Ficha Técnica do LED SMD 12-22/BHR6C-A01/2C - 1.2x2.2x1.1mm - Azul (2.7-3.1V) & Vermelho (1.7-2.2V) - 40-60mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LED SMD 12-22 é um dispositivo de montagem em superfície compacto, projetado para aplicações de PCB de alta densidade. Está disponível em uma configuração multicor, especificamente combinando um LED azul (chip BH) e um LED vermelho brilhante (chip R6) dentro de um único encapsulamento. Este componente é significativamente menor do que os LEDs tradicionais do tipo com terminais, permitindo reduções substanciais no tamanho da placa, aumento da densidade de empacotamento, minimização dos requisitos de armazenamento e, em última análise, contribuindo para o desenvolvimento de equipamentos finais menores. Sua construção leve o torna particularmente adequado para aplicações miniaturas e com restrições de espaço.

1.1 Vantagens Principais

• Miniaturização:A pequena área ocupada (1.2mm x 2.2mm) permite posicionamento de alta densidade em PCBs.
• Compatibilidade:Empacotado em fita de 8mm em bobinas de diâmetro de 7 polegadas, tornando-o totalmente compatível com equipamentos padrão de montagem automática (pick-and-place).
• Fabricação Robusta:Compatível com processos de soldagem por refluxo por infravermelho (IR) e fase de vapor.
• Conformidade Ambiental:O produto é livre de chumbo, em conformidade com RoHS, REACH da UE e padrões livres de halogênio (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Aplicações Alvo

• Automotivo/Industrial:Backlight para painéis de instrumentos, painéis de controle e interruptores.
• Telecomunicações:Indicadores de status e backlight de teclado em telefones e máquinas de fax.
• Eletrônicos de Consumo:Backlight plano para LCDs, iluminação de interruptores e iluminação de símbolos.
• Uso Geral:Qualquer aplicação que requeira uma luz indicadora compacta e confiável.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

As seções a seguir fornecem uma análise detalhada das especificações elétricas, ópticas e térmicas do dispositivo. Todos os parâmetros são medidos a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C, salvo indicação em contrário.

2.1 Especificações Absolutas Máximas

Estas especificações definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob ou nestas condições não é garantida.

Parâmetro	Símbolo	Código	Especificação	Unidade
Tensão Reversa	VR	-	5	V
Corrente Direta	IF	BH	10	mA
		R6	25	mA
Corrente Direta de Pico (Ciclo 1/10 @1KHz)	IFP	BH	40	mA
		R6	50	mA
Dissipação de Potência	Pd	BH	40	mW
		R6	60	mW
Descarga Eletrostática (HBM)	ESD	BH	150	V
		R6	2000	V
Temperatura de Operação	Topr	-	-40 ~ +85	°C
Temperatura de Armazenamento	Tstg	-	-40 ~ +90	°C
Temperatura de Soldagem	Tsol	Refluxo	260°C por 10 seg.	-
		Manual	350°C por 3 seg.	-

Observações-Chave:O chip vermelho (R6) tem uma capacidade de corrente e potência maior em comparação com o chip azul (BH). Notavelmente, a sensibilidade ao ESD difere significativamente, com o chip BH (azul) sendo altamente sensível (150V HBM), exigindo proteção rigorosa contra ESD durante o manuseio, enquanto o chip R6 (vermelho) é mais robusto (2000V HBM).

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos sob condições normais de operação.

Parâmetro	Símbolo	Código	Min.	Typ.	Max.	Unidade	Condição
Intensidade Luminosa	Iv	BH	18.0	26.0	-----	mcd	IF=5mA
		R6	22.5	30.0	-----	mcd	IF=5mA
Ângulo de Visão (2θ1/2)	-	-	-----	120	-----	graus	-
Comprimento de Onda de Pico	λp	BH	-----	468	-----	nm	-
		R6	-----	632	-----	nm	-
Comprimento de Onda Dominante	λd	BH	-----	470	-----	nm	-
		R6	-----	624	-----	nm	-
Largura de Banda Espectral (Δλ)	-	BH	-----	25	-----	nm	-
		R6	-----	20	-----	nm	-
Tensão Direta	VF	BH	2.7	-----	3.1	V	-
		R6	1.7	-----	2.2	V	-
Corrente Reversa	IR	BH	-----	-----	50	μA	VR=5V
		R6	-----	-----	10	μA	VR=5V

Notas:

1. Tolerância da Intensidade Luminosa é ±11%.
2. Tolerância da Tensão Direta é ±0.05V.

Análise:O LED azul (BH) opera em uma tensão direta mais alta (2.7-3.1V) típica de chips baseados em InGaN, enquanto o LED vermelho (R6) tem uma tensão direta mais baixa (1.7-2.2V) característica da tecnologia AlGaInP. A intensidade luminosa é especificada em uma baixa corrente de acionamento de 5mA, indicando alta eficiência. O amplo ângulo de visão de 120 graus fornece um padrão de emissão amplo, adequado para aplicações de indicador.

3. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece curvas características típicas para ambos os chips BH (Azul) e R6 (Vermelho), que são cruciais para entender o comportamento do dispositivo sob condições variáveis.

3.1 Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

As curvas mostram que a saída luminosa diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. Este efeito de extinção térmica é uma propriedade fundamental dos semicondutores LED. Os projetistas devem considerar este derating ao operar em altas temperaturas ambientes para garantir saída de luz suficiente.

3.2 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

Estes gráficos ilustram a relação sublinear entre a corrente de acionamento e a saída de luz. Aumentar a corrente produz retornos decrescentes em brilho enquanto gera mais calor. Operar próximo à especificação máxima absoluta de corrente é ineficiente e reduz a vida útil do dispositivo.

3.3 Curva de Derating da Corrente Direta

Este gráfico crítico define a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura ambiente. À medida que a temperatura sobe, a corrente máxima permitida deve ser reduzida para evitar exceder o limite de dissipação de potência do dispositivo e causar fuga térmica.

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

A curva I-V mostra a relação exponencial típica de um diodo. A tensão de "joelho" é a tensão direta aproximada (V_F). A inclinação da curva na região de condução está relacionada à resistência dinâmica do LED.

3.5 Diagrama de Radiação

O gráfico polar visualiza a distribuição espacial da intensidade luminosa, confirmando o ângulo de visão de 120 graus. O padrão é tipicamente Lambertiano ou quase-Lambertiano para este tipo de encapsulamento LED.

3.6 Distribuição Espectral

Os gráficos espectrais mostram os perfis de emissão:

• BH (Azul):Comprimento de onda de pico ~468nm, comprimento de onda dominante ~470nm, com uma largura de banda espectral (FWHM) de ~25nm.
• R6 (Vermelho):Comprimento de onda de pico ~632nm, comprimento de onda dominante ~624nm, com uma largura de banda espectral mais estreita de ~20nm.

Estas características determinam a pureza de cor percebida do LED.

4. Informações Mecânicas e de Embalagem

4.1 Dimensões da Embalagem

O LED SMD 12-22 tem um encapsulamento retangular compacto. As dimensões principais (em mm, tolerância ±0.1mm salvo especificado) incluem:

• Comprimento total: 2.2 mm
• Largura total: 1.2 mm
• Altura total: 1.1 mm
• Dimensões e espaçamento dos terminais conforme o desenho detalhado.

A ficha técnica inclui um desenho dimensionado detalhado especificando todos os comprimentos, larguras, alturas e posições de pads críticos necessários para o projeto da área de montagem na PCB.

4.2 Identificação da Polaridade

O componente possui um marcador de polaridade, tipicamente um entalhe ou um ponto no encapsulamento ou um canto cortado no bolso da fita transportadora, para indicar o cátodo. A orientação correta é essencial para a operação do circuito.

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio adequado é crítico para a confiabilidade. O dispositivo é sensível à umidade (MSL) e requer perfis de soldagem específicos.

5.1 Armazenamento e Sensibilidade à Umidade

• Antes de Abrir:Armazenar a ≤30°C e ≤90% UR.
• Após Abrir (Vida Útil no Chão de Fábrica):1 ano a ≤30°C e ≤60% UR. Peças não utilizadas devem ser resseladas em embalagem à prova de umidade com dessecante.
• Secagem:Se o dessecante indicar absorção de umidade ou o tempo de armazenamento for excedido, secar a 60 ±5°C por 24 horas antes do uso.

5.2 Perfil de Soldagem por Refluxo (Sem Chumbo)

O perfil recomendado é para solda sem chumbo (ex.: SAC305):

• Pré-aquecimento:Rampa gradual para ativar o fluxo.
• Zona de Estabilização:Para aquecer uniformemente a placa e o componente.
• Refluxo:Temperatura de pico de 260°C por no máximo 10 segundos.
• Resfriamento:Resfriamento controlado para minimizar o estresse térmico.

Importante:A soldagem por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes. Evite estresse mecânico no LED durante o aquecimento e não deforme a PCB após a soldagem.

5.3 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for inevitável:

• Use um ferro de soldar com temperatura da ponta <350°C.
• Limite o tempo de contato a ≤3 segundos por terminal.
• Use um ferro com potência ≤25W.
• Permita ≥2 segundos entre soldar cada terminal para evitar superaquecimento.
• A soldagem manual carrega um risco maior de dano.

5.4 Retrabalho e Reparo

O reparo após a soldagem é fortemente desencorajado. Se absolutamente necessário:

• Use um ferro de soldar especializado de dupla cabeça projetado para remoção de SMD para aplicar calor simultâneo e balanceado a ambos os terminais.
• Sempre verifique se o processo de reparo não degrada as características do LED.

6. Informações de Embalagem e Pedido

6.1 Embalagem Padrão

Os LEDs são fornecidos em embalagem resistente à umidade:

• Fita Transportadora:Fita de 8mm de largura.
• Bobina:Diâmetro de 7 polegadas (178mm).
• Quantidade:2000 peças por bobina.
• A embalagem inclui um dessecante e é selada em uma bolsa de alumínio à prova de umidade.

6.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da bobina contém vários códigos:

• CPN:Número do Produto do Cliente.
• P/N:Número do Produto (ex.: 12-22/BHR6C-A01/2C).
• QTY:Quantidade de Embalagem.
• CAT:Classificação de Intensidade Luminosa.
• HUE:Coordenadas de Cromaticidade & Classificação de Comprimento de Onda Dominante.
• REF:Classificação de Tensão Direta.
• LOT No:Número do Lote de Fabricação para rastreabilidade.

7. Considerações para Projeto de Aplicação

7.1 Limitação de Corrente é Obrigatória

LEDs são dispositivos acionados por corrente.Um resistor limitador de corrente externo (ou driver de corrente constante) é absolutamente necessário para cada chip (BH e R6).A tensão direta (V_F) tem uma tolerância e um coeficiente de temperatura negativo (diminui à medida que a temperatura sobe). Conectar um LED diretamente a uma fonte de tensão, mesmo uma próxima de sua V_F nominal, pode causar um pequeno aumento de tensão que aciona uma grande e descontrolada corrente de pico, levando à falha instantânea (queima). O valor do resistor é calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F.

7.2 Gerenciamento Térmico

Embora o encapsulamento seja pequeno, a dissipação de potência (40mW para BH, 60mW para R6) gera calor. Para operação confiável de longo prazo:

• Aderir à curva de derating da corrente direta em temperaturas ambientes elevadas.
• Garantir área de cobre adequada na PCB (pads de alívio térmico) para conduzir o calor para longe das juntas de solda do LED.
• Evitar colocar o LED perto de outros componentes geradores de calor.

7.3 Proteção contra ESD

O chip azul (BH) é altamente sensível ao ESD (150V HBM). Implemente salvaguardas contra ESD em todo o processo de produção:

• Use estações de trabalho aterradas e pulseiras antiestáticas durante o manuseio e montagem.
• Considere adicionar diodos de supressão de tensão transitória (TVS) ou outros circuitos de proteção na PCB se o LED estiver conectado a interfaces externas propensas a eventos de ESD.

8. Comparação e Posicionamento Técnico

O 12-22/BHR6C-A01/2C oferece uma combinação específica de características:

• vs. LEDs SMD Maiores (ex.: 3528, 5050):Oferece uma área ocupada muito menor para projetos ultracompactos, mas com saída de luz máxima e capacidade de potência correspondentemente menores.
• vs. LEDs 12-22 Monocor:A configuração multicor (azul+vermelho) em um único encapsulamento economiza espaço na placa em comparação com o uso de dois LEDs monocor separados, simplificando a montagem e o estoque.
• vs. LEDs com Terminais:Elimina a necessidade de furos passantes, permite montagem automatizada e reduz o tamanho e peso geral do produto.

Sua principal vantagem é permitir a miniaturização em aplicações de indicador e backlight com restrições de espaço e sensíveis a custos.

9. Perguntas Frequentes (FAQs)

9.1 Posso acionar os chips azul e vermelho simultaneamente da mesma fonte de alimentação?

Não diretamente em uma configuração simples em série ou paralelo devido às suas diferentes tensões diretas (V_F). O chip azul requer ~3V, enquanto o chip vermelho requer ~2V. Se conectados em paralelo a uma fonte de 3V, o chip vermelho experimentaria corrente excessiva. Se conectados em série, seria necessária uma fonte de 5V+, e o casamento de corrente seria ruim. A abordagem recomendada é usar resistores limitadores de corrente separados para cada chip, mesmo que compartilhem um barramento de tensão comum, ou acioná-los independentemente.

9.2 Por que a classificação ESD é tão diferente entre os chips azul e vermelho?

Isso se deve a diferenças fundamentais na tecnologia do material semicondutor. O LED azul usa uma estrutura de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) crescida em substratos como safira ou carbeto de silício, que pode ser mais suscetível a danos por descarga eletrostática no nível microscópico da junção. O LED vermelho usa uma estrutura de AlGaInP (Fosfeto de Alumínio, Gálio e Índio), que é inerentemente mais robusta contra ESD. Isso exige cuidado extra ao manusear o componente azul.

9.3 O que significa "A01/2C" no número da peça?

Embora a codificação interna completa não seja detalhada neste trecho, sufixos como estes normalmente denotam bins específicos para parâmetros-chave como intensidade luminosa (CAT), comprimento de onda dominante/cromaticidade (HUE) e tensão direta (REF). "A01" e "2C" provavelmente especificam os bins de desempenho exatos para os chips azul e vermelho, respectivamente, garantindo consistência de cor e brilho dentro de uma execução de produção.

10. Exemplo Prático de Projeto

Cenário:Projete um indicador de status bicolor usando o 12-22/BHR6C-A01/2C. O LED será alimentado por um pino GPIO de um microcontrolador de 5V. O objetivo é acionar cada chip a aproximadamente 5mA.

Cálculo para os Resistores Limitadores de Corrente:

• Para o Chip Azul (BH, V_F≈ 2.9V típico): R_azul= (5V - 2.9V) / 0.005A = 420 Ω. Use um resistor padrão de 430 Ω. Dissipação de potência no resistor: P = I²R = (0.005)²* 430 = 0.01075W (um resistor de 1/10W ou 1/8W é suficiente).
• Para o Chip Vermelho (R6, V_F≈ 1.95V típico): R_vermelho= (5V - 1.95V) / 0.005A = 610 Ω. Use um resistor padrão de 620 Ω. Dissipação de potência: (0.005)²* 620 = 0.0155W.

Circuito:Conecte o ânodo de cada chip do LED à fonte de 5V através de seu respectivo resistor calculado. Conecte os cátodos a pinos GPIO separados do microcontrolador configurados como saídas de dreno aberto/baixas. Para iluminar o LED azul, coloque seu pino GPIO correspondente em nível baixo. Para iluminar o vermelho, coloque seu pino em nível baixo. Certifique-se de que o pino do microcontrolador possa drenar a corrente de 5mA.

11. Princípio de Funcionamento

Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores de junção p-n. Quando uma tensão direta que excede o potencial interno da junção é aplicada, elétrons da região do tipo n se recombinam com lacunas da região do tipo p dentro da camada ativa. Este processo de recombinação libera energia na forma de fótons (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz emitida é determinado pela energia da banda proibida dos materiais semicondutores usados na região ativa. O LED azul (BH) utiliza um composto de InGaN, que tem uma banda proibida maior, emitindo fótons de maior energia no espectro azul. O LED vermelho (R6) utiliza um composto de AlGaInP, que tem uma banda proibida menor, emitindo fótons de menor energia no espectro vermelho. A lente de resina epóxi molda a saída de luz e fornece proteção mecânica e ambiental.

Terminologia de Especificação LED

Explicação completa dos termos técnicos LED