Ficha Técnica do LED SMD 19-213 Amarelo Brilhante - Pacote 2.0x1.25x0.8mm - Tensão 1.7-2.3V - Potência 60mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 19-213/Y2C-CP1Q2L/3T é um LED de montagem em superfície (SMD) projetado para montagens eletrónicas de alta densidade. É um tipo monocromático que emite uma luz amarela brilhante, utilizando material semicondutor de AlGaInP encapsulado em resina transparente. A principal vantagem deste componente é o seu tamanho compacto, que permite reduções significativas na área ocupada na PCB, no espaço de armazenamento e no tamanho geral do equipamento em comparação com os LEDs tradicionais com terminais. A sua construção leve torna-o ainda ideal para aplicações miniaturas e portáteis.

1.1 Características Principais e Conformidade

• Embalado em fita de 8mm numa bobina de 7 polegadas de diâmetro para colocação automatizada.
• Compatível com processos de soldagem por refluxo infravermelho e em fase de vapor.
• Construído com materiais sem chumbo.
• Conforme com as normas RoHS, REACH da UE e livre de halogéneos (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, incluindo:

• Retroiluminação de painéis de instrumentos e interruptores em controlos automotivos e industriais.
• Indicadores de estado e retroiluminação de teclados em dispositivos de telecomunicações como telefones e máquinas de fax.
• Retroiluminação plana para painéis LCD, interruptores e símbolos.
• Aplicações de indicação de uso geral.

2. Análise Detalhada das Especificações Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação deve ser mantida dentro destes limites.

• Tensão Reversa (VR):5 V - Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura da junção.
• Corrente Direta Contínua (IF):25 mA - A corrente DC máxima para operação confiável.
• Corrente Direta de Pico (IFP):60 mA (Ciclo de trabalho 1/10 @1KHz) - Para operação pulsada, picos de curta duração são permitidos.
• Dissipação de Potência (Pd):60 mW - A potência máxima que o pacote pode dissipar, calculada como VF * IF.
• Descarga Eletrostática (ESD) HBM:2000 V - Classificação do Modelo do Corpo Humano, indicando sensibilidade à eletricidade estática.
• Temperatura de Operação (Topr):-40°C a +85°C - A faixa de temperatura ambiente para operação normal.
• Temperatura de Armazenamento (Tstg):-40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldagem (Tsol):Refluxo: 260°C por 10 seg máx.; Manual: 350°C por 3 seg máx. por terminal.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Medidas a Ta=25°C e IF=20mA, estes são os parâmetros de desempenho típicos.

• Intensidade Luminosa (Iv):45,0 - 112,0 mcd (milicandela). A saída real é classificada (ver Secção 3).
• Ângulo de Visão (2θ1/2):120° (típico). Este ângulo amplo proporciona boa visibilidade fora do eixo.
• Comprimento de Onda de Pico (λp):591 nm (típico). O comprimento de onda no qual a emissão espectral é mais forte.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):585,5 - 591,5 nm. Isto define a cor percebida (amarelo brilhante) e também é classificado.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):15 nm (típico). A largura do espectro emitido na metade da intensidade de pico.
• Tensão Direta (VF):1,70 - 2,30 V. A queda de tensão no LED a 20mA, que é classificada.
• Corrente Reversa (IR):10 μA máx. a VR=5V. O dispositivo não é projetado para operação reversa; este parâmetro é apenas para teste de fuga.

Notas Importantes:As tolerâncias são especificadas como ±11% para intensidade luminosa, ±1nm para comprimento de onda dominante e ±0,05V para tensão direta. A classificação de tensão reversa aplica-se apenas à condição de teste IR.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins. O número da peça 19-213/Y2C-CP1Q2L/3T incorpora estes códigos de bin.

3.1 Classificação por Intensidade Luminosa

Classificado a IF=20mA. O código no número da peça (ex.: Q2) indica a faixa de saída.

• P1:45,0 - 57,0 mcd
• P2:57,0 - 72,0 mcd
• Q1:72,0 - 90,0 mcd
• Q2:90,0 - 112,0 mcd

3.2 Classificação por Comprimento de Onda Dominante

Classificado a IF=20mA. Define o ponto de cor.

• D3:585,5 - 588,5 nm
• D4:588,5 - 591,5 nm

3.3 Classificação por Tensão Direta

Classificado a IF=20mA. Importante para o cálculo do resistor limitador e projeto da fonte de alimentação.

• 19:1,7 - 1,8 V
• 20:1,8 - 1,9 V
• 21:1,9 - 2,0 V
• 22:2,0 - 2,1 V
• 23:2,1 - 2,2 V
• 24:2,2 - 2,3 V

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece várias curvas características essenciais para o projeto.

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

Esta curva não linear mostra a relação entre corrente e tensão. Um pequeno aumento na tensão além do limiar leva a um grande aumento na corrente, destacando a necessidade de um resistor limitador ou driver de corrente constante.

4.2 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

A saída de luz aumenta com a corrente, mas pode não ser perfeitamente linear, especialmente em correntes mais altas. Operar perto do valor máximo pode oferecer retornos decrescentes e aumentar o stress térmico.

4.3 Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

A eficiência do LED diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Esta curva normalmente mostra a saída a diminuir à medida que a temperatura ambiente aumenta de -40°C a +85°C. A gestão térmica adequada na PCB é crucial para manter o brilho consistente.

4.4 Curva de Derating da Corrente Direta

Este gráfico especifica a corrente direta máxima permitida em função da temperatura ambiente. À medida que a temperatura sobe, a corrente segura máxima diminui para evitar exceder o limite de dissipação de potência e causar fuga térmica.

4.5 Padrão de Radiação

Um diagrama polar que mostra a distribuição angular da intensidade da luz, confirmando o ângulo de visão de 120° com um padrão típico Lambertiano ou de emissão lateral.

4.6 Distribuição Espectral

Um gráfico de intensidade relativa versus comprimento de onda (aprox. 550-700 nm), mostrando um pico por volta de 591 nm (amarelo) com uma largura de banda típica de 15 nm, característica do material AlGaInP.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

5.1 Dimensões do Pacote

O LED possui um pacote SMD compacto. As dimensões principais (tolerância ±0,1mm salvo especificação) são:

• Comprimento: 2,0 mm
• Largura: 1,25 mm
• Altura: 0,8 mm
• As dimensões e espaçamento dos terminais são fornecidos para o projeto do padrão de solda na PCB.

5.2 Identificação da Polaridade

O cátodo é tipicamente marcado, muitas vezes por um entalhe, um ponto verde ou um tamanho de terminal diferente na parte inferior do pacote. A orientação correta é crítica para a operação do circuito.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo (Sem Chumbo)

Um processo crítico para montagem confiável.

• Pré-aquecimento:150-200°C por 60-120 segundos.
• Tempo Acima do Líquidus (217°C):60-150 segundos.
• Temperatura de Pico:260°C máximo, mantida por 10 segundos máximo.
• Taxa de Aquecimento:6°C/seg máximo.
• Tempo Acima de 255°C:30 segundos máximo.
• Taxa de Arrefecimento:3°C/seg máximo.

Importante:A soldagem por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes. Evite stress mecânico no LED durante o aquecimento e não deforme a PCB após a soldagem.

6.2 Soldagem Manual

Se for necessário reparo manual:

• 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 > 2 segundos entre soldar cada terminal para evitar sobreaquecimento.
• Tenha extremo cuidado, pois o dano é mais provável durante a soldagem manual.

6.3 Armazenamento e Sensibilidade à Umidade

Os componentes são embalados num saco resistente à humidade.

• Não abra o saco à prova de humidade 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 o indicador de dessecante mudar de cor, é necessário um processo de "bake-out": 60 ±5°C durante 24 horas antes do refluxo.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

• Largura da Fita Portadora: 8 mm.
• Diâmetro da Bobina: 7 polegadas.
• Quantidade por Bobina: 3000 peças.
• Dimensões detalhadas da bobina, fita portadora e bolsos são fornecidas com tolerância de ±0,1mm.

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da embalagem inclui:

• CPN: Número do Produto do Cliente
• P/N: Número do Produto (ex.: 19-213/Y2C-CP1Q2L/3T)
• QTY: Quantidade da Embalagem
• CAT: Classe de Intensidade Luminosa (ex.: Q2)
• HUE: Classe de Cromaticidade/Comprimento de Onda Dominante (ex.: C, relacionado a D3/D4)
• REF: Classe de Tensão Direta (ex.: 1Q2L, relacionado ao bin de tensão)
• LOT No: Número de Lote para Rastreabilidade

8. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Limitação de Corrente é Obrigatória

Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Um resistor limitador externo ou driver de corrente constante DEVE ser usado em série. A curva I-V íngreme significa que uma pequena mudança de tensão causa uma grande mudança de corrente, o que pode destruir instantaneamente o LED ("queimar"). O valor do resistor é calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vsupply - VF) / IF, onde VF é a tensão direta do bin apropriado.

8.2 Gestão Térmica

Embora a potência seja baixa (60mW máx.), o desempenho e a vida útil do LED dependem da temperatura. Garanta que a PCB forneça alívio térmico adequado, especialmente se vários LEDs forem usados ou se a temperatura ambiente for alta. Consulte a curva de derating.

8.3 Precauções contra ESD

Com uma classificação ESD HBM de 2000V, este dispositivo tem sensibilidade moderada. Manuseie com procedimentos seguros contra ESD (pulseiras, bancadas aterradas, espuma condutora) durante a montagem e reparo.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O LED 19-213, baseado na tecnologia AlGaInP, oferece vantagens distintas para emissão amarela:

• vs. LEDs Amarelos Tradicionais (ex.: GaAsP):O AlGaInP proporciona maior eficiência luminosa e melhor saturação de cor (amarelo mais brilhante e puro), resultando numa saída mais brilhante na mesma corrente.
• vs. LEDs Brancos/Amarelos Convertidos por Fósforo:Como um emissor semicondutor direto, não tem degradação do fósforo ao longo do tempo, oferecendo potencialmente melhor estabilidade de cor a longo prazo. Também tem um espectro mais estreito, o que é desejável para aplicações específicas com filtros de cor.
• vs. LEDs com Terminais Maiores:O pacote SMD permite montagem automatizada, maior densidade na placa e redução da indutância parasita, o que é benéfico para aplicações de comutação de alta velocidade.

10. Perguntas Frequentes (FAQs)

10.1 Como seleciono o resistor limitador de corrente correto?

Use a tensão direta máxima (VF) do bin de tensão especificado no seu código de pedido (ex.: bin 24: 2,3V máx.) para um projeto conservador. Para uma fonte de 5V e alvo de 20mA: R = (5V - 2,3V) / 0,020A = 135 Ohms. Use o próximo valor padrão (ex.: 150 Ohms) e calcule a corrente resultante: I = (5V - 2,1V_típ) / 150 = ~19,3mA, o que é seguro.

10.2 Posso acionar este LED sem um resistor usando uma fonte de tensão constante?

No.Isto quase certamente destruirá o LED. A tensão direta tem tolerância e varia com a temperatura. Uma fonte de tensão constante ajustada para a VF típica (ex.: 2,0V) pode fornecer corrente excessiva se a VF real do LED for menor.

10.3 Por que o processo de armazenamento e "baking" é tão importante?

Os pacotes SMD podem absorver humidade do ar. Durante o processo de soldagem por refluxo em alta temperatura, esta humidade retida pode vaporizar-se rapidamente, causando delaminação interna ou "efeito pipoca" que racha o pacote. O saco resistente à humidade e os procedimentos de "baking" previnem este modo de falha.

10.4 O que significa "Y2C" no número da peça?

Este é um código específico do fabricante que encapsula a informação de classificação para intensidade luminosa (CAT), comprimento de onda dominante (HUE) e tensão direta (REF), permitindo a seleção precisa das características de desempenho.

11. Estudo de Caso de Projeto e Uso

11.1 Painel de Indicador de Estado de Baixa Potência

Cenário:Projetar um painel de controlo compacto com 20 indicadores de estado amarelos.

Escolhas de Projeto:

1. Circuito de Acionamento:Uma única linha de 5V está disponível. O uso de um resistor em série para cada LED foi escolhido pela simplicidade e custo. Para o bin Q2 (90-112 mcd) e o bin de tensão 21 (1,9-2,0V), um resistor de 150 ohms foi selecionado por LED, fornecendo ~20mA de corrente e indicação brilhante e consistente.
2. Layout da PCB:A área ocupada de 2,0x1,25mm permite espaçamento apertado. Uma pequena conexão de alívio térmico para um plano de terra ajuda a dissipar os modestos 40mW por LED (2V * 20mA).
3. Processo:Os componentes são pedidos em fita de 8mm para colocação automatizada. A bobina completa é usada num único turno após a abertura para evitar problemas de sensibilidade à humidade.
4. Resultado:Uma matriz de indicadores confiável e de alta densidade com cor e brilho uniformes, possibilitada pelo tamanho pequeno e classificação consistente do LED 19-213.

12. Princípio de Funcionamento

O LED 19-213 é um dispositivo fotónico semicondutor. É fabricado utilizando camadas epitaxiais de Fosfeto de Alumínio Gálio Índio (AlGaInP) crescidas num substrato. Quando uma tensão direta que excede a energia da banda proibida do material (aproximadamente 1,7-2,3V) é aplicada, eletrões e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam. Este processo de recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga de AlGaInP determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda da luz emitida—neste caso, amarelo brilhante (~591 nm). A encapsulação em resina transparente protege o chip semicondutor e atua como uma lente, moldando o padrão de radiação de 120 graus.

13. Tendências Tecnológicas

LEDs de montagem em superfície como o 19-213 representam o padrão para a montagem eletrónica moderna devido à sua compatibilidade com a fabricação automatizada. As tendências neste setor incluem:

• Aumento da Eficiência:Melhorias contínuas na ciência dos materiais visam produzir maior eficácia luminosa (mais saída de luz por watt elétrico) a partir do AlGaInP e de outros semicondutores compostos.
• Miniaturização:Redução contínua no tamanho do pacote (ex.: de 2,0mm para 1,6mm ou menor) para permitir densidade ainda maior nas PCBs.
• Confiabilidade Aprimorada:Melhorias nos materiais de encapsulamento e tecnologias de fixação do chip para suportar temperaturas de soldagem mais altas e condições ambientais mais severas.
• Classificação Mais Apertada:Classificação e teste avançados permitem bins de desempenho mais estreitos, dando aos projetistas um controlo mais preciso sobre a uniformidade de cor e brilho nos seus produtos.
• Integração:Uma tendência para LEDs com resistores limitadores de corrente ou drivers IC integrados no mesmo pacote, simplificando o projeto do circuito.