Ficha Técnica do LED SMD Azul 19-117 - Dimensões 1.6x0.8x0.6mm - Tensão 2.6-3.0V - Potência 40mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 19-117 é um LED azul de montagem em superfície (SMD) compacto, projetado para aplicações eletrónicas modernas que exigem miniaturização e alta fiabilidade. Este componente utiliza tecnologia de chip InGaN para produzir uma emissão azul com um comprimento de onda de pico típico de 468nm. As suas principais vantagens incluem uma pegada significativamente menor em comparação com LEDs com terminais, permitindo maior densidade de componentes em PCBs, equipamentos de tamanho reduzido e peso mais leve para dispositivos portáteis e miniaturizados. O produto é totalmente livre de chumbo (Pb-free), inclui proteção contra descargas eletrostáticas (ESD) e cumpre as diretivas RoHS, tornando-o adequado para uma ampla gama de eletrónicos de consumo e industriais.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Máximas Absolutas

O dispositivo é especificado para operar dentro de limites elétricos e térmicos rigorosos para garantir fiabilidade a longo prazo. As especificações máximas absolutas definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente. A tensão reversa (VR) é limitada a 5V, enfatizando a necessidade de um projeto de circuito adequado para evitar polarização inversa acidental. A corrente direta contínua (IF) é classificada em 10mA, enquanto uma corrente direta de pico (IFP) de 100mA é permitida em condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10 a 1kHz), útil para multiplexação ou sinalização breve de alta luminosidade. A dissipação de potência máxima (Pd) é de 40mW, um parâmetro crítico para a gestão térmica, especialmente em placas densamente povoadas. O dispositivo pode suportar uma descarga eletrostática (ESD) de 2000V de acordo com o Modelo do Corpo Humano (HBM), oferecendo boa robustez no manuseio. A faixa de temperatura de operação (Topr) é de -40°C a +85°C, e de armazenamento (Tstg) de -40°C a +90°C, indicando adequação para ambientes severos. Os perfis de temperatura de soldagem também são especificados, com a soldagem por refluxo atingindo um pico de 260°C por no máximo 10 segundos.

2.2 Características Eletro-Ópticas

As principais métricas de desempenho são definidas numa condição de teste padrão de 25°C de temperatura ambiente e uma corrente direta de 2mA. A intensidade luminosa (Iv) tem uma faixa típica de 5,80 mcd a 11,5 mcd, categorizada em bins específicos (J2, K1, K2). O ângulo de visão (2θ1/2) é amplo, de 120 graus, proporcionando um padrão de luz difuso e amplo, ideal para retroiluminação e indicadores de estado. As características espectrais incluem um comprimento de onda de pico (λp) de 468nm e uma faixa de comprimento de onda dominante (λd) de 470nm a 475nm. A largura de banda espectral (Δλ) é de aproximadamente 25nm. A tensão direta (VF) varia de 2,60V a 3,00V a 2mA, com bins de tensão específicos (28, 29, 30, 31) definidos para um controlo mais rigoroso na produção. As tolerâncias são indicadas: ±11% para intensidade luminosa, ±1nm para comprimento de onda dominante e ±0,05V para tensão direta.

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto emprega um sistema abrangente de binning para garantir desempenho consistente na produção em volume. Este sistema categoriza os LEDs com base em três parâmetros-chave:

• Intensidade Luminosa (CAT):Bins J2 (5,80-7,20 mcd), K1 (7,20-9,00 mcd) e K2 (9,00-11,5 mcd). Isto permite aos projetistas selecionar o nível de brilho apropriado para a sua aplicação.
• Comprimento de Onda Dominante (HUE):Um único bin 'Y' que abrange 470,0nm a 475,0nm, garantindo uma saída de cor azul consistente.
• Tensão Direta (REF):Bins 28 (2,60-2,70V), 29 (2,70-2,80V), 30 (2,80-2,90V) e 31 (2,90-3,00V). Isto é crucial para projetar circuitos de acionamento de corrente estáveis e prever o consumo de energia com precisão.

Esta informação de binning é refletida na etiqueta do produto, permitindo rastreabilidade precisa e seleção para montagem automatizada e controlo de qualidade.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora gráficos específicos não sejam detalhados no texto fornecido, as curvas eletro-ópticas típicas para tais LEDs incluiriam:

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):Mostra a relação exponencial, crítica para determinar o ponto de operação e o valor do resistor em série.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Demonstra como a saída de luz aumenta com a corrente, até aos limites máximos especificados.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Ilustra a diminuição da saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta, uma consideração chave para o projeto térmico.
• Distribuição Espectral:Um gráfico da intensidade relativa versus comprimento de onda, mostrando o pico em ~468nm e a largura de banda de 25nm.

Estas curvas são essenciais para que os engenheiros modelem o comportamento do LED sob diferentes condições de operação e otimizem o projeto do circuito de acionamento para eficiência e longevidade.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

O 19-117 apresenta uma embalagem SMD compacta. As dimensões da embalagem são tipicamente definidas num desenho com uma tolerância de ±0,1mm, salvo indicação em contrário. As características mecânicas principais incluem o comprimento, largura e altura totais, bem como o desenho do padrão de solda (land pattern). A polaridade é indicada por uma marcação no corpo do componente, como um indicador de cátodo (frequentemente um ponto verde, um entalhe ou marcação similar). A embalagem é projetada para ser compatível com fita transportadora padrão de 8mm de largura em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, facilitando os processos de montagem automatizada pick-and-place.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Armazenamento e Manuseio

Os LEDs são sensíveis à humidade. Antes de abrir, devem ser armazenados a ≤30°C e ≤90% de HR. Após abertura, a "vida útil no chão de fábrica" é de 1 ano sob ≤30°C e ≤60% de HR. As peças não utilizadas devem ser resseladas em embalagem à prova de humidade com dessecante. Se as condições ou o tempo de armazenamento especificados forem excedidos, é necessário um tratamento de cozedura (baking) a 60±5°C durante 24 horas para remover a humidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" (popcorning) durante a soldagem por refluxo.

6.2 Processo de Soldagem

O dispositivo é compatível com processos de refluxo por infravermelhos e fase de vapor. É recomendado um perfil de refluxo específico sem chumbo: pré-aquecimento a 150-200°C durante 60-120 segundos, um tempo acima do líquido (217°C) de 60-150 segundos, uma temperatura de pico máxima de 260°C mantida por não mais de 10 segundos, e taxas controladas de aquecimento/arrefecimento (máx. 6°C/seg e 3°C/seg, respetivamente). O refluxo não deve ser realizado mais de duas vezes. Durante a soldagem manual, a temperatura da ponta do ferro deve estar abaixo de 350°C, aplicada por não mais de 3 segundos por terminal, utilizando um ferro de baixa potência (<25W). Deve-se evitar tensão no corpo do LED durante o aquecimento, e a empenagem da placa após a soldagem é proibida.

6.3 Proteção do Circuito

Um resistor limitador de corrente é obrigatório em série com o LED. A tensão direta tem um coeficiente de temperatura negativo, o que significa que um ligeiro aumento na tensão (ou diminuição na Vf devido ao aumento da temperatura) pode causar um grande aumento na corrente, potencialmente destrutivo, se não for devidamente limitado por um resistor externo.

7. Embalagem e Informações de Encomenda

A embalagem padrão consiste em 3000 peças por bobina. As dimensões da fita transportadora são especificadas para garantir compatibilidade com equipamentos automatizados. O produto é enviado num saco de alumínio resistente à humidade contendo dessecante e um cartão indicador de humidade. A etiqueta da bobina contém informações críticas para identificação e rastreabilidade, incluindo o número do produto (P/N), quantidade (QTY) e os códigos de bin específicos para intensidade luminosa (CAT), comprimento de onda dominante (HUE) e tensão direta (REF).

8. Recomendações de Aplicação

O LED 19-117 é bem adequado para uma variedade de aplicações de baixa potência como indicador e retroiluminação. O seu tamanho pequeno e ângulo de visão amplo tornam-no ideal para:

• Retroiluminação:Iluminação para instrumentos de painel, interruptores de membrana, teclados e ecrãs LCD em eletrónicos de consumo.
• Indicadores de Estado:Luzes de estado de energia, conectividade ou função em equipamentos de telecomunicações (telefones, faxes), periféricos de computador e eletrodomésticos.
• Sinalização de Uso Geral:Qualquer aplicação que requeira um indicador visual azul, compacto e fiável.

Considerações de Projeto:Utilize sempre um resistor limitador de corrente em série. Considere os efeitos da temperatura na intensidade luminosa e na tensão direta. Certifique-se de que o layout do PCB fornece dissipação de calor adequada, especialmente se operar perto dos limites máximos. Cumpra estritamente o perfil de soldagem recomendado e as condições de armazenamento para prevenir danos.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs de orifício passante mais antigos, o 19-117 oferece vantagens significativas em tamanho, peso e adequação para montagem automatizada. Dentro da categoria de LEDs SMD azuis, os seus principais diferenciadores são a combinação específica de um ângulo de visão de 120 graus, uma estrutura de binning definida para cor e brilho consistentes, proteção ESD integrada e um nível robusto de sensibilidade à humidade (MSL) com diretrizes claras de manuseio. A classificação ESD especificada de 2000V proporciona melhor robustez no manuseio do que muitos LEDs básicos.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Que valor de resistor devo usar com este LED?

R: O valor depende da sua tensão de alimentação (Vs) e da corrente direta desejada (If, máx. 10mA contínua). Use a Lei de Ohm: R = (Vs - Vf) / If. Use a Vf máxima da ficha técnica (3,00V) para um projeto conservador que garanta que a corrente nunca excede o limite.

P: Posso usar este LED ao ar livre?

R: A faixa de temperatura de operação (-40°C a +85°C) permite o uso em muitos ambientes exteriores. No entanto, a embalagem não é especificamente classificada para impermeabilização ou resistência aos UV. Para exposição direta às intempéries, é necessário um revestimento conformado adicional ou um invólucro.

P: Por que é a condição de armazenamento tão importante?

R: As embalagens SMD podem absorver humidade do ar. Durante o calor elevado da soldagem por refluxo, esta humidade pode vaporizar-se rapidamente, causando delaminação interna ou fissuração ("efeito pipoca"), o que destrói o LED. Os procedimentos de armazenamento e cozedura (baking) previnem isto.

P: O que significa o código de bin na etiqueta?

R: Indica o grupo de desempenho específico para aquela bobina de LEDs. Por exemplo, um código K2-Y-30 indica o bin de Intensidade Luminosa K2 (9,00-11,5 mcd), o bin de Comprimento de Onda Dominante Y (470-475nm) e o bin de Tensão Direta 30 (2,80-2,90V). Isto garante consistência na sua linha de produção.

11. Exemplo Prático de Aplicação

Cenário: Projetar um indicador de estado de baixa potência para um dispositivo USB.

O dispositivo opera a partir de um barramento USB de 5V. O objetivo é indicar "ligado" com um LED azul. É escolhida uma corrente direta de 5mA para brilho adequado e baixo consumo de energia.

Cálculo:Usando a Vf máxima de 3,00V por segurança: R = (5V - 3,00V) / 0,005A = 400 Ohms. O valor padrão mais próximo é 390 Ohms. A corrente real seria: I = (5V - ~2,8V_típico) / 390Ω ≈ 5,64mA, o que é seguro e dentro das especificações. O LED seria colocado em série com este resistor de 390Ω entre a linha de 5V e o terra (observando a polaridade correta). A pegada no PCB corresponderia ao padrão de solda recomendado no desenho da embalagem.

12. Introdução ao Princípio Técnico

Este LED é baseado numa heteroestrutura semicondutora que utiliza Nitreto de Gálio e Índio (InGaN) como camada ativa. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, eletrões e lacunas são injetados na região ativa. A sua recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga InGaN determina a energia da banda proibida, que se correlaciona diretamente com o comprimento de onda da luz emitida—neste caso, azul (~468nm). A lente de resina epóxi encapsula o chip, fornecendo proteção mecânica, moldando o feixe de saída de luz (ângulo de 120 graus) e, frequentemente, contendo fósforos se uma cor diferente (como branco) fosse produzida.

13. Tendências e Contexto da Indústria

O 19-117 representa um produto maduro no mercado de LEDs SMD. As tendências atuais da indústria concentram-se em várias áreas além dos indicadores básicos: aumento da eficácia luminosa (mais luz por watt), correntes de acionamento máximas mais altas para saídas mais brilhantes em embalagens menores, melhor reprodução de cor e consistência, e integração de eletrónica de controlo (como drivers de corrente constante) dentro da própria embalagem do LED. Há também um forte impulso para uma fiabilidade ainda maior para aplicações automóveis e industriais especializadas. Embora este componente seja otimizado para uso geral, as novas gerações empurram os limites em termos de densidade de potência, desempenho térmico e funcionalidades inteligentes. Os princípios de projeto de circuito adequado, gestão térmica e manuseio cuidadoso delineados nesta ficha técnica permanecem universalmente aplicáveis em todas as tecnologias de LED.