Ficha Técnica do LED SMD 19-21/BHC-AP1Q2/3T - Azul - 2.0x1.25x0.8mm - 3.3V - 75mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 19-21/BHC-AP1Q2/3T é um LED azul compacto de montagem em superfície, projetado para aplicações eletrónicas modernas que exigem alta densidade de componentes e desempenho confiável. Este dispositivo utiliza tecnologia de chip InGaN para produzir uma emissão azul com um comprimento de onda dominante típico de 468 nm. As suas principais vantagens incluem uma pegada significativamente reduzida em comparação com LEDs com terminais, permitindo projetos de PCB mais pequenos, maior densidade de empacotamento e, em última análise, produtos finais mais compactos. A sua construção leve torna-o ainda ideal para aplicações miniaturas e portáteis.

O posicionamento principal do produto inclui a utilização como indicador ou fonte de retroiluminação em eletrónica de consumo, equipamentos de telecomunicações, painéis de instrumentos automóveis e iluminação geral onde é necessária uma fonte de luz azul compacta. O dispositivo está totalmente em conformidade com as regulamentações RoHS, REACH e livre de halogéneos, tornando-o adequado para mercados globais com padrões ambientais rigorosos.

1.1 Características e Vantagens Principais

• Encapsulamento Miniaturizado:O formato SMD 19-21 é substancialmente mais pequeno do que os LEDs tradicionais com moldura de terminais, contribuindo para a poupança de espaço na PCB.
• Compatibilidade com Automação:Fornecido em fita de 8mm em bobinas de 7 polegadas, é totalmente compatível com equipamentos automáticos de pick-and-place de alta velocidade.
• Soldadura Robusta:Compatível com processos de soldadura por refluxo por infravermelhos e fase de vapor, garantindo uma montagem fiável em fabricação de alto volume.
• Conformidade Ambiental:O produto é livre de chumbo, conforme RoHS, conforme REACH e atende aos requisitos livres de halogéneos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• Design Monocromático:Fornece uma saída de cor azul consistente.

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A operação sob ou nestes limites não é garantida.

Parâmetro	Símbolo	Especificação	Unidade	Condição
Tensão Reversa	VR	5	V
Corrente Direta	IF	20	mA	Contínua
Corrente Direta de Pico	IFP	40	mA	Ciclo de Trabalho 1/10 @1KHz
Dissipação de Potência	Pd	75	mW
Descarga Eletrostática (HBM)	ESD	150	V	Modelo do Corpo Humano
Temperatura de Operação	Topr	-40 a +85	°C
Temperatura de Armazenamento	Tstg	-40 a +90	°C
Temperatura de Soldadura	Tsol	260°C por 10 seg (Refluxo) 350°C por 3 seg (Manual)	°C

Interpretação:A especificação de corrente direta de 20mA é padrão para LEDs de pequeno sinal. A baixa especificação de tensão reversa (5V) destaca que este dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa e requer proteção em circuitos onde possa ocorrer tensão reversa. A especificação ESD de 150V (HBM) indica sensibilidade moderada; procedimentos adequados de manuseio ESD são essenciais durante a montagem.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos a Ta=25°C e definem o desempenho típico do LED em condições normais de operação.

Parâmetro	Símbolo	Min.	Typ.	Max.	Unidade	Condição
Intensidade Luminosa	Iv	45.0	-	112.0	mcd	IF=20mA
Ângulo de Visão (2θ1/2)	-	-	100	-	graus
Comprimento de Onda de Pico	λp	-	468	-	nm
Comprimento de Onda Dominante	λd	464.5	-	476.5	nm
Largura de Banda do Espetro	Δλ	-	25	-	nm
Tensão Direta	VF	2.70	3.3	3.7	V	IF=20mA
Corrente Reversa	IR	-	-	50	μA	VR=5V

Interpretação:A intensidade luminosa tem uma ampla gama (45-112 mcd), que é gerida através de um sistema de binning (detalhado mais tarde). A tensão direta típica de 3.3V a 20mA é um parâmetro chave para o design do circuito, pois determina o valor necessário do resistor limitador de corrente. O ângulo de visão de 100 graus fornece um padrão de emissão amplo, adequado para aplicações de indicador.

2.3 Características Térmicas

Embora não listadas explicitamente numa tabela separada, a gestão térmica é implícita através da dissipação de potência (75mW) e da gama de temperatura de operação (-40 a +85°C). A curva de derating da corrente direta (mostrada no PDF) é crítica para o design. À medida que a temperatura ambiente aumenta, a corrente direta máxima permitida deve ser reduzida para evitar sobreaquecimento e degradação acelerada. Os projetistas devem consultar esta curva para garantir operação fiável a temperaturas elevadas.

3. Explicação do Sistema de Binning

O processo de fabrico de LEDs resulta em variações naturais em parâmetros-chave. O binning classifica os LEDs em grupos (bins) com características rigidamente controladas para garantir consistência na aplicação final.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Código do Bin	Intens. Mín.	Intens. Máx.	Unidade	Condição
P1	45.0	57.0	mcd	IF =20mA
P2	57.0	72.0	mcd
Q1	72.0	90.0	mcd
Q2	90.0	112.0	mcd

Nota de Aplicação:Para aplicações que requerem brilho uniforme em múltiplos LEDs (ex.: matrizes de retroiluminação), especificar um único bin estreito (ex.: apenas Q1) é essencial. O código do produto \"AP1Q2/3T\" provavelmente inclui informação de bin (Q2 para intensidade).

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Código do Bin	Comp. Onda Mín.	Comp. Onda Máx.	Unidade	Condição
A9	464.5	467.5	nm	IF =20mA
A10	467.5	470.5	nm
A11	470.5	473.5	nm
A12	473.5	476.5	nm

Nota de Aplicação:Este binning garante consistência de cor. O comprimento de onda de pico típico é 468nm, que se enquadra no bin A10. Combinar bins de comprimento de onda é crucial para aplicações onde a perceção de cor é importante.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece várias curvas características que são vitais para compreender o comportamento do dispositivo em condições não padrão.

4.1 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

Esta curva mostra que a intensidade luminosa não é linearmente proporcional à corrente. Aumenta com a corrente, mas pode saturar ou mesmo diminuir a correntes muito altas devido a efeitos térmicos e queda de eficiência. Operar na ou abaixo dos 20mA recomendados garante eficiência e longevidade ótimas.

4.2 Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

A saída de luz do LED diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Esta curva quantifica essa relação. Por exemplo, a uma temperatura ambiente de 85°C, a saída de luz pode ser apenas 70-80% do seu valor a 25°C. Isto deve ser considerado nos cálculos de brilho para ambientes de alta temperatura.

4.3 Tensão Direta vs. Corrente Direta

Esta curva IV demonstra a relação exponencial do díodo entre tensão e corrente. A tensão do \"joelho\" está em torno de 2.7-3.0V. Um pequeno aumento na tensão além deste ponto causa um grande aumento na corrente, sublinhando a necessidade crítica de um driver ou resistor limitador de corrente.

4.4 Distribuição Espetral

O gráfico mostra um único pico centrado em torno de 468nm com uma largura total a meia altura (FWHM) típica de 25nm. Isto é característico de um LED azul InGaN e define a cor azul pura emitida.

4.5 Padrão de Radiação

O diagrama polar ilustra a distribuição espacial da luz. O encapsulamento 19-21 exibe um padrão lambertiano ou quase-lambertiano com um ângulo de visão de 100 graus, o que significa que a intensidade da luz é mais alta quando vista de frente e diminui gradualmente para os lados.

5. Informação Mecânica e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED SMD 19-21 tem dimensões nominais de 2.0mm (comprimento) x 1.25mm (largura) x 0.8mm (altura). As tolerâncias são tipicamente ±0.1mm salvo indicação em contrário. O desenho do encapsulamento indica claramente a marca do cátodo, o que é essencial para a orientação correta durante a montagem da PCB. O padrão de soldadura recomendado para a PCB (design das pastilhas) deve seguir estas dimensões para garantir soldadura adequada e estabilidade mecânica.

5.2 Identificação da Polaridade

Uma marca distinta do cátodo está presente no dispositivo. A polaridade correta é obrigatória; aplicar tensão reversa superior a 5V pode causar dano imediato.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Perfil de Soldadura por Refluxo

É especificado um perfil de refluxo sem chumbo:

• Pré-aquecimento:150-200°C durante 60-120 segundos.
• Tempo Acima do Líquidus (217°C):60-150 segundos.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C, mantida por não mais de 10 segundos.
• Taxa de Aquecimento:Máximo de 6°C/seg.
• Taxa de Arrefecimento:Máximo de 3°C/seg.

A soldadura por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes no mesmo dispositivo.

6.2 Soldadura Manual

Se a soldadura manual for inevitável, use um ferro de soldar com temperatura da ponta abaixo de 350°C. O tempo de contacto por terminal deve ser inferior a 3 segundos, com uma potência nominal do ferro de soldar abaixo de 25W. Permita um intervalo de arrefecimento de pelo menos 2 segundos entre soldar cada terminal. A soldadura manual apresenta um risco maior de dano térmico.

6.3 Retrabalho e Reparação

A reparação após soldadura não é recomendada. Se absolutamente necessário, deve ser usado um ferro de soldar de dupla cabeça especializado para aquecer simultaneamente ambos os terminais e levantar o componente sem aplicar stress mecânico ao corpo do LED. O potencial de dano é elevado.

7. Precauções de Armazenamento e Manuseamento

7.1 Sensibilidade à Humidade

Os LEDs são embalados num saco resistente à humidade com dessecante.

1. Não abra o saco à prova de humidade até estar pronto para usar.
2. Após a abertura, os LEDs não utilizados devem ser armazenados a ≤30°C e ≤60% de Humidade Relativa.
3. A \"vida útil após abertura\" do saco é de 168 horas (7 dias).
4. Se não forem utilizados dentro deste tempo, ou se o indicador de dessecante mudar de cor, é necessário um processo de secagem: 60 ±5°C durante 24 horas antes da utilização.

7.2 Proteção contra ESD

Com uma especificação ESD de 150V (HBM), estes dispositivos são sensíveis à descarga eletrostática. Use precauções padrão ESD durante o manuseamento e montagem: estações de trabalho aterradas, pulseiras e recipientes condutores.

8. Informação de Embalagem e Encomenda

8.1 Embalagem Padrão

O dispositivo é fornecido em fita transportadora relevada com dimensões adaptadas ao encapsulamento 19-21. A fita é enrolada numa bobina padrão de 7 polegadas de diâmetro. Cada bobina contém 3000 peças.

8.2 Dimensões da Bobina e da Fita

Desenhos detalhados da bobina, fita transportadora e fita de cobertura são fornecidos na ficha técnica. A adesão a estas dimensões garante compatibilidade com equipamentos de montagem automatizados.

8.3 Informação da Etiqueta

A etiqueta da bobina contém informação crítica para rastreabilidade e verificação:

• P/N:Número do Produto (ex.: 19-21/BHC-AP1Q2/3T).
• QTY:Quantidade de Embalagem (3000 pçs/bobina).
• CAT:Classe de Intensidade Luminosa (ex.: Q2).
• HUE:Classe de Cromaticidade/Comprimento de Onda Dominante (ex.: A10).
• REF:Classe de Tensão Direta.
• LOT No:Número do Lote de Fabrico para rastreabilidade.

9. Sugestões de Aplicação e Considerações de Design

9.1 Aplicações Típicas

• Retroiluminação:Para botões, interruptores, símbolos e painéis LCD em eletrónica de consumo, painéis de instrumentos automóveis e controlos industriais.
• Indicadores de Estado:Em equipamentos de telecomunicações (telefones, faxes), dispositivos de rede e fontes de alimentação.
• Iluminação Geral:Como uma fonte de luz azul compacta em iluminação decorativa, sinalização e eletrónica vestível.

9.2 Considerações de Design Críticas

1. Limitação de Corrente:Um resistor limitador de corrente externo é OBRIGATÓRIO. A característica exponencial V-I do LED significa que uma pequena mudança de tensão causa uma grande mudança de corrente, levando a fuga térmica e falha. Calcule o valor do resistor usando R = (Vfonte - VF) / IF, onde VF é a tensão direta máxima esperada da ficha técnica (ex.: 3.7V).
2. Gestão Térmica:Embora de baixa potência, a dissipação de calor deve ser considerada, especialmente em espaços fechados ou altas temperaturas ambientes. Use a curva de derating. Garanta área de cobre adequada na PCB sob e em torno das pastilhas do LED para atuar como dissipador de calor.
3. Design Óptico:O ângulo de visão de 100 graus é adequado para visão ampla. Para luz mais focada, podem ser necessárias lentes externas ou guias de luz. Considere os códigos de binning para garantir uniformidade de cor e brilho em designs com múltiplos LEDs.
4. Layout da PCB:Siga o layout de pastilhas recomendado do desenho do encapsulamento. Certifique-se de que a marca do cátodo na pegada corresponde à orientação do dispositivo.

10. Comparação e Diferenciação Técnica

O 19-21/BHC-AP1Q2/3T diferencia-se principalmente pela sua pegada compacta de 2.0x1.25mm, que é mais pequena do que muitos LEDs SMD tradicionais como os encapsulamentos 0603 (1.6x0.8mm) ou 0805 (2.0x1.25mm) que frequentemente alojam LEDs, oferecendo potencial poupança de espaço. A sua tensão direta típica de 3.3V é compatível com fontes de alimentação lógicas comuns de 3.3V. Comparado com LEDs não classificados em bins, os seus bins definidos de intensidade e comprimento de onda fornecem desempenho previsível, reduzindo a incerteza no design. A conformidade com padrões ambientais modernos (RoHS, Livre de Halogéneos) é um requisito básico, mas permanece um diferenciador chave em mercados regulamentados.

11. Perguntas Frequentes (FAQ)

P1: Qual é o propósito dos códigos de binning (P1, Q2, A10, etc.)?
R1: O binning garante consistência. Os bins de Intensidade Luminosa (P1, Q2) garantem um brilho mínimo. Os bins de Comprimento de Onda (A9-A12) garantem uma gama de cores específica. Especifique sempre os bins para aplicações que requerem uniformidade.

P2: Posso acionar este LED diretamente a partir de um pino de microcontrolador de 3.3V?
R2: Não. A tensão direta é tipicamente 3.3V, não deixando margem de tensão para um resistor limitador de corrente se for ligado diretamente a uma linha de 3.3V. Isto resultaria em corrente descontrolada e dano. Deve usar um circuito driver ou uma tensão de alimentação mais alta com um resistor em série.

P3: Como calculo o resistor em série correto?
R3: Use a Lei de Ohm: R = (Vs - Vf) / If. Para uma alimentação de 5V (Vs), usando o Vf máximo de 3.7V e o If alvo de 20mA: R = (5 - 3.7) / 0.02 = 65 ohms. Use o próximo valor padrão (ex.: 68 ohms). Recalcule sempre a dissipação de potência no resistor: P = (If^2)*R.

P4: Por que é o procedimento de armazenamento e secagem tão importante?
R4: Os encapsulamentos SMD podem absorver humidade. Durante a soldadura por refluxo, esta humidade pode transformar-se rapidamente em vapor, causando delaminação interna ou \"efeito pipoca\", que racha o encapsulamento e destrói o LED. O processo de secagem remove esta humidade absorvida.

12. Exemplo Prático de Aplicação

Cenário: Projetar um painel de indicadores de estado com 10 LEDs azuis uniformes.

1. Especificação:Selecione o 19-21/BHC-AP1Q2/3T pelo seu tamanho compacto e cor azul.
2. Binning:Para garantir brilho e cor uniformes, especifique um único bin de intensidade (ex.: Q1) e um único bin de comprimento de onda (ex.: A10) na ordem de compra.
3. Design do Circuito:Usando uma alimentação do sistema de 5V. Calcule o resistor: R = (5V - 3.7V) / 0.02A = 65Ω. Use resistores de 68Ω 5%. Potência por resistor: (0.02^2)*68 = 0.0272W, portanto um resistor padrão de 1/10W (0.1W) é suficiente.
4. Layout da PCB:Coloque os LEDs com pastilhas de 2.0x1.25mm, garantindo a orientação correta do cátodo. Inclua uma pequena área de cobre ligada às pastilhas do cátodo para ligeira dispersão de calor.
5. Montagem:Siga o perfil de refluxo especificado. Mantenha a bobina selada até ao momento de utilização na produção.

Esta abordagem resulta num painel de indicadores fiável, consistente e com aspeto profissional.

13. Princípio de Funcionamento

O 19-21/BHC-AP1Q2/3T é um díodo emissor de luz semicondutor. O seu núcleo é um chip feito de materiais de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN). Quando uma tensão direta que excede a tensão do joelho do díodo (aprox. 2.7V) é aplicada, eletrões e lacunas são injetados na região ativa do semicondutor. Estes portadores de carga recombinam-se, libertando energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga InGaN determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda da luz emitida—neste caso, luz azul em torno de 468 nm. O encapsulamento de resina transparente protege o chip e atua como uma lente primária, moldando o padrão inicial de saída de luz.

14. Tendências Tecnológicas

O desenvolvimento de LEDs SMD como a série 19-21 segue tendências mais amplas da indústria:Miniaturizaçãocontinua, permitindo montagens eletrónicas cada vez mais pequenas e densas.Eficiência Aumentadaé um motor constante, produzindo maior intensidade luminosa a partir do mesmo ou de tamanhos de chip mais pequenos.Fiabilidade e Robustez Melhoradassão críticas, levando a materiais melhorados para encapsulamentos e maiores tolerâncias de temperatura para soldadura sem chumbo.Binning Mais Apertado e Consistência de Corsão cada vez mais exigidos por aplicações como retroiluminação de ecrãs. Finalmente, a integração de eletrónica de controlo diretamente com o chip do LED (ex.: LEDs controlados por IC) é uma tendência crescente, embora para tipos de indicador simples como este, o modelo discreto, sem driver, permaneça dominante devido à sua relação custo-eficácia e flexibilidade de design.