Ficha Técnica do LED SMD 19-213/S2C-AP1Q2B/3T - Laranja Brilhante - 2.0x1.25x0.8mm - Tensão Direta 1.75-2.35V - Potência 60mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 19-213/S2C-AP1Q2B/3T é um LED de montagem em superfície (SMD) projetado para aplicações miniaturizadas e de alta densidade. Utilizando tecnologia de chip AlGaInP, emite uma luz laranja brilhante com um comprimento de onda dominante típico de 611 nm. Sua pegada compacta e construção leve o tornam uma escolha ideal para projetos eletrônicos modernos onde espaço e peso são restrições críticas.

1.1 Vantagens Principais

As principais vantagens deste LED derivam do seu encapsulamento SMD. Ele permite projetos de placa de circuito impresso (PCB) significativamente menores em comparação com componentes tradicionais de chassi de chumbo. Isso leva a uma maior densidade de componentes, reduz os requisitos de armazenamento tanto para os componentes quanto para os produtos montados finais e, em última análise, contribui para a miniaturização dos equipamentos do usuário final. O componente também está em conformidade com os principais padrões ambientais e de segurança, incluindo RoHS, REACH e requisitos livres de halogênio (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Aplicações Alvo

Este LED é adequado para uma variedade de funções de indicação e retroiluminação. As áreas de aplicação típicas incluem retroiluminação de painéis e interruptores em controles automotivos ou industriais. Nas telecomunicações, pode servir como indicador ou retroiluminação em dispositivos como telefones e máquinas de fax. Também é aplicável para retroiluminação plana de LCDs, interruptores e símbolos, além do uso geral como indicador.

2. Análise Detalhada das Especificações Técnicas

Esta seção fornece uma análise objetiva e detalhada dos principais parâmetros elétricos, ópticos e térmicos do LED, conforme definido na ficha técnica.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob ou nestes limites não é garantida. As especificações principais incluem:

• Tensão Reversa (VR):5 V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura da junção.
• Corrente Direta Contínua (IF):25 mA.
• Corrente Direta de Pico (IFP):60 mA, permitida apenas sob condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10 @ 1 kHz).
• Dissipação de Potência (Pd):60 mW. Esta é a perda máxima de potência permitida na forma de calor.
• Temperatura de Operação & Armazenamento:-40°C a +85°C (operação), -40°C a +90°C (armazenamento).
• Temperatura de Soldagem:Suporta soldagem por refluxo a 260°C por 10 segundos ou soldagem manual a 350°C por 3 segundos.
• Descarga Eletrostática (ESD):Classificação do Modelo de Corpo Humano (HBM) de 2000 V. São necessárias precauções padrão de manuseio contra ESD.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Medidas em uma condição de teste padrão de Ta=25°C e IF=20 mA, estes parâmetros definem o desempenho do LED.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de um mínimo de 45,0 mcd a um máximo de 112,0 mcd. O valor real é determinado pelo processo de binning.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):Um amplo ângulo de 120 graus, proporcionando iluminação ampla e uniforme adequada para aplicações de indicador.
• Comprimento de Onda de Pico (λp):Tipicamente 611 nm.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Especificado entre 600,5 nm e 612,5 nm, definindo a cor laranja percebida.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):Aproximadamente 17 nm, típico para LEDs de AlGaInP.
• Tensão Direta (VF):Entre 1,75 V e 2,35 V a 20 mA. Esta faixa é crítica para o projeto do circuito acionador.
• Corrente Reversa (IR):Máximo de 10 μA em VR=5V. A ficha técnica observa explicitamente que o dispositivo não foi projetado para operação reversa.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins. O 19-213 usa três parâmetros de binning independentes.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os LEDs são categorizados em quatro bins (P1, P2, Q1, Q2) com base na sua intensidade luminosa medida em IF=20mA. Isso permite aos projetistas selecionar um grau de brilho adequado para sua aplicação, desde indicador padrão (P1: 45,0-57,0 mcd) até necessidades de maior brilho (Q2: 90,0-112,0 mcd).

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

O tom da cor laranja é controlado através dos bins de comprimento de onda dominante D8 a D11. Cada bin cobre uma faixa de 3 nm, de 600,5-603,5 nm (D8) a 609,5-612,5 nm (D11). Isso garante uma aparência de cor rigidamente controlada em um lote de produção.

3.3 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é classificada em três categorias (0, 1, 2). Isso auxilia no projeto de circuitos limitadores de corrente eficientes, pois conhecer a faixa de VF (ex.: Bin 0: 1,75-1,95V, Bin 2: 2,15-2,35V) permite um cálculo mais preciso do resistor para atingir a corrente de acionamento desejada.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece várias curvas características essenciais para entender o comportamento do LED sob diferentes condições de operação.

4.1 Distribuição Espectral

A curva do espectro mostra um único pico dominante centrado em torno de 611 nm, característico do material AlGaInP. A largura de banda relativamente estreita confirma a pureza da cor laranja emitida.

4.2 Diagrama de Radiação

O diagrama polar de radiação ilustra o ângulo de visão de 120 graus. A intensidade é quase uniforme em uma ampla região central, decaindo suavemente em direção às bordas, o que é ideal para indicadores de ângulo amplo.

4.3 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

Esta curva mostra uma relação sublinear. Embora a saída aumente com a corrente, a eficiência tipicamente diminui em correntes mais altas devido ao aumento da geração de calor. Operar na ou abaixo da corrente recomendada de 20 mA garante desempenho e longevidade ideais.

4.4 Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

A saída luminosa é inversamente relacionada à temperatura da junção. A curva mostra a saída diminuindo à medida que a temperatura ambiente sobe acima de 25°C. Este derating térmico é uma consideração crítica para aplicações em ambientes de alta temperatura.

4.5 Curva de Derating da Corrente Direta

Este gráfico define a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura ambiente. Para evitar superaquecimento e garantir confiabilidade, a corrente direta deve ser reduzida ao operar em temperaturas ambientes elevadas.

4.6 Tensão Direta vs. Corrente Direta (Curva IV)

A curva IV demonstra a característica exponencial do diodo. A tensão direta aumenta com a corrente. As faixas de binning para VF são definidas ao longo desta curva no ponto de teste de 20 mA.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED possui uma pegada SMD compacta. As dimensões principais incluem um tamanho do corpo de aproximadamente 2,0 mm de comprimento, 1,25 mm de largura e 0,8 mm de altura (típico para este tipo de encapsulamento, os valores exatos devem ser retirados do desenho dimensional). A ficha técnica inclui um desenho dimensional detalhado com uma tolerância padrão de ±0,1 mm, salvo indicação em contrário.

5.2 Identificação da Polaridade

O cátodo é tipicamente marcado no dispositivo, muitas vezes por um entalhe, um ponto verde ou um formato diferente no lado do cátodo da lente. A polaridade correta deve ser observada durante a montagem para evitar danos.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio adequado é crucial para a confiabilidade. A ficha técnica fornece instruções específicas.

6.1 Limitação de Corrente

Um resistor limitador de corrente externo é obrigatório. A característica IV exponencial do LED significa que um pequeno aumento na tensão pode causar um grande aumento na corrente, potencialmente destrutivo.

6.2 Armazenamento e Sensibilidade à Umidade

Os componentes são embalados em um saco resistente à umidade com dessecante.

• Não abra o saco até estar pronto para uso.
• Após a abertura, use dentro de 168 horas (7 dias) se armazenado a ≤30°C e ≤60% de UR.
• Se não utilizado, resselar em uma embalagem à prova de umidade.
• Se os limites de exposição forem excedidos, é necessário um processo de "bake-out" a 60±5°C por 24 horas antes da soldagem por refluxo.

6.3 Perfil de Soldagem por Refluxo

Um perfil de refluxo sem chumbo é especificado:

• Pré-aquecimento: 150-200°C por 60-120 segundos.
• Tempo acima do líquido (217°C): 60-150 segundos.
• Temperatura de pico: 260°C no máximo, mantida por ≤10 segundos.
• Taxa máxima de aquecimento: 6°C/seg, taxa máxima de resfriamento: 3°C/seg.
• O refluxo não deve ser realizado mais de duas vezes.

6.4 Soldagem Manual e Retrabalho

Se a soldagem manual for necessária, limite a temperatura da ponta do ferro a ≤350°C, aplique calor a cada terminal por ≤3 segundos e use um ferro de baixa potência (<25W). Para retrabalho, recomenda-se um ferro de solda de duas pontas para aquecer simultaneamente ambos os terminais e evitar estresse mecânico. O impacto do retrabalho nas características do LED deve ser verificado antecipadamente.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Embalagem Padrão

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora embossada de 8 mm de largura, enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro. Cada bobina contém 3000 peças.

7.2 Informações da Etiqueta

A etiqueta da bobina contém informações críticas para rastreabilidade e identificação:

• CPN: Número da peça do cliente.
• P/N: Número da peça do fabricante (19-213/S2C-AP1Q2B/3T).
• QTY: Quantidade da embalagem.
• CAT: Código do bin de intensidade luminosa (ex.: Q2).
• HUE: Código do bin de cromaticidade/comprimento de onda dominante (ex.: D10).
• REF: Código do bin de tensão direta (ex.: 1).
• LOT No.: Número do lote de fabricação.

8. Considerações para Projeto de Aplicação

8.1 Projeto do Circuito Acionador

Sempre use um resistor em série para definir a corrente direta. Calcule o valor do resistor usando a fórmula: R = (Vcc - VF) / IF, onde VF deve ser escolhido a partir do valor máximo no bin de tensão selecionado para garantir que a corrente não exceda o alvo de projeto sob as piores condições. Considere as curvas de derating para operação em alta temperatura.

8.2 Gerenciamento Térmico

Embora pequeno, o LED gera calor. Garanta que uma área adequada de cobre na PCB ou vias térmicas sejam usadas, especialmente ao acionar com correntes mais altas ou em altas temperaturas ambientes, para conduzir o calor para longe da junção do LED e manter o desempenho e a vida útil.

8.3 Integração Óptica

O amplo ângulo de visão de 120 graus o torna adequado para aplicações que requerem ampla visibilidade. Para guias de luz ou lentes, o diagrama de radiação deve ser considerado para garantir acoplamento eficiente e o padrão de iluminação desejado.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado aos antigos encapsulamentos de LED de orifício passante, este tipo SMD oferece uma redução drástica no tamanho e peso, permitindo projetos modernos miniaturizados. Dentro do segmento de LED laranja SMD, seus principais diferenciais são sua combinação específica de tecnologia AlGaInP (para emissão eficiente de laranja/vermelho), a estrutura de binning definida para consistência de cor/brilho e sua conformidade com padrões livres de halogênio e outros padrões ambientais. As diretrizes detalhadas de derating e manuseio também fornecem aos projetistas parâmetros claros para implementação confiável.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

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

Usando o pior caso de VF (máximo do seu bin selecionado, ex.: 2,35V do Bin 2) e um IF alvo de 20 mA: R = (5V - 2,35V) / 0,020A = 132,5 Ω. Um resistor padrão de 130 Ω ou 150 Ω seria apropriado, mas sempre verifique a corrente real sob suas condições específicas.

10.2 Posso acionar este LED sem um resistor limitador de corrente?

Não. A característica IV do diodo é exponencial. Conectá-lo diretamente a uma fonte de tensão, mesmo uma próxima de sua VF nominal, provavelmente resultará em corrente excessiva, superaquecimento rápido e falha imediata.

10.3 Por que há um limite de 7 dias após abrir o saco à prova de umidade?

Os encapsulamentos SMD podem absorver umidade da atmosfera. Durante a soldagem por refluxo, essa umidade retida pode vaporizar rapidamente, causando delaminação interna ou "efeito pipoca", que racha o encapsulamento e destrói o dispositivo. A vida útil de 168 horas é o tempo de exposição seguro para o nível de sensibilidade à umidade deste componente.

10.4 Como interpreto o número de peça 19-213/S2C-AP1Q2B/3T?

Embora a codificação corporativa exata possa variar, ela tipicamente referencia o produto base (19-213), o tipo de encapsulamento (SMD) e provavelmente inclui códigos para os bins específicos de intensidade luminosa (Q2), comprimento de onda dominante e tensão direta selecionados para aquele pedido.

11. Estudo de Caso de Projeto

Cenário:Projetando um painel de indicador de status para um controlador industrial operando em ambiente de até 60°C. Cor laranja uniforme e brilho consistente entre múltiplos indicadores são críticos.

Implementação:

1. Seleção do Componente:Especifique LEDs de um único lote de produção e bins apertados (ex.: Q1 para intensidade, D10 para comprimento de onda) para garantir consistência visual.
2. Projeto do Circuito:Usando uma linha de 3,3V, calcule o resistor em série. Assumindo bin VF 1 (máx. 2,15V) e visando 18 mA (ligeiramente reduzido para temperatura): R = (3,3V - 2,15V) / 0,018A ≈ 64 Ω. Use um resistor de 62 Ω ou 68 Ω com tolerância de 1%.
3. Projeto Térmico:Posicione o LED longe de outras fontes de calor na PCB. Use uma pequena área de cobre conectada ao terminal do cátodo (tipicamente o terminal térmico) para dissipar calor, considerando o ambiente de 60°C e consultando a curva de derating da corrente direta.
4. Montagem:Agende a montagem da PCB para que a bobina de LEDs seja aberta e usada dentro da janela de 7 dias. Siga o perfil de refluxo especificado com precisão.

12. Princípio Tecnológico

Este LED é baseado no material semicondutor AlGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio). Quando uma tensão direta é aplicada, elétrons e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam, liberando energia na forma de fótons. A composição específica da liga AlGaInP determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, laranja (~611 nm). O encapsulamento SMD encapsula o minúsculo chip semicondutor, fornece proteção mecânica, incorpora uma lente para moldar a saída de luz e oferece terminais soldáveis para conexão elétrica.

13. Tendências da Indústria

A tendência em LEDs indicadores e de retroiluminação continua em direção a maior eficiência (mais saída de luz por unidade de entrada elétrica), maior confiabilidade e maior miniaturização. Há também um forte impulso em toda a indústria para uma conformidade mais ampla com regulamentações ambientais (além do RoHS para incluir substâncias como PFAS) e o desenvolvimento de encapsulamentos ainda mais robustos para suportar processos de soldagem de temperatura mais alta. A padronização dos códigos de binning e a documentação técnica detalhada, como vista nesta ficha técnica, facilitam a integração em projetos e a gestão da cadeia de suprimentos para os fabricantes.