Ficha Técnica LED SMD 19-22/R6G6C-A01/2T - Multicor (Vermelho/Verde-Amarelo) - Pacote 2.0x1.25x0.8mm - Tensão 2.0V - Potência 60mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LED SMD 19-22 é um dispositivo de montagem em superfície compacto, projetado para aplicações de PCB de alta densidade. Esta variante multicor integra dois chips de LED distintos num único pacote: um que emite Vermelho Brilhante (R6) e outro que emite Verde-Amarelo Brilhante (G6). A sua pegada miniatura permite uma economia significativa de espaço em comparação com componentes tradicionais com terminais, contribuindo para designs de produto final mais pequenos, requisitos de armazenamento reduzidos e maior densidade de montagem. A sua construção leve torna-o ainda ideal para dispositivos eletrónicos portáteis e miniaturizados.

O produto é concebido para compatibilidade com linhas de montagem automáticas modernas de pick-and-place e processos padrão de soldadura por reflow de infravermelhos ou fase de vapor. Adere a normas ambientais e de segurança rigorosas, sendo totalmente isento de chumbo, conforme a diretiva RoHS da UE, regulamentos REACH da UE, e cumprindo os critérios de isenção de halogéneos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

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 e deve ser evitada para um desempenho fiável a longo prazo.

• Tensão Inversa (V_R):5 V. Exceder esta tensão em polarização inversa pode causar ruptura da junção.
• Corrente Direta Contínua (I_F):25 mA para ambos os chips R6 e G6. Esta é a corrente DC máxima para operação contínua a Ta=25°C.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):60 mA (Ciclo de trabalho 1/10 @1KHz). Adequada para operação pulsada, mas não para DC.
• Dissipação de Potência (P_d):60 mW. A potência máxima que o pacote pode dissipar, calculada como V_F* I_F.
• Descarga Eletrostática (ESD) HBM:2000 V. Indica a sensibilidade do dispositivo; procedimentos de manuseamento ESD adequados são obrigatórios.
• Temperatura de Operação (T_opr):-40°C a +85°C. A gama de temperatura ambiente para operação normal.
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldadura:Reflow: Pico de 260°C por 10 segundos máx. Soldadura manual: 350°C por 3 segundos máx. por terminal.

2.2 Características Eletro-Óticas (Ta=25°C)

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos em condições de teste padrão (I_F=20mA, Ta=25°C).

• Intensidade Luminosa (I_v):
  • R6 (Vermelho): 45,0 - 112,0 mcd (ver binning).
  • G6 (Verde-Amarelo): 45,0 - 72,0 mcd (ver binning).
  • Tolerância: ±11%.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):130° (típico). Este ângulo amplo garante boa visibilidade a partir de várias perspetivas.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p):
  • R6: 632 nm (típico).
  • G6: 575 nm (típico).
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):
  • R6: 617,5 - 633,5 nm.
  • G6: 567,5 - 575,5 nm.
  • Tolerância: ±1 nm.
• Largura de Banda do Espetro de Radiação (Δλ):20 nm (típico) para ambas as cores, indicando uma emissão de cor relativamente pura.
• Tensão Direta (V_F):
  • R6 & G6: 1,7V (Mín), 2,0V (Típ), 2,4V (Máx) @ I_F=20mA.
• Corrente Inversa (I_R):10 µA (Máx) @ V_R=5V.

3. Explicação do Sistema de Binning

Os LEDs são classificados (binning) com base em parâmetros óticos chave para garantir consistência dentro de um lote de produção. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que correspondam a requisitos específicos de brilho e cor.

3.1 Binning R6 (Vermelho Brilhante)

• Bins de Intensidade Luminosa:
  • P1: 45,0 - 57,0 mcd
  • P2: 57,0 - 72,0 mcd
  • Q1: 72,0 - 90,0 mcd
  • Q2: 90,0 - 112,0 mcd
• Bins de Comprimento de Onda Dominante:
  • E4: 617,50 - 621,50 nm
  • E5: 621,50 - 625,50 nm
  • E6: 625,50 - 629,50 nm
  • E7: 629,50 - 633,50 nm

3.2 Binning G6 (Verde-Amarelo Brilhante)

• Bins de Intensidade Luminosa:
  • P1: 45,0 - 57,0 mcd
  • P2: 57,0 - 72,0 mcd
• Bins de Comprimento de Onda Dominante:
  • C15: 567,50 - 569,50 nm
  • C16: 569,50 - 571,50 nm
  • C17: 571,50 - 573,50 nm
  • C18: 573,50 - 575,50 nm

Um código de produto completo inclui ambos os códigos de bin de Intensidade (CAT) e Comprimento de Onda (HUE), permitindo uma seleção precisa.

4. Análise das Curvas de Desempenho

4.1 Características do Chip R6

As curvas fornecidas para o chip R6 (Vermelho) ilustram relações chave:

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:A saída luminosa diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta, um comportamento típico para LEDs devido à redução da eficiência quântica interna e ao aumento da recombinação não radiativa a temperaturas mais elevadas.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta (Curva I-V):Mostra a relação exponencial. A tensão de joelho da curva é cerca de 1,7-2,0V. A resistência dinâmica pode ser inferida a partir da inclinação acima da tensão de joelho.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta:A saída é aproximadamente linear com a corrente na gama de operação normal (até ~20-30mA), após o que a eficiência pode diminuir devido ao aquecimento e outros efeitos.
• Distribuição Espetral:O gráfico mostra um pico dominante por volta de 632 nm (vermelho) com uma largura total a meia altura (FWHM) típica de aproximadamente 20 nm.

4.2 Características do Chip G6

Curvas semelhantes são fornecidas para o chip G6 (Verde-Amarelo), descrevendo:

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta.
• Distribuição Espetral:Pico esperado por volta de 575 nm.

Estas curvas são essenciais para o projeto de gestão térmica e para prever o desempenho em condições de operação não padrão.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

5.1 Dimensões do Pacote

O LED SMD 19-22 tem uma pegada muito compacta. As dimensões chave (tolerância ±0,1mm salvo indicação) incluem:

• Comprimento do Pacote: 2,0 mm
• Largura do Pacote: 1,25 mm
• Altura do Pacote: 0,8 mm
• As dimensões e espaçamento dos terminais são definidos para uma soldadura fiável.

O desenho dimensionado detalhado é crucial para o projeto do padrão de soldadura na PCB (footprint). Um footprint corretamente projetado garante a formação adequada da junta de solda, o alinhamento e a estabilidade mecânica.

5.2 Identificação da Polaridade

O pacote inclui um indicador de polaridade, tipicamente um entalhe ou um cátodo marcado. A orientação correta durante a colocação é vital para a funcionalidade do circuito.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Perfil de Soldadura por Reflow (sem chumbo)

Um processo crítico para uma montagem fiável. O perfil recomendado inclui:

• Pré-aquecimento:150-200°C durante 60-120 segundos. Aquecimento gradual para minimizar o choque térmico.
• Tempo Acima do Líquidus (TAL):60-150 segundos acima de 217°C.
• Temperatura de Pico:Máximo 260°C, mantida por um máximo de 10 segundos.
• Taxa de Aquecimento:Máximo 6°C/segundo até 255°C.
• Taxa de Arrefecimento:Máximo 3°C/segundo.
• Limite de Reflow:A montagem não deve sofrer soldadura por reflow mais de duas vezes para evitar stress térmico excessivo no pacote do LED e nas ligações internas.

6.2 Soldadura Manual

Se for necessária soldadura manual:

• Temperatura da ponta do ferro: < 350°C.
• Tempo de contacto por terminal: ≤ 3 segundos.
• Potência do ferro de soldar: ≤ 25W.
• Evitar aplicar stress mecânico ao componente durante ou após a soldadura.

6.3 Armazenamento e Sensibilidade à Humidade

Os LEDs são embalados num saco de barreira resistente à humidade com dessecante para evitar a absorção de humidade, que pode causar "popcorning" (fissuração do pacote) durante o reflow.

• Antes da Utilização:Não abrir o saco à prova de humidade até estar pronto para a montagem.
• Após Abertura:Utilizar dentro de 168 horas (7 dias) se armazenado a ≤ 30°C e ≤ 60% de HR.
• Re-secagem:Se o tempo de exposição for excedido ou o dessecante estiver saturado, secar a 60 ±5°C durante 24 horas antes da utilização.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

Os componentes são fornecidos em fita transportadora relevada padrão da indústria para montagem automática.

• Largura da Fita Transportadora:8 mm.
• Diâmetro da Bobina:7 polegadas.
• Passo dos Alvéolos:Definido no desenho da fita transportadora.
• Quantidade por Bobina:2000 unidades.

Dimensões detalhadas da bobina e da fita são fornecidas para compatibilidade com equipamentos alimentadores.

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da bobina contém vários códigos essenciais para rastreabilidade e verificação:

• P/N:Número do Produto (ex., 19-22/R6G6C-A01/2T).
• 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.
• LOT No:Número do Lote de Fabrico para rastreabilidade.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Iluminação de Fundo:Ideal para indicadores de painel de instrumentos, iluminação de fundo de interruptores e iluminação de fundo plana para símbolos LCD devido ao seu tamanho pequeno e bom brilho.
• Indicadores de Estado:Perfeito para equipamentos de telecomunicações (telefones, máquinas de fax), eletrónica de consumo e painéis de controlo industrial como indicadores de estado ou função multicor.
• Indicação de Uso Geral:Qualquer aplicação que necessite de indicadores visuais compactos, fiáveis e brilhantes.

8.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente: Um resistor externo limitador de corrente é absolutamente obrigatório.A característica I-V exponencial do LED significa que um pequeno aumento na tensão causa um grande aumento na corrente, levando a uma falha instantânea. O valor do resistor é calculado como R = (V_supply- V_F) / I_F.
• Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa, manter a temperatura da junção dentro dos limites é fundamental para a longevidade e saída de luz estável. Garantir área de cobre adequada na PCB ou vias térmicas se operar a altas temperaturas ambientes ou correntes.
• Proteção ESD:Implementar proteção ESD nas linhas de entrada se o LED estiver exposto a interfaces do utilizador, e seguir sempre procedimentos de manuseamento seguros contra ESD durante a montagem.
• Layout da PCB:Seguir o padrão de soldadura recomendado a partir do desenho dimensional. Garantir barreiras de máscara de solda entre as pastilhas para evitar pontes.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

A série 19-22 oferece vantagens distintas em contextos específicos:

• vs. LEDs SMD Maiores (ex., 3528, 5050):A vantagem principal é a pegada significativamente menor (2,0x1,25mm), permitindo designs ultra-miniaturizados onde o espaço na placa é precioso. A contrapartida é geralmente uma saída total de luz inferior por pacote.
• vs. LEDs 19-22 Monocor:Esta variante específica A01/2T integra dois chips de cor diferente (Vermelho e Verde-Amarelo) num único pacote. Isto economiza espaço e custo de colocação em comparação com a utilização de dois LEDs monocor separados, simplificando designs que necessitam de indicação a duas cores.
• vs. LEDs de Montagem em Orifício:Oferece todos os benefícios padrão dos SMD: adequação para montagem automática, sem dobrar/cortar terminais, perfil mais baixo e melhor desempenho em ambientes de alta vibração.
• Conformidade:O seu conjunto completo de conformidades (sem chumbo, RoHS, REACH, Livre de Halogéneos) torna-o adequado para os mercados globais mais exigentes e designs ambientalmente conscientes.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P1: Posso alimentar este LED diretamente a partir de uma fonte lógica de 3,3V ou 5V sem um resistor?

R:Não, nunca.Deve utilizar um resistor limitador de corrente em série. Sem ele, a tensão direta é apenas ~2,0V, pelo que a tensão excedente de uma fonte de 3,3V ou 5V causará corrente excessiva, destruindo o LED instantaneamente.

P2: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?

R: O Comprimento de Onda de Pico (λ_p) é o comprimento de onda no qual o espetro de emissão tem a sua intensidade máxima. O Comprimento de Onda Dominante (λ_d) é o comprimento de onda único da luz monocromática que corresponde à cor percebida do LED. λ_dé mais relevante para a especificação da cor. A ficha técnica fornece ambos.

P3: Como seleciono os códigos de bin corretos para a minha aplicação?

R: Se o seu projeto requer brilho consistente em várias unidades, especifique um bin de intensidade luminosa mais restrito (ex., apenas P2). Se a consistência da cor for crítica (ex., para correspondência de cores), especifique um bin de comprimento de onda dominante estreito (ex., E5 para vermelho). Consulte as tabelas de binning nas secções 3.1 e 3.2.

P4: A temperatura de operação é até 85°C. Posso usá-lo numa aplicação exterior?

R: A classificação de 85°C refere-se à temperatura ambiente do ar em torno do dispositivo. Num invólucro exterior exposto à luz solar direta, as temperaturas internas podem facilmente exceder isto. Deve projetar o sistema para garantir que a temperatura ambiente local do LED se mantenha dentro de -40°C a +85°C, considerando o aquecimento solar, o calor interno de outros componentes e a falta de ventilação.

P5: Porque existe um prazo de validade rigoroso de 7 dias após abrir o saco de barreira de humidade?

R: O pacote de plástico do LED pode absorver humidade do ar. Durante o processo de soldadura por reflow de alta temperatura, esta humidade retida transforma-se rapidamente em vapor, criando pressão que pode deslaminar o pacote ou fissurar a epóxi, uma falha conhecida como "popcorning". O limite de 7 dias assume condições de armazenamento adequadas (30°C/60%HR).

11. Estudo de Caso Prático de Projeto e Utilização

Cenário: Projetar um Indicador de Estado a Duas Cores para um Dispositivo Médico Portátil.

Requisitos:O dispositivo precisa de um único indicador minúsculo para mostrar "Em Espera" (Verde) e "Falha" (Vermelho). O espaço na placa é extremamente limitado. O dispositivo deve ser RoHS e livre de halogéneos para conformidade com o mercado médico global.

Seleção do Componente:O 19-22/R6G6C-A01/2T é um candidato ideal. A sua pegada de 2,0x1,25mm economiza espaço crucial. Os chips integrados Vermelho (R6) e Verde-Amarelo (G6) eliminam a necessidade de dois LEDs separados e os seus ciclos de colocação associados. A sua conformidade ambiental total atende às necessidades regulamentares.

Projeto do Circuito:São projetados dois circuitos de acionamento independentes, cada um consistindo num pino GPIO de um microcontrolador, um resistor limitador de corrente e o ânodo correspondente do pacote LED. O cátodo comum é ligado ao terra. O valor do resistor é calculado para uma corrente alvo de 15mA (bem abaixo dos 25mA máx.) para longevidade: R = (3,3V - 2,0V) / 0,015A ≈ 87Ω (usar valor padrão 82Ω ou 100Ω).

Layout da PCB:É utilizado o padrão de soldadura recomendado da ficha técnica. São utilizadas pequenas ligações de alívio térmico nas pastilhas para facilitar a soldadura, mantendo uma boa ligação térmica a uma pequena área de terra para dissipação de calor.

Montagem & Resultado:As peças são fornecidas em fita de 8mm para colocação automática. O perfil de reflow projetado é seguido precisamente. O produto final tem um indicador a duas cores limpo e de aspeto profissional que cumpre todos os requisitos de tamanho, fiabilidade e conformidade.

12. Introdução Tecnológica

O LED 19-22 utiliza material semicondutor de AlGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio) para ambos os chips R6 (Vermelho) e G6 (Verde-Amarelo). O AlGaInP é um semicondutor composto III-V de banda proibida direta bem adequado para produzir emissão de luz de alta eficiência no espetro de cor âmbar a vermelho (aproximadamente 560-650 nm). Ao ajustar cuidadosamente as proporções de Alumínio, Gálio e Índio na rede cristalina, a energia da banda proibida—e, consequentemente, o comprimento de onda do fotão emitido—pode ser sintonizado com precisão.

O princípio de operação básico é a eletroluminescência. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, eletrões da região tipo-n e lacunas da região tipo-p são injetados na região ativa. Aí, recombinam-se radiativamente, libertando energia na forma de fotões. O comprimento de onda (cor) destes fotões é determinado pela energia da banda proibida do material semicondutor na região ativa. O chip é encapsulado numa resina epóxi transparente que protege o dado semicondutor, atua como uma lente para moldar a saída de luz (atingindo o ângulo de visão de 130°), e fornece estabilidade mecânica.

13. Tendências Tecnológicas

O mercado para LEDs SMD miniaturizados como o 19-22 continua a evoluir impulsionado por várias tendências chave:

• Aumento da Miniaturização:A procura por eletrónica de consumo, wearables e dispositivos médicos cada vez mais pequenos impulsiona LEDs com pegadas mais pequenas e perfis mais baixos do que o 19-22, como LEDs de pacote à escala do chip (CSP) ou tipos de pacote ainda mais pequenos.
• Maior Eficiência & Luminância:Melhorias contínuas no crescimento epitaxial, design do chip e eficiência de extração do pacote levam a uma maior intensidade luminosa a partir do mesmo tamanho de chip ou menor, permitindo aos projetistas usar menos corrente para o mesmo brilho, melhorando a vida da bateria e o desempenho térmico.
• Opções de Cor Avançadas & Integração Multi-Chip:A tendência exemplificada por este produto—integrar múltiplas cores—está a expandir-se para incluir RGB (Vermelho-Verde-Azul) ou RGBW (Vermelho-Verde-Azul-Branco) em pacotes minúsculos, permitindo programabilidade de cor total numa única fonte pontual.
• Fiabilidade Melhorada & Adequação a Ambientes Severos:Desenvolvimentos em materiais de encapsulamento (ex., silicone em vez de epóxi para melhor resistência ao calor e UV) e estruturas de pacote estão a melhorar a vida útil e o desempenho do LED em aplicações automóveis, industriais e exteriores.
• Integração Inteligente:Uma tendência mais ampla envolve integrar circuitos de controlo (como drivers de corrente constante ou lógica simples) diretamente com o dado LED ou dentro do pacote, caminhando para componentes "LED inteligente" que simplificam o projeto do sistema.

A série 19-22 representa uma solução madura e fiável neste cenário, particularmente adequada para aplicações de indicador com restrições de espaço e custo-eficazes que requerem desempenho robusto e ampla conformidade.