Ficha Técnica do LED SMD 19-21/G6C-FP1Q1L/3T - Dimensões 2.0x1.25x0.8mm - Tensão 1.7-2.3V - Potência 60mW - Amarelo-Verde Brilhante - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LED SMD 19-21 é um dispositivo compacto de montagem em superfície, projetado para aplicações eletrónicas modernas que exigem alta densidade de componentes. Este LED utiliza um chip de AlGaInP (Fosfeto de Alumínio, Gálio e Índio) para produzir uma luz Amarelo-Verde Brilhante, encapsulado numa embalagem de resina transparente. A sua principal vantagem reside na sua pegada significativamente reduzida em comparação com os LEDs tradicionais com terminais, permitindo projetos de PCB mais compactos, maior densidade de empacotamento e, em última análise, equipamentos finais mais pequenos. A sua construção leve torna-o ideal para aplicações miniaturas e portáteis.

1.1 Características Principais e Conformidade

O dispositivo é fornecido em fita de 8mm montada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, garantindo compatibilidade com equipamentos padrão de montagem pick-and-place automatizados. Foi projetado para ser utilizado em processos de soldagem por refluxo infravermelho e de fase de vapor. O produto é monocromático, não contém chumbo (Pb-free) e está em conformidade com regulamentações ambientais e de segurança importantes, incluindo RoHS, REACH da UE e padrões livres de halogéneos (Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Aplicações Alvo

Este LED é adequado para uma variedade de propósitos de iluminação e indicação. Aplicações comuns incluem retroiluminação de painéis de instrumentos, interruptores e símbolos; indicadores de estado e retroiluminação de teclados em dispositivos de telecomunicações, como telefones e máquinas de fax; retroiluminação plana para ecrãs LCD; e uso geral como indicador onde é necessária uma fonte de luz brilhante e fiável.

2. Análise Detalhada das Especificações Técnicas

Esta secção fornece uma análise objetiva e detalhada dos parâmetros elétricos, ópticos e térmicos do dispositivo, conforme definido nas tabelas de especificações máximas absolutas e características eletro-ópticas.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

As especificações máximas absolutas definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Estas não são condições operacionais recomendadas.

• Tensão Reversa (V_R):5V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura da junção.
• Corrente Direta (I_F):25 mA (contínua).
• Corrente Direta de Pico (I_FP):60 mA, permitida apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10 @ 1kHz).
• Dissipação de Potência (P_d):60 mW. Esta é a potência máxima que a embalagem pode dissipar como calor, calculada como V_F* I_F.
• Descarga Eletrostática (ESD) HBM:2000V. Esta classificação do Modelo do Corpo Humano indica um nível moderado de sensibilidade à ESD; procedimentos de manuseamento adequados são necessários.
• Temperatura de Operação (T_opr):-40°C a +85°C. O dispositivo é classificado para faixas de temperatura industriais.
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldagem (T_sol):Pico do perfil de refluxo a 260°C por no máximo 10 segundos; temperatura da ponta do ferro de soldar manual <350°C por no máximo 3 segundos por terminal.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Medidas numa condição de teste padrão de temperatura ambiente de 25°C e corrente direta (I_F) de 20 mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (I_v):Varia de 45,0 mcd (mín.) a 90,0 mcd (máx.), com uma tolerância típica de ±11%. Este parâmetro define o brilho percebido do LED.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):Aproximadamente 100 graus (típico). Este amplo ângulo de visão é característico da lente de domo transparente, proporcionando um padrão de emissão amplo.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p):Tipicamente 575 nm. Este é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):Varia de 570,0 nm a 574,5 nm, com uma tolerância de ±1 nm. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano, definindo a cor (amarelo-verde).
• Largura de Banda Espectral (Δλ):Tipicamente 20 nm. Isto indica a pureza espectral da luz emitida.
• Tensão Direta (V_F):Varia de 1,70 V a 2,30 V a I_F=20mA, com uma tolerância de ±0,05V. Esta é a queda de tensão no LED quando está a conduzir corrente.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo 10 μA a V_R=5V. O dispositivo não foi projetado para operar em polarização reversa; este parâmetro é apenas para teste de corrente de fuga.

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto é classificado em bins com base em três parâmetros-chave: Intensidade Luminosa, Comprimento de Onda Dominante e Tensão Direta. Este binning garante consistência dentro de um lote de produção e permite que os projetistas selecionem LEDs que correspondam a critérios de desempenho específicos.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Binning realizado a I_F= 20 mA. Os códigos de bin (P1, P2, Q1) categorizam os valores mínimos e máximos de intensidade luminosa.

• P1:45,0 - 57,0 mcd
• P2:57,0 - 72,0 mcd
• Q1:72,0 - 90,0 mcd

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Binning realizado a I_F= 20 mA. Os códigos de bin (CC2, CC3, CC4) definem faixas estreitas de comprimento de onda dominante para controlar a consistência da cor.

• CC2:570,0 - 571,5 nm
• CC3:571,5 - 573,0 nm
• CC4:573,0 - 574,5 nm

3.3 Binning de Tensão Direta

Binning realizado a I_F= 20 mA. Os códigos de bin (19, 20, 21, 22, 23, 24) categorizam a queda de tensão direta em passos de 0,1V. Isto é crítico para projetar redes de resistores limitadores de corrente, especialmente quando vários LEDs são conectados em série, para garantir uma distribuição uniforme da corrente.

• 19:1,70 - 1,80 V
• 20:1,80 - 1,90 V
• 21:1,90 - 2,00 V
• 22:2,00 - 2,10 V
• 23:2,10 - 2,20 V
• 24:2,20 - 2,30 V

O número de peça "19-21/G6C-FP1Q1L/3T" incorpora códigos de bin específicos, indicando o desempenho do produto enviado dentro destas faixas definidas.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora dados gráficos específicos sejam referenciados na ficha técnica, as tendências típicas de desempenho para LEDs de AlGaInP podem ser inferidas e são cruciais para o projeto.

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

A tensão direta (V_F) exibe uma relação logarítmica com a corrente direta (I_F). Um pequeno aumento na tensão aplicada além do limiar de ativação (~1,7V) resulta num grande aumento, potencialmente danoso, da corrente. Isto sublinha a necessidade crítica de um driver de corrente constante ou de um resistor limitador de corrente em série com o LED.

4.2 Dependência da Temperatura

Parâmetros-chave dependem da temperatura. Tipicamente, a tensão direta (V_F) diminui com o aumento da temperatura da junção (coeficiente de temperatura negativo). Por outro lado, a intensidade luminosa geralmente diminui à medida que a temperatura aumenta. Os projetistas devem considerar estas variações, especialmente em aplicações com grandes oscilações de temperatura ambiente ou alta geração interna de calor.

4.3 Características Espectrais

O espectro emitido está centrado em torno de 575 nm (amarelo-verde). A largura de banda espectral típica de 20 nm indica uma emissão de cor relativamente pura. O comprimento de onda dominante pode deslocar-se ligeiramente (geralmente para comprimentos de onda mais longos) com o aumento da temperatura da junção e da corrente de acionamento.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

O LED SMD 19-21 apresenta uma embalagem retangular compacta. Dimensões-chave (em mm, tolerância ±0,1mm salvo especificação) incluem um comprimento do corpo de 2,0 mm, largura de 1,25 mm e altura de 0,8 mm. O desenho detalhado especifica o espaçamento dos terminais e recomendações do padrão de solda essenciais para o layout da PCB, garantindo soldagem adequada e estabilidade mecânica.

5.2 Identificação da Polaridade

O cátodo está claramente marcado na embalagem. A orientação correta da polaridade é obrigatória durante a montagem, pois aplicar tensão reversa superior a 5V pode destruir instantaneamente o dispositivo.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O cumprimento destas diretrizes é crítico para a fiabilidade e para prevenir danos durante o processo de fabrico.

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

É especificado um perfil de refluxo sem chumbo (Pb-free):

• Pré-aquecimento:150-200°C durante 60-120 segundos.
• Tempo Acima do Líquidus (217°C):60-150 segundos.
• Temperatura de Pico:Máximo 260°C.
• Tempo no Pico:Máximo 10 segundos.
• Taxa de Aquecimento:Máximo 6°C/seg.
• Tempo Acima de 255°C:Máximo 30 segundos.
• Taxa de Arrefecimento:Máximo 3°C/seg.

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

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for inevitável, use um ferro de soldar com temperatura da ponta inferior a 350°C. O tempo de contacto por terminal não deve exceder 3 segundos. Use um ferro de baixa potência (<25W) e permita um intervalo de arrefecimento de pelo menos 2 segundos entre soldar cada terminal para prevenir choque térmico.

6.3 Armazenamento e Sensibilidade à Umidade

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

• Não abra o saco até estar pronto para usar.
• Após a abertura, os LEDs não utilizados devem ser armazenados a ≤30°C e ≤60% de Humidade Relativa.
• A "vida útil após abertura" do saco é de 168 horas (7 dias).
• Se o tempo de exposição for excedido ou o indicador de dessecante mostrar saturação, é necessário um tratamento de secagem a 60°C ±5°C durante 24 horas antes da soldagem por refluxo.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

O dispositivo é fornecido em fita transportadora relevada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro. A quantidade padrão carregada é de 3000 peças por bobina. As dimensões da bobina, da fita e da fita de cobertura são fornecidas para garantir compatibilidade com alimentadores automatizados.

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da bobina contém informações críticas para rastreabilidade e verificação:

• CPN:Número de Produto do Cliente.
• P/N:Número de Produto do Fabricante (ex., 19-21/G6C-FP1Q1L/3T).
• QTY:Quantidade de Embalagem.
• CAT:Classificação de Intensidade Luminosa (Código de Bin).
• HUE:Coordenadas de Cromaticidade & Classificação de Comprimento de Onda Dominante (Código de Bin).
• REF:Classificação de Tensão Direta (Código de Bin).
• LOT No:Número do Lote de Fabricação para rastreabilidade.

8. Considerações de Projeto para Aplicação

8.1 Limitação de Corrente é Obrigatória

Um mecanismo externo de limitação de corrente é absolutamente necessário. O método mais simples é um resistor em série. O valor do resistor (R_s) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R_s= (V_supply- V_F) / I_F. Use o V_Fmáximo do bin ou da ficha técnica para garantir que I_Fnão exceda 25 mA nas piores condições. Para precisão ou estabilidade, recomenda-se um circuito driver de corrente constante.

8.2 Gerenciamento Térmico

Embora a embalagem seja pequena, uma dissipação de calor eficaz através dos terminais da PCB é importante para manter o desempenho e a longevidade, especialmente quando operando perto das especificações máximas. Certifique-se de que o layout da PCB fornece uma área de cobre adequada em torno dos terminais do LED para atuar como um espalhador de calor.

8.3 Proteção contra ESD

Com uma classificação ESD HBM de 2000V, o dispositivo tem sensibilidade moderada. Implemente precauções padrão contra ESD durante o manuseamento, montagem e no projeto do circuito se o LED estiver conectado a interfaces externas.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O LED 19-21 diferencia-se principalmente pela sua pegada compacta de 2.0x1.25mm, que é menor do que muitos LEDs SMD tradicionais, como os tamanhos 0603 ou 0805, permitindo layouts de maior densidade. O uso da tecnologia AlGaInP proporciona alta eficiência e saída brilhante no espectro amarelo-verde. O amplo ângulo de visão de 100 graus da lente transparente oferece uma iluminação ampla e uniforme em comparação com dispositivos com lentes difusas ou de ângulo estreito. A sua conformidade com padrões livres de halogéneos e outros padrões ambientais torna-o adequado para projetos modernos ecológicos.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

10.1 Qual valor de resistor devo usar com uma fonte de 5V?

Usando o V_Fmáximo de 2,30V (Bin 24) e um I_Falvo de 20 mA: R = (5V - 2,30V) / 0,020A = 135 Ohms. O valor padrão mais próximo e superior (ex., 150 Ohms) seria uma escolha segura, resultando em I_F≈ 18 mA. Verifique sempre com o V_Freal do seu bin específico.

10.2 Posso acionar este LED sem resistor usando uma fonte de tensão constante?

No.O coeficiente de temperatura negativo de V_Fpode levar à fuga térmica. Um ligeiro aumento na temperatura reduz V_F, o que, por sua vez, aumenta a corrente se for acionado por uma tensão constante, causando mais aquecimento e potencialmente uma falha catastrófica. Use sempre um esquema de limitação de corrente.

10.3 Como interpreto o número de peça 19-21/G6C-FP1Q1L/3T?

O "19-21" denota a família e o tamanho da embalagem. Os códigos subsequentes (G6C, FP1Q1L, 3T) são códigos internos de binning e de produto que especificam a intensidade luminosa, o comprimento de onda dominante e as características de tensão direta, conforme as tabelas de bin fornecidas na ficha técnica.

10.4 Este LED é adequado para iluminação interna automotiva?

Embora possa ser usado em algumas aplicações internas não críticas (como retroiluminação de interruptores), a ficha técnica inclui uma nota de restrição de aplicação. Para sistemas automotivos de segurança/alta fiabilidade (ex., luzes de aviso do painel de instrumentos), equipamentos médicos ou aplicações militares/aeroespaciais, deve ser adquirido um produto especificamente qualificado para esses ambientes severos. Verifique sempre a adequação para o caso de uso pretendido.

11. Estudo de Caso Prático de Projeto

Cenário:Projetar um painel de indicadores de estado com 10 LEDs amarelo-verde uniformemente brilhantes alimentados por uma linha de 3,3V.

Passos do Projeto:

1. Seleção da Corrente:Escolha I_F= 15 mA para um equilíbrio entre brilho e consumo de energia.
2. Consideração do Bin de Tensão:Para garantir brilho uniforme, especifique LEDs do mesmo ou de bins de V_Fadjacentes (ex., Bin 20: 1,80-1,90V). Usar o V_Fmáximo de 1,90V para o cálculo garante que todos os LEDs acenderão mesmo com a pior variação.
3. Cálculo do Resistor: R_s= (3,3V - 1,90V) / 0,015A ≈ 93,3 Ohms. Use um resistor padrão de 100 Ohm. O I_Freal variará de ~14 mA (para um LED de 1,90V) a ~15,6 mA (para um LED de 1,75V, assumindo um bin inferior), proporcionando uniformidade aceitável.
4. Layout da PCB:Coloque cada LED com o seu resistor de 100Ω em série próximo ao seu terminal do ânodo. Forneça uma pequena área de cobre conectada aos terminais do cátodo para uma pequena dissipação de calor.
5. Montagem:Siga o perfil de refluxo especificado. Mantenha o saco selado até a linha de produção estar pronta e complete a soldagem dentro da vida útil de 7 dias após a abertura.

12. Princípio de Funcionamento

O LED opera com base no princípio da eletroluminescência numa junção p-n de semicondutor. A região ativa é composta por materiais semicondutores de AlGaInP (Fosfeto de Alumínio, Gálio e Índio). Quando uma tensão de polarização direta que excede o potencial interno da junção é aplicada, eletrões da região tipo-n e lacunas da região tipo-p são injetados na região ativa. Lá, eles recombinam-se de forma radiante, libertando energia na forma de fotões. A energia específica da banda proibida da liga de AlGaInP determina o comprimento de onda da luz emitida, que neste caso está na porção amarelo-verde do espectro visível (cerca de 575 nm). A resina epóxi transparente atua como uma lente, moldando a saída de luz e fornecendo proteção mecânica e ambiental para o chip semicondutor.

13. Tendências Tecnológicas

A tendência geral em LEDs SMD como o 19-21 é a contínua miniaturização, o aumento da eficácia luminosa (mais saída de luz por watt elétrico) e maior fiabilidade. Há também um forte impulso para uma adoção mais ampla de materiais e processos de fabrico ambientalmente amigáveis, como evidenciado pela conformidade deste produto com os padrões RoHS, REACH e livres de halogéneos. Em termos de embalagem, os avanços visam melhorar o gerenciamento térmico do chip para a PCB para suportar correntes de acionamento mais altas em pegadas menores. A consistência da cor e tolerâncias de binning mais apertadas são também áreas de desenvolvimento contínuo para atender às demandas de aplicações que requerem correspondência precisa de cores.