Ficha Técnica do LED SMD 18-225/B6R6C-C01/3T - Dimensões 1.6x0.8x0.7mm - Tensão 2.0-3.3V - Potência 60-150mW - Azul e Vermelho - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

A série 18-225 representa uma solução compacta de LED de montagem em superfície, projetada para aplicações eletrónicas modernas que exigem miniaturização e alta fiabilidade. Esta série é oferecida em duas variantes de cor distintas: um LED azul baseado na tecnologia de chip InGaN e um LED vermelho brilhante baseado na tecnologia de chip AlGaInP. A filosofia de design principal centra-se em permitir áreas de ocupação mais pequenas na placa de circuito impresso (PCB), maior densidade de componentes e, em última análise, contribuir para o desenvolvimento de equipamentos finais mais compactos e leves.

1.1 Características e Vantagens Principais

O dispositivo incorpora várias características-chave que melhoram a sua usabilidade e desempenho em ambientes de fabrico automatizado. É fornecido em fita de 8mm enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, tornando-o totalmente compatível com equipamentos padrão de montagem automática pick-and-place. O componente é qualificado para uso com processos de soldadura por refluxo infravermelho (IR) e de fase de vapor, que são predominantes na produção eletrónica de alto volume. É construído como um tipo monocromático, é sem chumbo (Pb-free) e cumpre as principais regulamentações ambientais, incluindo a diretiva RoHS da UE, o regulamento REACH e os requisitos sem halogéneos (com Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm e a sua soma <1500 ppm). O tamanho inerentemente pequeno e a natureza leve deste encapsulamento SMD tornam-no uma escolha ideal para aplicações onde o espaço e o peso são restrições críticas.

1.2 Aplicações Alvo

A versatilidade da série de LED 18-225 permite a sua implementação num amplo espetro de aplicações. Usos comuns incluem retroiluminação para painéis de instrumentos e interruptores de membrana. Em equipamentos de telecomunicações, serve eficazmente como indicadores de estado e retroiluminação de teclado em dispositivos como telefones e máquinas de fax. Também é adequado para fornecer retroiluminação plana e uniforme para ecrãs de cristais líquidos (LCD), legendas de interruptores e símbolos. Finalmente, as suas características de uso geral tornam-no uma escolha fiável para uma vasta gama de outras tarefas de indicação e iluminação em eletrónica de consumo, industrial e automóvel.

2. Análise Profunda das Especificações Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

Operar o dispositivo além destes limites pode causar danos permanentes. A tensão reversa máxima (V_R) é de 5V para ambas as variantes de cor. A corrente direta contínua (I_F) nominal é de 25 mA para os LEDs B6 (azul) e R6 (vermelho). Para operação pulsada, a corrente direta de pico (I_FP) com um ciclo de trabalho de 1/10 e frequência de 1 kHz é de 100 mA para o B6 e 60 mA para o R6. A dissipação de potência máxima (P_d) é de 150 mW para o B6 e 60 mW para o R6. A tensão suportável de descarga eletrostática (ESD), de acordo com o Modelo do Corpo Humano (HBM), é de 150V para o B6 e significativamente maior, 2000V, para o R6. A gama de temperatura de operação (T_opr) é de -40°C a +85°C, enquanto a gama de temperatura de armazenamento (T_stg) é ligeiramente mais ampla, de -40°C a +90°C. O dispositivo pode suportar temperaturas de soldadura de 260°C durante 10 segundos durante o refluxo ou 350°C durante 3 segundos durante a soldadura manual.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Todos os parâmetros são especificados a uma temperatura ambiente (T_a) de 25°C e a uma corrente direta (I_F) de 5 mA, salvo indicação em contrário. A intensidade luminosa típica (I_v) para B6 e R6 é de 28,5 mcd, com um mínimo de 18,0 mcd. O ângulo de visão (2θ_1/2) é tipicamente de 120 graus. Para o LED B6 (azul), o comprimento de onda de pico (λ_p) é de 468 nm e o comprimento de onda dominante (λ_d) é de 470 nm, com uma largura de banda espectral (Δλ) de 35 nm. Para o LED R6 (vermelho), o comprimento de onda de pico é de 632 nm, o comprimento de onda dominante é de 624 nm e a largura de banda espectral é de 20 nm. A tensão direta (V_F) varia de 2,7V a 3,7V (típico 3,3V) para o B6, e de 1,7V a 2,4V (típico 2,0V) para o R6. A corrente reversa máxima (I_R) a V_R=5V é de 50 μA para o B6 e 10 μA para o R6. Notas importantes incluem uma tolerância de intensidade luminosa de ±11%, uma tolerância de comprimento de onda dominante de ±1 nm e uma tolerância de tensão direta de ±0,10V. O teste de tensão reversa é apenas para caracterização; o dispositivo não deve ser operado em polarização reversa.

3. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece um conjunto abrangente de curvas características para ambos os tipos de LED, que são essenciais para o design do circuito e gestão térmica.

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

As curvas I-V ilustram a relação entre a corrente que flui através do LED e a queda de tensão nos seus terminais. Estas curvas são não lineares, típicas do comportamento de um díodo. Para o LED azul B6, a tensão sobe abruptamente após exceder aproximadamente 2,7V. Para o LED vermelho R6, esta ativação ocorre por volta de 1,7V. Os projetistas usam estas curvas para selecionar resistências limitadoras de corrente apropriadas para garantir operação estável na corrente de acionamento desejada.

3.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

Estes gráficos mostram como a saída de luz aumenta com a corrente de acionamento. A relação é geralmente linear dentro da gama de operação recomendada, mas satura a correntes muito elevadas. Estes dados são cruciais para determinar a corrente de acionamento necessária para atingir um nível de brilho específico.

3.3 Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente

Estas curvas demonstram a dependência térmica da saída de luz. A intensidade luminosa tipicamente diminui à medida que a temperatura de junção do LED aumenta. Compreender esta derating é vital para aplicações que operam numa ampla gama de temperaturas ou em ambientes de alta temperatura ambiente, garantindo um desempenho de brilho consistente.

3.4 Curva de Derating da Corrente Direta

Este gráfico especifica a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura ambiente. Para evitar sobreaquecimento e garantir fiabilidade a longo prazo, a corrente de acionamento deve ser reduzida quando se opera a temperaturas elevadas. A curva fornece as diretrizes necessárias para esta derating térmica.

3.5 Distribuição Espectral

Os gráficos espectrais mostram a potência radiante relativa em função do comprimento de onda. O LED azul B6 mostra um pico principal por volta de 468 nm. O LED vermelho R6 mostra um pico principal por volta de 632 nm. A largura destes picos, indicada pelo parâmetro de largura de banda espectral, afeta a pureza da cor da luz emitida.

3.6 Diagrama de Radiação

Os padrões de radiação polar representam a distribuição espacial da intensidade da luz. O típico ângulo de visão de 120 graus é confirmado por estes diagramas, que mostram a largura angular na qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor de pico (no eixo). Esta informação é fundamental para o design ótico, determinando como a luz será percebida ou recolhida.

4. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

4.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED 18-225 apresenta um encapsulamento compacto de montagem em superfície. As dimensões-chave incluem um comprimento do corpo de 1,6 mm, uma largura de 0,8 mm e uma altura de 0,7 mm (com uma tolerância de ±0,1 mm). O componente tem um perfil baixo, com uma espessura típica de 0,5 mm. A ficha técnica fornece vistas detalhadas de topo, lateral e inferior com todas as medidas críticas claramente identificadas. A polaridade é indicada por uma marca de cátodo no encapsulamento.

4.2 Layout Recomendado das Pastilhas de Soldadura

É fornecido um padrão de pastilhas (footprint) sugerido para o design do PCB. As dimensões das pastilhas são dadas como referência: tipicamente 0,8 mm por 0,8 mm para as pastilhas do ânodo e do cátodo, com um espaçamento de 0,4 mm entre elas. A documentação afirma explicitamente que este é um layout sugerido e deve ser modificado com base nos processos de fabrico individuais, no material do PCB e nos requisitos térmicos. O cumprimento destas diretrizes promove a formação fiável das juntas de solda e uma dissipação térmica adequada durante o refluxo.

5. Diretrizes de Soldadura e Montagem

5.1 Perfil de Soldadura por Refluxo

Para soldadura sem chumbo, é recomendado um perfil de temperatura específico. A zona de pré-aquecimento deve subir da temperatura ambiente para 150-200°C ao longo de 60-120 segundos. O tempo acima da temperatura de liquidus da solda (217°C) deve ser mantido durante 60-150 segundos. A temperatura de pico não deve exceder 260°C, e o tempo dentro de 5°C deste pico deve ser limitado a um máximo de 10 segundos. A taxa máxima de subida para o pico é de 6°C por segundo, e a taxa máxima de arrefecimento a partir do pico é de 3°C por segundo. É crítico que a soldadura por refluxo não seja realizada mais de duas vezes no mesmo dispositivo para evitar danos térmicos no chip interno e nas ligações por fio.

5.2 Armazenamento e Sensibilidade à Humidade

Os LEDs são embalados num saco de barreira resistente à humidade com dessecante para evitar a absorção de humidade ambiente. O saco fechado deve ser armazenado a 30°C ou menos e 90% de humidade relativa (HR) ou menos. Uma vez aberto o saco, os componentes têm uma "vida útil no chão" de 1 ano quando armazenados a 30°C/60%HR ou menos. Quaisquer dispositivos não utilizados devem ser selados novamente numa embalagem à prova de humidade. Se o indicador de dessecante mostrar saturação ou se o tempo de armazenamento for excedido, é necessário um tratamento de cozimento a 60 ±5°C durante 24 horas antes que os componentes possam ser submetidos à soldadura por refluxo para evitar o "efeito pipoca" ou a delaminação.

5.3 Precauções Críticas de Utilização

Proteção contra Sobrecorrente:Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Uma resistência limitadora de corrente externa é obrigatória em série com o LED. Mesmo um pequeno aumento na tensão direta pode causar um grande aumento na corrente, potencialmente destrutivo, se não for devidamente limitado. O design do circuito deve ter em conta a tolerância de tensão da fonte de alimentação e a variação da tensão direta do LED.

Manuseamento:Devem ser observadas as precauções padrão de ESD (descarga eletrostática) durante o manuseamento e montagem, especialmente para a variante B6, que tem uma classificação ESD mais baixa.

6. Embalagem e Informação de Encomenda

6.1 Especificações da Bobina e da Fita

Os componentes são entregues em fita transportadora relevada com uma largura de 8 mm, enrolada numa bobina padrão de 7 polegadas (178 mm) de diâmetro. Cada bobina contém 3000 peças. São fornecidas dimensões detalhadas para os compartimentos da fita transportadora, fita de cobertura e núcleo da bobina para garantir compatibilidade com equipamentos de alimentação automática.

6.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da bobina contém vários identificadores-chave: o Número de Produto do Cliente (CPN), o Número de Produto do fabricante (P/N), a Quantidade de Embalagem (QTY) e o Número do Lote (LOT No.). Também inclui informação de binning para parâmetros críticos: Classificação de Intensidade Luminosa (CAT), Coordenadas de Cromaticidade & Classificação de Comprimento de Onda Dominante (HUE) e Classificação de Tensão Direta (REF). Este binning permite a seleção de LEDs com características agrupadas para aplicações que exigem consistência de cor ou brilho.

7. Considerações de Design de Aplicação

7.1 Design do Circuito

A tarefa fundamental de design é calcular o valor da resistência em série (R_s). A fórmula é R_s = (V_alimentação - V_F) / I_F, onde V_F é a tensão direta do LED na corrente desejada I_F. A potência nominal da resistência deve ser suficiente: P_resistor = (I_F)^2 * R_s. Os projetistas devem usar o V_F máximo da ficha técnica para garantir que a corrente não excede a classificação máxima mesmo nas piores condições. Por exemplo, acionar o LED vermelho R6 a 20 mA a partir de uma fonte de 5V: Usando V_F máx=2,4V, R_s = (5V - 2,4V) / 0,020A = 130 Ohms. O valor padrão mais próximo (por exemplo, 130 ou 120 Ohms) seria selecionado, e a sua potência nominal verificada.

7.2 Gestão Térmica

Embora o encapsulamento seja pequeno, uma gestão térmica eficaz ainda é importante para a longevidade e saída estável. A potência dissipada no LED é P_LED = V_F * I_F. Este calor deve ser conduzido através das pastilhas de solda para o cobre do PCB. Usar os tamanhos de pastilha recomendados ou maiores, e conectá-los a áreas de cobre (alívios térmicos), pode melhorar significativamente a dissipação de calor, especialmente quando se opera a correntes mais elevadas ou em ambientes quentes.

7.3 Integração Ótica

O amplo ângulo de visão de 120 graus torna este LED adequado para aplicações que requerem iluminação difusa e ampla. Para luz mais direcionada, podem ser empregues óticas secundárias, como lentes ou tubos de luz. As dimensões do encapsulamento e os dados do padrão de radiação são essenciais para projetar estes elementos óticos.

8. Comparação Técnica e Orientação de Seleção

A série 18-225 oferece duas tecnologias distintas numa única área de ocupação. O LED azul B6 (InGaN) fornece um comprimento de onda mais curto, tensão direta mais alta e maior capacidade de dissipação de potência, mas tem uma tolerância ESD mais baixa. O LED vermelho brilhante R6 (AlGaInP) oferece um comprimento de onda mais longo, tensão direta mais baixa e robustez ESD superior, mas tem uma dissipação de potência máxima mais baixa. A escolha entre eles é principalmente impulsionada pela cor necessária. Para aplicações onde ambas as cores podem ser usadas na mesma placa, as diferentes tensões diretas exigem cálculos separados da resistência limitadora de corrente para cada canal de cor para obter corrente uniforme e, assim, brilho controlado.

9. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Posso acionar este LED diretamente a partir de um pino GPIO de um microcontrolador?

R: Geralmente, não. A maioria dos pinos de microcontrolador não pode fornecer ou absorver a corrente de operação típica de 20-25 mA destes LEDs. É necessária uma resistência limitadora de corrente externa e, frequentemente, um driver de transístor.

P: Por que é a classificação ESD diferente para as versões azul e vermelha?

R: A diferença decorre das propriedades inerentes dos materiais dos chips semicondutores InGaN (azul) e AlGaInP (vermelho). As estruturas AlGaInP são tipicamente mais robustas contra descargas eletrostáticas.

P: O que significa a cor da resina "água clara"?

R: Indica que a lente de encapsulamento do LED é transparente, não difusa ou tingida. Isto permite que a cor verdadeira do chip (azul ou vermelho) seja emitida, resultando frequentemente num brilho percebido mais alto e numa cor mais saturada em comparação com um encapsulamento difuso.

P: Como interpreto os códigos de binning (CAT, HUE, REF) no rótulo?

R: Estes códigos correspondem a intervalos específicos de intensidade luminosa, comprimento de onda dominante/cromaticidade e tensão direta, respetivamente. Permitem aos fabricantes agrupar LEDs com desempenho semelhante. Para aplicações críticas, consulte o documento detalhado de binning do fabricante para selecionar o código apropriado para as suas necessidades.