Ficha Técnica de LED SMD Laranja - Altura 0,55mm - Tensão Direta Típica 1,8V - Dissipação de Potência 75mW - Documentação Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED Laranja de alto desempenho para montagem em superfície. O dispositivo é caracterizado pelo seu perfil excepcionalmente baixo, tornando-o adequado para aplicações onde o espaço vertical é uma restrição crítica. O LED utiliza um material semicondutor de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio), conhecido por proporcionar alta eficiência luminosa e excelente pureza de cor no espectro laranja-avermelhado. Como um produto compatível com RoHS e ecológico, adere aos padrões ambientais contemporâneos. O componente é fornecido em fita padrão da indústria de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, facilitando a compatibilidade com equipamentos de montagem automática de pick-and-place de alta velocidade e processos de soldagem por refluxo infravermelho.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

Todos os parâmetros são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C, salvo indicação em contrário. Compreender estes parâmetros é crucial para um projeto de circuito confiável e previsão de desempenho.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob ou nestes limites não é garantida e deve ser evitada para confiabilidade de longo prazo.

• Dissipação de Potência (Pd):75 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o pacote do LED pode dissipar como calor. Exceder este limite arrisca dano térmico à junção semicondutora e à lente de epóxi.
• Corrente Direta Contínua (IF):30 mA. A máxima corrente direta contínua que pode ser aplicada.
• Corrente Direta de Pico:80 mA. Isto é permitido apenas sob condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 1/10 e uma largura de pulso de 0,1ms. É útil para flashes breves e de alta intensidade.
• Tensão Reversa (VR):5 V. Aplicar uma tensão reversa além desta especificação pode causar falha imediata e catastrófica da junção do LED.
• Faixa de Temperatura de Operação:-30°C a +85°C. A faixa de temperatura ambiente na qual o dispositivo foi projetado para funcionar.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +85°C.
• Condição de Soldagem por Infravermelho:Suporta 260°C por 10 segundos, o que é típico para perfis de soldagem por refluxo sem chumbo (Pb-free).

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros definem a saída de luz e o comportamento elétrico sob condições normais de operação (tipicamente em IF = 2 mA).

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de um mínimo de 2,80 mcd a um máximo de 18,00 mcd. O valor real depende do código de bin específico (ver Seção 3). A intensidade é medida usando um sensor filtrado para corresponder à curva de resposta do olho humano fotópico (CIE).
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):130 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor medido no eixo (0 graus). Um ângulo de visão amplo como este proporciona um padrão de iluminação difuso e amplo, adequado para indicadores de status e retroiluminação.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):611,0 nm. Este é o comprimento de onda no qual a potência espectral de saída está no seu máximo.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):605,0 nm. Este é um parâmetro colorimétrico derivado do diagrama de cromaticidade CIE. Representa o comprimento de onda único que melhor descreve a cor percebida da luz. É o parâmetro mais relevante para especificação de cor.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):17 nm. Isto indica a pureza espectral. Um valor menor significa uma luz mais monocromática (cor pura). 17 nm é típico para LEDs AlInGaP na faixa laranja.
• Tensão Direta (V_F):Tipicamente 1,80V, com uma faixa de 1,60V a 2,20V a 2 mA. Esta baixa tensão direta é uma vantagem chave da tecnologia AlInGaP e contribui para maior eficiência.
• Corrente Reversa (I_R):10 μA máximo quando um viés reverso de 5V é aplicado.

3. Explicação do Sistema de Binning

Devido a variações inerentes na fabricação de semicondutores, os LEDs são classificados em bins de desempenho. Este sistema permite que os projetistas selecionem componentes que atendam a requisitos de tolerância específicos para sua aplicação.

3.1 Binning de Tensão Direta

As unidades estão em Volts (V) medidos em IF = 2 mA. A tolerância dentro de cada bin é de ±0,1V.

• D1:1,60V (Mín) a 1,80V (Máx)
• D2:1,80V (Mín) a 2,00V (Máx)
• D3:2,00V (Mín) a 2,20V (Máx)

Selecionar um bin de tensão mais restrito (ex., apenas D1) pode ser importante para aplicações alimentadas diretamente por uma bateria de baixa tensão para garantir brilho consistente à medida que a bateria descarrega, ou em arranjos de LEDs em paralelo para garantir o compartilhamento de corrente.

3.2 Binning de Intensidade Luminosa

As unidades estão em milicandelas (mcd) medidos em IF = 2 mA. A tolerância dentro de cada bin é de ±15%.

• H:2,80 mcd (Mín) a 4,50 mcd (Máx)
• J:4,50 mcd (Mín) a 7,10 mcd (Máx)
• K:7,10 mcd (Mín) a 11,20 mcd (Máx)
• L:11,20 mcd (Mín) a 18,00 mcd (Máx)

Este binning é crítico para aplicações que requerem brilho uniforme entre múltiplos LEDs, como em displays multi-segmento ou painéis de retroiluminação.

3.3 Binning de Comprimento de Onda Dominante

As unidades estão em nanômetros (nm) medidos em IF = 2 mA. A tolerância para cada bin é de ±1 nm.

• N:597,0 nm (Mín) a 600,0 nm (Máx) – Âmbar-Laranja
• P:600,0 nm (Mín) a 603,0 nm (Máx) – Laranja
• Q:603,0 nm (Mín) a 606,0 nm (Máx) – Laranja
• R:606,0 nm (Mín) a 609,0 nm (Máx) – Laranja-Vermelho
• S:609,0 nm (Mín) a 612,0 nm (Máx) – Vermelho-Laranja

Isto permite uma correspondência de cor precisa, que é essencial em aplicações como sinais de trânsito, iluminação automotiva ou iluminação decorativa onde um tom específico é exigido.

4. Análise de Curvas de Desempenho

Embora gráficos específicos sejam referenciados na ficha técnica, suas implicações são padrão. A curva de corrente direta (I_F) vs. tensão direta (V_F) é exponencial. A intensidade luminosa (I_V) é aproximadamente linear com a corrente na faixa normal de operação, mas saturará em correntes muito altas devido a efeitos térmicos e queda de eficiência. O comprimento de onda dominante tem um leve coeficiente de temperatura negativo, o que significa que a cor pode deslocar-se ligeiramente para comprimentos de onda mais longos (desvio para o vermelho) à medida que a temperatura da junção aumenta. Dissipação de calor adequada e gerenciamento de corrente são necessários para manter cor e saída de luz consistentes ao longo da vida útil do dispositivo.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Pacote e Polaridade

O dispositivo apresenta um footprint de pacote padrão da indústria EIA. O cátodo é tipicamente indicado por uma marcação verde no pacote ou um entalhe na lente. O perfil ultra-fino de 0,55mm é uma característica mecânica definidora. Desenhos dimensionados detalhados são fornecidos na ficha técnica para o projeto do padrão de solda na PCB.

5.2 Especificações da Fita e da Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora embutida de 8mm de largura selada com uma fita de cobertura superior, enrolada em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. A quantidade padrão por bobina é de 5.000 peças. A embalagem segue as especificações ANSI/EIA 481-1-A-1994. Este formato é otimizado para linhas de montagem automatizadas, garantindo manuseio e posicionamento eficientes.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

Um perfil de refluxo sugerido para processos sem chumbo é fornecido. Os parâmetros-chave incluem:

• Pré-aquecimento:150°C a 200°C.
• Tempo de Pré-aquecimento:Máximo de 120 segundos para permitir a ativação adequada do fluxo e estabilização da temperatura.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C.
• Tempo Acima do Líquidus:10 segundos no máximo (recomendado para uma junta de solda confiável).
• Número de Ciclos de Refluxo:Máximo de duas vezes.

O perfil é baseado em padrões JEDEC. É crucial caracterizar o perfil para o projeto específico da PCB, pasta de solda e forno utilizados na produção.

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, use um ferro com controle de temperatura ajustado para no máximo 300°C. Limite o tempo de contato a no máximo 3 segundos por pino. Aplique calor ao pino da PCB, não diretamente ao corpo do LED, para evitar choque térmico.

6.3 Limpeza

Se a limpeza pós-soldagem for necessária, use apenas solventes especificados. Imersão do LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto é aceitável. Não use limpeza ultrassônica ou limpadores químicos não especificados, pois podem danificar a lente de epóxi ou as ligações internas.

7. Armazenamento e Manuseio

O armazenamento adequado é vital para evitar a absorção de umidade, que pode causar "estouro" (rachadura do pacote) durante o refluxo.

• Pacote Selado:Armazene a ≤30°C e ≤90% UR. Use dentro de um ano da data de embalagem.
• Pacote Aberto:Para componentes removidos de sua bolsa à prova de umidade, o ambiente de armazenamento não deve exceder 30°C e 60% UR. É fortemente recomendado completar a soldagem por refluxo infravermelho dentro de 672 horas (28 dias) após a exposição.
• Armazenamento Prolongado (Aberto):Armazene em um recipiente selado com dessecante ou em um dessecador de nitrogênio.
• Secagem (Baking):Se os LEDs foram expostos por mais de 672 horas, eles devem ser secos a aproximadamente 60°C por pelo menos 20 horas antes da soldagem para remover a umidade absorvida.

8. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Indicadores de Status:Seu amplo ângulo de visão e saída brilhante o tornam ideal para indicadores de energia, conectividade ou atividade em eletrônicos de consumo, equipamentos de rede e painéis de controle industrial.
• Retroiluminação:Pode ser usado para iluminar pela borda pequenos painéis, ícones ou símbolos em painéis de automóveis, eletrodomésticos e dispositivos portáteis.
• Iluminação Decorativa:Adequado para iluminação de destaque em sinalização, elementos arquitetônicos ou brinquedos onde se deseja um tom laranja específico.
• Sistemas de Sensores:Pode servir como fonte de luz em sensores ópticos, interruptores ou detectores de objetos reflexivos.

8.2 Considerações de Projeto de Circuito

• Limitação de Corrente:Um LED é um dispositivo acionado por corrente. Sempre use um resistor limitador de corrente em série ou um circuito driver de corrente constante. O valor do resistor pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Use o V_Fmáximo da ficha técnica para um projeto conservador.
• Gerenciamento Térmico:Embora a dissipação de potência seja baixa, garantir área de cobre adequada na PCB ao redor dos terminais térmicos (se houver) e evitar a colocação perto de outros componentes geradores de calor ajudará a manter uma temperatura de junção mais baixa, levando a uma vida útil mais longa e desempenho estável.
• Proteção contra ESD:Embora não explicitamente declarado como sensível, implementar proteção básica contra ESD nas linhas de sinal conectadas aos LEDs é uma boa prática de projeto para robustez.

9. Comparação Técnica e Vantagens

Comparado com tecnologias mais antigas como GaAsP (Fosfeto de Arsênio e Gálio), este LED AlInGaP oferece vantagens significativas:

• Maior Eficiência:O AlInGaP fornece mais lúmens por watt, resultando em saída mais brilhante para a mesma corrente de acionamento ou menor consumo de energia para o mesmo brilho.
• Melhor Pureza de Cor:A largura a meia altura espectral é mais estreita, produzindo uma cor laranja mais saturada e visualmente distinta.
• Menor Degradação Térmica:O AlInGaP mantém sua saída de luz e estabilidade de cor melhor ao longo da temperatura e do tempo em comparação com tecnologias mais antigas.
• Perfil Ultra-Fino:A altura de 0,55mm é um diferencial chave, permitindo o projeto em dispositivos de consumo e móveis cada vez mais finos.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

10.1 Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?

O Comprimento de Onda de Pico (λ_P)é o comprimento de onda físico onde o LED emite a maior potência óptica.O Comprimento de Onda Dominante (λ_d)é um valor calculado baseado em como o olho humano percebe a cor. Para fontes monocromáticas como LEDs, eles são frequentemente próximos, mas λ_dé o parâmetro usado para especificação de cor e binning.

10.2 Posso acionar este LED continuamente a 20mA?

Sim. A corrente direta contínua máxima absoluta é de 30 mA. Operar a 20 mA está dentro do limite especificado. No entanto, você deve garantir que a dissipação de potência (V_F* I_F) não exceda 75 mW. Com um V_Ftípico de 1,8V e 20mA, a dissipação é de 36 mW, o que é seguro.

10.3 Por que a umidade de armazenamento é tão importante?

O material de embalagem de epóxi pode absorver umidade do ar. Durante o aquecimento rápido da soldagem por refluxo, essa umidade retida vaporiza e se expande, criando uma pressão interna imensa. Isto pode levar à delaminação (separação do epóxi do quadro de terminais) ou rachadura do pacote, conhecida como "estouro", que destrói o dispositivo.

11. Estudo de Caso de Projeto: Um Indicador de Bateria Fraca

Cenário:Projetando um dispositivo médico portátil compacto com uma bateria de moeda de 3,0V. Um LED laranja claro e visível deve acender quando a tensão da bateria cair abaixo de 2,7V.

Escolhas de Projeto:

1. Seleção do Componente:Este LED é ideal devido ao seu perfil baixo (cabe em invólucros finos), baixa tensão direta (~1,8V) e alto brilho.
2. Binning:Selecione um bin de Comprimento de Onda Dominante "P" ou "Q" para um laranja padrão. Selecione um bin de Intensidade Luminosa "K" ou "L" para alta visibilidade. Um bin de Tensão Direta mais restrito "D1" garante que o LED acenda consistentemente à medida que a tensão da bateria decai.
3. Circuito:Um circuito comparador simples monitora a tensão da bateria. Quando acionado, ele habilita um transistor que aciona o LED através de um resistor limitador de corrente. R = (2,7V - 1,8V) / 0,002A = 450Ω. Um resistor padrão de 470Ω seria usado, fornecendo I_F≈ 1,9mA, o que é suficiente para indicação.
4. Layout:O LED é colocado no painel frontal. O pacote ultra-fino permite que ele fique atrás de uma moldura ou difusor muito fino.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

Este LED é baseado na tecnologia semicondutora AlInGaP. A região ativa é uma estrutura de poços quânticos múltiplos crescida epitaxialmente em um substrato. Quando uma tensão direta é aplicada, elétrons e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam radiativamente, emitindo fótons. A proporção específica de Alumínio, Índio, Gálio e Fosfeto na rede cristalina determina a energia da banda proibida e, portanto, o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, laranja. A luz é extraída através de uma lente de epóxi em forma de cúpula que também protege o chip semicondutor e os fios de ligação.

13. Tendências e Desenvolvimentos da Indústria

A tendência em LEDs indicadores e de pequeno sinal continua em direção a:

1. Miniaturização:Pacotes ainda mais finos e menores (ex., 0,3mm de altura) para permitir novos designs em wearables e eletrônicos ultra-compactos.
2. Maior Eficiência:Melhorias contínuas no crescimento epitaxial e técnicas de extração de luz buscam mais saída de luz por miliampere, reduzindo o consumo de energia do sistema.
3. Melhor Consistência de Cor:Tolerâncias de binning mais restritas e testes avançados em nível de wafer garantem melhor uniformidade de cor e brilho na produção em massa.
4. Integração:Crescimento de pacotes multi-chip (RGB, Bi-color) e módulos LED com drivers integrados ou lógica de controle em um único pacote.

Este componente representa um ponto maduro e otimizado na evolução da tecnologia de LED SMD AlInGaP, equilibrando desempenho, tamanho e fabricabilidade para uma ampla gama de aplicações gerais de iluminação e indicação.