Ficha Técnica do LED Branco LTW-020ZDCG - Pacote SMD - 3.2V Típico - 20mA - 1000-1720mcd - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este componente é um LED (Diodo Emissor de Luz) branco de montagem superficial, projetado como uma fonte de luz compacta e energeticamente eficiente. Ele combina a longa vida útil e a confiabilidade inerentes à tecnologia LED com níveis de brilho competitivos, visando oferecer flexibilidade de projeto para aplicações de iluminação de estado sólido destinadas a substituir soluções de iluminação convencionais.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As características principais deste LED incluem compatibilidade com equipamentos de colocação automática, adequação para processos de soldagem por refluxo infravermelho e de fase vapor, e conformidade com padrões de produto verde (livre de chumbo e RoHS). Ele é embalado em fita de 12mm em bobinas de diâmetro de 7 polegadas.

Principais Áreas de Aplicação:

• Luzes de leitura para interiores de automóveis, ônibus e aeronaves.
• Iluminação portátil, como lanternas e luzes de bicicleta.
• Iluminação arquitetônica e decorativa: spots embutidos, iluminação de sancas, iluminação sob prateleiras, iluminação de tarefa.
• Iluminação externa e de segurança: postes de iluminação, luzes de jardim.
• Sinalização: placas com iluminação lateral para saídas ou displays de ponto de venda.
• Iluminação de sinalização: sinais de trânsito, faróis, luzes de passagem de nível.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Detalhada

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob polarização reversa é especificamente desaconselhada.

• Dissipação de Potência:120 mW
• Corrente Direta de Pico:100 mA (com ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms)
• Corrente Direta Contínua:30 mA
• Tensão Reversa:5 V
• Faixa de Temperatura de Operação:-30°C a +85°C
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +100°C
• Condição de Soldagem por Refluxo:Temperatura de pico de 260°C por no máximo 10 segundos (processo livre de chumbo).

2.2 Características Eletro-Ópticas

Medidas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C e uma corrente direta (IF) de 20 mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (IV):Mínimo 1000 mcd, Típico 1720 mcd. Este parâmetro é medido usando um sensor filtrado para corresponder à curva de resposta fotópica do olho CIE.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):110 graus. Este define a dispersão angular onde a intensidade luminosa é pelo menos metade da intensidade de pico.
• Coordenadas de Cromaticidade (x, y):Baseado no diagrama de cromaticidade CIE 1931. Os valores típicos fornecidos são x=0,300, y=0,290. Uma tolerância de ±0,01 deve ser aplicada a estas coordenadas. O padrão de teste referenciado é o CAS140B.
• Tensão Direta (VF):Mínimo 2,9 V, Máximo 3,6 V em IF=20mA.
• Tensão Suportada de ESD:2 kV (Modelo do Corpo Humano). Precauções adequadas de manuseio contra ESD são fortemente recomendadas, incluindo o uso de pulseiras e equipamentos aterrados.

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto é classificado em bins com base em parâmetros-chave para garantir consistência dentro de um lote de produção. Os projetistas devem considerar estes bins para correspondência de cor e brilho em suas aplicações.

3.1 Binning de Tensão Direta (VF)

Os LEDs são classificados em bins (V0 a V6) com base na sua queda de tensão direta a 20mA. Cada bin tem uma faixa de 0,1V, com uma tolerância adicional de ±0,1V em cada bin.

• Exemplo: O bin V0 cobre de 2,9V a 3,0V.

3.2 Binning de Intensidade Luminosa (IV)

Os LEDs são classificados em bins (T, A, B, C, D) com base na sua intensidade luminosa a 20mA. Uma tolerância de ±10% se aplica à faixa de cada bin.

• Exemplo: O bin D cobre de 1580 mcd a 1720 mcd.

3.3 Classificações de Cor (Binning de Cromaticidade)

Uma tabela detalhada define classificações de cor específicas (ex.: A52, A53, BE1, BG3). Cada classificação é definida por um quadrilátero ou triângulo no diagrama de cromaticidade CIE 1931, especificado por três ou quatro pontos de coordenadas (x, y). Isto permite uma seleção e correspondência de cor precisa para aplicações que requerem coordenadas de ponto branco específicas.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas típicas de características elétricas e ópticas medidas a 25°C de temperatura ambiente. Embora os gráficos específicos não sejam detalhados no texto fornecido, tais curvas normalmente incluem:

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta:Mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, tipicamente de forma não linear, eventualmente saturando.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta:A curva IV, mostrando a relação exponencial característica de um diodo.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Ilustra a diminuição na saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta, um fator crítico para o gerenciamento térmico.
• Distribuição Espectral de Potência:Para um LED branco (provavelmente um chip azul com fósforo), isto mostraria o pico azul e o espectro amarelo mais amplo convertido pelo fósforo.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões de Contorno

Todas as dimensões estão em milímetros com uma tolerância padrão de ±0,1 mm, salvo especificação em contrário. A embalagem é um formato SMD padrão da indústria. O terminal do ânodo está claramente marcado no diagrama para a orientação correta de polaridade durante a montagem.

5.2 Layout Recomendado para os Terminais de Montagem na PCB

Um projeto de padrão de terminais é fornecido para a placa de circuito impresso para garantir soldagem confiável durante o processo de refluxo infravermelho ou de fase vapor. Aderir a esta pegada recomendada é crucial para alcançar a formação adequada da junta de solda e estabilidade mecânica.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldagem por Refluxo

O componente é classificado para soldagem por refluxo sem chumbo com uma temperatura de pico de 260°C por no máximo 10 segundos. Um perfil de refluxo compatível com J-STD-020D é sugerido. O perfil deve incluir estágios apropriados de pré-aquecimento, imersão, refluxo e resfriamento para minimizar o choque térmico e garantir juntas de solda confiáveis.

6.2 Condições de Armazenamento e Manuseio

O LED é classificado como Nível de Sensibilidade à Umidade (MSL) 3 de acordo com JEDEC J-STD-020.

• Embalagem Selada:Armazenar a ≤30°C e ≤90% UR. A vida útil na prateleira é de um ano na bolsa à prova de umidade com dessecante.
• Embalagem Aberta:Armazenar a ≤30°C e ≤60% UR. Os componentes devem ser submetidos à soldagem dentro de 168 horas (7 dias) após a exposição. Se o cartão indicador de umidade ficar rosa (≥10% UR) ou se o tempo de exposição for excedido, recomenda-se a secagem a 60°C por pelo menos 48 horas antes do uso. Ressele quaisquer peças não utilizadas com dessecante.

6.3 Limpeza

Se a limpeza for necessária após a soldagem, use apenas solventes especificados. Imersão do LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura normal por menos de um minuto é aceitável. O uso de limpadores químicos não especificados é proibido, pois podem danificar a embalagem ou a óptica do LED.

7. Embalagem e Informações para Pedido

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

Os componentes são fornecidos em fita transportadora em relevo com largura de 12mm, enrolada em bobinas de diâmetro de 7 polegadas (178mm).

• Capacidade da Bobina:Máximo de 2000 peças por bobina.
• Fita de Cobertura:Os compartimentos vazios são selados com uma fita de cobertura superior.
• Componentes Faltantes:Um máximo de dois componentes faltantes consecutivos ("lâmpadas") é permitido de acordo com a especificação.
• Padrão:A embalagem está em conformidade com as especificações EIA-481-1-B.

Desenhos dimensionais detalhados tanto para os compartimentos da fita transportadora quanto para a bobina são fornecidos na ficha técnica.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Sempre alimente o LED com uma fonte de corrente constante ou um resistor limitador de corrente. A corrente contínua máxima absoluta é 30mA; a operação típica é a 20mA.
• Gerenciamento Térmico:Embora a dissipação de potência seja baixa (120mW máx.), garantir área de cobre adequada na PCB ou vias térmicas ajuda a manter uma temperatura de junção mais baixa, o que preserva a saída luminosa e a longevidade.
• Proteção contra ESD:Implemente medidas de proteção contra ESD no circuito e durante o manuseio, pois o dispositivo é classificado para apenas 2kV HBM.
• Óptica:O ângulo de visão de 110 graus é adequado para iluminação de área ampla. Para feixes focados, ópticas secundárias (lentes) seriam necessárias.

8.2 Limitações e Precauções de Aplicação

A ficha técnica contém uma advertência crítica sobre o escopo de aplicação. Estes LEDs são destinados a eletrônicos comerciais e industriais padrão. Eles não são projetados ou qualificados para aplicações onde uma falha poderia colocar diretamente em risco a vida ou a saúde, tais como:

• Sistemas de controle de aviação
• Equipamentos médicos de suporte à vida
• Sinais críticos de segurança no transporte (sem qualificação adicional)
• Outros sistemas de alta confiabilidade/críticos para segurança

Consulta com o fabricante é necessária para tais aplicações.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Embora uma comparação direta com outros números de peça não seja fornecida nesta ficha técnica única, os principais diferenciadores deste componente podem ser inferidos:

• Faixa de Brilho:Oferece uma intensidade luminosa relativamente alta (até 1720 mcd a 20mA) para o seu tamanho de embalagem, visando aplicações que requerem um bom brilho de fonte pontual.
• Binning de Cor:A extensa tabela de classificações de cor permite uma seleção precisa de cor, o que é vantajoso para aplicações que requerem aparência de cor branca consistente entre múltiplos LEDs.
• Compatibilidade:Compatibilidade total com processos padrão de montagem SMD (colocação automática, refluxo IR/fase vapor) torna-o uma solução de substituição direta para fabricação em grande volume.

10. Perguntas Frequentes Baseadas nos Parâmetros Técnicos

10.1 Qual é a corrente e tensão típicas de operação?

A condição de teste padrão e o ponto de operação típico é uma corrente direta de 20mA. Nesta corrente, a tensão direta tipicamente fica entre 2,9V e 3,6V, dependendo do bin VF específico. O consumo de energia é de aproximadamente 60-70mW.

10.2 Como interpretar os códigos de binning de cor?

Os códigos alfanuméricos (ex.: A52, BE3) correspondem a regiões específicas no diagrama de cromaticidade CIE 1931 definidas na Tabela de Classificações de Cor. Para garantir uniformidade de cor em seu projeto, especifique e use LEDs da mesma classificação de cor. A primeira letra/número frequentemente agrupa temperaturas de cor ou matizes semelhantes.

10.3 Posso alimentar este LED com uma fonte de 5V?

Não diretamente. Conectar uma fonte de 5V diretamente através do LED causaria um fluxo de corrente excessivo, provavelmente excedendo a classificação máxima absoluta e destruindo o dispositivo. Você deve usar um resistor limitador de corrente em série ou um driver de corrente constante. Por exemplo, com uma fonte de 5V e um alvo de 20mA, assumindo uma VF de 3,2V, o resistor em série necessário seria R = (5V - 3,2V) / 0,02A = 90 Ohms (um resistor padrão de 91 Ohm poderia ser usado).

10.4 Quais são os requisitos de manuseio MSL 3?

MSL 3 significa que a embalagem pode suportar até 168 horas (7 dias) de condições de chão de fábrica (≤30°C/60% UR) após a abertura da bolsa à prova de umidade. Se a bolsa for aberta, você tem uma semana para completar o processo de soldagem por refluxo. Se este tempo for excedido, as peças devem ser secas a 60°C por 48 horas para remover a umidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" (rachadura da embalagem) durante o refluxo.

11. Exemplos Práticos de Projeto e Uso

11.1 Exemplo: Projetando uma Luz Indicadora Montada em PCB

Cenário:Criando um simples indicador de status alimentado por um pino GPIO de microcontrolador de 3,3V.
Passos do Projeto:

1. Limite de Corrente:O pino GPIO pode fornecer 20mA. Isto corresponde à corrente típica do LED. Nenhum driver externo necessário.
2. Cálculo do Resistor (para margem de segurança):Mesmo que VCC (3,3V) esteja próximo de VF (~3,2V), um pequeno resistor em série é uma boa prática para limitar a corrente de entrada. R = (3,3V - 3,2V) / 0,02A = 5 Ohms. Use um resistor de 10 Ohm para um limite mais seguro.
3. Layout da PCB:Use o padrão de terminais recomendado. Conecte o cátodo (identificado no desenho de contorno) ao resistor e depois ao pino GPIO. Conecte o ânodo ao barramento de 3,3V. Inclua uma pequena área de cobre sob o terminal do LED para um leve dissipador de calor.
4. Software:Coloque o pino GPIO em nível alto para acender o LED.

11.2 Exemplo: Matriz de Múltiplos LEDs para Iluminação de Tarefa

Cenário:Projetando uma luz sob prateleira usando 10 LEDs para iluminação uniforme.
Considerações de Projeto:

• Correspondência de Cor:Especifique um único bin de cor restrito (ex.: BE2) junto ao seu fornecedor para evitar diferenças de cor visíveis entre os LEDs.
• Método de Acionamento:Use um CI driver de LED de corrente constante capaz de fornecer 200mA (10 LEDs * 20mA) para configuração em série ou série-paralelo. Um regulador linear simples seria ineficiente devido à queda de tensão.
• Gerenciamento Térmico:Espaçe os LEDs adequadamente na PCB de núcleo metálico (MCPCB) para permitir dissipação de calor. Os 120mW por LED se traduzem em 1,2W no total, exigindo um projeto térmico consciente.
• Óptica:O feixe nativo de 110 graus pode ser suficiente. Para um visual mais focado ou difuso, considere adicionar um guia de luz ou um painel difusor.

12. Introdução ao Princípio de Operação

LEDs brancos como o LTW-020ZDCG tipicamente operam no princípio da conversão por fósforo. O núcleo do dispositivo é um chip semicondutor, geralmente feito de nitreto de gálio e índio (InGaN), que emite luz azul quando polarizado diretamente (corrente elétrica passa por ele). Este chip emissor de luz azul é revestido ou coberto com uma camada de material de fósforo - frequentemente baseado em granato de ítrio e alumínio (YAG) dopado com cério.

Quando os fótons azuis do chip atingem o fósforo, uma parte deles é absorvida. O fósforo então re-emite esta energia como luz através de um espectro mais amplo, predominantemente na região amarela. A combinação da luz azul remanescente não absorvida e da luz amarela emitida pelo fósforo se mistura para produzir a percepção de luz branca para o olho humano. As proporções exatas de azul e amarelo, e a composição específica do fósforo, determinam a temperatura de cor correlacionada (CCT) e as coordenadas de cromaticidade (x, y) da luz branca produzida, levando ao sistema de binning detalhado descrito na ficha técnica.

13. Tendências e Desenvolvimentos Tecnológicos

O campo da iluminação de estado sólido (SSL) continua a evoluir. Tendências gerais observáveis na indústria, que fornecem contexto para componentes como este, incluem:

• Aumento da Eficiência (Lúmens por Watt):Melhorias contínuas na epitaxia de semicondutores, projeto de chip e tecnologia de fósforo aumentam constantemente a eficácia luminosa dos LEDs brancos, reduzindo o consumo de energia para a mesma saída de luz.
• Melhoria da Qualidade de Cor:O desenvolvimento de misturas de múltiplos fósforos e novos materiais de fósforo (ex.: pontos quânticos) visa melhorar o Índice de Reprodução de Cor (IRC), fazendo as cores parecerem mais naturais sob iluminação LED, e oferecer uma gama mais ampla de temperaturas de cor precisas.
• Miniaturização e Maior Densidade:Avanços na embalagem permitem pegadas menores de LED e maiores densidades de potência, possibilitando soluções de iluminação mais compactas e brilhantes.
• Iluminação Inteligente e Conectada:A integração de eletrônica de controle diretamente com pacotes ou módulos de LED para permitir dimerização, ajuste de cor e conectividade (IoT) é uma tendência crescente, indo além de simples componentes passivos.
• Confiabilidade e Previsões de Vida Útil:Uma compreensão aprimorada dos mecanismos de falha e melhores metodologias de teste levam a previsões de vida útil mais precisas (métricas L70, L90) sob várias condições de operação, crucial para o projeto profissional de iluminação.

Componentes como o descrito nesta ficha técnica representam um ponto maduro nesta progressão tecnológica, oferecendo uma solução padronizada e confiável para uma ampla gama de aplicações gerais de iluminação.