Ficha Técnica do LED Branco 334-15/T1C5-7 QSA - Pacote T-1 3/4 - 3.6V Máx. - 110mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um diodo emissor de luz (LED) branco de alta luminosidade, projetado para aplicações de sinalização e retroiluminação. O dispositivo utiliza um chip semicondutor de InGaN combinado com um refletor preenchido com fósforo para produzir luz branca a partir da emissão azul. O LED é encapsulado no popular pacote redondo T-1 3/4, oferecendo um equilíbrio entre tamanho e fluxo luminoso adequado para diversas montagens eletrónicas.

A principal vantagem deste produto é a sua alta intensidade luminosa, com valores típicos atingindo níveis significativos para uma corrente de acionamento padrão. Foi concebido para aplicações que requerem indicadores visuais brilhantes e nítidos. O dispositivo está em conformidade com as regulamentações ambientais relevantes e possui proteção integrada contra descargas eletrostáticas (ESD), aumentando a sua fiabilidade durante a manipulação e operação.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Detalhada

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os valores máximos absolutos definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Estes valores não são para operação contínua.

• Corrente Contínua Direta (I_F): 30 mA. Esta é a máxima corrente contínua que pode ser aplicada de forma permanente ao ânodo do LED.
• Corrente de Pico Direta (I_FP): 100 mA. Esta corrente mais elevada é permitida apenas em condições de pulsos, especificada com um ciclo de trabalho de 1/10 e uma frequência de 1 kHz.
• Tensão Reversa (V_R): 5 V. A aplicação de uma tensão de polarização reversa superior a este valor pode danificar a junção semicondutora do LED.
• Dissipação de Potência (P_d): 110 mW. Esta é a potência máxima que o encapsulamento pode dissipar na forma de calor, calculada como o produto da tensão direta pela corrente nas condições especificadas.
• Temperatura de Operação e Armazenamento: O dispositivo é classificado para operar de -40°C a +85°C e pode ser armazenado de -40°C a +100°C.
• Tensão Suportada de ESD (Modelo Corpo Humano): 4 kV. Este valor indica o nível de proteção contra descargas eletrostáticas de acordo com o Modelo do Corpo Humano.
• Temperatura de Soldadura: Os terminais podem suportar uma temperatura de pico de 260°C por um máximo de 5 segundos durante os processos de soldadura.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos numa condição de teste padrão de 25°C de temperatura ambiente e uma corrente direta (I_F) de 20 mA, que serve como ponto de referência comum.

• Tensão Direta (V_F): Varia de 2,8 V (Mín.) a 3,6 V (Máx.), com um valor típico implícito dentro desta faixa. Esta é a queda de tensão no LED quando conduz a corrente especificada.
• Intensidade Luminosa (I_V): Tem um valor mínimo de 3600 mcd (milicandelas) e pode atingir um máximo de 7150 mcd. A intensidade real fornecida está sujeita a um sistema de classificação detalhado mais adiante.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2): O ângulo de visão total típico, no qual a intensidade luminosa é metade da intensidade axial de pico, é de 50 graus. Isto define a abertura do feixe do LED.
• Coordenadas de Cromaticidade: O ponto de cor típico no espaço de cores CIE 1931 é x=0,30, y=0,29. Isto define a cor branca percebida na saída do LED.
• Características do Zener e Reversas: O dispositivo pode incorporar um díodo Zener de proteção com uma tensão reversa (V_z) de 5,2 V a 5 mA. A corrente de fuga reversa (I_R) é de até 50 µA a 5 V.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

Para gerir as variações de produção, os LEDs são classificados em grupos de desempenho (bins). Isto permite aos projetistas selecionar componentes que atendam aos requisitos mínimos específicos da sua aplicação.

3.1 Classificação por Intensidade Luminosa

Os LEDs são categorizados em três grupos principais com base na sua intensidade luminosa mínima e máxima medida a I_F=20mA. A tolerância para a intensidade dentro de um grupo é de ±10%.

• Grupo Q: 3600 mcd (Mín.) a 4500 mcd (Máx.)
• Grupo R: 4500 mcd (Mín.) a 5650 mcd (Máx.)
• Grupo S: 5650 mcd (Mín.) a 7150 mcd (Máx.)

3.2 Classificação por Tensão Direta

Os LEDs também são classificados de acordo com a sua queda de tensão direta a I_F=20mA, com uma incerteza de medição de ±0,1V. Isto ajuda a projetar circuitos de acionamento de corrente consistentes, especialmente quando vários LEDs são ligados em série.

• Grupo 0: 2,8 V a 3,0 V
• Grupo 1: 3,0 V a 3,2 V
• Grupo 2: 3,2 V a 3,4 V
• Grupo 3: 3,4 V a 3,6 V

3.3 Classificação por Cor

A cor branca da saída é controlada dentro de regiões específicas no diagrama de cromaticidade CIE. O produto combina LEDs dos grupos de cor B5 e B6 para formar o Grupo 7. A ficha técnica fornece as faixas de coordenadas dos vértices para estes grupos (por exemplo, para B5: x entre 0,287-0,311, y entre 0,276-0,315), garantindo que o ponto de branco caia dentro de uma área definida. A incerteza de medição para as coordenadas de cor é de ±0,01.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui vários gráficos característicos que ilustram o comportamento do dispositivo em condições variáveis. Estes são essenciais para compreender o desempenho para além das especificações de ponto único.

• Intensidade Relativa vs. Comprimento de Onda: Esta curva de distribuição espectral mostra o comprimento de onda de pico e o espectro alargado resultante da conversão por fósforo, típico dos LEDs brancos.
• Padrão de Diretividade: Um gráfico polar que mostra a distribuição angular da intensidade da luz, correlacionando-se com o ângulo de visão típico de 50 graus.
• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V): Este gráfico mostra a relação não linear entre corrente e tensão. A inclinação da curva além da tensão de condução destaca a importância do acionamento controlado por corrente para uma saída de luz estável.
• Intensidade Relativa vs. Corrente Direta: Demonstra como a saída de luz aumenta com a corrente de acionamento, tipicamente de forma sub-linear em correntes mais altas devido à queda de eficiência e efeitos térmicos.
• Coordenadas de Cromaticidade vs. Corrente Direta: Mostra como o ponto de branco (coordenadas de cor) pode deslocar-se ligeiramente com alterações na corrente de acionamento, o que é crítico para aplicações sensíveis à cor.
• Corrente Direta vs. Temperatura Ambiente: Ilustra a redução da corrente direta máxima permitida à medida que a temperatura ambiente aumenta, uma consideração chave para a gestão térmica e fiabilidade.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

5.1 Dimensões do Pacote

O LED utiliza um pacote redondo padrão T-1 3/4 (aproximadamente 5mm) com uma lente de resina transparente. Notas dimensionais importantes incluem: todas as dimensões estão em milímetros com uma tolerância geral de ±0,25mm salvo indicação em contrário; o espaçamento dos terminais é medido no ponto onde o terminal emerge do corpo do pacote; e a protuberância máxima da resina abaixo do flange é de 1,5mm. O desenho mecânico detalhado fornece os valores exatos para diâmetro total, altura, diâmetro do terminal e espaçamento.

5.2 Identificação da Polaridade e Montagem

O pacote possui um flange com um lado plano, que tipicamente indica o terminal do cátodo (negativo). A identificação correta é crucial para a ligação adequada no circuito. Os terminais são projetados para montagem através de furo em placas de circuito impresso (PCBs).

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

A manipulação adequada é crítica para evitar danos durante a montagem.

6.1 Formação dos Terminais

• A curvatura deve ocorrer a pelo menos 3mm da base da ampola de epóxi para evitar stress na vedação.
• A formação deve ser sempre feitaantes soldering.
• Stress excessivo durante a formação pode rachar o epóxi ou danificar as ligações internas.
• O corte dos terminais deve ser feito à temperatura ambiente.
• Os furos na PCB devem estar perfeitamente alinhados com os terminais do LED para evitar stress na montagem.

6.2 Condições de Soldadura

São fornecidos parâmetros recomendados para minimizar o choque térmico:

• Soldadura Manual: Temperatura máxima da ponta do ferro 300°C (para um ferro de 30W máx.), tempo de soldadura máximo de 3 segundos por terminal, mantendo uma distância mínima de 3mm da junta de solda até à ampola de epóxi.
• Soldadura por Onda/Imersão: Pré-aquecimento a um máximo de 100°C por até 60 segundos. A temperatura do banho de solda não deve exceder 260°C, com o componente imerso por um máximo de 5 segundos. A regra da distância de 3mm também se aplica.

6.3 Condições de Armazenamento

Para evitar a absorção de humidade, que pode causar \"efeito pipoca\" durante a soldadura, os LEDs devem ser armazenados a 30°C ou menos e 70% de Humidade Relativa (HR). A vida útil de armazenamento recomendada a partir do envio é de 3 meses. Para armazenamento mais longo (até um ano), as peças devem ser mantidas num saco selado com barreira à humidade e dessecante, de preferência sob atmosfera de azoto.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificação da Embalagem

Os LEDs são embalados para prevenir danos eletrostáticos e físicos. São primeiro colocados em sacos antiestáticos. Uma quantidade de 200 a 500 peças é embalada por saco. Cinco sacos são então colocados numa caixa de cartão interior. Finalmente, dez caixas interiores são embaladas numa caixa exterior principal para envio.

7.2 Explicação do Rótulo

Os rótulos da embalagem incluem vários códigos: CPN (Número da Peça do Cliente), P/N (Número da Peça do Fabricante), QTY (Quantidade), CAT (Código de Combinação para os grupos de Intensidade Luminosa e Tensão Direta), HUE (Código de Classificação de Cor), REF (Referência) e LOT No. (Número de lote de produção rastreável).

7.3 Designação do Número do Modelo

O número da peça 334-15/T1C5-7 QSA segue uma estrutura específica. Os códigos de sufixo (representados por quadrados na ficha técnica) permitem a seleção do grupo específico de intensidade luminosa, do grupo de tensão direta e de outras características opcionais conforme definido no guia de seleção do fabricante.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Conforme listado na ficha técnica, este LED branco de alta intensidade é adequado para:

• Painéis de Mensagens e Sinalização: Onde são necessários píxeis ou indicadores individuais brilhantes.
• Indicadores Ópticos: Luzes de estado em equipamento industrial, eletrónica de consumo ou painéis de controlo.
• Retroiluminação: Para pequenos ecrãs LCD, painéis de interruptores de membrana ou iluminação decorativa onde é necessária iluminação uniforme, frequentemente usados em matriz.
• Luzes de Marcação: Para equipamentos, veículos ou aplicações de segurança que requerem alta visibilidade.

8.2 Considerações de Projeto

• Acionamento por Corrente: Utilize sempre uma resistência limitadora de corrente em série ou um circuito de acionamento de corrente constante. Acionar o LED diretamente a partir de uma fonte de tensão provavelmente irá destruí-lo devido à relação exponencial I-V.
• Gestão Térmica: Embora a potência seja relativamente baixa, garantir ventilação adequada ou dissipação de calor é importante para manter a saída luminosa e fiabilidade a longo prazo, especialmente a temperaturas ambientes ou correntes de acionamento mais elevadas.
• Projeto Óptico: O ângulo de visão de 50 graus proporciona um feixe amplo. Para luz mais focada, podem ser necessárias óticas secundárias como lentes ou guias de luz.
• Seleção de Classificação (Binning): Para aplicações que requerem uniformidade de brilho ou cor entre múltiplos LEDs, é aconselhável especificar um grupo de intensidade apertado (por exemplo, apenas Grupo S) e um grupo específico de tensão/cor.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs brancos genéricos de 5mm, este produto oferece uma intensidade luminosa significativamente maior, tornando-o adequado para aplicações onde o brilho superior é primordial. A inclusão de um sistema de classificação definido tanto para intensidade como para tensão direta proporciona maior previsibilidade e consistência nas séries de produção em comparação com alternativas não classificadas ou com classificação pouco rigorosa. A proteção ESD integrada (4kV HBM) aumenta a robustez em ambientes de montagem. A combinação específica de grupos de cor (B5+B6) visa um ponto de branco particular, que pode diferir dos pontos de branco mais frios ou mais quentes oferecidos por outros produtos.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

10.1 Qual é a diferença entre Corrente Direta Contínua e de Pico?

A Corrente Direta Contínua (30 mA) é a máxima corrente contínua para operação segura e de longo prazo. A Corrente Direta de Pico (100 mA) é uma classificação de pulso de curta duração que pode ser usada por breves períodos (por exemplo, em displays multiplexados), mas não deve ser excedida nem momentaneamente em operação contínua, pois causará sobreaquecimento e degradação rápida.

10.2 Como escolho a resistência limitadora de corrente correta?

Use a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Use o V_Fmáximo da ficha técnica (3,6V) para um projeto conservador que garanta que a corrente nunca excede 20mA mesmo com variação entre peças. Por exemplo, com uma fonte de 5V: R = (5V - 3,6V) / 0,020A = 70 Ohms. O valor padrão mais próximo (68 ou 75 Ohms) seria escolhido, e a sua potência nominal deve ser verificada (P = I²R).

10.3 Posso usar este LED no exterior?

A faixa de temperatura de operação (-40°C a +85°C) permite o uso em muitos ambientes exteriores. No entanto, o pacote não tem classificação específica para estanquicidade ou resistência à degradação por UV. Para exposição direta ao exterior, seria necessária proteção ambiental adicional (revestimento conformado, invólucros selados) para proteger contra humidade e luz solar.

11. Exemplo Prático de Caso de Uso

Projetando um Painel de Indicadores de Estado com Múltiplos LEDs:Um painel de controlo requer 20 LEDs brancos brilhantes para indicar o estado operacional de várias funções de uma máquina. A uniformidade do brilho é importante para estética e clareza.

1. Projeto do Circuito: O projetista opta por acionar todos os LEDs em paralelo a partir de uma linha de 12V. Cada ramo do LED tem a sua própria resistência limitadora de corrente. Usando o V_Fmáx. de 3,6V e um I_Falvo de 20mA, o valor da resistência é (12V - 3,6V)/0,02A = 420 Ohms. Uma resistência de 430 Ohm, 1/4W é selecionada para cada ramo.
2. Seleção de Classificação (Binning): Para garantir uniformidade, o projetista especifica LEDs do Grupo S (maior intensidade) e solicita que sejam do mesmo lote de produção e grupo de cor (Grupo 7) para minimizar a variação de cor e brilho.
3. Layout da PCB: Os furos são perfurados de acordo com o espaçamento dos terminais no desenho do pacote. É mantida uma área de exclusão de pelo menos 3mm de raio em torno do corpo do LED para evitar a ascensão da solda durante a soldadura por onda.
4. Montagem:** O montador segue as diretrizes de soldadura manual, usando um ferro com controlo de temperatura ajustado para 300°C e completando cada junta em menos de 3 segundos.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este é um LED branco convertido por fósforo. O núcleo é um chip semicondutor feito de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN). Quando uma tensão direta é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se dentro da região ativa do chip, emitindo fotões. O material InGaN é projetado para emitir luz na região azul do espectro (tipicamente em torno de 450-455 nm). Esta luz azul não é emitida diretamente. Em vez disso, atinge uma camada de material fosforescente (por exemplo, Granato de Alumínio e Ítrio dopado com Cério, YAG:Ce) que é depositada dentro da taça refletora que envolve o chip. O fósforo absorve uma porção dos fotões azuis e reemite luz num espectro mais amplo, predominantemente na gama do amarelo. A mistura da luz azul remanescente não absorvida e da luz amarela gerada pelo fósforo é percebida pelo olho humano como luz branca. O tom exato (branco frio, branco neutro, branco quente) é determinado pela composição e espessura da camada de fósforo.

13. Tendências Tecnológicas

A tecnologia por trás deste tipo de LED continua a evoluir. As tendências gerais da indústria incluem:

• Aumento da Eficiência (Lúmens por Watt): Melhorias contínuas na epitaxia do chip, extração de luz e eficiência do fósforo levam a uma maior saída luminosa para a mesma entrada elétrica, reduzindo o consumo de energia.
• Melhoria na Reprodução de Cor: Embora esta ficha técnica especifique um único ponto de branco, produtos mais recentes frequentemente usam misturas de múltiplos fósforos (por exemplo, adicionando fósforo vermelho) para alcançar valores mais altos de Índice de Reprodução de Cor (IRC), fazendo com que as cores pareçam mais naturais sob a luz.
• Miniaturização:** Embora o pacote T-1 3/4 permaneça popular, há uma tendência geral para pacotes de dispositivos de montagem em superfície (SMD) mais pequenos (por exemplo, 3535, 3030, 2835) para aplicações de maior densidade, embora frequentemente com um compromisso no fluxo luminoso total por pacote em comparação com os tipos maiores de montagem através de furo.
• Maior Fiabilidade e Vida Útil: Avanços nos materiais de encapsulamento, fixação do chip e ligação por fio continuam a aumentar as vidas úteis nominais (L70/B50) dos LEDs, tornando-os adequados para aplicações mais exigentes.