Ficha Técnica do LED Azul SMD 19-217/B7C-ZL2N1B3X/3T - 2.0x1.25x0.8mm - 2.5-2.9V - 40mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 19-217/B7C-ZL2N1B3X/3T é um LED azul de montagem em superfície (SMD) compacto, projetado para aplicações eletrónicas modernas que exigem alta confiabilidade e montagem eficiente. Este componente representa um avanço significativo em relação aos LEDs tradicionais com terminais, permitindo uma miniaturização substancial e melhorias de desempenho nos produtos finais.

1.1 Vantagens Principais e Posicionamento do Produto

A principal vantagem deste LED é a sua dimensão minúscula. O encapsulamento SMD permite projetos de placa de circuito impresso (PCB) significativamente menores, levando a uma maior densidade de componentes. Isto traduz-se diretamente em equipamentos de tamanho reduzido e menores requisitos de armazenamento para componentes e produtos acabados. Além disso, a natureza leve do encapsulamento SMD torna-o ideal para aplicações portáteis e miniaturizadas onde o peso é um fator crítico. O produto é posicionado como uma fonte de luz indicadora e de retroiluminação azul confiável e padrão da indústria, em conformidade com as principais regulamentações ambientais e de segurança.

1.2 Características Principais

• Embalagem:Fornecido em fita de 8mm montada em carretel de 7 polegadas de diâmetro, totalmente compatível com equipamentos automáticos de pick-and-place de alta velocidade.
• Compatibilidade de Soldadura:Projetado para uso com processos padrão de soldadura por refluxo por infravermelhos (IR) e fase de vapor.
• Conformidade Ambiental:O dispositivo é livre de chumbo (Pb-free), em conformidade com a diretiva RoHS da UE e adere aos regulamentos REACH da UE. Também é classificado como Livre de Halogênio, com conteúdo de Bromo (Br) e Cloro (Cl) cada um abaixo de 900 ppm e sua soma abaixo de 1500 ppm.
• Tipo:LED monocromático (Azul) com lente de resina transparente.

2. Análise Profunda das Especificações Técnicas

Esta secção fornece uma análise objetiva e detalhada dos parâmetros elétricos, óticos e térmicos do LED, que são cruciais para um projeto de circuito robusto.

2.1 Valores Máximos Absolutos

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

• Tensão Reversa (V_R):5V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura imediata da junção.
• Corrente Direta Contínua (I_F):10 mA. A corrente DC que pode ser aplicada continuamente.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):40 mA. Isto é permitido apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10 a 1 kHz) para lidar com surtos transitórios.
• Dissipação de Potência (P_d):40 mW. A potência máxima que o encapsulamento pode dissipar a 25°C ambiente, calculada como V_F* I_F.
• Descarga Eletrostática (ESD):150V (Modelo do Corpo Humano). Procedimentos adequados de manuseio de ESD são obrigatórios durante a montagem.
• Temperatura de Operação & Armazenamento:-40°C a +85°C (operação), -40°C a +90°C (armazenamento).
• Temperatura de Soldadura:Refluxo: Pico de 260°C por no máximo 10 segundos. Soldadura manual: 350°C por no máximo 3 segundos por terminal.

2.2 Características Eletro-Óticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a 25°C de temperatura ambiente e uma corrente direta de 2mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (I_v):Varia de 14,5 mcd (mín.) a 36,0 mcd (máx.), com uma tolerância típica de ±11%. Isto define o brilho percebido do LED.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):120 graus (típico). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa é metade da intensidade de pico, indicando um cone de visão amplo.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p):468 nm (típico). O comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):465,0 nm a 475,0 nm. Isto define a cor percebida da luz, com uma tolerância apertada de ±1 nm.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):25 nm (típico). A largura do espectro emitido na metade da sua potência máxima.
• Tensão Direta (V_F):2,50V a 2,90V a I_F=2mA, com uma tolerância de ±0,05V. Isto é crítico para o cálculo do resistor limitador de corrente.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo 50 μA a V_R=5V. O dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa.

3. Explicação do Sistema de Binning

Os LEDs são classificados ("binned") após a produção com base em parâmetros-chave para garantir consistência. O número de peça 19-217/B7C-ZL2N1B3X/3T codifica esta informação de bin.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa (Códigos: L2, M1, M2, N1)

Os LEDs são agrupados em quatro bins de intensidade a I_F=2mA:

• L2:14,5 - 18,0 mcd
• M1:18,0 - 22,5 mcd
• M2:22,5 - 28,5 mcd
• N1:28,5 - 36,0 mcd

O "N1" no número de peça indica que esta unidade específica pertence ao bin de maior brilho.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante (Códigos: X, Y)

Os LEDs são classificados em dois bins de comprimento de onda a I_F=2mA:

• X:465,0 - 470,0 nm
• Y:470,0 - 475,0 nm

O "X" no número de peça especifica a faixa de comprimento de onda mais baixa, resultando num tom de azul ligeiramente mais profundo.

3.3 Binning de Tensão Direta (Códigos: 27, 28, 29, 30)

Os LEDs são agrupados em quatro bins de tensão direta a I_F=2mA:

• 27:2,50 - 2,60 V
• 28:2,60 - 2,70 V
• 29:2,70 - 2,80 V
• 30:2,80 - 2,90 V

O "3" na string de bin do número de peça corresponde a um bin V_F, garantindo uma queda de tensão previsível no projeto do circuito.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece várias curvas características essenciais para compreender o comportamento do LED sob diferentes condições de operação.

4.1 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

Esta curva mostra que a intensidade luminosa aumenta com a corrente direta, mas de forma não linear. Destaca a importância de alimentar o LED com uma corrente estável e especificada (ex.: 2mA para saída nominal) em vez de uma tensão, pois pequenas alterações na tensão podem causar grandes variações de corrente e brilho.

4.2 Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

A saída de um LED diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Esta curva normalmente mostra um declínio gradual na intensidade desde baixas temperaturas até à temperatura máxima de operação (+85°C). Os projetistas devem considerar esta derating térmica em aplicações onde são esperadas altas temperaturas ambientes ou dissipação de calor deficiente.

4.3 Curva de Derating da Corrente Direta

Esta é uma ferramenta de projeto crítica. Dita a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura ambiente. À medida que a temperatura aumenta, a corrente segura máxima diminui para evitar exceder o limite de dissipação de potência de 40mW e causar fuga térmica.

4.4 Distribuição Espectral

O gráfico espectral confirma uma banda de emissão estreita centrada em torno de 468 nm (azul), com uma largura de banda típica de 25 nm. Este espectro puro é característico do material semicondutor InGaN.

4.5 Padrão de Radiação

O diagrama polar ilustra o ângulo de visão de 120°, mostrando como a intensidade da luz é distribuída espacialmente. O padrão é tipicamente Lambertiano ou quase-Lambertiano, fornecendo iluminação uniforme sobre uma área ampla.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED tem uma dimensão muito compacta. As dimensões-chave (em mm, tolerância ±0,1mm salvo indicação) incluem o comprimento total, largura e altura, bem como o layout dos terminais de solda e o padrão de solda recomendado para a PCB. Dimensões precisas são críticas para o layout da PCB e projeto do estêncil de pasta de solda para garantir soldadura e alinhamento adequados.

5.2 Identificação da Polaridade

O cátodo é tipicamente marcado, muitas vezes por uma tonalidade verde no lado correspondente do encapsulamento ou por um entalhe na moldagem. A polaridade correta deve ser observada durante a colocação para garantir o funcionamento adequado.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

A adesão a estas diretrizes é fundamental para a confiabilidade a longo prazo.

6.1 Perfil de Soldadura por Refluxo (Sem chumbo)

É fornecido um perfil de temperatura detalhado:

• Pré-aquecimento:150-200°C por 60-120 segundos para aumentar a temperatura lentamente e ativar o fluxo.
• Tempo Acima do Líquidus (TAL):60-150 segundos acima de 217°C.
• Temperatura de Pico:Máximo 260°C, mantida por não mais de 10 segundos.
• Taxas de Aquecimento/Arrefecimento:Máximo 6°C/seg de aquecimento, 3°C/seg de arrefecimento para minimizar o choque térmico.

O refluxo não deve ser realizado mais de duas vezes no mesmo LED.

6.2 Armazenamento e Sensibilidade à Humidade

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

• Não abra o saco até estar pronto para uso.
• Após a abertura, use dentro de 168 horas (7 dias) se armazenado a ≤30°C e ≤60% de HR.
• Se o tempo de exposição for excedido ou o dessecante estiver saturado, é necessário um cozimento a 60±5°C durante 24 horas antes do refluxo para evitar o "efeito pipoca" (fissuração do encapsulamento devido à humidade vaporizada).

6.3 Soldadura Manual e Retrabalho

Se a soldadura manual for necessária:

• Use uma temperatura da ponta do ferro de soldar ≤350°C.
• Limite o tempo de contacto a ≤3 segundos por terminal.
• Use um ferro de baixa potência (≤25W).
• Permita um intervalo de arrefecimento de ≥2 segundos entre terminais.
• Evite retrabalho após a soldadura inicial. Se inevitável, use um ferro de soldar de ponta dupla para aquecer simultaneamente ambos os terminais e levantar o componente sem stressar as juntas de solda.

7. Informações de Embalagem e Encomenda

7.1 Especificações do Carretel e da Fita

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada em carretéis de 7 polegadas. A largura da fita é de 8mm. Cada carretel contém 3000 peças. São fornecidas dimensões detalhadas para os compartimentos da fita transportadora e para o cubo/flange do carretel para garantir compatibilidade com alimentadores automáticos.

7.2 Explicação da Etiqueta

A etiqueta do carretel contém vários identificadores-chave:

• P/N:Número completo do produto.
• QTY:Quantidade no carretel.
• CAT/HUE/REF:Códigos correspondentes aos bins de Intensidade Luminosa, Comprimento de Onda Dominante e Tensão Direta, respetivamente.
• LOT No:Número de lote para rastreabilidade.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Retroiluminação:Ideal para indicadores de painel de instrumentos, interruptores de membrana e iluminação de símbolos devido ao seu tamanho pequeno e distribuição uniforme de luz.
• Equipamento de Telecomunicações:Indicadores de estado e retroiluminação de teclado em telefones, máquinas de fax e hardware de rede.
• Retroiluminação Plana de LCD:Pode ser usado em matrizes para painéis LCD pequenos com iluminação lateral ou direta.
• Indicação Geral:Estado de energia, indicadores de modo e iluminação decorativa em eletrónica de consumo e industrial.

8.2 Considerações de Projeto Críticas

1. Limitação de Corrente:Um resistor limitador de corrente externo éabsolutamente obrigatório. A característica exponencial I-V do LED significa que um pequeno aumento na tensão causa um grande aumento na corrente, levando a falha rápida. O valor do resistor é calculado usando R = (V_fonte- V_F) / I_F.
2. Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa, garanta área de cobre adequada na PCB ou vias térmicas se operar perto da corrente máxima ou em altas temperaturas ambientes, conforme a curva de derating.
3. Proteção ESD:Implemente proteção ESD nas linhas de entrada se o LED for acessível ao utilizador e siga os protocolos ESD adequados durante o manuseio.
4. Projeto Ótico:O ângulo de visão de 120° fornece cobertura ampla. Para luz focada, pode ser necessária uma lente externa ou guia de luz.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs azuis antigos de orifício passante ou encapsulamentos SMD maiores, o 19-217 oferece vantagens distintas:

• Tamanho:A sua dimensão minúscula de 2,0mm x 1,25mm permite uma densidade de projeto sem precedentes.
• Consistência de Desempenho:O binning apertado em intensidade, comprimento de onda e tensão garante aparência e comportamento uniformes em aplicações com múltiplos LEDs.
• Capacidade de Fabricação:A compatibilidade total com linhas de montagem SMT automáticas reduz significativamente o custo de produção e aumenta a confiabilidade em comparação com a inserção manual.
• Conformidade:Atender aos padrões RoHS, REACH e Livre de Halogênio torna o projeto à prova de futuro para mercados globais com regulamentações ambientais rigorosas.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P1: Por que é necessário um resistor limitador de corrente quando a tensão direta é especificada?

R1: A tensão direta é uma característica a uma corrente específica (2mA). As tensões da fonte de alimentação variam, e a própria V_Fdo LED tem uma tolerância e varia com a temperatura. O resistor fornece um método linear e estável para definir a corrente, protegendo o LED de condições de sobrecorrente.

P2: Posso alimentar este LED a 10mA continuamente?

R2: Sim, 10mA é o valor máximo absoluto contínuo a 25°C. No entanto, deve consultar a curva de derating da corrente direta. Se a temperatura ambiente for mais alta, a corrente máxima permitida é menor. Para operação confiável a longo prazo, é frequentemente recomendado alimentar com uma corrente mais baixa, como 5mA.

P3: O que significa o "B3X" no número de peça para o meu projeto?

R3: Isto indica o bin de desempenho específico. "B3X" aponta para bins particulares de intensidade luminosa e comprimento de onda dominante. Para um projeto que exija consistência de cor e brilho em várias unidades ou lotes de produção, especificar e aderir a um número de peça completo incluindo o código de bin é essencial.

P4: Como interpreto o ângulo de visão de 120°?

R4: Isto significa que o LED emite luz num cone amplo. Quando visto de frente (0°), o brilho é máximo. A ±60° do centro (total 120°), o brilho cai para metade do valor máximo. Isto é adequado para aplicações onde o LED precisa de ser visto de vários ângulos.

11. Estudo de Caso Prático de Projeto e Uso

Cenário:Projetar um painel de controlo compacto com quatro indicadores de estado azuis.

Implementação:

1. Projeto do Circuito:Usando uma fonte de sistema de 5V. Objetivo I_F= 5mA para bom brilho e longevidade. Assumindo uma V_Ftípica de 2,7V, calcule R = (5V - 2,7V) / 0,005A = 460Ω. Use o valor padrão mais próximo, 470Ω.
2. Layout da PCB:Coloque os quatro LEDs em alinhamento. Siga precisamente o padrão de solda recomendado na ficha técnica. Inclua uma pequena área de cobre ligada aos terminais do cátodo para um ligeiro alívio térmico.
3. Montagem:Mantenha os carretéis selados até a linha de produção estar pronta. Siga o perfil de refluxo exato. Realize inspeção visual após a soldadura.
4. Resultado:Quatro indicadores com cor azul e brilho consistentes, operação confiável e uma aparência profissional e miniaturizada.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este LED é baseado num chip semicondutor de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN). Quando uma tensão direta que excede o potencial interno da junção é aplicada, eletrões e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam. Este processo de recombinação liberta 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, aproximadamente 468 nm (azul). O encapsulamento de resina epóxi transparente protege o chip, atua como uma lente para moldar a saída de luz e é formulado para alta clareza ótica e estabilidade a longo prazo.

13. Tendências e Contexto Tecnológico

O LED 19-217 exemplifica tendências-chave na optoeletrónica: miniaturização implacável, maior capacidade de fabrico via compatibilidade SMT e adesão estrita a padrões ambientais. O uso da tecnologia InGaN para emissão azul é agora maduro e altamente confiável. A evolução futura nestes componentes pode focar-se em eficiência ainda maior (mais saída de luz por mA), controlo paramétrico mais apertado para aplicações premium e integração com drivers ou circuitos de controlo incorporados. A procura por tais indicadores e retroiluminações compactos, confiáveis e em conformidade continua a crescer nos mercados automotivo, industrial, de consumo e de dispositivos IoT.