Ficha Técnica LED SMD 12-11 Azul - Dimensões 1.2x1.0x0.6mm - Tensão 2.7-3.2V - Potência 40mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 12-11/BHC-ZL1M2QY/2C é um LED azul de montagem em superfície compacto, projetado para aplicações eletrónicas modernas que requerem alta densidade de componentes. Este dispositivo utiliza tecnologia de semicondutor InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) para produzir luz azul com um comprimento de onda dominante típico de 468 nm. A sua principal vantagem reside na sua pegada minúscula do encapsulamento 12-11, significativamente menor do que a dos LEDs tradicionais com terminais, permitindo aos projetistas reduzir o tamanho total da placa e criar produtos finais mais compactos.

As vantagens centrais deste componente incluem a sua compatibilidade com equipamentos padrão de montagem pick-and-place automatizada e processos padrão de soldagem por refluxo infravermelho (IR) ou por fase de vapor. Isto torna-o adequado para fabricação em grande volume. É um dispositivo monocromático (azul) e é fabricado sem chumbo, em conformidade com as diretivas da UE RoHS e REACH, e atende aos requisitos livres de halogéneos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). O tamanho reduzido e a natureza leve tornam-no ideal para aplicações portáteis e com restrições de espaço.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Operar o dispositivo além destes limites pode causar danos permanentes. As especificações máximas absolutas são definidas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Tensão Reversa (VR):5 V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode danificar a junção semicondutora do LED.
• Corrente Direta Contínua (IF):10 mA. Esta é a corrente DC máxima que pode ser aplicada continuamente.
• Corrente Direta de Pico (IFP):100 mA. Isto é permitido apenas em condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 1/10 a 1 kHz. É crucial para aplicações que requerem flashes breves e de alta intensidade.
• Dissipação de Potência (Pd):40 mW. Esta é a potência máxima que o encapsulamento pode dissipar como calor, calculada como Tensão Direta (VF) multiplicada pela Corrente Direta (IF).
• Descarga Eletrostática (ESD) Modelo Corpo Humano (HBM):2000 V. Esta classificação indica a sensibilidade do LED à eletricidade estática; procedimentos adequados de manuseio ESD são obrigatórios.
• Temperatura de Operação (Topr):-40°C a +85°C. O dispositivo é garantido para funcionar dentro desta faixa de temperatura ambiente.
• Temperatura de Armazenamento (Tstg):-40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldagem (Tsol):Para soldagem por refluxo, a temperatura de pico não deve exceder 260°C por um máximo de 10 segundos. Para soldagem manual, a temperatura da ponta do ferro deve estar abaixo de 350°C por um máximo de 3 segundos por terminal.

2.2 Características Eletro-Ópticas

O desempenho típico é medido a Ta=25°C com uma corrente direta (IF) de 5 mA, que é a condição de teste padrão.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de um mínimo de 11,5 mcd a um máximo de 28,5 mcd. O valor específico é determinado pelo código de bin (L1, L2, M1, M2). A tolerância é de ±11%.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):120 graus. Este amplo ângulo de visão torna o LED adequado para aplicações que requerem iluminação ampla ou visibilidade de múltiplos ângulos.
• Comprimento de Onda de Pico (λp):Tipicamente 468 nm. Este é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Varia de 465,0 nm a 475,0 nm, dividido nos códigos X (465-470 nm) e Y (470-475 nm). A tolerância é de ±1 nm. Este é o comprimento de onda percebido pelo olho humano.
• Largura Espectral (Δλ):Tipicamente 25 nm. Isto define a largura do espectro emitido na metade da sua intensidade máxima (Largura Total à Meia Altura - FWHM).
• Tensão Direta (VF):Varia de 2,7 V a 3,2 V a IF=5mA, dividido nos códigos 29 a 33. A tolerância é de ±0,05V. Este parâmetro é crítico para projetar o circuito limitador de corrente.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção, os LEDs são classificados (binning) com base em parâmetros ópticos e elétricos chave. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de aplicação para brilho e cor.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os LEDs são categorizados em quatro bins com base na sua intensidade luminosa medida a 5 mA:

- L1:11,5 - 14,5 mcd

- L2:14,5 - 18,0 mcd

- M1:18,0 - 22,5 mcd

- M2:22,5 - 28,5 mcd

O código de produto "M2" em "BHC-ZL1M2QY/2C" indica que este dispositivo pertence ao bin de intensidade M2.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Os LEDs são classificados em dois bins de comprimento de onda para controlar o tom de azul:

- X:465 - 470 nm (comprimento de onda mais curto, azul ligeiramente mais violeta)

- Y:470 - 475 nm (comprimento de onda mais longo, azul ligeiramente mais ciano)

O código de produto "QY" indica que este dispositivo pertence ao bin de comprimento de onda Y.

3.3 Binning de Tensão Direta

Os LEDs também são classificados pela queda de tensão direta para auxiliar no projeto do circuito, especialmente para conexões em paralelo ou gestão precisa de energia:

- 29:2,70 - 2,80 V

- 30:2,80 - 2,90 V

- 31:2,90 - 3,00 V

- 32:3,00 - 3,10 V

- 33:3,10 - 3,20 V

O "2C" no número da peça provavelmente corresponde a um bin de tensão específico, embora o mapeamento exato deva ser confirmado com o guia detalhado de códigos de bin do fabricante.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora o PDF faça referência a curvas eletro-ópticas típicas, os gráficos específicos não são fornecidos no texto. Com base no comportamento padrão do LED, as seguintes curvas são tipicamente analisadas:

• Curva Corrente vs. Tensão (I-V):Mostra a relação exponencial entre a corrente direta e a tensão direta. A curva terá uma tensão de ligação em torno de 2,7V e uma inclinação relativamente íngreme na região de operação, destacando a necessidade de regulação de corrente.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta (Iv-IF):Esta curva é geralmente linear em correntes mais baixas, mas pode mostrar saturação ou queda de eficiência em correntes mais altas, enfatizando por que a operação dentro do limite especificado de 10 mA é importante.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente (Iv-Ta):A saída de luz do LED tipicamente diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. Compreender esta derating é crucial para aplicações que operam em ambientes de alta temperatura.
• Distribuição Espectral:Um gráfico de intensidade relativa versus comprimento de onda, mostrando um pico em ~468 nm e um FWHM de ~25 nm, confirmando a saída monocromática azul.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED SMD 12-11 tem um encapsulamento retangular compacto. As dimensões chave (em mm, tolerância ±0,1mm salvo especificação) incluem:

- Comprimento do Encapsulamento: Aproximadamente 1,2 mm (inferido da nomenclatura "12-11").

- Largura do Encapsulamento: Aproximadamente 1,0 mm.

- Altura do Encapsulamento: Aproximadamente 0,6 mm.

- As dimensões e espaçamento dos terminais são projetados para a formação confiável da junta de solda. O cátodo é marcado para identificação da polaridade, o que é essencial para a orientação correta durante a montagem.

5.2 Identificação da Polaridade

Uma marca clara de cátodo está presente no encapsulamento. A polaridade correta deve ser observada durante o layout da PCB e a montagem para garantir o funcionamento adequado e prevenir danos por polarização reversa.

6. Guia de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O dispositivo é compatível com processos de soldagem por refluxo sem chumbo (Pb-free). O perfil de temperatura recomendado é crítico para prevenir danos térmicos:

- Pré-aquecimento:150-200°C por 60-120 segundos.

- Taxa de Aquecimento:Máximo de 3°C/segundo até a temperatura de pico.

- Tempo Acima do Líquidus (217°C):60-150 segundos.

- Temperatura de Pico:Máximo de 260°C.

- Tempo Dentro de 5°C do Pico:Máximo de 10 segundos.

- Tempo Acima de 255°C:Máximo de 30 segundos.

- Taxa de Arrefecimento:Máximo de 6°C/segundo.

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

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, deve-se ter extremo cuidado:

- Use um ferro de soldar com temperatura da ponta abaixo de 350°C.

- Limite o tempo de contacto a um máximo de 3 segundos por terminal.

- Use um ferro com potência nominal de 25W ou menos.

- Permita um intervalo mínimo de 2 segundos entre soldar cada terminal para gerir a entrada de calor.

- Evite aplicar tensão mecânica ao corpo do LED durante ou após a soldagem.

6.3 Armazenamento e Sensibilidade à Umidade

Os LEDs são embalados em sacos de barreira resistentes à humidade com dessecante para prevenir a absorção de humidade, que pode causar "popcorning" durante o refluxo.

- Antes de Abrir:Armazene a ≤30°C e ≤90% de Humidade Relativa (RH).

- Depois de Abrir:A "vida útil no chão de fábrica" é de 1 ano a ≤30°C e ≤60% RH. Componentes não utilizados devem ser reembalados num saco à prova de humidade.

- Secagem:Se o indicador de dessecante mostrar absorção de humidade ou se o tempo de armazenamento for excedido, seque os LEDs a 60 ±5°C durante 24 horas antes de usar.

7. Embalagem e Informações de Pedido

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada para montagem automatizada.

- Largura da Fita:8 mm.

- Tamanho do Carretel:Diâmetro de 7 polegadas.

- Quantidade por Carretel:2000 peças.

A etiqueta do carretel inclui informações críticas: Número da Peça do Cliente (CPN), Número da Peça do Fabricante (P/N), Quantidade (QTY) e os códigos de bin para Intensidade Luminosa (CAT), Comprimento de Onda Dominante (HUE) e Tensão Direta (REF).

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Retroiluminação:Ideal para retroiluminar indicadores, interruptores, símbolos e pequenos displays LCD em eletrónica de consumo, painéis de instrumentos automóveis e painéis de controlo industrial.
• Indicadores de Estado:Perfeito para indicadores de energia, conectividade ou estado de função em equipamentos de telecomunicações (telefones, faxes), periféricos de computador e dispositivos de rede.
• Iluminação de Uso Geral:Adequado para qualquer aplicação que requeira uma fonte de luz azul compacta, confiável e de baixa potência.

8.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Um resistor limitador de corrente externo éabsolutamente obrigatório. A tensão direta do LED tem um coeficiente de temperatura negativo, o que significa que diminui à medida que a temperatura aumenta. Sem um resistor, um pequeno aumento na tensão pode levar a um grande, potencialmente destrutivo, aumento na corrente (fuga térmica). O valor do resistor pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vsupply - VF) / IF.
• Gestão Térmica:Embora a potência seja baixa, garanta que o layout da PCB não prenda calor em torno do LED, especialmente se vários LEDs forem usados muito próximos ou se a temperatura ambiente for alta.
• Proteção ESD:Implemente medidas de proteção ESD no processo de manuseio e montagem, uma vez que o dispositivo é classificado para 2000V HBM.
• Reparação:Evite reparar LEDs já soldados. Se absolutamente necessário, use um ferro de soldar de dupla cabeça especializado para aquecer simultaneamente ambos os terminais e levantar o componente sem torcer, o que pode danificar as ligações internas.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

A principal diferenciação do LED 12-11 reside no seu tamanho de encapsulamento. Comparado com LEDs SMD maiores (ex., 3528, 5050) ou LEDs de orifício passante, oferece uma redução significativa na pegada e altura, permitindo ultra-miniaturização. Comparado com outros LEDs de tamanho 1206, o seu binning específico para intensidade (M2), comprimento de onda (Y) e tensão fornece desempenho previsível para projetistas que requerem consistência. A sua conformidade com padrões ambientais modernos (RoHS, REACH, Livre de Halogéneos) é também uma vantagem chave para produtos que visam mercados globais.

10. Perguntas Frequentes (FAQs)

P: Por que é necessário um resistor limitador de corrente?

R: Os LEDs são dispositivos acionados por corrente, não por tensão. A sua característica I-V é exponencial. Um resistor em série define uma corrente de operação fixa, prevenindo fuga térmica e garantindo operação estável e de longo prazo dentro dos limites especificados.

P: Posso acionar este LED diretamente a partir de uma fonte de alimentação lógica de 3,3V ou 5V?

R: Não. Deve sempre usar um resistor em série. Para uma fonte de 3,3V e uma corrente alvo de 5mA com uma VF de 3,0V, o resistor seria R = (3,3V - 3,0V) / 0,005A = 60 Ohms. Use sempre a VF máxima do bin para calcular o valor do resistor para o pior caso.

P: O que significa o "12-11" no nome da peça?

R: Tipicamente refere-se às dimensões do encapsulamento em décimos de milímetro: 1,2 mm de comprimento por 1,0 mm de largura. A altura é um parâmetro separado.

P: Como interpreto os códigos de bin na etiqueta do carretel?

R: Os códigos CAT, HUE e REF correspondem aos bins de Intensidade Luminosa, Comprimento de Onda Dominante e Tensão Direta descritos nas secções 3.1, 3.2 e 3.3. Estes garantem que recebe LEDs com as características de desempenho específicas que encomendou.

11. Caso Prático de Projeto

Cenário:Projetar um indicador de estado compacto para um dispositivo USB. O dispositivo funciona com alimentação USB de 5V e requer um indicador azul claramente visível.

Passos do Projeto:

1. Seleção do Componente:Escolha o LED 12-11/BHC-ZL1M2QY/2C pelo seu tamanho reduzido e saída azul brilhante (bin M2).

2. Definição da Corrente:Decida sobre uma corrente de operação. Para um indicador de estado, 5mA (a condição de teste) fornece boa visibilidade sem consumo excessivo de energia.

3. Cálculo do Resistor:Use a VF máxima do bin de tensão (ex., 3,2V para o bin 33) para um projeto robusto. R = (5,0V - 3,2V) / 0,005A = 360 Ohms. O valor padrão mais próximo é 360Ω ou 390Ω. Usar 390Ω dá uma corrente ligeiramente menor e segura: I = (5,0V - 3,2V) / 390Ω ≈ 4,6 mA.

4. Layout da PCB:Coloque o resistor de pegada 1206 adjacente ao terminal do ânodo do LED. Garanta que o terminal do cátodo está corretamente orientado para a marcação de cátodo na PCB.

5. Montagem:Siga o perfil de soldagem por refluxo na secção 6.1. O tamanho reduzido permite colocação muito próxima de outros componentes, economizando espaço na placa.

12. Princípio de Funcionamento

Este LED é um dispositivo fotónico semicondutor. Baseia-se numa heteroestrutura de InGaN (Nitretos de Gálio e Índio). Quando uma tensão direta que excede a tensão de ligação do díodo (~2,7V) é aplicada, eletrões e lacunas são injetados na região ativa a partir das camadas semicondutoras do tipo n e tipo p, respetivamente. Estes portadores de carga recombinam-se de forma radiativa, libertando energia na forma de fotões. A composição específica da liga de InGaN determina a energia da banda proibida, que define diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, luz azul com um pico em torno de 468 nm. A resina incolor protege o chip semicondutor e atua como uma lente, moldando o ângulo de visão de 120 graus.

13. Tendências Tecnológicas

O desenvolvimento de LEDs SMD como o encapsulamento 12-11 segue tendências mais amplas na eletrónica: miniaturização, maior eficiência e confiabilidade aprimorada. O uso da tecnologia InGaN para LEDs azuis foi uma conquista fundamental na iluminação de estado sólido, permitindo LEDs brancos (via conversão de fósforo) e displays de cor total. As tendências atuais na indústria incluem buscar eficácia luminosa ainda maior (mais saída de luz por watt), melhor consistência de cor através de binning mais apertado, e o desenvolvimento de novos formatos de encapsulamento para aplicações especializadas como displays mini-LED e micro-LED. A conformidade ambiental (sem chumbo, livre de halogéneos) destacada nesta ficha técnica reflete a mudança da indústria para processos de fabrico mais sustentáveis.

14. Aviso de Restrições de Aplicação

Este produto é projetado para aplicações comerciais e industriais gerais. Não é projetado ou qualificado especificamente para aplicações de alta confiabilidade onde uma falha possa levar a lesões pessoais, perda de vida ou danos significativos à propriedade. Tais aplicações incluem, mas não se limitam a:

- Sistemas militares e aeroespaciais (ex., controlos de voo).

- Sistemas de segurança automóvel (ex., controlos de airbag, sistemas de travagem).

- Equipamento médico de suporte à vida ou crítico para a vida.

Para uso nestas ou em qualquer outra aplicação fora das especificações publicadas, a consulta com o fabricante do componente é essencial para determinar se um produto diferente, especialmente qualificado, é necessário.