Ficha Técnica do LED SMD 19-213/R6C-AM2P1VY/3T - Vermelho Brilhante - 5mA - 2.2V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 19-213 é um LED de montagem em superfície (SMD) projetado para aplicações gerais de sinalização e retroiluminação. Ele utiliza um chip de AlGaInP (Fosfeto de Alumínio, Gálio e Índio) para produzir uma luz vermelha brilhante. Este componente é caracterizado pelo seu tamanho compacto, o que facilita uma maior densidade de componentes em placas de circuito impresso (PCBs) e permite o projeto de equipamentos finais menores. O dispositivo é fornecido em bobinas de fita de 8mm, sendo totalmente compatível com processos automatizados de montagem pick-and-place.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens deste LED incluem sua pegada miniatura, construção leve e conformidade com os padrões modernos de fabricação e ambientais. É livre de chumbo, compatível com RoHS, compatível com REACH e classificado como livre de halogênio. Essas características o tornam adequado para uma ampla gama de eletrônicos de consumo, equipamentos de telecomunicações (por exemplo, telefones, máquinas de fax), retroiluminação de painéis e interruptores automotivos e retroilumação geral para LCDs e símbolos.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

Esta seção fornece uma interpretação objetiva e detalhada dos principais parâmetros elétricos, ópticos e térmicos especificados 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 fora desses limites não é recomendada.

• Tensão Reversa (V_R):5V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura da junção.
• Corrente Direta (I_F):25mA DC. A corrente contínua DC não deve ultrapassar este valor.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):60mA. Isto é permitido apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, 1kHz) para lidar com surtos transitórios.
• Dissipação de Potência (P_d):60mW. Esta é a potência máxima que o encapsulamento pode dissipar a uma temperatura ambiente (T_a) de 25°C.
• Descarga Eletrostática (ESD):2000V (Modelo do Corpo Humano). Procedimentos adequados de manuseio ESD são essenciais durante a montagem.
• Temperatura de Operação e Armazenamento:-40°C a +85°C (operação), -40°C a +90°C (armazenamento).
• Temperatura de Soldagem:Pico do perfil de refluxo a 260°C por no máximo 10 segundos; soldagem manual a 350°C por no máximo 3 segundos por terminal.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos em uma condição de teste padrão de I_F= 5mA e T_a= 25°C. Eles definem o desempenho típico do dispositivo.

• Intensidade Luminosa (I_v):Varia de 22,5 mcd (mín.) a 57,0 mcd (máx.), com uma tolerância típica de ±11%. O valor real é determinado pelo código de bin (M2, N1, N2, P1).
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):Um amplo ângulo típico de 120 graus, fornecendo um padrão de emissão amplo adequado para iluminação de área.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p):Tipicamente 632 nm, posicionando a emissão na região vermelha do espectro visível.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):Especificado entre 617,5 nm e 633,5 nm, com uma tolerância de ±1 nm. Esta é a coordenada de cor primária, classificada como E4 a E7.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):Tipicamente 20 nm, indicando a pureza espectral da luz vermelha.
• Tensão Direta (V_F):Varia de 1,70V a 2,20V a 5mA, com uma tolerância de ±0,05V. É classificado do código 19 ao 23. Um resistor limitador de corrente em série é obrigatório para evitar fuga térmica devido a pequenas flutuações de tensão.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo 10 µA a V_R=5V. O dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa.

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto é classificado em bins com base em parâmetros-chave de desempenho para garantir consistência dentro de um lote de produção. Os projetistas podem especificar bins para atender a requisitos rigorosos de aplicação.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Bins: M2 (22,5-28,5 mcd), N1 (28,5-36,0 mcd), N2 (36,0-45,0 mcd), P1 (45,0-57,0 mcd). Selecionar um bin mais alto (por exemplo, P1) garante um brilho mínimo mais elevado.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Bins: E4 (617,5-621,5 nm), E5 (621,5-625,5 nm), E6 (625,5-629,5 nm), E7 (629,5-633,5 nm). Isto permite consistência de cor em aplicações onde múltiplos LEDs são usados lado a lado.

3.3 Binning de Tensão Direta

Bins: 19 (1,70-1,80V), 20 (1,80-1,90V), 21 (1,90-2,00V), 22 (2,00-2,10V), 23 (2,10-2,20V). Combinar bins de V_Fpode ajudar a alcançar compartilhamento de corrente uniforme em configurações paralelas.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora gráficos específicos não sejam detalhados no texto fornecido, as curvas típicas para tal LED incluiriam:

• Curva I-V (Corrente-Tensão):Mostra a relação exponencial entre a tensão direta e a corrente. A tensão de joelho está em torno de 1,7-2,2V.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:A intensidade aumenta com a corrente, mas pode saturar em correntes mais altas devido a efeitos térmicos.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:A intensidade tipicamente diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta, um fator crítico para o gerenciamento térmico.
• Distribuição Espectral:Um gráfico mostrando a potência radiante relativa versus comprimento de onda, centrado em torno de 632 nm com uma largura de banda de ~20 nm.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED vem em um encapsulamento SMD padrão. O desenho dimensional especifica o comprimento, largura, altura, tamanhos dos terminais e suas posições com uma tolerância típica de ±0,1mm. O layout correto dos terminais é crucial para uma soldagem confiável e estabilidade mecânica.

5.2 Identificação da Polaridade

O cátodo é tipicamente marcado no corpo do dispositivo ou indicado no diagrama da pegada. A orientação correta é essencial para a operação do circuito.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

É recomendado um perfil de refluxo sem chumbo: Pré-aquecimento a 150-200°C por 60-120s, tempo acima de 217°C (líquidus) por 60-150s, temperatura de pico a 260°C máx. por 10 segundos máx. A taxa máxima de aquecimento deve ser de 6°C/s e a taxa de resfriamento de 3°C/s. O refluxo não deve ser realizado mais de duas vezes.

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, use um ferro de soldar com temperatura da ponta abaixo de 350°C, aplicando calor a cada terminal por não mais que 3 segundos. Use um ferro de baixa potência (<25W) e permita um intervalo de resfriamento de pelo menos 2 segundos entre os terminais para evitar danos térmicos.

6.3 Armazenamento e Sensibilidade à Umidade

Os componentes são embalados em sacos resistentes à umidade com dessecante. Não abra o saco até estar pronto para uso. Após a abertura, os LEDs não utilizados devem ser armazenados a ≤ 30°C e ≤ 60% de UR e usados dentro de 168 horas (7 dias). Se excedido, é necessário um tratamento de secagem a 60 ± 5°C por 24 horas antes do refluxo.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificação da Embalagem

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora em bobinas de diâmetro de 7 polegadas. Cada bobina contém 3000 peças. As dimensões da bobina, da fita e da fita de cobertura são fornecidas na ficha técnica.

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da embalagem inclui informações críticas: 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), juntamente com o Número do Lote.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Indicadores de Status:Indicadores de energia, conectividade ou modo em eletrônicos de consumo e dispositivos de telecomunicações.
• Retroiluminação:Para interruptores de membrana, teclados, ícones de painel automotivo e painéis LCD com requisitos de brilho baixos a moderados.
• Iluminação Decorativa Geral:Onde tamanho pequeno e cor vermelha específica são necessários.

8.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:SEMPRE use um resistor em série. Calcule seu valor com base na tensão da fonte (V_fonte), na tensão direta do LED (V_Fdo seu bin) e na corrente direta desejada (I_F, não excedendo 25mA). R = (V_fonte- V_F) / I_F.
• Gerenciamento Térmico:Embora de baixa potência, garanta área de cobre adequada na PCB ou alívio térmico se operar em altas temperaturas ambientes ou próximo da corrente máxima para manter a saída de luz e a longevidade.
• Proteção ESD:Implemente proteção ESD nas linhas de entrada se o LED estiver em um local acessível ao usuário.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado aos antigos encapsulamentos de LED de orifício passante, este LED SMD oferece economia significativa de espaço, melhor adequação para montagem automatizada e potencialmente melhor desempenho térmico devido à fixação direta na PCB. Dentro da categoria de LED vermelho SMD, seus principais diferenciais são sua tecnologia específica de chip AlGaInP (oferecendo alta eficiência e cor vermelha brilhante), amplo ângulo de visão de 120 graus e conformidade ambiental abrangente (RoHS, Livre de Halogênio).

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

10.1 Por que um resistor em série é obrigatório?

LEDs são dispositivos acionados por corrente. Sua característica V-I é exponencial. Um pequeno aumento na tensão além do ponto de joelho causa um grande aumento, potencialmente destrutivo, na corrente. Um resistor em série torna a corrente amplamente dependente do valor do resistor e da tensão da fonte, fornecendo uma aproximação simples e eficaz de corrente constante.

10.2 Posso alimentar este LED com uma fonte de 3,3V ou 5V?

Sim, ambos são comuns. Para uma fonte de 3,3V e um I_Falvo de 5mA, com uma V_Ftípica de 2,0V, o resistor em série seria R = (3,3V - 2,0V) / 0,005A = 260 Ohms. Para uma fonte de 5V, R = (5V - 2,0V) / 0,005A = 600 Ohms. Sempre use a V_Fmáxima do bin para um projeto conservador.

10.3 O que significa a informação de "binning" para o meu projeto?

O binning garante consistência. Se o seu projeto requer brilho uniforme em múltiplos LEDs (por exemplo, em uma matriz de retroiluminação), você deve especificar um bin de intensidade luminosa restrito (por exemplo, apenas P1). Da mesma forma, para cor consistente, especifique um bin de comprimento de onda dominante restrito (por exemplo, apenas E6). Isto pode afetar o custo e a disponibilidade.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Caso: Projetando um painel de indicador de status com múltiplos LEDs.Um projetista precisa de 10 indicadores vermelhos em um painel alimentado por uma linha de 5V. Para garantir brilho e cor uniformes, ele especifica bins P1 para intensidade e E6 para comprimento de onda. Usando a V_Fmáxima do bin 23 (2,20V) para um projeto conservador, e escolhendo I_F= 10mA para boa visibilidade, o valor do resistor em série é calculado: R = (5V - 2,20V) / 0,01A = 280 Ohms. O valor padrão mais próximo de 270 Ohms é selecionado, resultando em um ligeiro aumento da corrente para ~10,4mA, que ainda está dentro do limite de 25mA. Os LEDs são colocados na PCB com a pegada recomendada, e a montagem segue o perfil de refluxo especificado.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este LED é baseado em uma junção p-n semicondutora feita de materiais AlGaInP. Quando uma tensão direta que excede o potencial interno da junção é aplicada, elétrons e lacunas são injetados através da junção. Sua recombinação libera energia na forma de fótons (luz), um processo chamado eletroluminescência. 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, vermelho brilhante (~632 nm). A lente de resina transparente ajuda na extração e distribuição da luz.

13. Tendências Tecnológicas

A tendência geral em LEDs SMD do tipo indicador é em direção a tamanhos de encapsulamento ainda menores (por exemplo, 0402, 0201 métrico) para dispositivos ultracompactos, maior eficiência levando a maior intensidade luminosa em correntes mais baixas e gamas de cores expandidas. Há também um impulso contínuo para melhorar a confiabilidade em condições adversas (maior temperatura, umidade) e conformidade mais rigorosa com regulamentações ambientais globais. Os materiais semicondutores subjacentes, como AlGaInP e InGaN (para azul/verde), estão sendo constantemente refinados para melhor desempenho e custo-benefício.