Ficha Técnica do LED SMD 17-215/G6C-BM1N2L/3T - Amarelo Verde Brilhante - Pacote 2.0x1.25x0.8mm - Tensão 1.7-2.3V - Potência 60mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 17-215/G6C-BM1N2L/3T é um LED de montagem em superfície (SMD) projetado para montagens eletrónicas de alta densidade. Utiliza um chip semicondutor de AIGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio) para produzir uma luz Amarelo Verde Brilhante. A principal vantagem deste componente é a sua pegada miniatura, que permite reduções significativas no tamanho da placa de circuito impresso (PCB), aumenta a densidade de componentes e, em última análise, contribui para o desenvolvimento de equipamentos finais mais pequenos e leves. A sua construção leve torna-o particularmente adequado para aplicações onde o espaço e o peso são restrições críticas.

O LED é fornecido em fita padrão da indústria de 8 mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, garantindo compatibilidade com equipamentos de montagem automática pick-and-place. Foi concebido para ser compatível com processos de soldadura por refluxo por infravermelhos e fase de vapor, facilitando a fabricação moderna de alto volume. O produto é classificado como monocromático, não contém chumbo (Pb-free) e está confirmado como cumpridor das principais regulamentações ambientais e de segurança, incluindo a diretiva RoHS da UE, regulamentos REACH e requisitos sem halogéneos (com Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm e a sua soma <1500 ppm).

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os valores máximos absolutos definem os limites de tensão além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Estes valores não se destinam à operação normal. Para o LED 17-215, a tensão reversa máxima (VR) é de 5V. Exceder esta tensão na direção reversa pode causar ruptura da junção. A corrente direta contínua (IF) é classificada em 25 mA, enquanto uma corrente direta de pico (IFP) mais elevada de 60 mA é permitida em condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 1/10 a 1 kHz. A dissipação de potência máxima (Pd) é de 60 mW, um parâmetro crítico para o projeto de gestão térmica. O dispositivo pode suportar uma descarga eletrostática (ESD) de 2000V de acordo com o Modelo do Corpo Humano (HBM). A gama de temperatura de operação (Topr) é de -40°C a +85°C, e a gama de temperatura de armazenamento (Tstg) é de -40°C a +90°C, indicando um desempenho robusto numa ampla gama de condições ambientais.

2.2 Características Eletro-Ópticas

As características eletro-ópticas são especificadas numa condição de teste padrão de temperatura ambiente (Ta) de 25°C e uma corrente direta (IF) de 20 mA. A intensidade luminosa (Iv) varia de um mínimo de 18,0 mcd a um máximo de 45,0 mcd, sendo o valor típico dependente do código de bin específico. O ângulo de visão (2θ1/2), definido como o ângulo total à meia intensidade, é tipicamente de 130 graus, proporcionando um padrão de emissão amplo adequado para retroiluminação e aplicações de indicador.

As características espectrais são definidas pelo comprimento de onda de pico (λp), que é tipicamente 575 nm, e pelo comprimento de onda dominante (λd), que varia de 567,5 nm a 575,5 nm. A largura de banda espectral (Δλ) é tipicamente de 20 nm. A tensão direta (VF) necessária para acionar o LED a 20 mA varia de 1,7V a 2,3V, com um valor típico em torno do ponto médio desta gama. A corrente reversa (IR) é especificada com um máximo de 10 μA quando é aplicada uma tensão reversa de 5V. É crucial notar que o dispositivo não foi projetado para operação sob polarização reversa; a classificação VR destina-se apenas a testar o parâmetro IR.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção e auxiliar os projetistas a selecionar componentes para as suas necessidades específicas, os LEDs são classificados em bins com base em três parâmetros-chave: intensidade luminosa, comprimento de onda dominante e tensão direta.

3.1 Bins de Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é categorizada em quatro bins: M1 (18,0-22,5 mcd), M2 (22,5-28,5 mcd), N1 (28,5-36,0 mcd) e N2 (36,0-45,0 mcd). Isto permite aos projetistas escolher LEDs com o nível de brilho apropriado para a sua aplicação, garantindo consistência visual em matrizes multi-LED ou cumprindo requisitos de brilho específicos.

3.2 Bins de Comprimento de Onda Dominante

O comprimento de onda dominante, que está intimamente correlacionado com a cor percebida, é classificado em quatro códigos: C15 (567,5-569,5 nm), C16 (569,5-571,5 nm), C17 (571,5-573,5 nm) e C18 (573,5-575,5 nm). Esta classificação apertada, com uma tolerância de ±1 nm, é essencial para aplicações que requerem correspondência de cor precisa, como indicadores de estado ou retroiluminação onde a uniformidade da cor é crítica.

3.3 Bins de Tensão Direta

A tensão direta é dividida em seis bins, rotulados de 19 a 24, cada um cobrindo uma gama de 0,1V de 1,7V a 2,3V. O conhecimento do bin VF é importante para projetar circuitos limitadores de corrente eficientes, especialmente ao acionar múltiplos LEDs em série, para garantir distribuição uniforme de corrente e consumo de energia previsível.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora a ficha técnica indique uma secção para curvas típicas de características eletro-ópticas, os gráficos específicos (ex.: intensidade luminosa relativa vs. corrente direta, tensão direta vs. temperatura da junção, distribuição espectral) não são fornecidos no texto extraído. Numa ficha técnica completa, estas curvas são vitais para compreender o comportamento do dispositivo em condições não padrão. Os projetistas normalmente confiam na curva IV para determinar a resistência dinâmica, na curva de derating de temperatura para compreender a redução de brilho a altas temperaturas e no gráfico espectral para verificar a pureza da cor e a largura total à meia altura (FWHM).

5. Informação Mecânica e do Pacote

5.1 Dimensões do Pacote

O LED apresenta um pacote SMD compacto. As dimensões principais (em milímetros) são as seguintes: comprimento total de 2,0 mm, largura de 1,25 mm e altura de 0,8 mm. O cátodo é tipicamente identificado por uma marcação ou um canto chanfrado no pacote. A recomendação do padrão de soldadura (footprint) para o projeto do PCB inclui dimensões e espaçamento das pastilhas para garantir soldadura fiável e estabilidade mecânica. Todas as tolerâncias não especificadas são de ±0,1 mm.

5.2 Especificações de Embalagem

Os componentes são entregues num sistema de embalagem resistente à humidade. Estão alojados numa fita transportadora com bolsas dimensionadas para a pegada de 2,0x1,25mm. Esta fita transportadora é enrolada numa bobina padrão de 7 polegadas (178 mm) de diâmetro. Cada bobina contém 3000 peças. A embalagem inclui um dessecante e é selada dentro de um saco de alumínio à prova de humidade para proteger os LEDs da humidade ambiente durante o armazenamento e transporte, o que é crítico para prevenir o "efeito pipoca" durante a soldadura por refluxo.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Perfil de Soldadura por Refluxo

Para soldadura sem chumbo, deve ser seguido um perfil de temperatura específico. A zona de pré-aquecimento deve subir de 150°C para 200°C ao longo de 60-120 segundos. O tempo acima da temperatura de liquidus (217°C) deve ser mantido durante 60-150 segundos. A temperatura de pico não deve exceder 260°C, e o tempo neste pico deve ser no máximo de 10 segundos. A taxa máxima de subida até ao pico é de 6°C/seg, e o tempo máximo acima de 255°C é de 30 segundos. A taxa de arrefecimento deve ser controlada para um máximo de 3°C/seg. A soldadura por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes no mesmo LED.

6.2 Soldadura Manual e Armazenamento

Se for necessária soldadura manual, deve ter-se extremo cuidado. A temperatura da ponta do ferro de soldar deve estar abaixo de 350°C, e o tempo de contacto com cada terminal não deve exceder 3 segundos. Recomenda-se um ferro de baixa potência (≤25W), com um intervalo de pelo menos 2 segundos entre soldar cada terminal. Não deve ser aplicada tensão ao LED durante o aquecimento, e o PCB não deve ficar empenado após a soldadura.

Para armazenamento, o saco à prova de humidade não deve ser aberto até que os LEDs estejam prontos para uso. 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 este tempo for excedido ou se o indicador de dessecante mostrar saturação, é necessário um tratamento de cozedura a 60±5°C durante 24 horas antes da utilização.

7. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Aplicações Típicas

Este LED é bem adequado para uma variedade de funções de indicador e retroiluminação. Aplicações comuns incluem retroiluminação para painéis de instrumentos e interruptores automotivos, indicadores de estado e retroiluminação de teclado em dispositivos de telecomunicações (telefones, máquinas de fax), retroiluminação plana para pequenos painéis LCD e uso geral como indicador onde é necessário um sinal amarelo-verde brilhante.

7.2 Considerações Críticas de Projeto

Limitação de Corrente:Um resistor limitador de corrente externo é obrigatório. Os LEDs exibem uma característica IV altamente não linear; um pequeno aumento na tensão direta além do valor nominal pode causar um grande aumento, potencialmente destrutivo, na corrente. O valor do resistor deve ser calculado com base na tensão de alimentação, na tensão direta do LED (considerando o seu bin) e na corrente de operação desejada (≤25 mA contínua).

Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa (60 mW máx.), um projeto térmico adequado no PCB ainda é importante, especialmente ao operar em altas temperaturas ambientes ou em espaços fechados. Uma área de cobre adequada em torno das pastilhas térmicas pode ajudar a dissipar calor e manter o desempenho e longevidade do LED.

Proteção ESD:Embora o LED tenha uma classificação ESD HBM de 2000V, devem ser observadas as precauções padrão de manuseamento ESD durante a montagem e manuseamento para prevenir danos latentes.

8. Restrições de Aplicação e Notas de Fiabilidade

Este produto foi concebido para aplicações comerciais e industriais gerais. É explicitamente declarado que pode não ser adequado para aplicações de alta fiabilidade sem consulta prévia. Estas aplicações restritas incluem sistemas militares e aeroespaciais, sistemas de segurança automotiva (ex.: controlos de airbag, luzes de travagem) e equipamento médico crítico para a vida. Para tais utilizações, são normalmente necessários produtos com especificações, níveis de qualificação e dados de fiabilidade diferentes. As garantias de desempenho fornecidas nesta ficha técnica aplicam-se apenas quando o dispositivo é operado dentro dos valores máximos absolutos especificados e das condições de operação recomendadas.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O principal diferenciador deste LED é a sua combinação de um material de chip AIGaInP específico que produz uma cor Amarelo Verde Brilhante com um pacote SMD muito compacto de 2,0x1,25mm. Comparado com LEDs SMD mais antigos ou de orifício passante, oferece economias de espaço significativas. O amplo ângulo de visão de 130 graus é vantajoso para aplicações que requerem iluminação ampla em vez de um feixe focalizado. A sua conformidade com os padrões ambientais modernos (RoHS, REACH, Sem Halogéneos) torna-o adequado para produtos com declarações de materiais estritas. O sistema de binning detalhado proporciona aos projetistas um alto nível de controlo sobre a consistência de cor e brilho nos seus produtos.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Qual é a diferença entre comprimento de onda de pico e comprimento de onda dominante?

R: O comprimento de onda de pico (λp) é o comprimento de onda no qual a distribuição de potência espectral é máxima. O comprimento de onda dominante (λd) é o comprimento de onda único da luz monocromática que corresponde à cor percebida do LED. Para um emissor de banda estreita como este LED, eles estão frequentemente próximos, mas o λd é mais relevante para a especificação da cor.

P: Posso acionar este LED sem um resistor limitador de corrente se a minha fonte de alimentação for uma fonte de corrente constante?

R: Sim, um driver de corrente constante é um método excelente e muitas vezes preferido para acionar LEDs, pois controla diretamente a variável primária (corrente) que determina a saída de luz e garante operação estável independentemente das variações de tensão direta entre unidades ou com a temperatura.

P: Por que é o procedimento de armazenamento e cozedura tão importante?

R: Os pacotes SMD podem absorver humidade do ar. Durante o processo de soldadura por refluxo a alta temperatura, esta humidade retida pode vaporizar-se rapidamente, criando pressão interna que pode rachar o pacote de resina epóxi (um fenómeno conhecido como "efeito pipoca" ou "delaminação"). O nível de sensibilidade à humidade (MSL) e os procedimentos de cozedura previnem este modo de falha.

P: Como interpreto a etiqueta na bobina?

R: A etiqueta da bobina contém informação-chave: CPN (Número de Peça do Cliente), P/N (Número de Peça do Fabricante), QTY (Quantidade na bobina), CAT (Código do Bin de Intensidade Luminosa), HUE (Código do Bin de Comprimento de Onda Dominante), REF (Código do Bin de Tensão Direta) e LOT No (Número de lote de fabrico rastreável).

11. Estudo de Caso de Projeto e Utilização

Cenário: Projetar um painel multi-indicador.Um projetista está a criar um painel de controlo com 20 indicadores de estado. A uniformidade do brilho e da cor é crítica para a experiência do utilizador. Utilizando a informação de binning, o projetista pode especificar LEDs do mesmo bin de intensidade luminosa (ex.: todos do N1) e do mesmo bin de comprimento de onda dominante (ex.: todos do C17) ao fazer a encomenda. Esta pré-seleção na fase de aquisição minimiza a variação de brilho e cor no painel final montado, eliminando a necessidade de calibração ou triagem pós-produção. Além disso, conhecer o bin de tensão direta (ex.: 21 para 1,9-2,0V) permite o cálculo preciso do valor do resistor limitador de corrente ao ligar múltiplos LEDs numa série a um barramento de 12V, garantindo que cada LED recebe a corrente pretendida.

12. Princípio de Funcionamento

Este LED funciona com base no princípio da eletroluminescência numa junção p-n semicondutora. A região ativa é composta por AIGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio). Quando uma tensão de polarização direta é aplicada, eletrões da região tipo-n e lacunas da região tipo-p são injetados na região ativa. Lá, eles recombinam-se, libertando energia na forma de fotões. A energia específica da banda proibida da liga AIGaInP determina o comprimento de onda da luz emitida, que neste caso está na região amarelo-verde do espectro visível (cerca de 575 nm). O pacote de resina epóxi serve para proteger o chip semicondutor, fornecer estabilidade mecânica e atua como uma lente primária para moldar o feixe de saída de luz.

13. Tendências Tecnológicas

A tendência geral na tecnologia LED SMD continua em direção a maior eficiência (mais lumens ou milicandelas por watt), tamanhos de pacote mais pequenos para maior densidade e melhor consistência e reprodução de cor. Há também um forte foco em melhorar a fiabilidade e longevidade sob correntes e temperaturas de operação mais elevadas. Além disso, a busca pela sustentabilidade impulsiona uma conformidade mais ampla com regulamentações ambientais e o desenvolvimento de materiais ainda mais ecológicos nos processos de embalagem e fabrico. Os procedimentos detalhados de binning e manuseamento de sensibilidade à humidade destacados nesta ficha técnica refletem o movimento da indústria em direção a maior precisão e fiabilidade em ambientes de fabrico automatizados de alto volume.