Ficha Técnica do LED Azul P-LCC-2 - Pacote 3.2x2.8x1.9mm - Tensão Direta 2.7-3.5V - Intensidade Luminosa até 285mcd - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED de montagem em superfície (SMD) em pacote P-LCC-2. A função principal deste componente é servir como indicador óptico ou fonte de luz de retroiluminação. As suas principais vantagens derivam do seu pacote branco compacto com janela transparente incolor, que facilita um amplo ângulo de visão de 120 graus. Este design, que apresenta um inter-refletor otimizado para acoplamento de luz, torna-o particularmente adequado para aplicações com guias de luz e tubos de luz. Os mercados-alvo incluem equipamentos de telecomunicações (para indicadores em telefones/fax), eletrónica de consumo para retroiluminação de LCD, iluminação de interruptores e uso geral como indicador onde é necessária uma saída de luz fiável e consistente.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

O dispositivo foi concebido para operar de forma fiável dentro dos seguintes limites absolutos, além dos quais pode ocorrer dano permanente. A tensão reversa máxima (V_R) é de 5V. A corrente direta contínua (I_F) não deve exceder 25mA, enquanto uma corrente direta de pico (I_FP) de 100mA é permitida em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10 a 1kHz). A dissipação de potência máxima (P_d) é de 95mW. O componente pode suportar uma descarga eletrostática (ESD) de 2000V de acordo com o Modelo do Corpo Humano (HBM). A sua gama de temperatura operacional (T_opr) é de -40°C a +85°C, e pode ser armazenado (T_stg) entre -40°C e +90°C. Os limites de temperatura de soldadura são definidos para reflow (260°C durante 10 segundos) e soldadura manual (350°C durante 3 segundos).

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos numa condição de teste padrão de I_F = 20mA e temperatura ambiente (T_a) de 25°C. A intensidade luminosa (I_V) tem uma gama típica, com um mínimo de 90 milicandelas (mcd) e um máximo de 285 mcd, conforme definido pelo sistema de binning. O comprimento de onda dominante (λ_d) para a variante azul é especificado entre 464 nm e 472 nm, com um comprimento de onda de pico típico (λ_p) em torno de 468 nm. A largura de banda espectral (Δλ) é tipicamente de 25 nm. A tensão direta (V_F) necessária para acionar o LED a 20mA varia de um mínimo de 2,70V a um máximo de 3,50V. São notadas as tolerâncias: ±11% para intensidade luminosa, ±0,1V para tensão direta e ±1nm para comprimento de onda de pico.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave de desempenho.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

A saída luminosa é categorizada em cinco bins (Q2, R1, R2, S1, S2), com valores mínimos que variam de 90 mcd (Q2) a 225 mcd (S2) e valores máximos de 112 mcd (Q2) a 285 mcd (S2), todos medidos a I_F=20mA.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

A cor azul (Grupo F) é ainda dividida em quatro bins de comprimento de onda: AA1 (464-466 nm), AA2 (466-468 nm), AA3 (468-470 nm) e AA4 (470-472 nm). Isto permite aos designers selecionar LEDs com pontos de cor muito específicos.

3.3 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é classificada em quatro grupos (10, 11, 12, 13) dentro da gama global de 2,70V a 3,50V, com cada bin a cobrir um intervalo de 0,2V (por exemplo, Bin 10: 2,70-2,90V). Isto é crucial para projetar circuitos limitadores de corrente eficientes e garantir brilho uniforme em matrizes de múltiplos LEDs.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece várias curvas características que ilustram o comportamento do dispositivo em condições variáveis.

4.1 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

Esta curva mostra que a saída de luz aumenta com a corrente direta, mas não de forma linear. Ajuda os designers a compreender o compromisso de eficiência ao acionar o LED acima ou abaixo dos 20mA padrão.

4.2 Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

A intensidade luminosa diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. A curva é essencial para aplicações que operam em ambientes de alta temperatura, pois indica a redução necessária para manter o desempenho e a longevidade.

4.3 Curva de Redução da Corrente Direta

Este gráfico define a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura ambiente. Para evitar sobreaquecimento e garantir fiabilidade, a corrente deve ser reduzida quando se opera acima de 25°C.

4.4 Corrente Direta vs. Tensão Direta

A curva IV descreve a relação exponencial entre corrente e tensão, que é fundamental para selecionar a topologia de acionamento apropriada (corrente constante vs. baseada em resistor).

4.5 Distribuição Espectral

O gráfico espectral confirma a saída de luz azul monocromática centrada em torno de 468 nm com uma largura de banda definida, importante para aplicações sensíveis à cor.

4.6 Diagrama de Radiação

Este gráfico polar confirma visualmente o padrão de emissão amplo, semelhante a Lambertiano, com um ângulo de visão de 120°, mostrando como a intensidade da luz se distribui espacialmente.

5. Informação Mecânica e de Embalagem

5.1 Dimensões do Pacote

O pacote P-LCC-2 tem uma pegada compacta. As dimensões-chave incluem um tamanho do corpo de aproximadamente 3,2mm de comprimento e 2,8mm de largura, com uma altura de 1,9mm. O cátodo é identificado por um entalhe ou uma marca verde na embalagem. Desenhos detalhados especificam recomendações de layout de pads para o design da PCB, incluindo definições de padrão de solda e máscara de solda, com tolerâncias padrão de ±0,1mm salvo indicação em contrário.

5.2 Dimensões da Bobina e da Fita

O componente é fornecido em fita transportadora de 8mm para montagem automatizada pick-and-place. As dimensões da bobina e as especificações dos compartimentos da fita são fornecidas para garantir compatibilidade com equipamentos SMT padrão. Cada bobina contém 2000 peças.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

O LED é compatível com processos de reflow por fase de vapor, reflow por infravermelhos e soldadura por onda. O parâmetro crítico para soldadura por reflow é uma temperatura de pico de 260°C durante um máximo de 10 segundos. Para soldadura manual, a temperatura da ponta do ferro não deve exceder 350°C, e o tempo de contacto deve ser limitado a 3 segundos por pad. É crucial evitar tensão mecânica na embalagem durante e após a soldadura. O dispositivo é classificado como sem chumbo e em conformidade com a RoHS.

7. Informação de Embalagem e Encomenda

Os LEDs são embalados em sacos de barreira resistentes à humidade com dessecante para os proteger da humidade durante o armazenamento e transporte, uma vez que são dispositivos sensíveis à humidade (MSD). A etiqueta do produto na bobina inclui códigos para a Classificação de Intensidade Luminosa (CAT), Classificação de Comprimento de Onda Dominante (HUE) e Classificação de Tensão Direta (REF), que correspondem diretamente à informação de binning. O número de peça 67-11/BHC-FQ2S1F/2T codifica estas seleções de bin (por exemplo, F para grupo de comprimento de onda, Q2/S1 para intensidade, etc.).

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Indicadores de Estado:Ideal para luzes de estado de energia, conectividade ou função em eletrónica de consumo, dispositivos de telecomunicações e painéis industriais.
• Retroiluminação:Adequado para retroiluminação por borda ou direta de pequenos ecrãs LCD, símbolos de teclado ou interruptores de membrana.
• Guias/Tubos de Luz:O amplo ângulo de visão e o pacote transparente tornam-no uma excelente fonte pontual para tubos de luz plásticos que canalizam a luz para um painel frontal.
• Iluminação Geral:Pode ser usado em matrizes para iluminação decorativa ou funcional de baixo nível.

8.2 Considerações de Design

• Limitação de Corrente:Utilize sempre um resistor em série ou um driver de corrente constante para definir a corrente direta. Calcule o valor do resistor com base na tensão de alimentação e no V_F máximo do bin (por exemplo, 3,5V) para garantir que a corrente nunca exceda 25mA nas piores condições.
• Gestão Térmica:Para operação contínua em altas temperaturas ambiente ou próximo da corrente máxima, considere alívio térmico na PCB e evite colocar outras fontes de calor nas proximidades. Cumpra a curva de redução de corrente.
• Design Óptico:Aproveite o ângulo de visão de 120°. Para aplicações com tubos de luz, garanta que o material e a geometria do tubo são projetados para capturar e transmitir eficientemente este padrão de emissão amplo.
• Proteção ESD:Embora o dispositivo tenha proteção ESD integrada (2000V HBM), ainda é recomendado implementar precauções padrão de ESD durante a manipulação e montagem.

9. Comparação Técnica

Comparado com pacotes de LED mais antigos, como os tipos de orifício passante de 5mm, este LED SMD P-LCC-2 oferece vantagens significativas: uma pegada muito menor, permitindo designs de maior densidade, compatibilidade com montagem totalmente automatizada reduzindo custos, e um perfil mais baixo para produtos finais mais finos. O seu amplo ângulo de visão é um diferenciador-chave contra LEDs SMD de ângulo mais estreito, tornando-o superior para aplicações que requerem visibilidade a partir de ângulos fora do eixo sem óptica secundária. A estrutura de binning definida proporciona um controlo de desempenho mais apertado do que LEDs não classificados, garantindo consistência de cor e brilho em séries de produção.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED diretamente a partir de uma fonte de 5V?

R: Não. A tensão direta é apenas de 2,7-3,5V. Ligá-lo diretamente a 5V causaria corrente excessiva, destruindo o LED. Deve usar um resistor limitador de corrente. Por exemplo, com uma fonte de 5V e um V_F típico de 3,2V, visando I_F=20mA, requer um resistor de (5V - 3,2V) / 0,02A = 90Ω.

P: Por que existe uma gama tão ampla na intensidade luminosa (90 a 285 mcd)?

R: Esta gama representa a dispersão total em todos os bins de produção. Ao especificar um bin específico (por exemplo, S1: 180-225 mcd) ao encomendar, pode garantir LEDs dentro de uma gama de brilho muito mais restrita para a sua aplicação.

P: É necessário um dissipador de calor?

R: Para operação a 20mA ou abaixo, dentro da gama de temperatura especificada, um dissipador de calor dedicado normalmente não é necessário para um único LED. No entanto, a gestão térmica através dos pads de cobre da PCB torna-se importante para matrizes ou operação em temperaturas ambiente elevadas.

P: Como identifico o cátodo?

R: O cátodo está marcado na embalagem. Consulte o desenho das dimensões do pacote que mostra a característica de identificação (tipicamente um ponto verde ou um entalhe no lado do cátodo).

11. Caso de Uso Prático

Cenário: Projetar um painel de indicadores de estado para um router de rede.O painel tem quatro ícones (Alimentação, Internet, Wi-Fi, Ethernet) que precisam de ser iluminados por trás usando tubos de luz. O designer seleciona este LED azul P-LCC-2. Escolhe o bin S1 para intensidade para garantir brilho adequado e o bin AA2 para comprimento de onda para obter um tom azul consistente. Na PCB, quatro LEDs são colocados diretamente sob os pontos de entrada dos tubos de luz moldados. É escolhida uma corrente constante de 18mA (ligeiramente abaixo do máximo de 20mA para margem) usando um cálculo simples de resistor baseado na linha de 3,3V do sistema e no V_F máximo do bin de tensão selecionado. O amplo ângulo de visão de 120° garante um acoplamento eficiente da luz no tubo de luz, proporcionando iluminação uniforme no ícone com boa visibilidade fora do eixo. O pacote SMD permite um layout de PCB compacto e montagem automatizada.

12. Introdução ao Princípio

Este LED é baseado num chip semicondutor feito de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN). Quando uma tensão direta que excede o limiar do díodo é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se dentro da região ativa do material semicondutor. Este processo de recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga de InGaN determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, azul. A luz gerada no chip é então extraída através do pacote. A resina epóxi transparente incolor atua como uma lente, e a estrutura do refletor interno (mencionada como "inter reflector") ajuda a direcionar mais da luz gerada internamente para fora do topo do pacote, aumentando a eficiência e criando o amplo ângulo de visão.

13. Tendências de Desenvolvimento

A tendência em LEDs indicadores como este continua em direção a maior eficiência (mais saída de luz por mA de corrente), o que reduz o consumo de energia e a geração de calor. Os tamanhos dos pacotes também estão a encolher ainda mais, permitindo eletrónica ainda mais miniaturizada. Há uma ênfase crescente em binning mais apertado e melhor consistência de cor para atender às exigências de aplicações como eletrónica de consumo, onde a aparência uniforme é crítica. Além disso, a integração de eletrónica de acionamento ou características de proteção diretamente no pacote do LED é uma área de desenvolvimento contínuo para simplificar o design do circuito para os utilizadores finais. A tecnologia subjacente de InGaN para LEDs azuis é madura, mas continua a ser refinada para melhorar a fiabilidade e o desempenho em temperaturas extremas.