Ficha Técnica do LED SMD 17-21/Y2C Amarelo Brilhante - Dimensões 1.6x0.8x0.6mm - Tensão 2.0V - Potência 60mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED de montagem em superfície (SMD) identificado como 17-21/Y2C-AN1P2/3T. Trata-se de um LED monocromático amarelo brilhante, projetado para aplicações eletrónicas modernas que requerem soluções de sinalização ou retroiluminação compactas, eficientes e fiáveis. O produto é livre de chumbo e está em conformidade com as principais normas ambientais e de segurança, incluindo RoHS, REACH da UE e requisitos livres de halogénio (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

A embalagem SMD 17-21 oferece vantagens significativas em relação aos componentes tradicionais com terminais. A sua pegada miniatura (1.6mm x 0.8mm) permite uma maior densidade de componentes nas placas de circuito impresso (PCBs), levando a uma redução do tamanho da placa e, consequentemente, a equipamentos finais mais pequenos. A natureza leve da embalagem SMD torna-a ideal para aplicações portáteis e miniaturizadas. Os mercados-alvo primários incluem eletrónica de consumo, equipamentos de telecomunicações (para indicadores e retroiluminação de teclados), retroiluminação de painéis de instrumentos e interruptores automotivos, e aplicações de indicadores de uso geral onde o espaço e o peso são restrições críticas.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma análise objetiva e detalhada das principais características elétricas, ópticas e térmicas do LED.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não é recomendada a operação fora destes limites.

• Tensão Reversa (V_R):5V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura da junção.
• Corrente Direta Contínua (I_F):25 mA. A corrente DC máxima para operação fiável.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):60 mA. Isto é permitido apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10 @ 1kHz).
• Dissipação de Potência (P_d):60 mW. A potência máxima que a embalagem pode dissipar a Ta=25°C.
• Descarga Eletrostática (ESD) Modelo Corpo Humano (HBM):2000V. Isto indica um nível moderado de robustez ESD; procedimentos de manuseamento adequados são ainda essenciais.
• Temperatura de Operação (T_opr):-40°C a +85°C. A faixa de temperatura ambiente para operação normal.
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldagem (T_sol):Refluxo: 260°C máx. por 10 segundos. Soldagem manual: 350°C máx. por 3 segundos por terminal.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Medidas a uma corrente direta (I_F) de 20 mA e a uma temperatura ambiente (T_a) de 25°C, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (I_v):28.5 mcd (Mín.), 72.0 mcd (Máx.). O valor típico não é especificado, indicando uma ampla faixa de binning (ver Secção 3). Aplica-se uma tolerância de ±11%.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):140 graus (Típico). Este amplo ângulo de visão torna o LED adequado para aplicações onde a visibilidade a partir de ângulos fora do eixo é importante.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p):591 nm (Típico). O comprimento de onda no qual a emissão espectral é mais forte.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):585.5 nm (Mín.), 594.5 nm (Máx.). Isto define a cor percebida da luz. Aplica-se uma tolerância de ±1nm.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):15 nm (Típico). A largura do espectro emitido a metade da intensidade máxima (FWHM).
• Tensão Direta (V_F):1.7V (Mín.), 2.0V (Típ.), 2.4V (Máx.) a I_F=20mA. Este parâmetro é crucial para o cálculo do resistor limitador de corrente no projeto do circuito.
• Corrente Reversa (I_R):10 μA (Máx.) a V_R=5V. O dispositivo não foi projetado para operar em polarização reversa; este parâmetro é apenas para fins de teste de fuga.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para gerir as variações de fabrico, os LEDs são classificados em bins de desempenho. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de brilho e consistência de cor para a sua aplicação.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os bins são definidos por valores mínimos e máximos de intensidade luminosa a I_F=20mA.

• N1:28.5 mcd a 36.0 mcd
• N2:36.0 mcd a 45.0 mcd
• P1:45.0 mcd a 57.0 mcd
• P2:57.0 mcd a 72.0 mcd

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Os bins são definidos por valores mínimos e máximos de comprimento de onda dominante a I_F=20mA.

• D3:585.5 nm a 588.5 nm
• D4:588.5 nm a 591.5 nm
• D5:591.5 nm a 594.5 nm

A combinação de um código de bin de intensidade (ex., P1) e um código de bin de comprimento de onda (ex., D4) especifica totalmente o desempenho óptico principal do LED.

4. Análise das Curvas de Desempenho

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

• Curva I-V (Corrente-Tensão):Mostra a relação exponencial entre a tensão direta e a corrente. A curva terá uma tensão de joelho em torno do V_Ftípico de 2.0V.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Normalmente mostra um aumento quase linear da intensidade com a corrente até à especificação máxima, após o qual a eficiência pode diminuir.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra a redução da saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta. Para LEDs de AlGaInP, a saída geralmente diminui com o aumento da temperatura.
• Distribuição Espectral:Um gráfico que mostra a intensidade relativa em todos os comprimentos de onda, com pico em ~591 nm e um FWHM de ~15 nm, confirmando a cor amarelo brilhante.
• Tensão Direta vs. Temperatura Ambiente:Normalmente mostra um coeficiente de temperatura negativo, onde V_Fdiminui ligeiramente à medida que a temperatura aumenta.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

O LED vem numa embalagem SMD 17-21 padrão. As dimensões principais (em mm, tolerância ±0.1mm salvo indicação) são: Comprimento=1.6, Largura=0.8, Altura=0.6. A embalagem inclui uma marca de cátodo para identificação da polaridade durante a montagem. O layout exato dos terminais (pad pattern) é fornecido para garantir a formação adequada da junta de solda e a estabilidade mecânica na PCB.

5.2 Identificação da Polaridade

A polaridade correta é essencial para o funcionamento. A embalagem apresenta uma marca de cátodo distinta. A ficha técnica fornece um diagrama claro que mostra a localização desta marca em relação ao chip interno e aos terminais externos. Os projetistas devem alinhar isto com o footprint correspondente no layout da PCB.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

A adesão a estas diretrizes é crítica para a fiabilidade e para prevenir danos durante o processo de fabrico.

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

É especificado um perfil de refluxo sem chumbo (Pb-free):

• Pré-aquecimento:150°C a 200°C por 60-120 segundos.
• Tempo Acima do Líquidus (217°C):60-150 segundos.
• Temperatura de Pico:260°C máximo, mantida por não mais de 10 segundos.
• Taxa de Aquecimento:Máximo 6°C/segundo até 255°C.
• Taxa de Arrefecimento:Máximo 3°C/segundo.

A soldagem por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes.

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária:

• Use um ferro de soldar com temperatura da ponta < 350°C.
• Aplique calor a cada terminal por < 3 segundos.
• Use um ferro com potência nominal < 25W.
• Permita um intervalo mínimo de 2 segundos entre soldar cada terminal.
• Tenha extremo cuidado, pois a soldagem manual apresenta um risco maior de dano térmico.

6.3 Armazenamento e Sensibilidade à Umidade

O produto é embalado num saco resistente à humidade com dessecante.

• Não abra o saco até estar pronto para usar.
• Após a abertura, os LEDs não utilizados devem ser armazenados a ≤ 30°C e ≤ 60% de Humidade Relativa.
• A "vida útil após abertura" é de 168 horas (7 dias).
• Se a vida útil após abertura for excedida ou se o dessecante indicar absorção de humidade, é necessário um processo de secagem a 60 ± 5°C durante 24 horas antes do refluxo.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro. Cada bobina contém 3000 peças. São fornecidas dimensões detalhadas para os compartimentos da fita transportadora e para a bobina para garantir compatibilidade com equipamentos automáticos de pick-and-place.

7.2 Informações da Etiqueta

A etiqueta da bobina contém informações críticas para rastreabilidade e aplicação correta:

• CPN:Número do Produto do Cliente.
• P/N:Número do Produto do Fabricante (17-21/Y2C-AN1P2/3T).
• QTY:Quantidade de Embalagem.
• CAT:Classificação de Intensidade Luminosa (ex., N1, P2).
• HUE:Classificação de Cromaticidade/Comprimento de Onda Dominante (ex., D4, D5).
• REF:Classificação de Tensão Direta.
• LOT No:Número do Lote de Fabricação para rastreabilidade.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Retroiluminação:Ideal para instrumentos de painel, interruptores de membrana e iluminação de símbolos devido ao seu amplo ângulo de visão e cor consistente.
• Telecomunicações:Indicadores de estado e retroiluminação de teclados em telefones, máquinas de fax e equipamentos de rede.
• Eletrónica de Consumo:Indicação geral de estado, luzes de ligação e retroiluminação para pequenos ecrãs LCD em vários dispositivos portáteis.
• Indicação de Uso Geral:Qualquer aplicação que requeira um sinal visual amarelo brilhante, compacto e fiável.

8.2 Considerações Críticas de Projeto

• Limitação de Corrente:Um resistor externo em série éOBRIGATÓRIOpara limitar a corrente direta. O V_Fdo LED tem uma faixa (1.7V-2.4V), pelo que o resistor deve ser calculado para o pior caso (V_Fmínimo) para evitar sobrecorrente e queima. A fórmula é R = (V_fonte- V_F) / I_F.
• Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa, garantir um bom caminho térmico dos terminais do LED para a PCB é importante para manter a intensidade luminosa e a longevidade, especialmente em ambientes de alta temperatura ambiente.
• Proteção ESD:Implemente precauções padrão de ESD durante o manuseamento e montagem. Embora classificado para 2000V HBM, pode ser necessária proteção adicional do circuito em ambientes sensíveis.
• Projeto Óptico:Considere o ângulo de visão de 140 graus ao projetar guias de luz, lentes ou difusores para alcançar o padrão de iluminação desejado.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com as tecnologias de LED mais antigas de montagem através de orifício, este LED SMD oferece:

• Redução de Tamanho:Pegada e perfil drasticamente menores, permitindo miniaturização.
• Compatibilidade com Automação:Projetado para pick-and-place e soldagem por refluxo automatizados de alta velocidade, reduzindo custos de montagem.
• Fiabilidade Melhorada:A construção SMD geralmente oferece melhor resistência a vibrações e ciclos térmicos.
• Ângulo de Visão Mais Amplo:O ângulo de visão de 140 graus é tipicamente superior ao de muitos LEDs tradicionais com feixes mais estreitos.

Dentro da categoria de LEDs SMD, o uso de um material de chip AIGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio) para emissão amarela geralmente oferece maior eficiência e melhor estabilidade térmica em comparação com tecnologias mais antigas como GaAsP.

10. Perguntas Frequentes (FAQs)

P1: Como calculo o valor do resistor limitador de corrente?

R: Use a fórmula R = (V_fonte- V_F) / I_F. Para uma fonte de 5V, usando o valormínimo V_Fda ficha técnica (1.7V) e um I_Falvo de 20mA: R = (5 - 1.7) / 0.02 = 165 Ω. Escolha o valor padrão mais próximo (ex., 160 Ω ou 180 Ω) e verifique a potência nominal.

P2: Posso acionar este LED sem um resistor se a minha tensão de alimentação corresponder ao V_Ftípico (2.0V)?

R:No.O V_Ftem uma faixa (1.7V-2.4V). Uma alimentação de 2.0V poderia sobrecarregar LEDs com um V_Freal mais baixo. Além disso, V_Fdiminui com a temperatura, criando um risco de fuga térmica. Use sempre um resistor em série.

P3: O que significa a especificação de cor "amarelo brilhante"?

R: Refere-se ao tom específico de amarelo produzido pelo chip AIGaInP, caracterizado por um comprimento de onda dominante na faixa de 585-595 nm. É uma cor amarela saturada e vívida.

P4: Por que há um limite de 7 dias após abrir o saco à prova de humidade?

R: As embalagens SMD podem absorver humidade do ar. Durante a soldagem por refluxo, esta humidade retida pode expandir-se rapidamente ("efeito pipoca"), causando delaminação interna ou fissuras. A vida útil de 7 dias após abertura e as instruções de secagem gerem este risco.

11. Estudo de Caso de Projeto e Uso

Cenário: Projetar um painel de indicadores de estado para um dispositivo médico portátil.

Requisitos:Múltiplos LEDs de estado (Alimentação, Bateria Fraca, Erro), espaço de placa muito limitado, deve suportar limpeza ocasional, brilho e cor consistentes em todas as unidades.

Implementação com o LED 17-21/Y2C:

1. Seleção de Componentes:Especifique LEDs de um único bin de intensidade (ex., P1) e bin de comprimento de onda (ex., D4) para garantir consistência visual.
2. Layout da PCB:Utilize a pequena pegada de 1.6x0.8mm para colocar 3-4 LEDs em fila numa área muito pequena. Siga o padrão de terminais recomendado para soldagem fiável.
3. Projeto do Circuito:Use uma linha comum de 3.3V. Calcule o resistor para cada LED: R = (3.3 - 1.7) / 0.02 = 80 Ω (use 82 Ω). Verifique a potência do resistor: P = I²R = (0.02)²*82 = 0.033W, portanto, um resistor de embalagem 0603 ou 0402 é suficiente.
4. Processo de Montagem:Mantenha as bobinas seladas até a linha de produção estar pronta. Siga o perfil de refluxo exato. Realize inspeção visual após a soldagem.
5. Resultado:Um painel de indicadores compacto e fiável com sinais amarelos brilhantes uniformes que atende aos requisitos de espaço, fiabilidade e estética.

12. Princípio de Funcionamento

Este LED é um dispositivo fotónico semicondutor. O seu núcleo é um chip feito de materiais AIGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio). Quando uma tensão direta que excede o potencial de junção do díodo (V_F) é aplicada, eletrões e lacunas são injetados na região ativa do semicondutor. Estes portadores de carga recombinam-se, libertando energia na forma de fotões (luz). A composição específica das camadas de AIGaInP determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda (cor) da luz emitida — neste caso, amarelo brilhante (~591 nm). O encapsulante de resina epóxi protege o chip, atua como uma lente para moldar a saída de luz (alcançando o ângulo de visão de 140 graus) e pode conter fósforos ou corantes, embora para um amarelo brilhante transparente, normalmente não seja modificado.

13. Tendências e Contexto da Indústria

O LED SMD 17-21 representa um padrão de embalagem maduro e amplamente adotado na indústria eletrónica. As tendências atuais que influenciam este segmento de produto incluem:

• Aumento da Miniaturização:Embora o 17-21 (1608 métrico) permaneça popular, há um impulso contínuo para embalagens ainda menores, como 15-21 (1508) e 10-20 (1005), para dispositivos ultracompactos.
• Maior Eficiência:Melhorias contínuas no crescimento epitaxial e no design de chips visam fornecer maior intensidade luminosa (mcd) às mesmas ou menores correntes de acionamento, melhorando a eficiência energética geral do sistema.
• Consistência de Cor Aprimorada:Especificações de binning mais apertadas e controlos de fabrico avançados estão a reduzir a variação dentro e entre lotes de produção, o que é crítico para aplicações que requerem aparência uniforme.
• Ampliação da Conformidade Ambiental:Além do RoHS e REACH, há uma atenção crescente para declarações completas de materiais e redução do uso de outras substâncias preocupantes em toda a cadeia de abastecimento.
• Integração:Observa-se uma tendência para integrar múltiplos chips de LED (RGB, ou múltiplos monocromáticos) numa única embalagem, ou combinar o LED com ICs de acionamento, para soluções de iluminação e sinalização mais avançadas, embora LEDs discretos simples como este permaneçam fundamentais para funções básicas de indicação.

Este LED, com a sua embalagem padrão, tecnologia AIGaInP comprovada e conformidade abrangente, está bem posicionado dentro destas tendências como um componente fiável de uso geral.