for binning.

.2 Can I drive this LED with a 3.3V supply without a resistor?

No, this is not recommended and is likely to destroy the LED.An LED is a current-driven device. Without a current-limiting mechanism (a resistor or active driver), connecting it directly to a voltage source like 3.3V will cause excessive current to flow, far exceeding the 50mA maximum rating, leading to immediate overheating and failure.

.3 Why does the luminous intensity decrease at high temperature?

This is a fundamental characteristic of semiconductor light sources. As temperature increases, non-radiative recombination processes within the semiconductor material become more dominant, reducing the internal quantum efficiency (the number of photons generated per electron). This results in lower light output for the same drive current.

.4 How do I select the right bin for my application?

Selection depends on your requirements:

• For color consistencyacross multiple LEDs in a product, specify a tight HUE bin (e.g., only D4).
• For brightness consistency, specify a tight CAT bin (e.g., only T1 for highest brightness).
• For simplified power supply designin constant-voltage systems, specifying a tight REF bin (e.g., only Bin 1) ensures more predictable current draw.

Consult with the component supplier for availability and cost implications of specific bin combinations.

. Practical Design Case Study

Scenario:Designing a status indicator for a portable medical device. The indicator must be clearly visible in various lighting conditions, consume minimal power to maximize battery life, and withstand occasional cleaning with disinfectants.

Implementation:The 67-21 brilliant yellow LED is selected. A light pipe is designed to channel light from the LED, mounted on the main PCB, to a small window on the device's sealed front panel. This protects the LED from physical contact and liquids. The drive circuit uses a GPIO pin from a microcontroller, a 100Ω current-limiting resistor connected to a 3.3V rail, resulting in a forward current of approximately (3.3V - 2.0V)/100Ω = 13mA, well within the safe operating area. This provides ample brightness while minimizing power consumption. The wide viewing angle of the LED ensures the light pipe is efficiently filled, giving a uniform glow at the panel.

. Operating Principle Introduction

This LED is based on an Aluminum Gallium Indium Phosphide (AlGaInP) semiconductor chip. When a forward voltage exceeding the diode's turn-on threshold is applied, electrons are injected from the n-type region and holes from the p-type region into the active region. These charge carriers recombine, releasing energy in the form of photons (light). The specific composition of the AlGaInP alloy determines the bandgap energy of the semiconductor, which directly dictates the wavelength (color) of the emitted light. For brilliant yellow, the bandgap corresponds to photons with energy around 2.1 eV (wavelength ~590 nm). The generated light is then extracted through the top of the chip, shaped and directed by the internal reflector and the clear epoxy lens of the P-LCC-2 package.

. Technology Trends and Developments

The general trend in SMD indicator LEDs like the 67-21 series is towards higher efficiency (more light output per milliampere of current), which allows for either brighter indicators or lower power consumption. There is also a drive for improved color consistency and tighter binning from wafer to wafer. Packaging technology continues to evolve, with potential future developments including even thinner profiles for space-constrained applications and materials with higher thermal conductivity to better manage heat at higher drive currents. Furthermore, integration with onboard control, such as having a tiny IC for PWM dimming or color sequencing within the same package, is a growing trend in the broader LED market, though it may be more relevant for multi-color or addressable LEDs than for standard single-color indicators.