Ficha Técnica de LED Top View em Pacote P-LCC-2 - Vermelho Brilhante - 20mA - 120mW

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED top view para montagem em superfície (SMD) que utiliza o pacote P-LCC-2. O dispositivo possui corpo branco e janela transparente incolor, oferecendo um amplo ângulo de visão ideal para aplicações de indicação. Foi projetado para compatibilidade com processos modernos de montagem, incluindo reflow por fase de vapor, reflow por infravermelho e soldagem por onda, sendo adequado para uso com equipamentos de colocação automática. O produto é fornecido em fita de 8mm e bobina e está em conformidade com os requisitos livres de chumbo (Pb-free) e RoHS.

O foco principal de aplicação desta série de LEDs é como indicador óptico. Seu amplo ângulo de visão e o acoplamento de luz otimizado, alcançado através de um design de refletor interno, tornam-no particularmente adequado para uso com guias de luz. A baixa exigência de corrente direta também o posiciona como uma excelente escolha para dispositivos eletrônicos portáteis alimentados por bateria ou sensíveis ao consumo de energia.

2. Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Máximas Absolutas

O dispositivo não deve ser operado além destes limites, pois danos permanentes podem ocorrer.

• Tensão Reversa (V_R):5 V
• Corrente Direta Contínua (I_F):50 mA
• Corrente Direta de Pico (I_FP):100 mA (Ciclo de Trabalho 1/10, 1 kHz)
• Dissipação de Potência (P_d):120 mW
• Descarga Eletrostática (ESD) HBM:2000 V
• Temperatura de Operação (T_opr):-40°C a +85°C
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +90°C
• Temperatura de Soldagem (T_sol):Reflow: 260°C por 10 seg; Manual: 350°C por 3 seg.

2.2 Características Eletro-Ópticas (T_a= 25°C)

Parâmetros de desempenho típicos medidos sob condições padrão de teste.

• Intensidade Luminosa (I_v):360 - 900 mcd (I_F= 20mA)
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):120° (I_F= 20mA)
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p):632 nm (I_F= 20mA)
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):621 - 631 nm (I_F= 20mA)
• Largura de Banda Espectral (Δλ):20 nm (I_F= 20mA)
• Tensão Direta (V_F):1,75 - 2,35 V (I_F= 20mA)
• Corrente Reversa (I_R):10 μA Máx. (V_R= 5V)

Notas:As tolerâncias são especificadas como ±11% para Intensidade Luminosa, ±1nm para Comprimento de Onda Dominante e ±0,1V para Tensão Direta.

3. Sistema de Binning

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os dispositivos são classificados em bins com base em parâmetros-chave.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os bins são definidos por um código (ex.: T2, U1) com valores mínimos e máximos de intensidade luminosa em I_F=20mA.

• T2:360 - 450 mcd
• U1:450 - 565 mcd
• U2:565 - 715 mcd
• V1:715 - 900 mcd

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

O comprimento de onda é agrupado para controlar a cor percebida (matiz) da luz vermelha.

• Grupo F, Código FF1:621 - 626 nm
• Grupo F, Código FF2:626 - 631 nm

3.3 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é classificada em bins para auxiliar no projeto de circuitos para regulação de corrente.

• Grupo B, Código 0:1,75 - 1,95 V
• Grupo B, Código 1:1,95 - 2,15 V
• Grupo B, Código 2:2,15 - 2,35 V

4. Análise de Curvas de Desempenho

Dados gráficos fornecem insights sobre o comportamento do dispositivo sob condições variáveis.

4.1 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

A curva mostra como a saída de luz aumenta com a corrente direta. É tipicamente não linear, com a eficiência potencialmente caindo em correntes muito altas. Os projetistas devem selecionar um ponto de operação que equilibre brilho, consumo de energia e longevidade do dispositivo.

4.2 Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente

Esta curva demonstra a redução térmica da saída de luz. A intensidade luminosa geralmente diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. Para aplicações com altas temperaturas ambientes, esta redução deve ser considerada para garantir brilho suficiente.

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

A curva I-V é característica de um diodo. A tensão direta exibe um coeficiente de temperatura positivo, o que significa que diminui ligeiramente à medida que a temperatura aumenta para uma determinada corrente.

4.4 Distribuição Espectral

O gráfico espectral confirma a natureza monocromática da luz, centrada em torno do comprimento de onda de pico de 632 nm, que está na região do vermelho brilhante do espectro visível. A banda estreita indica boa pureza de cor.

4.5 Diagrama de Radiação

O diagrama polar ilustra o amplo ângulo de visão de 120°, mostrando uma emissão quase lambertiana. Isso confirma a adequação do dispositivo para aplicações que requerem ampla visibilidade.

4.6 Curva de Derating de Corrente Direta

Este gráfico define a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura ambiente. Para evitar superaquecimento, a corrente deve ser reduzida ao operar acima de uma certa temperatura (tipicamente a partir de cerca de 60-70°C).

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Pacote

O pacote P-LCC-2 possui contornos mecânicos e layouts de terminais específicos. Dimensões críticas incluem o comprimento, largura e altura totais, bem como a localização da marca de identificação do cátodo. Todas as tolerâncias não especificadas são de ±0,1 mm. Os projetistas devem consultar o desenho dimensionado detalhado para a criação do footprint na PCB.

5.2 Identificação de Polaridade

O cátodo é tipicamente identificado por um marcador visual no pacote, como um entalhe, ponto ou canto cortado. A orientação correta é crucial para a operação do circuito.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Reflow

O dispositivo é classificado para uma temperatura de pico de reflow de 260°C por no máximo 10 segundos. Os perfis padrão IPC/JEDEC J-STD-020 para montagem livre de chumbo são aplicáveis. O controle preciso do tempo acima do líquido é necessário para evitar danos térmicos ao pacote de epóxi.

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 por terminal deve ser limitado a 3 segundos ou menos.

6.3 Sensibilidade à Umidade e Armazenamento

O produto é enviado em embalagem resistente à umidade (saco de alumínio com dessecante). Uma vez que o saco selado é aberto, os componentes devem ser usados dentro de um prazo especificado (não explicitamente declarado, mas a prática padrão é 168 horas para Nível 3 a ≤30°C/60%UR) ou devem ser pré-aquecidos de acordo com procedimentos padrão antes do reflow para evitar o "efeito pipoca".

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

O dispositivo é fornecido em fita transportadora de 8mm. As quantidades padrão por bobina são de 2000 peças. Outras quantidades mínimas de embalagem incluem 250, 500 e 1000 peças por bobina. Dimensões detalhadas da fita transportadora e da bobina são fornecidas para configuração de equipamentos de manuseio automatizado.

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da bobina contém vários códigos:

• CAT:Corresponde ao código do bin de Intensidade Luminosa (ex.: V1).
• HUE:Corresponde ao código do bin de Comprimento de Onda Dominante (ex.: FF1).
• REF:Corresponde ao código do bin de Tensão Direta (ex.: 1).

Estes códigos permitem rastreabilidade e seleção de graus de desempenho específicos.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Equipamentos de Telecomunicações:Indicadores de status e retroiluminação para teclas ou displays em telefones, máquinas de fax e roteadores.
• Eletrônicos de Consumo:Indicadores de energia, mudo ou conectividade em equipamentos de áudio/vídeo, computadores e periféricos.
• Controles Industriais:Indicadores de painel para status de máquinas, alertas de falha ou modos operacionais.
• Aplicações com Guia de Luz:O amplo ângulo de visão e o acoplamento otimizado tornam-no ideal para uso com guias de luz moldadas para transferir luz da PCB para um painel frontal ou display.
• Indicação de Uso Geral:Qualquer aplicação que requeira um indicador visual brilhante, confiável e de baixo consumo.

8.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Sempre use um resistor em série ou um driver de corrente constante para limitar a corrente direta a um valor seguro, tipicamente 20mA para brilho padrão, não excedendo o máximo absoluto de 50mA.
• Gerenciamento Térmico:Em ambientes de alta temperatura ambiente ou ao operar com correntes mais altas, garanta cobre adequado na PCB ou outra dissipação de calor para manter a temperatura da junção dentro dos limites, consultando a curva de derating.
• Proteção contra ESD:Embora classificado para 2000V HBM, precauções padrão de manuseio contra ESD devem ser observadas durante a montagem e o manuseio.
• Projeto Óptico:Para aplicações com guia de luz, considere o diagrama de radiação do LED e o design do ponto de entrada da guia de luz para maximizar a eficiência de acoplamento.

9. Confiabilidade e Garantia de Qualidade

O produto passa por uma série abrangente de testes de confiabilidade conduzidos com um nível de confiança de 90% e um LTPD de 10%. Itens e condições de teste incluem:

• Resistência à Soldagem por Reflow:260°C ±5°C por no mínimo 10 segundos.
• Ciclagem de Temperatura:300 ciclos entre -40°C e +100°C.
• Choque Térmico:300 ciclos entre -10°C e +100°C.
• Armazenamento em Alta e Baixa Temperatura:1000 horas a +100°C e -40°C, respectivamente.
• Vida Útil em Operação CC:1000 horas a 20mA, 25°C.
• Alta Temperatura/Alta Umidade (85/85):1000 horas a 85°C e 85% de umidade relativa.

Estes testes validam a robustez do dispositivo sob tensões ambientais e operacionais típicas encontradas em produtos eletrônicos.

10. Comparação e Diferenciação Técnica

Este LED P-LCC-2 se diferencia em várias áreas-chave relevantes para aplicações de indicação. Comparado a LEDs chip mais simples, o pacote P-LCC moldado oferece proteção mecânica superior, manuseio mais fácil para máquinas pick-and-place e uma interface óptica mais consistente. O amplo ângulo de visão de 120 graus é uma vantagem significativa sobre LEDs de ângulo mais estreito quando a visibilidade fora do eixo é necessária. O uso do material semicondutor AlGaInP para o chip vermelho proporciona maior eficiência luminosa e melhor estabilidade térmica em comparação com tecnologias mais antigas como GaAsP, resultando em uma saída de luz vermelha mais brilhante e consistente. O sistema abrangente de binning para intensidade, comprimento de onda e tensão permite uma correspondência mais precisa de cor e brilho em produtos finais, o que é crítico para painéis com múltiplos indicadores ou aplicações estéticas.

11. Perguntas Frequentes (FAQs)

11.1 Qual é a corrente de operação recomendada?

A condição de teste padrão e a corrente de aplicação típica é de 20mA. Isso proporciona um bom equilíbrio entre brilho e eficiência. O dispositivo pode ser operado até seu máximo absoluto de 50mA, mas isso gerará mais calor e reduzirá a confiabilidade a longo prazo, a menos que um gerenciamento térmico adequado seja implementado.

11.2 Como interpretar os códigos de binning no rótulo?

O código CAT (ex.: V1) indica a faixa de intensidade luminosa. O código HUE (ex.: FF1) indica a faixa de comprimento de onda dominante, controlando o tom exato do vermelho. O código REF (ex.: 1) indica a faixa de tensão direta. Para um desempenho consistente em várias unidades em uma montagem, especifique ou solicite componentes dos mesmos códigos de bin.

11.3 Posso usar este LED sem um resistor limitador de corrente?

No.LEDs são dispositivos acionados por corrente. Conectar um diretamente a uma fonte de tensão fará com que uma corrente excessiva flua, potencialmente destruindo o LED instantaneamente. Um resistor em série ou um circuito ativo de corrente constante é obrigatório.

11.4 Este LED é adequado para uso externo?

A faixa de temperatura de operação se estende de -40°C a +85°C, o que cobre muitas condições externas. No entanto, a exposição prolongada direta à luz solar UV e às intempéries (chuva, umidade) não é especificada. Para uso externo, o LED deve ser colocado atrás de uma lente ou capa protetora, e toda a montagem deve ser adequadamente selada e classificada para exposição ambiental.

12. Estudo de Caso Prático de Projeto

Cenário:Projetando um painel de indicadores de status para um switch de rede com 24 portas, cada uma exigindo um LED vermelho de link/atividade. Os LEDs devem ser visíveis de um amplo ângulo, consistentes em cor e brilho, e o projeto deve ser energeticamente eficiente.

Implementação:

1. Seleção do Componente:Este LED vermelho brilhante P-LCC-2 foi escolhido por seu amplo ângulo de visão de 120°, baixa corrente de acionamento de 20mA e disponibilidade em bins de desempenho restritos.
2. Projeto do Circuito:Cada LED é acionado por um pino GPIO de um microcontrolador via um resistor de 100Ω em série (calculado para uma fonte de 3,3V e uma V_Ftípica de 2,0V, resultando em ~13mA). Isso está abaixo do ponto de teste de 20mA, mas fornece brilho amplo enquanto economiza energia.
3. Layout da PCB:Os LEDs são dispostos em uma grade. O footprint de PCB recomendado na ficha técnica é usado. Uma pequena área de exclusão sob o LED é mantida para evitar a ascensão da solda.
4. Projeto Óptico:Uma matriz de guia de luz moldada sob medida é projetada para canalizar a luz de cada LED SMD na PCB para janelas transparentes individuais no painel frontal. O amplo ângulo de visão do LED garante um acoplamento eficiente na guia de luz.
5. Binning:Para garantir uma aparência uniforme, LEDs de um único bin de intensidade luminosa (ex.: U2) e um único bin de comprimento de onda dominante (ex.: FF1) são especificados na ordem de compra.
6. Consideração Térmica:Com 24 LEDs potencialmente ligados simultaneamente, a potência total é baixa (~0,75W). Nenhum gerenciamento térmico especial é necessário na PCB.

Este caso destaca como as especificações do LED informam e permitem diretamente um projeto bem-sucedido e fabricável.

13. Princípio de Funcionamento

Este LED é um dispositivo fotônico semicondutor. Seu núcleo é um chip fabricado a partir de camadas epitaxiais de Fosfeto de Alumínio Gálio Índio (AlGaInP) crescidas em um substrato. Quando uma tensão direta que excede o limiar de condução do diodo (aproximadamente 1,8V) é aplicada, elétrons e lacunas são injetados através da junção p-n. Esses portadores de carga se recombinam dentro da região ativa do semicondutor, liberando energia na forma de fótons. A composição específica da liga AlGaInP determina a energia da banda proibida, que dita diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, vermelho brilhante em torno de 632 nm. A luz gerada é então extraída através da superfície do chip, moldada e direcionada pelo refletor interno e pela lente de epóxi transparente do pacote P-LCC para alcançar o amplo ângulo de visão desejado.

14. Tendências Tecnológicas

O mercado de LEDs indicadores continua a evoluir. As tendências gerais incluem a busca por eficácia luminosa ainda maior (mais saída de luz por watt de entrada elétrica), permitindo indicadores mais brilhantes com correntes mais baixas para melhor eficiência energética em dispositivos portáteis e IoT. Há também uma tendência para a miniaturização, com pacotes menores que o P-LCC-2 tornando-se comuns para aplicações com restrições de espaço. A confiabilidade aprimorada sob perfis de reflow de temperatura mais alta é outra área de foco, alinhando-se com processos avançados de montagem de PCB. Além disso, a integração de eletrônicos de controle, como drivers de corrente constante ou mesmo lógica simples, diretamente no pacote do LED ("LEDs inteligentes") é uma tendência crescente, simplificando o projeto de circuito para o usuário final. Embora este dispositivo específico represente uma tecnologia madura e confiável, esses desenvolvimentos contínuos em materiais, embalagem e integração moldam o cenário futuro dos componentes indicadores.