Folha de Dados do LED 3.2x1.6x0.7mm Amarelo-Verde - Tensão 1.8V-2.4V - Potência 72mW - Comprimento de Onda Dominante 562.5-575nm - Documentação Técnica

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece uma especificação técnica abrangente para um LED amarelo-verde de montagem em superfície projetado para indicação geral e aplicações de exibição. O dispositivo adota um encapsulamento padrão de 3,2mm x 1,6mm x 0,7mm (comumente conhecido como footprint 3216 ou 1206) e é fabricado usando um chip amarelo-verde de alta eficiência. Com um ângulo de visão extremamente amplo de 140 graus, é adequado para aplicações que requerem iluminação uniforme em uma ampla área. O LED está em conformidade com RoHS e atende ao Nível de Sensibilidade à Umidade 3 (MSL3), garantindo compatibilidade com processos de montagem SMT padrão. As principais características incluem baixo consumo de energia, excelente estabilidade de cor e proteção contra descarga eletrostática (ESD) de até 2000V (HBM). O dispositivo está disponível em múltiplos bins de brilho, comprimento de onda e tensão direta, permitindo que os projetistas selecionem a combinação ideal para seus requisitos específicos.

2. Análise de Parâmetros Técnicos

2.1 Características Elétricas e Ópticas (a T_s=25°C)

Os seguintes parâmetros são medidos sob uma corrente direta de 20mA, salvo indicação em contrário:

• Largura de Banda Espectral Metade (Δλ):Tipicamente 15nm. Esta largura espectral estreita indica uma saída de cor relativamente pura.
• Tensão Direta (V_F):Classificado em três grupos: B0 (1,8–2,0V), C0 (2,0–2,2V) e D0 (2,2–2,4V). A baixa tensão direta permite operação eficiente em circuitos de baixa tensão.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_D):Varia de 562,5nm a 575nm, cobrindo múltiplos bins (A20, B10, B20, C10, C20). Esta região amarelo-verde é comumente usada para indicadores de status e sinais de alerta.
• Intensidade Luminosa (I_V):Varia de 12mcd (bin B00) até 100mcd (bin F20), proporcionando flexibilidade para diferentes requisitos de brilho.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):Tipicamente 140°, garantindo ampla distribuição de luz.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo 10µA a V_R=5V, indicando boa capacidade de bloqueio reverso.
• Resistência Térmica (R_THJ-S):450°C/W (junção ao ponto de solda). Este valor relativamente alto requer gerenciamento térmico cuidadoso em aplicações de alta corrente ou alta densidade.

2.2 Classificações Máximas Absolutas

O dispositivo não deve ser operado além dos seguintes limites para evitar danos permanentes:

• Dissipação de Potência (P_d): 72 mW
• Corrente Direta (I_F): 30 mA (DC), 60 mA (pulso, 1/10 de ciclo, largura de pulso 0,1ms)
• ESD (HBM): 2000 V
• Temperatura de Operação (T_opr): –40 a +85°C
• Temperatura de Armazenamento (T_stg): –40 a +85°C
• Temperatura da Junção (T_j): 95°C

Nota: A corrente direta máxima deve ser reduzida com base na temperatura real do encapsulamento para garantir que a temperatura da junção não exceda o limite nominal.

2.3 Características Térmicas

A resistência térmica de 450°C/W indica um aumento significativo de temperatura por unidade de potência dissipada. Por exemplo, a 20mA com V_F=2,0V (dissipação de 40mW), a elevação de temperatura junção-ponto de solda é de aproximadamente 18°C. Em temperaturas ambiente acima de 65°C, é necessária a redução para manter a junção abaixo de 95°C. O gerenciamento térmico deve considerar a área de cobre da PCB, padrões de via e fluxo de ar.

3. Sistema de Classificação (Binning)

3.1 Bins de Comprimento de Onda

O comprimento de onda dominante é categorizado em cinco bins: A20 (562,5–565nm), B10 (565–567,5nm), B20 (567,5–570nm), C10 (570–572,5nm) e C20 (572,5–575nm). Este binning fino permite que os projetistas de sistema obtenham correspondência de cor consistente entre vários LEDs em uma matriz, crítico para retroiluminação ou sinalização.

3.2 Bins de Intensidade Luminosa

A intensidade é classificada em seis bins: B00 (12–18mcd), C00 (18–28mcd), D00 (28–43mcd), E00 (43–65mcd), F10 (65–80mcd) e F20 (80–100mcd). Cada bin representa um fator de faixa de aproximadamente 1,5×, permitindo controle rigoroso da uniformidade do brilho.

3.3 Bins de Tensão Direta

A tensão direta é dividida em três bins: B0 (1,8–2,0V), C0 (2,0–2,2V) e D0 (2,2–2,4V). Isso ajuda no projeto de resistores limitadores de corrente e garante dissipação de potência consistente em configurações paralelas.

4. Análise de Curvas de Desempenho

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

A curva I-V típica mostra um joelho acentuado em torno de 1,8V, com a corrente aumentando exponencialmente após 2,0V. A 20mA, V_Fé aproximadamente 2,0V (típico). A curva indica que o dispositivo se comporta como um diodo de junção p-n convencional.

4.2 Intensidade Relativa vs. Corrente Direta

A intensidade relativa aumenta quase linearmente com a corrente até 30mA. A 10mA, a intensidade é cerca de 50% do valor a 20mA; a 30mA atinge aproximadamente 150%. Essa linearidade simplifica o escurecimento via controle de corrente.

4.3 Características de Temperatura

À medida que a temperatura do pino aumenta de 25°C para 100°C, a intensidade relativa diminui cerca de 10–15%. A curva de redução da corrente direta mostra que em temperaturas do pino acima de 60°C, a corrente DC máxima permitida deve ser reduzida para evitar exceder o limite de temperatura da junção.

4.4 Comprimento de Onda Dominante vs. Corrente Direta

O comprimento de onda dominante desloca ligeiramente (cerca de 1–2nm) quando a corrente aumenta de 5mA para 30mA. Esse deslocamento está dentro da tolerância do binning e geralmente é desprezível para a maioria das aplicações.

4.5 Distribuição Espectral

A distribuição de potência espectral relativa atinge o pico próximo a 570nm com uma largura total na metade do máximo (FWHM) de ~15nm. O espectro mostra picos secundários mínimos, confirmando a alta pureza de cor.

4.6 Padrão de Radiação

O padrão de radiação é do tipo Lambertiano com um ângulo de meia potência de ~70°, fornecendo intensidade uniforme em um amplo ângulo. O diagrama indica que a intensidade relativa cai para 50% a aproximadamente ±70° do eixo.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED é alojado em um encapsulamento de 3,2mm × 1,6mm × 0,7mm com terminais de solda na parte inferior. A vista superior mostra uma área emissora retangular; a vista inferior revela dois terminais de anodo/catodo (terminal 1 e terminal 2). A polaridade é indicada por uma pequena marca no encapsulamento. O padrão de terra de solda recomendado inclui um terminal de 1,6mm × 1,5mm para o anodo e um terminal de 2,1mm × 1,6mm para o catodo, com uma área total de 4,4mm × 1,6mm.

5.2 Projeto do Terminal de Solda

Para juntas de solda confiáveis, o layout da PCB deve corresponder ao padrão recomendado: um espaço de 0,30mm entre os terminais e áreas generosas de cobre para condução térmica. O encapsulamento é projetado para soldagem por refluxo; a soldagem manual é permitida com temperatura do ferro abaixo de 300°C e duração inferior a 3 segundos.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O perfil de refluxo livre de chumbo recomendado especifica uma taxa de rampa ≤3°C/s para uma zona de pré-aquecimento (150–200°C por 60–120s), seguida por uma rampa para 217°C (tempo acima de 217°C: 60–150s), e uma temperatura de pico de 260°C por até 10s. A taxa de resfriamento deve ser ≤6°C/s. O tempo total de 25°C ao pico não deve exceder 8 minutos. Não realize mais de dois ciclos de refluxo; se o intervalo entre os ciclos exceder 24 horas, os LEDs devem ser secos em estufa para remover a umidade.

6.2 Soldagem Manual e Retrabalho

Se a soldagem manual for inevitável, use um ferro de solda ajustado abaixo de 300°C e complete a junta em 3 segundos. Apenas uma operação de soldagem manual é permitida. Para retrabalho, recomenda-se um ferro de ponta dupla para aquecer ambos os terminais simultaneamente. Não aplique força mecânica no corpo do LED durante ou após a soldagem.

6.3 Armazenamento e Manuseio

Sacos não abertos podem ser armazenados a ≤30°C e ≤75% UR por até um ano. Após a abertura, os LEDs devem ser usados dentro de 168 horas a ≤30°C e ≤60% UR. Se o dessecante desbotou ou o tempo de armazenamento foi excedido, seque em estufa a 60±5°C por >24 horas antes do uso. Sempre use pinças na lateral do encapsulamento; evite tocar diretamente na lente de silicone.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Fita Transportadora e Carretel

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora de 8mm de largura com passo de 4mm. Cada carretel contém 4000 peças. A fita inclui uma fita de cobertura e marca de polaridade. Dimensões do carretel: diâmetro externo 178±1mm, diâmetro do cubo 60±1mm e largura 8,0±0,1mm.

7.2 Etiqueta e Saco Barreira de Umidade

Cada carretel é etiquetado com número de peça, número de especificação, número de lote, código do bin (fluxo, cromaticidade, tensão, comprimento de onda), quantidade e data. O carretel é selado em um saco barreira de umidade junto com um dessecante e um cartão indicador de umidade (não mostrado). Uma etiqueta de aviso de ESD também é anexada.

7.3 Caixa de Expedição

Os carretéis são embalados em caixas de papelão para envio. A caixa externa é marcada com o nome do fabricante (omitido aqui por privacidade) e informações do produto.

8. Itens e Condições de Teste de Confiabilidade

O LED passou nos seguintes testes de confiabilidade com zero falhas (Ac/Re 0/1):

• Refluxo (máx. 260°C, 10s, 2 ciclos)
• Ciclo de Temperatura (–40°C a 100°C, 30min de permanência, 100 ciclos)
• Choque Térmico (–40°C a 100°C, 15min de permanência, 300 ciclos)
• Armazenamento em Alta Temperatura (100°C, 1000h)
• Armazenamento em Baixa Temperatura (–40°C, 1000h)
• Teste de Vida (T_a=25°C, I_F=20mA, 1000h)

Critérios de falha: V_F> 1,1× limite superior da especificação, I_R> 2,0× limite superior da especificação, ou fluxo luminoso<0,7× limite inferior da especificação.

9. Recomendações de Aplicação

Este LED amarelo-verde é ideal para indicadores ópticos, retroiluminação de interruptores e símbolos, e displays de status de uso geral. Devido ao seu amplo ângulo de visão, é particularmente adequado para luzes de painel, iluminação de botões e pequena sinalização. Os projetistas devem incorporar resistores limitadores de corrente para evitar sobrecorrente. Em aplicações com altas temperaturas ambiente ou matrizes densas de LEDs, a análise térmica é essencial para manter a temperatura da junção abaixo de 95°C.

10. Comparação Técnica

Comparado aos LEDs amarelo-verde tradicionais de furo passante, esta versão SMD oferece perfil mais baixo, compatibilidade com montagem automatizada e melhor uniformidade no ângulo de visão. A largura espectral estreita (15nm) fornece cor mais saturada do que algumas alternativas de espectro mais amplo. As múltiplas opções de binning permitem correspondência mais precisa de cor e brilho, o que é crítico para displays de alto padrão. No entanto, a resistência térmica de 450°C/W é relativamente alta; projetos mais recentes com melhor gerenciamento térmico podem oferecer valores mais baixos (por exemplo, 200–300°C/W), portanto, é recomendado um layout de PCB cuidadoso.

11. Perguntas Frequentes

P1: Posso acionar este LED continuamente a 30mA?
Sim, mas apenas se a temperatura do encapsulamento for mantida baixa o suficiente para que a temperatura da junção fique abaixo de 95°C. Em ambiente típico de 25°C, 30mA é seguro. Em temperatura ambiente mais alta, reduza conforme necessário.

P2: Qual é a condição de armazenamento recomendada após abrir o saco?
Armazene a ≤30°C e ≤60% UR. Use dentro de 168 horas. Se excedido, seque em estufa a 60°C por >24 horas.

P3: Como posso evitar danos por ESD?
Use estações de trabalho aterradas, ferramentas condutivas e embalagens antiestáticas. O LED tem classificação ESD de 2000V (HBM), mas precauções ainda são recomendadas.

P4: Posso usar este LED em aplicações externas?
A faixa de temperatura de operação é de –40 a +85°C, que cobre a maioria dos ambientes externos. No entanto, o LED não é especificado para exposição direta a UV ou alta umidade sem revestimento conformal adicional.

12. Casos de Uso Práticos

Em um projeto típico, seis desses LEDs amarelo-verde são colocados ao redor de um interruptor de botão para fornecer indicação de 360°. O amplo ângulo de visão de 140° garante visibilidade de qualquer direção. Um resistor limitador de corrente de 100Ω (para uma fonte de 5V) define a corrente para aproximadamente 30mA por LED, proporcionando iluminação brilhante. O pequeno footprint permite montagem em uma PCB compacta dentro do invólucro do interruptor. Outro caso de uso é em um indicador de carregador de bateria: três LEDs — vermelho, amarelo-verde e azul — indicam o status de carregamento. O LED amarelo-verde acende quando o carregamento é concluído, com intensidade classificada para combinar visualmente com o vermelho e o azul.

13. Princípio de Funcionamento

Este LED é um diodo de junção p-n feito de fosfeto de gálio (GaP) ou materiais relacionados que emitem fótons quando elétrons se recombinam com lacunas na região ativa. A energia do bandgap corresponde a um comprimento de onda no espectro amarelo-verde (cerca de 570 nm). O chip é encapsulado em uma lente de silicone transparente que molda a saída de luz em um feixe amplo. O encapsulamento inclui dois terminais (anodo e catodo) para conexão a um circuito de acionamento.

14. Tendências de Desenvolvimento

À medida que a tecnologia de LED evolui, vemos tendências para encapsulamentos ainda menores (por exemplo, 2,0×1,2mm), maior eficácia luminosa (acima de 150 lm/W para verde) e menor resistência térmica através de materiais de substrato avançados. A resolução de binning está se tornando mais fina, permitindo bins de comprimento de onda de 0,5nm. Além disso, a integração com drivers IC inteligentes e interfaces digitais é comum em iluminação inteligente. A cor amarelo-verde continua importante para segurança e indicação, e seu uso em aplicações automotivas e industriais deve crescer.