Ficha Técnica da Série 67-21 de LED Top View - Pacote 2.0x1.25x1.1mm - Tensão Direta 1.75-2.35V - Cor Laranja Brilhante - 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 apresenta uma cor laranja brilhante emitida por um chip de AlGaInP. O dispositivo é encapsulado em um pacote P-LCC-2 compacto com corpo branco e janela incolor transparente, o que contribui para suas características de ângulo de visão amplo. Um recurso de design fundamental é o inter-refletor integrado dentro do pacote, que otimiza a eficiência de acoplamento de luz. Isso torna o LED particularmente adequado para uso com tubos de luz, um requisito comum no design moderno de dispositivos eletrônicos. A baixa exigência de corrente direta aumenta ainda mais seu apelo para equipamentos portáteis alimentados por bateria ou sensíveis ao consumo de energia.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens desta série de LED incluem sua adequação para processos de montagem automatizados, compatibilidade com técnicas de soldagem comuns (refluxo por fase de vapor, infravermelho e soldagem por onda) e sua disponibilidade em fita e carretel para produção em alto volume. É um produto livre de chumbo em conformidade com as diretrizes RoHS. Os mercados-alvo são diversos, abrangendo interiores automotivos (ex.: retroiluminação de painéis de instrumentos e interruptores), equipamentos de telecomunicações (ex.: indicadores em telefones e máquinas de fax), iluminação geral de interruptores e símbolos, retroiluminação plana para LCDs e aplicações de indicador de uso geral onde é necessária uma saída de luz confiável e consistente.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

O desempenho do LED é definido por um conjunto abrangente de parâmetros elétricos, ópticos e térmicos medidos em condições padrão (Ta=25°C).

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Elas não se destinam à operação contínua. Os limites principais incluem uma tensão reversa (V_R) de 12V, uma corrente direta contínua (I_F) de 25mA e uma corrente direta de pico (I_FP) de 60mA em condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10 a 1kHz). A dissipação máxima de potência (P_d) é de 60mW. O dispositivo é classificado para operação de -40°C a +85°C e pode suportar uma descarga eletrostática (ESD) de 2000V (Modelo do Corpo Humano). Os perfis de temperatura de soldagem são críticos: soldagem por refluxo a 260°C por no máximo 10 segundos, ou soldagem manual a 350°C por no máximo 3 segundos.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Sob uma corrente de teste padrão de 20mA, o dispositivo apresenta desempenho típico. A intensidade luminosa (I_V) varia de um mínimo de 90 mcd a um máximo de 225 mcd. O ângulo de visão (2θ_1/2), definido como o ângulo onde a intensidade cai para metade do seu valor de pico, é tipicamente de 120 graus, confirmando sua emissão de ângulo amplo. O comprimento de onda dominante (λ_d), que define a cor percebida, é especificado entre 600,5 nm e 612,5 nm para esta variante laranja brilhante, com um comprimento de onda de pico típico (λ_p) em torno de 611 nm. A largura de banda espectral (Δλ) é de aproximadamente 15 nm. A tensão direta (V_F) a 20mA varia de 1,75V a 2,35V, enquanto a corrente reversa (I_R) a 12V é de no máximo 10 μA.

3. Explicação do Sistema de Binagem

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

3.1 Binagem por Comprimento de Onda Dominante

O comprimento de onda dominante é categorizado em quatro grupos (Códigos de Bin D8, D9, D10, D11). Cada bin cobre uma faixa de 3nm, de D8 (600,5-603,5nm) a D11 (609,5-612,5nm). Uma tolerância de ±1nm é aplicada.

3.2 Binagem por Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é classificada em quatro bins: Q2 (90-112 mcd), R1 (112-140 mcd), R2 (140-180 mcd) e S1 (180-225 mcd). Uma tolerância de ±11% é observada para a intensidade.

3.3 Binagem por Tensão Direta

A tensão direta é dividida em três bins: 0 (1,75-1,95V), 1 (1,95-2,15V) e 2 (2,15-2,35V), com uma tolerância de 0,1V.

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. Temperatura Ambiente

A curva mostra que a intensidade luminosa é altamente dependente da temperatura da junção. A intensidade é normalizada para 100% a 25°C. À medida que a temperatura ambiente aumenta, a intensidade diminui. Por outro lado, em temperaturas mais baixas, a intensidade aumenta. Este efeito de extinção térmica é típico de fontes de luz semicondutoras e deve ser considerado no projeto de gerenciamento térmico, especialmente em ambientes de alta temperatura.

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

Este gráfico descreve a relação não linear entre corrente e tensão. A tensão direta aumenta com a corrente. Os projetistas usam esta curva para selecionar resistores limitadores de corrente apropriados para alcançar o brilho desejado, mantendo-se dentro dos limites elétricos do dispositivo.

4.3 Distribuição Espectral

A curva de distribuição de potência espectral mostra um único pico centrado em torno de 611 nm, o que é característico dos LEDs laranja baseados em AlGaInP. A largura de banda estreita (aproximadamente 15nm FWHM) indica boa pureza de cor.

4.4 Padrão de Radiação

O diagrama polar ilustra a distribuição espacial da luz. O padrão é aproximadamente Lambertiano, confirmando o amplo ângulo de visão de 120 graus. Este perfil de emissão uniforme é benéfico para aplicações de tubo de luz e iluminação de área ampla.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Pacote

O LED possui uma pegada compacta. As dimensões gerais do pacote são 2,0mm de comprimento, 1,25mm de largura e 1,1mm de altura. A lente (janela) tem um diâmetro de 1,1mm. Os terminais do ânodo e cátodo são claramente definidos, com um padrão de solda recomendado fornecido para o projeto da PCB. Todas as tolerâncias não especificadas são de ±0,1mm.

5.2 Identificação da Polaridade

O cátodo é marcado por um entalhe ou um chanfro em um canto do pacote. A orientação correta da polaridade é crucial durante a montagem para garantir o funcionamento adequado.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O dispositivo é compatível com processos SMT padrão. Para soldagem por refluxo, uma temperatura de pico de 260°C não deve ser excedida por mais de 10 segundos. Para soldagem manual, a temperatura da ponta do ferro deve ser limitada a 350°C com um tempo de contato máximo de 3 segundos por terminal. Esses limites previnem danos térmicos ao pacote plástico e ao chip interno e às ligações de fio.

7. Informações de Embalagem e Pedido

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora de 8mm, com 2000 peças por carretel. As dimensões do carretel são padronizadas para máquinas de pick-and-place automatizadas. A embalagem inclui medidas à prova de umidade: os componentes são selados em um saco à prova de umidade de alumínio com um dessecante e um cartão indicador de umidade para proteger contra a absorção de umidade, que pode causar "popcorning" durante o refluxo.

7.1 Explicação do Rótulo

O rótulo do carretel contém informações críticas: Número da Peça (PN), Número da Peça do Cliente (CPN), quantidade (QTY), número do lote (LOT NO) e os códigos de bin específicos para Intensidade Luminosa (CAT), Comprimento de Onda Dominante (HUE) e Tensão Direta (REF). Isso permite rastreabilidade precisa e garante que o grau correto do componente seja usado na produção.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Iluminação Interna Automotiva:Ideal para retroiluminação de ícones de painel, botões e interruptores devido à sua confiabilidade em uma ampla faixa de temperatura (-40°C a +85°C).
• Eletrônicos de Consumo:Perfeito para indicadores de status em roteadores, modems, carregadores e equipamentos de áudio. O amplo ângulo de visão garante visibilidade de vários ângulos.
• Aplicações com Tubo de Luz:O acoplamento de luz otimizado do inter-refletor o torna uma excelente escolha para guiar a luz através de tubos de luz plásticos para painéis frontais ou displays.
• Painéis de Controle Industrial:Adequado para indicadores de status de máquinas onde sinalização clara e brilhante é necessária.

8.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Sempre use um resistor em série para limitar a corrente direta. Calcule o valor do resistor com base na tensão de alimentação (V_CC), na tensão direta do LED (V_Fdo bin escolhido) e na corrente de operação desejada (I_F, não excedendo 25mA contínuos).
• Gerenciamento Térmico:Embora a dissipação de potência seja baixa, a operação contínua em altas temperaturas ambientes ou altas correntes reduzirá a saída de luz e potencialmente encurtará a vida útil. Garanta área de cobre adequada na PCB ou ventilação, se necessário.
• Proteção contra ESD:Embora classificado para 2000V HBM, as precauções padrão de manuseio ESD devem ser observadas durante a montagem e o manuseio.
• Projeto Óptico:Para aplicações com tubo de luz, a distância e o alinhamento entre o LED e a entrada do tubo de luz são críticos para maximizar a eficiência de acoplamento.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado a pacotes de LED mais simples, a série 67-21 oferece vantagens distintas. O pacote P-LCC-2 com inter-refletor fornece extração de luz superior e um padrão de radiação mais controlado do que os LEDs de chip básicos. O amplo ângulo de visão de 120 graus é maior do que muitos LEDs side-view ou top-view de ângulo estreito, oferecendo maior flexibilidade de design. Sua compatibilidade com todos os principais processos de soldagem e embalagem em fita e carretel o torna uma escolha amigável para produção em comparação com dispositivos que requerem manuseio especial.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

10.1 Qual valor de resistor devo usar com uma fonte de 5V?

Usando a tensão direta máxima (V_{F_max}= 2,35V) para garantir corrente suficiente em todas as condições, e visando uma corrente de operação segura de 20mA, o cálculo é: R = (V_CC- V_F) / I_F= (5V - 2,35V) / 0,020A = 132,5Ω. Um resistor padrão de 130Ω ou 150Ω seria apropriado. Sempre verifique o brilho com o bin V_Freal de seus componentes.

10.2 Por que a intensidade luminosa diminui em alta temperatura?

Isso se deve à física fundamental da emissão de luz em semicondutores. À medida que a temperatura da junção aumenta, os processos de recombinação não radiativa (que geram calor em vez de luz) aumentam, e a eficiência do processo de recombinação radiativa diminui. Este fenômeno, conhecido como extinção térmica, é característico de todos os LEDs e está documentado nas curvas de desempenho.

10.3 Posso acionar este LED com um sinal PWM para dimerização?

Sim, a modulação por largura de pulso (PWM) é um método eficaz para dimerizar LEDs. Envolve ligar e desligar o LED em uma frequência alta o suficiente para ser imperceptível ao olho humano (tipicamente >100Hz). O brilho percebido é proporcional ao ciclo de trabalho. Este método é preferido em relação à dimerização analógica por corrente, pois mantém a cromaticidade da cor consistente em todos os níveis de brilho.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Caso: Projetando um Indicador de Status para um Dispositivo Portátil

Um projetista está criando uma ferramenta portátil alimentada por bateria. Um indicador de status brilhante e inequívoco (ex.: "ligado" ou "carregando") é necessário. A série 67-21 é selecionada por sua baixa exigência de corrente (estendendo a vida da bateria), amplo ângulo de visão (visível de qualquer ângulo de manuseio) e pequena pegada. O projetista escolhe uma corrente de acionamento de 15mA (abaixo da condição de teste de 20mA) para conservar ainda mais energia, consultando as curvas I-V e de intensidade para prever o brilho resultante. Um tubo de luz é projetado para canalizar a luz do LED montado na PCB principal para uma pequena janela na carcaça robusta do dispositivo. A cor laranja brilhante é escolhida por seu alto contraste e visibilidade clara. A lista de materiais (BOM) especifica os códigos de bin necessários (ex.: HUE: D10, CAT: R1) para garantir consistência de cor e brilho em todas as unidades fabricadas.

12. Introdução ao Princípio de Operação

A emissão de luz neste LED é baseada no princípio da eletroluminescência em um material semicondutor. A região ativa é composta de Fosfeto de Alumínio Gálio Índio (AlGaInP). Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, elétrons da região tipo n e lacunas da região tipo p são injetados na região ativa. Quando esses portadores de carga se recombinam, eles liberam energia na forma de fótons. A composição específica da liga AlGaInP determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, no espectro laranja (~611 nm). O pacote de resina epóxi incolor transparente atua como uma lente, moldando a saída de luz e fornecendo proteção ambiental.

13. Tendências e Desenvolvimentos da Indústria

A tendência em LEDs indicadores continua em direção a maior eficiência, pacotes menores e maior integração. Embora LEDs discretos como a série 67-21 permaneçam vitais para flexibilidade, há um uso crescente de módulos de LED integrados com drivers e controladores embutidos. Além disso, avanços em ciência dos materiais podem levar a emissores laranja e vermelho mais eficientes com melhor desempenho em altas temperaturas. A demanda por indicadores confiáveis e de longa vida em aplicações automotivas e industriais garante a relevância de componentes robustos e bem caracterizados como esta série. A ênfase na montagem automatizada e na rastreabilidade da cadeia de suprimentos (evidente na detalhada binagem e rotulagem) reflete tendências mais amplas de manufatura.