Ficha Técnica da Série 67-22 de LED Top View - Pacote P-LCC-4 - 2.0x1.25x1.1mm - 2.35V Máx. - 60mW - Vermelho/Amarelo - Português

1. Visão Geral do Produto

A série 67-22 representa uma família de diodos emissores de luz (LEDs) de montagem em superfície (SMD) e visão superior, projetados para aplicações de indicação e retroiluminação. Estes dispositivos utilizam um pacote compacto P-LCC-4 (Portador de Chip com Terminais Plásticos), oferecendo um equilíbrio entre desempenho, confiabilidade e facilidade de montagem em ambientes de produção automatizada.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens de projeto desta série incluem um ângulo de visão amplo de 120 graus, acoplamento de luz otimizado facilitado por um refletor interno e uma janela transparente incolor. Estas características tornam os LEDs particularmente adequados para aplicações com guias de luz (light pipes), onde a transmissão eficiente de luz e a iluminação uniforme são críticas. A baixa exigência de corrente direta (operação típica a 20mA) torna estes dispositivos ideais para aplicações sensíveis ao consumo de energia, como eletrônicos de consumo portáteis, equipamentos de telecomunicações e painéis de controle industrial. A série é compatível com processos de soldagem sem chumbo (Pb-free) e diretivas RoHS, alinhando-se com os padrões ambientais e de fabricação modernos.

1.2 Seleção de Dispositivos e Variantes

A série é oferecida em múltiplas cores emitidas, com esta ficha técnica detalhando dois tipos específicos de chip: R6 e Y2. O chip R6, baseado no material AlGaInP (Fosfeto de Alumínio, Gálio e Índio), produz uma luz vermelha brilhante. O chip Y2, também utilizando tecnologia AlGaInP, emite uma luz amarela brilhante. Ambas as variantes são encapsuladas em uma resina transparente, que não altera a cor inerente do chip, garantindo alta pureza de cor e intensidade luminosa.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva Detalhada

Esta seção fornece uma análise detalhada dos principais parâmetros elétricos, ópticos e térmicos que definem os limites operacionais e o desempenho do LED.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites além dos quais danos permanentes ao dispositivo podem ocorrer. Elas não são destinadas à operação normal.

• Tensão Reversa (V_R):5V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura da junção.
• Corrente Direta Contínua (I_F):25mA para R6 e Y2. Esta é a corrente DC máxima para operação confiável de longo prazo.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):60mA (ciclo de trabalho 1/10, 1kHz). Esta especificação permite pulsos curtos de corrente mais alta, úteis para multiplexação ou para alcançar brilho instantâneo mais elevado.
• Dissipação de Potência (P_d):60mW. Esta é a potência máxima que o pacote pode dissipar sem exceder seus limites térmicos, calculada como Tensão Direta (V_F) multiplicada pela Corrente Direta (I_F).
• Descarga Eletrostática (ESD):2000V (Modelo do Corpo Humano). Isto indica um nível moderado de proteção contra ESD; procedimentos de manuseio adequados ainda são recomendados.
• Temperatura de Operação & Armazenamento:-40°C a +85°C e -40°C a +95°C, respectivamente, garantindo funcionalidade em uma ampla gama de ambientes.

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

Estes são os parâmetros de desempenho típicos sob condições de teste especificadas, geralmente a 20mA de corrente direta.

• Intensidade Luminosa (I_V):A variante R6 (vermelho) tem um valor típico de 285 mcd (milicandelas), enquanto a Y2 (amarelo) também atinge 285 mcd. Os valores mínimos começam em 72 mcd, com a intensidade real fornecida determinada pelo código de bin (ver Seção 3). Uma tolerância de ±11% se aplica.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):120 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor de pico, confirmando o perfil de emissão de ângulo amplo.
• Comprimento de Onda de Pico & Dominante:Para R6: Pico (λ_p) é 632nm, Dominante (λ_d) varia de 621-631nm. Para Y2: Pico é 591nm, Dominante varia de 586-594nm. O comprimento de onda dominante é a percepção de cor de comprimento de onda único pelo olho humano.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):Aproximadamente 20nm para R6 e 15nm para Y2, indicando que a pureza espectral do chip amarelo é ligeiramente maior.
• Tensão Direta (V_F):Para R6: 1.75V a 2.35V. Para Y2: 1.8V a 2.4V (inferido das curvas). A V_Ftípica é menor para LEDs vermelhos de AlGaInP em comparação com algumas outras cores. Um resistor limitador de corrente é obrigatório em série para definir o ponto de operação.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo 10µA em V_R=5V, indicando boa qualidade da junção.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins. Este sistema permite que os projetistas selecionem componentes que atendam a requisitos específicos da aplicação.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Ambos os chips R6 e Y2 são agrupados nos mesmos bins de intensidade, rotulados Q1, Q2, R1, R2, S1, S2. A intensidade luminosa varia de um mínimo de 72-90 mcd (Q1) a um máximo de 225-285 mcd (S2). O código do bin (ex.: S2) seria marcado na embalagem, permitindo a seleção de um grau de brilho específico.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Este binning garante consistência de cor.

• R6 (Vermelho):Classificado em FF1 (621-626nm) e FF2 (626-631nm).
• Y2 (Amarelo):Classificado em DD1 (586-588nm), DD2 (588-590nm), DD3 (590-592nm) e DD4 (592-594nm).

Um bin de comprimento de onda mais restrito (ex.: DD1 vs DD4) fornece uma aparência de cor mais consistente entre múltiplos LEDs em um arranjo.

4. Análise das Curvas de Desempenho

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

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

As curvas mostram a relação exponencial típica de um diodo. A tensão direta para o chip R6 aumenta de ~1.8V para ~2.2V à medida que a corrente sobe de 1mA para 30mA. O chip Y2 mostra uma faixa de tensão ligeiramente maior. Esta curva é essencial para projetar o circuito de acionamento e calcular a dissipação de potência.

4.2 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

A intensidade luminosa aumenta de forma sublinear com a corrente. Para ambos os tipos, a intensidade aumenta acentuadamente em baixas correntes, mas a taxa de aumento diminui acima de ~20-30mA, indicando eficiência reduzida em níveis de acionamento mais altos. Operar na ou abaixo da corrente recomendada de 20mA fornece um bom equilíbrio entre brilho e eficiência.

4.3 Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

A saída luminosa diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. A saída pode cair aproximadamente 20-25% quando a temperatura sobe de 25°C para 85°C. Este derating térmico deve ser considerado em projetos onde altas temperaturas ambientes são esperadas, potencialmente exigindo uma corrente de acionamento menor ou gerenciamento térmico.

4.4 Curva de Derating da Corrente Direta

Este gráfico define a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura ambiente. À medida que a temperatura aumenta, a corrente máxima permitida diminui para evitar superaquecimento. Por exemplo, a 85°C, a corrente máxima é significativamente menor do que a especificação de 25mA a 25°C.

4.5 Distribuição Espectral

Os gráficos exibem a potência radiante relativa versus comprimento de onda. O espectro R6 está centrado em torno de 632nm com uma largura de banda mais ampla. O espectro Y2 está centrado em torno de 591nm e é mais estreito, confirmando os dados da tabela.

4.6 Diagrama de Radiação (Gráfico Polar)

Os gráficos polares confirmam visualmente o ângulo de visão de 120 graus. O padrão de intensidade é aproximadamente Lambertiano (distribuição cosseno), o que é comum para LEDs com pacote planar sem cúpula e com refletor interno.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Pacote

O pacote P-LCC-4 tem uma pegada compacta. As dimensões principais (em mm) são: Comprimento: 2.0, Largura: 1.25, Altura: 1.1. O espaçamento dos terminais é de 1.0mm. Uma tolerância de ±0.1mm se aplica, salvo indicação em contrário. Desenhos detalhados com todas as dimensões críticas são fornecidos na ficha técnica para o projeto do padrão de solda na PCB.

5.2 Identificação de Polaridade

O pacote possui um identificador de cátodo. Normalmente, este é um entalhe, um ponto verde ou um canto chanfrado no corpo do componente. A serigrafia do footprint na PCB deve marcar claramente o pino do cátodo para evitar colocação incorreta.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldagem por Refluxo

Os LEDs são adequados para soldagem por refluxo a vapor ou infravermelho. O perfil recomendado inclui: Pré-aquecimento a 150-200°C por 60-120 segundos, um tempo acima do líquido (217°C) de 60-150 segundos, com uma temperatura de pico não excedendo 260°C por no máximo 10 segundos. A taxa de resfriamento deve ser controlada.

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 deve ser limitado a 3 segundos ou menos por terminal para evitar danos térmicos ao pacote plástico e ao chip semicondutor.

6.3 Armazenamento e Sensibilidade à Umidade

Os componentes são embalados em um saco resistente à umidade com dessecante. Antes de abrir, devem ser armazenados a ≤30°C e ≤90% UR. Após abrir o saco, a "vida útil no chão de fábrica" (tempo que os componentes podem ser expostos às condições ambientais da fábrica) é de 168 horas a ≤30°C e ≤60% UR. Peças não utilizadas devem ser reembaladas com dessecante ou armazenadas em um armário seco.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Especificações da Fita e Carretel

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora embutida de 8mm de largura para compatibilidade com equipamentos automáticos de pick-and-place. As dimensões do carretel são padronizadas. Cada carretel contém 2000 peças. As dimensões da fita transportadora (tamanho do bolso, passo) são especificadas para garantir a alimentação adequada nas máquinas de colocação.

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo do carretel contém códigos para Classificação de Intensidade Luminosa (CAT), Classificação de Comprimento de Onda Dominante (HUE) e Classificação de Tensão Direta (REF). Estes códigos correspondem diretamente às informações de binning nas Seções 3.1 e 3.2, permitindo rastreabilidade e seleção precisa.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Equipamentos de Telecomunicações:Indicadores de status, retroiluminação de teclado e luzes de espera de mensagem em telefones, máquinas de fax e modems.
• Eletrônicos de Consumo:Indicadores de energia, bateria e função em dispositivos portáteis, equipamentos de áudio/vídeo e eletrodomésticos.
• Industrial & Automotivo:Indicadores de painel, iluminação de interruptores e sinalização de falhas onde o ângulo de visão amplo é benéfico.
• Aplicações com Guias de Luz:O refletor interno e o ângulo amplo tornam esta série uma excelente escolha para acoplar luz em guias de luz de acrílico ou policarbonato para indicar status remotamente ou retroiluminar símbolos.

8.2 Considerações Críticas de Projeto

• Limitação de Corrente:Um resistor externo em série éabsolutamente obrigatório. A característica I-V exponencial do LED significa que um pequeno aumento na tensão de alimentação pode causar um grande e destrutivo aumento na corrente. O valor do resistor é calculado como R = (V_{alimentação}- V_F) / I_F.
• Gerenciamento Térmico:Aderir às curvas de dissipação de potência e derating de corrente. Garanta área de cobre adequada na PCB ou vias térmicas se operar em altas temperaturas ambientes ou próximo das especificações máximas.
• Precauções contra ESD:Use controles ESD padrão durante o manuseio e montagem.
• Projeto Óptico:Para guias de luz, considere o padrão de radiação do LED e a eficiência de acoplamento. O ângulo de visão amplo é vantajoso para capturar mais luz no guia.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

A série 67-22 se diferencia através de sua combinação específica de atributos de pacote e desempenho. Comparada a LEDs de chip menores (ex.: 0402), oferece maior saída de luz e melhor ângulo de visão. Comparada a LEDs com lente em cúpula, o pacote P-LCC de topo plano fornece um feixe mais direcional adequado para acoplamento em guias de luz e um perfil mais baixo. O uso da tecnologia AlGaInP para vermelho e amarelo fornece maior eficiência e melhor saturação de cor em comparação com tecnologias mais antigas como GaAsP. O refletor interno é uma característica-chave não encontrada em todos os LEDs SMD, especificamente aprimorando o desempenho em aplicações com guias de luz.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

10.1 Por que um resistor em série é necessário?

LEDs são dispositivos acionados por corrente, não por tensão. Sua tensão direta tem uma tolerância e um coeficiente de temperatura negativo (diminui à medida que a temperatura sobe). Uma fonte de tensão fixa sem um limitador de corrente levaria à fuga térmica e falha. O resistor fornece um método simples e linear para definir a corrente de operação.

10.2 Posso alimentar o LED com uma fonte de 3.3V?

Sim. Por exemplo, com um LED vermelho (R6) tendo uma V_Ftípica de 2.0V a 20mA, o resistor em série necessário seria R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ohms. Um resistor padrão de 68 Ohm seria adequado, resultando em uma corrente de aproximadamente 19.1mA.

10.3 O que o "binning" significa para o meu projeto?

Se sua aplicação requer aparência uniforme (ex.: múltiplos LEDs em uma fileira), você deve especificar um bin de comprimento de onda restrito (ex.: apenas DD2) e um bin de intensidade específico (ex.: R2 ou superior). Para aplicações menos críticas, uma seleção de bin mais ampla pode ser aceitável e mais econômica.

10.4 Como interpretar o diagrama de radiação?

O diagrama mostra a intensidade da luz em função do ângulo. Os pontos de 0.5 (50%) na curva correspondem aos pontos de ±60° a partir do eixo central, definindo o ângulo de visão de 120°. A forma informa como a luz é distribuída; uma curva mais suave e ampla é melhor para iluminação de área ampla.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Caso: Projetando um Painel de Indicadores de Status com Guias de Luz.Um painel de controle requer quatro indicadores de status (Energia, Ativo, Aviso, Falha) para serem visíveis de um ângulo amplo. O espaço atrás do painel é limitado. O projetista seleciona a série 67-22 pelo seu ângulo de visão amplo e refletor interno. LEDs vermelhos (R6, bin S2 para alto brilho) são escolhidos para Aviso e Falha. LEDs amarelos (Y2, bin R1) são escolhidos para Ativo. Uma variante verde (da família da série) é escolhida para Energia. Os LEDs são montados em uma PCB diretamente atrás do painel. Guias de luz de acrílico são posicionadas sobre cada LED para canalizar a luz para os recortes no painel frontal. O refletor interno do LED acopla eficientemente a luz na entrada do guia. Um pino GPIO de um microcontrolador, através de um resistor de 100Ω em série por LED (para uma alimentação de 5V), aciona cada indicador. O ângulo de visão amplo garante que os indicadores sejam visíveis mesmo quando o operador não está diretamente em frente ao painel.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz através da eletroluminescência. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, elétrons do material tipo n se recombinam com lacunas do material tipo p na região ativa. Esta recombinação libera energia na forma de fótons (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz emitida é determinado pela energia da banda proibida do material semicondutor utilizado. A série 67-22 utiliza AlGaInP (Fosfeto de Alumínio, Gálio e Índio) para seus chips vermelho e amarelo, um sistema de material conhecido por alta eficiência na faixa espectral do vermelho ao amarelo. O pacote P-LCC protege o frágil chip semicondutor, fornece conexões elétricas via quatro terminais e incorpora uma resina epóxi transparente que atua como lente e vedação ambiental. O refletor interno, tipicamente uma característica de plástico moldado com um revestimento refletivo, ajuda a redirecionar a luz emitida lateralmente para a direção de visão superior, aumentando a intensidade luminosa efetiva e moldando o padrão de radiação.

13. Tendências de Desenvolvimento

A tendência geral em LEDs SMD do tipo indicador continua em direção a várias áreas-chave:Aumento da Eficiência:Melhorias contínuas em materiais e crescimento epitaxial resultam em maior eficácia luminosa (mais saída de luz por watt elétrico), permitindo menor consumo de energia ou maior brilho na mesma corrente.Miniaturização:Embora o P-LCC-4 seja um pacote padrão, há demanda por pegadas ainda menores (ex.: 0402, 0201) para dispositivos portáteis com espaço restrito, embora muitas vezes à custa da saída de luz máxima.Confiabilidade e Robustez Aprimoradas:Melhorias em materiais de embalagem (epóxi, revestimento do quadro de terminais) visam aumentar a resistência a ciclos térmicos, umidade e ambientes contendo enxofre.Integração:Algumas tendências incluem integrar resistores limitadores de corrente ou diodos de proteção dentro do pacote do LED para simplificar o projeto do circuito e economizar espaço na placa.Consistência de Cor e Binning:Os processos de fabricação são continuamente refinados para produzir distribuições de comprimento de onda e intensidade mais restritas, reduzindo a necessidade de binning extensivo e melhorando a uniformidade visual em aplicações com múltiplos LEDs. As vantagens principais da série 67-22—seu tamanho de pacote equilibrado, boa saída e características especializadas como o refletor interno—garantem sua relevância em aplicações onde estes atributos específicos são valorizados em detrimento da miniaturização extrema ou da ultra-alta potência.