Ficha Técnica do LED SMD 19-21/G6C-FM1N2B/3T - Dimensões 2.0x1.25x0.8mm - Tensão 1.75-2.35V - Cor Amarelo-Verde Brilhante - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LED SMD 19-21 é um dispositivo compacto de montagem em superfície, projetado para aplicações eletrónicas modernas que exigem alta densidade de componentes e desempenho confiável. Este LED utiliza tecnologia de chip AlGaInP para produzir uma luz amarelo-verde brilhante. As suas principais vantagens incluem uma pegada significativamente reduzida em comparação com LEDs tradicionais com terminais, permitindo projetos de PCB mais pequenos e produtos finais mais compactos. A sua construção leve torna-o ainda mais ideal para aplicações miniaturas e portáteis onde o espaço e o peso são restrições críticas.

Este componente está totalmente em conformidade com as diretivas RoHS, REACH da UE e sem halogéneos, garantindo a sua adequação para mercados globais com regulamentações ambientais rigorosas. É embalado em fita de 8mm enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, tornando-o totalmente compatível com equipamentos de montagem automática pick-and-place de alta velocidade, otimizando assim o processo de fabrico.

1.1 Características e Vantagens Principais

• Encapsulamento Miniaturizado:O formato SMD permite um tamanho de placa muito menor e uma densidade de empacotamento superior em comparação com componentes com terminais.
• Compatível com Automação:Fornecido em embalagem de fita e bobina compatível com máquinas de colocação automática padrão.
• Soldagem Robusta:Compatível com processos de soldagem por refluxo por infravermelhos e fase de vapor.
• Conformidade Ambiental:O produto é livre de chumbo, conforme RoHS, conforme REACH e sem halogéneos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• Tipo Monocromático:Emite uma única cor amarelo-verde brilhante e consistente.

1.2 Aplicações Alvo

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

• Retroiluminação para painéis de instrumentos automóveis, interruptores e painéis de controlo.
• Indicadores de estado e retroiluminação de teclado em dispositivos de telecomunicações, como telefones e máquinas de fax.
• Unidades de retroiluminação plana para ecrãs LCD, painéis de interruptores e símbolos.
• Luzes indicadoras de uso geral em eletrónica de consumo, controlos industriais e instrumentação.

2. Especificações Técnicas e Interpretação Objetiva

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não é garantida a operação sob ou nestes limites.

A especificação de tensão reversa de 5V é relativamente baixa, enfatizando que este LED não foi projetado para operação em polarização reversa e requer proteção em circuitos onde a tensão reversa é possível. A especificação de corrente direta de 25mA é padrão para LEDs SMD pequenos. A especificação ESD de 2000V (HBM) indica que devem ser observadas as precauções padrão de manuseio. A ampla gama de temperatura de operação de -40°C a +85°C torna-o adequado para ambientes automóveis e industriais.2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos a uma corrente direta (IF) de 20mA e a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C, representando condições típicas de operação.

Parâmetro

A gama de intensidade luminosa é ampla (18-45 mcd), que é gerida através de um sistema de binning (detalhado mais tarde). O típico ângulo de visão de 100 graus proporciona um padrão de emissão amplo, adequado para retroiluminação e indicação difusa. O comprimento de onda dominante de 570-574.5 nm coloca a saída firmemente na região amarelo-verde do espetro visível. A gama de tensão direta de 1.75V a 2.35V é relativamente baixa, típica da tecnologia AlGaInP, o que ajuda a minimizar o consumo de energia. A nota afirma explicitamente que o dispositivo não foi projetado para operação reversa; a especificação VR é apenas para testes de IR.3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins de desempenho. Isto permite aos designers selecionar componentes que atendam a critérios específicos de brilho, cor e características elétricas.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Código do Bin

O código CAT na etiqueta da embalagem corresponde a este bin. Selecionar um bin superior (ex., N2) garante um brilho mínimo mais elevado, o que é crucial para aplicações que requerem brilho uniforme do painel ou visibilidade a longa distância.3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Código do Bin

O código HUE na etiqueta refere-se a este bin de cromaticidade/comprimento de onda. O controlo apertado do comprimento de onda (intervalos de bin mais pequenos) é essencial para aplicações onde a consistência de cor entre múltiplos LEDs é crítica, como em displays multi-segmento ou matrizes de indicadores com cor correspondente.3.3 Binning de Tensão Direta

Código do Bin

O código REF indica o bin de tensão. Usar LEDs do mesmo bin de tensão pode ajudar a garantir uma distribuição de corrente mais uniforme quando múltiplos LEDs estão conectados em paralelo, impedindo que alguns LEDs sejam sobrecarregados.4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece várias curvas características típicas que ilustram o comportamento do dispositivo em condições variáveis.

4.1 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

Esta curva mostra que a saída de luz aumenta com a corrente direta, mas numa relação não linear. Conduzir o LED acima dos 20mA recomendados pode resultar em retornos decrescentes de brilho, enquanto aumenta significativamente a dissipação de potência e a temperatura da junção, potencialmente reduzindo a vida útil.

4.2 Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

A curva demonstra o coeficiente de temperatura negativo da intensidade luminosa. À medida que a temperatura ambiente aumenta, a saída de luz diminui. Esta é uma consideração crítica para projetos que operam em ambientes de alta temperatura; pode ser necessário derating ou gestão térmica para manter os níveis de brilho necessários.

4.3 Curva de Derating da Corrente Direta

Este gráfico define a corrente direta máxima permitida em função da temperatura ambiente. Para evitar sobreaquecimento e garantir fiabilidade, a corrente direta deve ser reduzida quando se opera a altas temperaturas ambientes. A adesão a esta curva é essencial para a fiabilidade a longo prazo.

4.4 Tensão Direta vs. Corrente Direta

A curva IV mostra a relação exponencial típica de um díodo. A tensão direta aumenta com a corrente. A inclinação da curva na região de operação informa a tensão de acionamento necessária e ajuda no cálculo dos valores da resistência em série para limitação de corrente.

4.5 Distribuição Espetral e Padrão de Radiação

O gráfico espectral confirma a natureza monocromática com um pico por volta de 575nm e uma largura de banda típica de 20nm. O diagrama do padrão de radiação ilustra o perfil de emissão tipo Lambertiano com o ângulo de visão de 100 graus, mostrando como a intensidade varia com o ângulo em relação ao eixo central.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O encapsulamento 19-21 tem dimensões nominais de 2.0mm (comprimento) x 1.25mm (largura) x 0.8mm (altura). O desenho especifica tolerâncias de ±0.1mm, salvo indicação em contrário. Uma marca de cátodo clara é indicada no encapsulamento, o que é vital para a orientação correta durante a montagem. O padrão de soldagem recomendado (footprint) na PCB deve ser projetado de acordo com estas dimensões para garantir soldagem adequada e estabilidade mecânica.

5.2 Identificação de Polaridade

A polaridade correta é essencial para a operação do LED. O encapsulamento apresenta uma marca distinta (tipicamente um entalhe, ponto ou canto chanfrado) para identificar o terminal do cátodo. Os designers devem garantir que a serigrafia da PCB e a documentação de montagem reflitam claramente esta orientação para evitar instalação reversa.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio e soldagem adequados são críticos para manter o desempenho e a fiabilidade do LED.

6.1 Armazenamento e Sensibilidade à Humidade

Antes de Usar:

• Não abra o saco de barreira contra humidade até estar pronto para a montagem.Após Abrir:
• Utilizar dentro de 168 horas (7 dias). Armazenar peças não utilizadas a ≤30°C e ≤60% de HR.Reaquecimento:
• Se o tempo de armazenamento for excedido ou o dessecante indicar entrada de humidade, aquecer a 60±5°C durante 24 horas antes de usar.6.2 Perfil de Soldagem por Refluxo (Sem Chumbo)

O perfil recomendado é crucial para formar juntas de solda fiáveis sem danificar o LED.

Pré-aquecimento:

• 150-200°C durante 60-120 segundos.Tempo Acima do Líquidus (217°C):
• 60-150 segundos.Temperatura de Pico:
• Máximo de 260°C, mantida por não mais de 10 segundos.Taxa de Aquecimento:
• Máximo de 6°C/seg até 255°C.Taxa de Arrefecimento:
• Máximo de 3°C/seg.Limite:
• A soldagem por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes.6.3 Precauções de Soldagem Manual

Se a soldagem manual for inevitável, é necessário extremo cuidado:

Utilizar um ferro de soldar com temperatura da ponta <350°C.

• Limitar o tempo de contacto a ≤3 segundos por terminal.
• Utilizar um ferro com potência ≤25W.
• Permitir um intervalo mínimo de 2 segundos entre soldar cada terminal.
• 6.4 Proteção de Corrente e Reparação

Limitação de Corrente:

Uma resistência externa em série é obrigatória. A característica IV exponencial do LED significa que um pequeno aumento de tensão pode causar uma grande sobrecarga de corrente, levando a falha imediata. O valor da resistência deve ser calculado com base na tensão de alimentação e na tensão direta do LED na corrente de operação desejada.Reparação:
Não é recomendada a reparação após a soldagem. Se for absolutamente necessário, usar um ferro de soldar de duas pontas para aquecer simultaneamente ambos os terminais e evitar stress mecânico. Verificar sempre a funcionalidade após a reparação.7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificações de Embalagem

Os LEDs são fornecidos em embalagem resistente à humidade:

Fita Transportadora:

• Largura de 8mm.Bobina:
• Diâmetro de 7 polegadas (178mm).Quantidade por Bobina:
• 3000 peças.Embalagem:
• Os componentes são selados num saco de alumínio à prova de humidade com um dessecante e um cartão indicador de humidade.7.2 Explicação da Etiqueta

A etiqueta da bobina contém códigos que definem o bin específico dos LEDs contidos:

P/N:

• Número do Produto (ex., 19-21/G6C-FM1N2B/3T).CAT:
• Classificação de Intensidade Luminosa (ex., M1, N2).HUE:
• Coordenadas de Cromaticidade & Classificação de Comprimento de Onda Dominante (ex., CC3).REF:
• Classificação de Tensão Direta (ex., 1).LOT No:
• Número de lote de fabrico rastreável.8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

O método de acionamento mais comum é uma fonte de corrente constante ou uma fonte de tensão com uma resistência limitadora de corrente em série. Para uma tensão de alimentação V_supply, o valor da resistência R é calculado como: R = (V_supply - V_F) / I_F, onde V_F é a tensão direta do LED na corrente desejada I_F (tipicamente 20mA). Utilize sempre o V_F máximo da ficha técnica ou do bin para garantir que a corrente não excede os limites nas piores condições.

8.2 Gestão Térmica

Embora o encapsulamento seja pequeno, a dissipação de potência (até 60mW) ainda pode causar um aumento de temperatura. Para aplicações que funcionam a altas temperaturas ambientes ou altas correntes, garanta uma área de cobre de PCB adequada (pads térmicos) em torno dos pads de solda do LED para atuar como dissipador de calor e conduzir o calor para longe da junção.

8.3 Projeto Óptico

O ângulo de visão de 100 graus proporciona uma luz ampla e difusa. Para luz focada ou direcionada, podem ser necessárias lentes externas ou guias de luz. A resina transparente do encapsulamento do LED é adequada para uso com tubos de luz.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O LED 19-21, baseado na tecnologia AlGaInP, oferece vantagens distintas para emissão amarelo-verde:

vs. LEDs Tradicionais com Terminais:

• A principal vantagem é o formato SMD, permitindo montagem automatizada, tamanho reduzido e menor peso.vs. Outras Cores SMD:
• Os LEDs AlGaInP têm tipicamente maior eficácia luminosa no espetro amarelo/âmbar/verde em comparação com tecnologias mais antigas, resultando numa saída mais brilhante à mesma corrente.vs. LEDs Brancos:
• Para indicação de cor pura (ex., luzes de estado), LEDs monocromáticos como este são mais eficientes e com cor mais saturada do que LEDs brancos convertidos por fósforo.10. Perguntas Frequentes (FAQ)

10.1 Por que é absolutamente necessária uma resistência em série?

Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. A sua tensão direta tem um coeficiente de temperatura negativo e uma tolerância de produção. Uma fonte de tensão sem limite de corrente permitiria uma corrente descontrolada à medida que o LED aquece, levando a falha rápida. A resistência em série fornece um limite de corrente linear simples.

10.2 Posso acionar este LED com um sinal PWM para dimerização?

Sim, a modulação por largura de pulso (PWM) é um método eficaz para dimerizar LEDs. Funciona ligando e desligando rapidamente o LED. O brilho percebido é proporcional ao ciclo de trabalho. Este método evita a mudança de cor que pode ocorrer com dimerização analógica (redução de corrente). Certifique-se de que a frequência PWM é suficientemente alta (tipicamente >100Hz) para evitar cintilação visível.

10.3 O que significam os códigos de bin e como os seleciono?

Os códigos de bin categorizam os LEDs por desempenho. Por exemplo, se o seu projeto requer brilho uniforme num painel, deve especificar um bin de intensidade luminosa apertado (ex., apenas N1). Se a consistência de cor for primordial, especifique um bin de comprimento de onda apertado (ex., apenas CC3). Consulte o seu fornecedor para garantir a disponibilidade de combinações de bin específicas.

10.4 Quantas vezes posso soldar por refluxo este LED?

A ficha técnica especifica um máximo de dois ciclos de soldagem por refluxo. Cada ciclo térmico induz stress na ligação interna do chip e nos fios de ligação. Exceder dois ciclos aumenta significativamente o risco de falhas latentes ou degradação de desempenho.

11. Exemplos Práticos de Projeto e Utilização

11.1 Retroiluminação de Interruptores de Painel de Instrumentos

Num painel de instrumentos automóvel, múltiplos LEDs 19-21 podem ser colocados atrás de tampas de interruptores translúcidas. O seu tamanho pequeno permite que se encaixem em espaços apertados. Usar LEDs dos mesmos bins de intensidade luminosa e comprimento de onda garante que todos os interruptores tenham cor e brilho uniformes. O amplo ângulo de visão proporciona iluminação uniforme na superfície do interruptor. A gama de temperatura de operação cobre confortavelmente o ambiente interior automóvel.

11.2 Matriz de Indicadores de Estado em PCB

Num router de rede ou controlador industrial, uma linha destes LEDs pode indicar energia, atividade de rede e falhas do sistema. A sua baixa tensão direta minimiza o consumo de energia da linha lógica do sistema (ex., 3.3V). Ao colocá-los numa grelha e especificar um bin de tensão consistente, os designers podem usar um único valor de resistência limitadora de corrente para múltiplos LEDs em paralelo, simplificando a lista de materiais.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

O LED 19-21 é baseado no material semicondutor AlGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio). Este sistema de material é particularmente eficiente na produção de luz nas regiões amarela, laranja, vermelha e verde do espetro. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, os eletrões e as lacunas recombinam-se, libertando energia na forma de fotões. A composição específica das camadas de AlGaInP determina o comprimento de onda (cor) da luz emitida. Neste dispositivo, a composição é ajustada para produzir fotões com um comprimento de onda dominante entre 570nm e 574.5nm, que o olho humano percebe como um amarelo-verde brilhante. A resina epóxi transparente encapsulante protege o chip semicondutor e atua como uma lente primária, moldando o feixe de saída de luz.

13. Tendências e Desenvolvimentos da Indústria

A tendência em LEDs indicadores e de retroiluminação continua em direção a maior eficiência, encapsulamentos mais pequenos e maior integração. Embora o 19-21 represente um tamanho de encapsulamento maduro e fiável, encapsulamentos mais novos como 1.6x0.8mm ou ainda mais pequenos estão a tornar-se comuns para aplicações com restrições de espaço. Há também uma ênfase crescente em melhorar a consistência de cor e reduzir a dispersão de bins ao nível da fabricação através de tecnologias avançadas de crescimento epitaxial e classificação. Além disso, a busca por maior fiabilidade em aplicações automóveis e industriais impulsiona a melhoria do desempenho em condições de alta temperatura e alta humidade. A tecnologia subjacente AlGaInP continua a ser uma base para cores saturadas, embora os avanços em LEDs verdes convertidos por fósforo e de emissão direta usando outros sistemas de materiais (como InGaN) continuem a evoluir para objetivos de desempenho específicos.

The trend in indicator and backlight LEDs continues toward higher efficiency, smaller packages, and greater integration. While the 19-21 represents a mature and reliable package size, newer packages like 1.6x0.8mm or even smaller are becoming common for space-constrained applications. There is also a growing emphasis on improving color consistency and reducing bin spread at the manufacturing level through advanced epitaxial growth and sorting technologies. Furthermore, the drive for higher reliability in automotive and industrial applications pushes for improved performance under high-temperature and high-humidity conditions. The underlying AlGaInP technology remains a workhorse for saturated colors, though advancements in phosphor-converted and direct-emission green LEDs using other material systems (like InGaN) continue to evolve for specific performance targets.