Ficha Técnica do LED SMD 19-213 Vermelho Escuro Resina Transparente - 2.0x1.25x0.8mm - 2.0V - 0.06W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 19-213 é um LED de montagem em superfície compacto, projetado para aplicações eletrónicas modernas que requerem alta densidade de componentes. Utiliza tecnologia de semicondutor AlGaInP para produzir uma emissão na cor vermelho escuro. A principal vantagem deste componente é o seu tamanho minúsculo, que permite projetos de PCB mais pequenos, reduz os requisitos de armazenamento e, em última análise, contribui para a miniaturização do equipamento final. A sua construção leve torna-o ainda mais ideal para aplicações portáteis e com restrições de espaço.

O LED é embalado em fita de 8mm enrolada num carretel de 7 polegadas de diâmetro, tornando-o totalmente compatível com equipamentos automáticos de pick-and-place. Foi projetado para fiabilidade e conformidade ambiental, sendo livre de chumbo, conforme RoHS, conforme os regulamentos da UE REACH e cumprindo as normas livres de halogéneos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.1 Vantagens Principais

• Miniaturização:Significativamente mais pequeno do que os LEDs tradicionais com terminais, permitindo maior densidade de embalagem.
• Compatível com Automação:Fornecido em embalagem de fita e carretel para montagem automática de alta velocidade.
• Compatibilidade de Processo:Adequado para processos de soldadura por refluxo por infravermelhos (IR) e por fase de vapor.
• Conformidade Ambiental:Adere às principais normas ambientais e de segurança globais (livre de chumbo, RoHS, REACH, livre de halogéneos).
• Desempenho Fiável:Características eletro-ópticas estáveis dentro das condições operacionais especificadas.

1.2 Aplicações Alvo

Este LED é versátil e encontra uso em várias funções de iluminação e indicação, incluindo:

• Retroiluminação:Para painéis de instrumentos, interruptores e símbolos.
• Equipamento de Telecomunicações:Indicadores de estado e retroiluminação de teclado em telefones e máquinas de fax.
• Ecrãs LCD:Unidades de retroiluminação plana.
• Indicação de Uso Geral:Qualquer aplicação que necessite de um indicador compacto, brilhante e vermelho escuro.

2. Análise Profunda das Especificações Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não é aconselhável operar nestes ou além destes limites.

Interpretação:O baixo valor de tensão reversa (5V) indica que este dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa e requer proteção em circuitos onde a tensão reversa é possível. O valor de corrente direta de 25mA é o limite DC contínuo. O valor de pico de 60mA permite pulsos breves, útil em aplicações de displays multiplexados. O valor ESD de 2000V HBM é padrão para LEDs, indicando a necessidade de precauções padrão de manuseio ESD durante a montagem.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos a uma temperatura de junção (Tj) de 25°C sob uma corrente direta (IF) de 20mA, salvo indicação em contrário. Eles definem o desempenho típico do dispositivo.

Interpretação:A intensidade luminosa tem uma ampla gama de classificação (45-112 mcd), que é abordada no sistema de binning. O ângulo de visão de 120 graus é muito amplo, fornecendo um padrão de luz difuso e amplo, adequado para retroiluminação e indicação geral. A gama de comprimento de onda dominante de 625.5-637.5 nm coloca a emissão firmemente na porção vermelho escuro do espectro. A largura de banda espectral típica de 20nm indica uma emissão de cor relativamente pura. A tensão direta é relativamente baixa, típica para LEDs AlGaInP, o que ajuda a minimizar o consumo de energia.

2.3 Considerações Térmicas

Embora não detalhado explicitamente num parâmetro de resistência térmica separado, a gestão térmica é crítica. A dissipação de potência máxima absoluta é de 60mW. Exceder isto, especialmente a altas temperaturas ambientes, reduzirá a saída luminosa e a vida útil. A curva de derating (mostrada no PDF) ilustra como a corrente direta máxima permitida diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta acima de 25°C. Recomenda-se um layout de PCB adequado com alívio térmico suficiente para aplicações que funcionam com correntes altas ou em ambientes de temperatura elevada.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados (binning) com base em parâmetros de desempenho chave. O 19-213 utiliza um sistema de binning tridimensional para Intensidade Luminosa (Iv), Comprimento de Onda Dominante (λd) e Tensão Direta (VF).

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

O código do produto \"R7C-AP1Q2L/3T\" sugere uma combinação específica de bins. Analisando: \"Q2\" provavelmente corresponde ao bin de intensidade luminosa (90-112 mcd).

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

No código do produto, \"R7C\" pode indicar o bin de comprimento de onda. \"R\" frequentemente denota vermelho, e \"7C\" poderia especificar uma coordenada de cromaticidade ou sub-bin de comprimento de onda específica dentro da gama E6-E8.

3.3 Binning de Tensão Direta

O \"AP1\" no código do produto pode estar relacionado com o bin de tensão direta. Esta classificação é crucial para os designers garantirem brilho consistente quando vários LEDs são ligados em série, pois um LED com bin Vf mais alto terá maior queda de tensão, potencialmente reduzindo a corrente e o brilho se não for considerado no circuito limitador de corrente.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece várias curvas características típicas que são essenciais para compreender o comportamento do dispositivo em condições não padrão.

4.1 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

Esta curva mostra que a intensidade luminosa aumenta de forma super-linear com a corrente direta a correntes mais baixas, depois tende a saturar a correntes mais altas (tipicamente acima dos 20mA recomendados). Conduzir o LED acima da sua corrente nominal leva a retornos decrescentes na saída de luz enquanto aumenta significativamente o calor e acelera a degradação.

4.2 Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

Esta é uma curva crítica para o design térmico. Demonstra que a saída luminosa diminui à medida que a temperatura ambiente (e, portanto, da junção) aumenta. Para LEDs AlGaInP, a saída pode cair aproximadamente 20-30% ao longo da gama de temperatura de operação de -40°C a +85°C. Projetos destinados a ambientes de alta temperatura devem considerar este derating para manter brilho suficiente.

4.3 Tensão Direta vs. Corrente Direta

A curva IV mostra a relação exponencial típica de um díodo. A tensão direta tem um coeficiente de temperatura negativo (diminui à medida que a temperatura aumenta). Isto é importante para esquemas de acionamento a tensão constante, pois um LED mais quente irá consumir mais corrente, potencialmente levando a fuga térmica se não for devidamente limitado em corrente.

4.4 Distribuição Espectral e Padrão de Radiação

O gráfico espectral confirma o comprimento de onda de pico e o FWHM de ~20nm. O gráfico do padrão de radiação (diagrama polar) confirma visualmente o ângulo de visão de 120 graus, mostrando um perfil de emissão suave e amplo, ideal para iluminação uniforme.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

O LED tem uma embalagem SMD muito compacta. As dimensões principais (em mm) são aproximadamente: Comprimento (L) = 2.0, Largura (W) = 1.25, Altura (H) = 0.8. O cátodo é tipicamente identificado por uma marcação ou um canto chanfrado na embalagem. As dimensões exatas e o layout dos terminais devem ser retirados do desenho dimensional detalhado no PDF para o design da pegada do PCB. As tolerâncias são tipicamente ±0.1mm.

5.2 Identificação de Polaridade

A polaridade correta é essencial. O desenho da embalagem na ficha técnica indica os terminais do ânodo e do cátodo. A ligação incorreta impedirá o LED de acender e aplicar a tensão reversa máxima de 5V pode danificar o dispositivo.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Perfil de Soldadura por Refluxo

O LED é compatível com processos de refluxo sem chumbo (Pb-free). O perfil de temperatura recomendado é crucial para a fiabilidade:

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

Regra Crítica:A soldadura por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes no mesmo dispositivo para evitar danos por stress térmico na resina epóxi e nas ligações internas.

6.2 Soldadura Manual

Se for necessário reparo manual, deve-se ter extremo cuidado:

• Temperatura da ponta do ferro de soldar: < 350°C.
• Tempo de contacto por terminal: < 3 segundos.
• Potência do ferro de soldar: < 25W.
• Permitir um intervalo mínimo de 2 segundos entre soldar cada terminal para permitir a dissipação de calor.

A ficha técnica avisa explicitamente que os danos ocorrem frequentemente durante a soldadura manual.

6.3 Armazenamento e Sensibilidade à Humidade

Os LEDs são embalados num saco de barreira resistente à humidade com dessecante para evitar a absorção de humidade, que pode causar \"popcorning\" (fissuração da embalagem) durante o refluxo.

1. Não abrao saco até estar pronto para usar.
2. Após a abertura, os LEDs não utilizados devem ser armazenados a ≤ 30°C e ≤ 60% de Humidade Relativa.
3. A \"Vida Útil após Abertura\" do saco é de 168 horas (7 dias).
4. Se a vida útil for excedida ou o indicador de dessecante mostrar saturação, é necessário umtratamento de secagem: 60 ±5°C durante 24 horas antes da utilização.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificações do Carretel e da Fita

A embalagem padrão é de 3000 peças por carretel. A largura da fita transportadora é de 8mm, enrolada num carretel padrão de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. Dimensões detalhadas para o carretel, os bolsos da fita transportadora e a fita de cobertura são fornecidas no PDF para compatibilidade com alimentadores de equipamentos automáticos.

7.2 Explicação da Etiqueta

A etiqueta do carretel contém informações chave para rastreabilidade e verificação:

• CPN:Número de Peça do Cliente (se atribuído).
• P/N:Número de Peça do Fabricante (ex., 19-213/R7C-AP1Q2L/3T).
• QTY:Quantidade de peças no carretel.
• CAT:Classificação de Intensidade Luminosa (ex., Q2).
• HUE:Classificação de Cromaticidade/Comprimento de Onda Dominante (ex., relacionado com R7C).
• REF:Classificação de Tensão Direta (ex., relacionado com AP1).
• LOT No:Número do lote de fabrico para rastreamento de qualidade.

8. Considerações de Design de Aplicação

8.1 Limitação de Corrente é Obrigatória

A primeira \"Precaução de Uso\" da ficha técnica é enfática:DEVE ser utilizado um resistor limitador de corrente externo (ou um driver de corrente constante).Os LEDs exibem um aumento acentuado na corrente com um pequeno aumento na tensão além da sua tensão direta (Vf). Operar diretamente a partir de uma fonte de tensão sem controlo de corrente resultará em corrente excessiva, sobreaquecimento imediato e falha catastrófica.

8.2 Layout da Placa de Circuito

Evite stress mecânico no LED durante e após a soldadura. Não dobre ou deforme o PCB na proximidade do LED após a montagem, pois isso pode rachar as juntas de solda ou a própria embalagem do LED. Certifique-se de que a pegada do PCB corresponde ao padrão de terminais recomendado para obter um filete de solda fiável.

8.3 Gestão Térmica em Matrizes

Ao projetar matrizes destes LEDs para retroiluminação, considere a dissipação total de potência. Espaçar os LEDs adequadamente e fornecer vias térmicas (se numa placa multicamada) pode ajudar a dissipar o calor e evitar pontos quentes localizados que reduzem o brilho e a longevidade.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Os principais diferenciadores do LED 19-213 na sua classe são a combinação de um tamanho de embalagem muito compacto, um amplo ângulo de visão de 120 graus com resina transparente (oferecendo alta intensidade no eixo) e total conformidade com as normas ambientais modernas. Comparado com LEDs mais antigos de resina difusa, a lente transparente fornece maior intensidade luminosa para o mesmo tamanho de chip, embora com um feixe mais direcionado que é efetivamente alargado pelo ângulo de 120 graus. A sua tecnologia AlGaInP oferece maior eficiência e melhor saturação de cor no espectro vermelho/laranja em comparação com tecnologias mais antigas como GaAsP.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

10.1 Posso acionar este LED sem um resistor se a minha fonte de alimentação for exatamente 2.0V?

No.Isto é perigoso. A tensão direta (Vf) tem uma tolerância e um coeficiente de temperatura negativo. Uma fonte de 2.0V pode estar abaixo de Vf a 25°C, mas à medida que o LED aquece, Vf diminui. Isto pode fazer com que a corrente aumente incontrolavelmente. Utilize sempre um resistor em série ou um driver de corrente constante ajustado para 20mA ou menos.

10.2 Por que é o procedimento de armazenamento e secagem tão importante?

As embalagens plásticas SMD podem absorver humidade do ar. Durante o processo de soldadura por refluxo a alta temperatura, esta humidade retida transforma-se rapidamente em vapor, criando pressão interna que pode delaminar a embalagem ou rachar a epóxi, levando a falhas imediatas ou latentes. O processo de secagem remove de forma segura esta humidade absorvida.

10.3 Como interpreto o código do produto 19-213/R7C-AP1Q2L/3T?

Este é um número de peça completo que especifica bins de desempenho exatos:

• 19-213:Família de produto base e embalagem.
• R7C:Provavelmente especifica o bin de cromaticidade/comprimento de onda vermelho escuro.
• AP1:Provavelmente especifica o bin de tensão direta.
• Q2:Especifica o bin de intensidade luminosa (90-112 mcd).
• L/3T:Pode indicar outros atributos como tipo de embalagem ou marcação especial.

Consulte a documentação completa de códigos de bin do fabricante para definições precisas.

11. Exemplo de Design e Caso de Uso

11.1 Retroiluminação de Interruptor de Painel de Instrumentos

Cenário:Projetar a retroiluminação para um interruptor do painel de instrumentos automóvel que requer um brilho vermelho uniforme atrás de um símbolo.Implementação:Utilize 2-3 peças do LED 19-213 colocadas atrás de um guia de luz ou difusor. O seu amplo ângulo de visão de 120 graus ajuda a criar iluminação uniforme sem pontos quentes. Acione-os em série com um único resistor limitador de corrente a partir da fonte de 12V do veículo (utilizando um regulador de tensão adequado, se necessário). Calcule o valor do resistor como R = (V_fonte - (N * Vf_LED)) / I_desejada. Para 3 LEDs em série com um Vf típico de 2.0V cada, acionados a 15mA a partir de uma linha regulada de 5V: R = (5V - 6V) / 0.015A = -66.7 Ohms. Este cálculo mostra um problema: o Vf total (6V) excede a fonte (5V). Portanto, ou usaria menos LEDs em série (ex., 2 LEDs: R = (5V - 4V)/0.015A ≈ 67 Ohms) ou ligá-los-ia em paralelo (cada um com o seu próprio resistor) a partir de uma fonte de tensão mais alta. Este exemplo destaca a importância de considerar a tensão direta no design do circuito.

12. Princípio de Funcionamento

O LED 19-213 é baseado no material semicondutor AlGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio). Quando uma tensão direta é aplicada através da junção P-N, os eletrões do material tipo N e as lacunas do material tipo P são injetados na região ativa. Quando estes portadores de carga se recombinam, libertam energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga AlGaInP determina a energia da banda proibida, que por sua vez dita o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, vermelho escuro (~639 nm de pico). A resina epóxi transparente encapsulante protege o chip semicondutor, fornece estabilidade mecânica e atua como uma lente para moldar a saída de luz no ângulo de visão especificado de 120 graus.

13. Tendências Tecnológicas

O desenvolvimento de LEDs como o 19-213 segue várias tendências chave da indústria:Miniaturização:Redução contínua do tamanho da embalagem para permitir eletrónica mais densa.Maior Eficiência:Melhorias contínuas na eficiência quântica interna e na extração de luz da embalagem para fornecer mais luz (mcd) por unidade de entrada elétrica (mA).Conformidade Ambiental:A mudança para soldadura sem chumbo e materiais livres de halogéneos é agora um requisito básico impulsionado por regulamentos globais como RoHS e REACH.Automação e Padronização:A embalagem em fita e carretel e a adesão a pegadas SMD padrão (como este tamanho aproximado de 2.0x1.25mm) são essenciais para fabrico de alto volume e rentável. Iterações futuras podem focar-se em brilho ainda maior dentro da mesma pegada, desempenho térmico melhorado ou gamas de cores expandidas e índices de reprodução de cor para aplicações de display.