Ficha Técnica do LED SMD 25-21/GHC-YSU/2A - Pacote 2.5x2.1mm - Tensão 3.5V - Verde Brilhante - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 25-21/GHC-YSU/2A é um LED de montagem em superfície (SMD) projetado para aplicações eletrónicas modernas que exigem tamanho compacto, alta confiabilidade e desempenho eficiente. Este componente pertence a uma família de LEDs caracterizada pela sua pegada miniatura e adequação para processos de montagem automatizados.

1.1 Vantagens Principais e Posicionamento do Produto

A principal vantagem deste LED é o seu tamanho significativamente reduzido em comparação com componentes tradicionais do tipo "lead-frame". Esta miniaturização permite vários benefícios-chave para projetistas e fabricantes:

• Eficiência de Espaço:Permite projetos de placas de circuito impresso (PCB) menores, resultando em produtos finais mais compactos.
• Alta Densidade de Empacotamento:Permite que um maior número de componentes seja colocado numa determinada área, ideal para montagens eletrónicas densas.
• Redução da Pegada de Armazenamento e Logística:O tamanho menor do componente e a embalagem em fita e carretel minimizam os requisitos de espaço de armazenamento.
• Construção Leve:Torna o LED ideal para aplicações portáteis e miniaturas onde o peso é um fator crítico.
• Compatibilidade de Fabricação:O dispositivo é fornecido em fita de 8mm em carretéis de 7 polegadas de diâmetro, tornando-o totalmente compatível com o equipamento automático de pick-and-place padrão usado na produção em grande volume.

1.2 Mercado-Alvo e Aplicações

Este LED é direcionado a uma ampla gama de mercados de eletrónica comercial e industrial. As suas especificações tornam-no adequado tanto para funções de indicação como de retroiluminação. As principais áreas de aplicação incluem:

• Interior Automotivo:Retroiluminação para instrumentos do painel de instrumentos, interruptores e painéis de controlo.
• Equipamentos de Telecomunicações:Indicadores de estado e retroiluminação de teclado em dispositivos como telefones e máquinas de fax.
• Eletrónica de Consumo:Retroiluminação plana para ecrãs de cristais líquidos (LCD), iluminação de interruptores e iluminação de símbolos.
• Indicação de Uso Geral:Qualquer aplicação que necessite de uma luz indicadora verde brilhante e confiável.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma análise detalhada dos parâmetros elétricos, ópticos e térmicos que definem os limites operacionais e o desempenho do LED.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de tensão além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob ou nestes limites não é garantida e deve ser evitada em projetos confiáveis.

• Tensão Reversa (V_R):5 V. Exceder esta tensão no sentido inverso pode causar ruptura da junção.
• Corrente Direta Contínua (I_F):25 mA. A corrente DC máxima que pode ser aplicada continuamente.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):100 mA. Isto é permitido apenas em condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 1/10 a 1 kHz. É útil para cenários de multiplexagem ou sobrecarga breve.
• Dissipação de Potência (P_d):95 mW. A potência máxima que o pacote pode dissipar, calculada como V_F* I_F.
• Temperatura de Operação & Armazenamento:-40°C a +85°C (operação), -40°C a +90°C (armazenamento). Esta ampla gama garante confiabilidade em ambientes adversos.
• Descarga Eletrostática (ESD):Classificação do Modelo de Corpo Humano (HBM) de 150V. Este é um nível relativamente básico de proteção ESD; procedimentos de manuseio adequados são essenciais.
• Temperatura de Soldagem:Suporta soldagem por refluxo a 260°C durante 10 segundos ou soldagem manual a 350°C durante 3 segundos por terminal.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros, medidos a uma temperatura de junção padrão de 25°C e uma corrente direta de 20mA, definem a saída de luz e o comportamento elétrico do LED.

• Intensidade Luminosa (I_v):Varia de um mínimo de 180 mcd a um máximo de 715 mcd, com um valor típico implícito pelo sistema de binning. A saída de luz tem uma tolerância de ±11%.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):60 graus (típico). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor de pico, definindo a dispersão do feixe.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p):518 nm (típico). O comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):Varia de 520 nm a 535 nm. Esta é a perceção de comprimento de onda único da cor do LED pelo olho humano e está sujeita a uma tolerância apertada de ±1 nm. É o parâmetro principal para o binning de cor.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):35 nm (típico). A largura do espectro emitido a metade da sua potência máxima.
• Tensão Direta (V_F):3.5 V (típico), com um máximo de 4.3 V a 20mA. Este parâmetro é crucial para projetar o circuito limitador de corrente.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo de 50 µA quando um bias reverso de 5V é aplicado.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência no brilho e cor para as séries de produção, os LEDs são classificados em bins. Isto permite aos projetistas selecionar peças que atendam a requisitos específicos da aplicação.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os LEDs são categorizados em três bins com base na sua intensidade luminosa medida a I_F= 20mA:

• Bin S:180 mcd (Mín) a 285 mcd (Máx)
• Bin T:285 mcd (Mín) a 450 mcd (Máx)
• Bin U:450 mcd (Mín) a 715 mcd (Máx)

O código do bin (ex., S, T, U) é indicado na etiqueta da embalagem (campo CAT).

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Os LEDs também são classificados pelo seu comprimento de onda dominante para controlar a consistência da cor. São agrupados e classificados da seguinte forma:

• Grupo Y:
  • Bin X:520 nm a 525 nm
  • Bin Y:525 nm a 530 nm
  • Bin Z:530 nm a 535 nm

O código de grupo e bin para comprimento de onda (ex., YX, YY, YZ) é indicado na etiqueta da embalagem (campo HUE).

4. Informações Mecânicas e de Embalagem

4.1 Dimensões do Pacote

O LED apresenta um pacote SMD compacto do estilo "chip". As dimensões-chave (em milímetros) incluem um tamanho do corpo de aproximadamente 2.5mm de comprimento e 2.1mm de largura. Desenhos mecânicos detalhados na ficha técnica especificam o layout exato dos terminais, a altura do componente e as tolerâncias (tipicamente ±0.1mm salvo indicação em contrário). O projeto correto dos terminais é crítico para a confiabilidade da junta de solda e o alinhamento adequado durante o refluxo.

4.2 Embalagem e Manuseio

Os componentes são fornecidos numa embalagem de dispositivo sensível à humidade (MSD) para evitar danos da humidade ambiente durante o armazenamento e transporte.

• Fita Transportadora:Os componentes são carregados em fita transportadora com 8mm de largura.
• Carretel:A fita é enrolada num carretel padrão de 7 polegadas de diâmetro, com uma quantidade típica carregada de 2000 peças por carretel.
• Saco de Barreira à Humidade (MBB):O carretel é selado dentro de um saco à prova de humidade laminado com alumínio, juntamente com um cartão indicador de humidade e dessecante.

4.3 Informações da Etiqueta

A etiqueta do carretel contém informações críticas para rastreabilidade e aplicação correta:

• CPN (Número do Produto do Cliente)
• P/N (Número do Produto do Fabricante: 25-21/GHC-YSU/2A)
• QTY (Quantidade de Embalagem)
• CAT (Código do Bin de Intensidade Luminosa: S, T ou U)
• HUE (Código do Bin de Cromaticidade/Comprimento de Onda Dominante: ex., YX)
• REF (Classificação da Tensão Direta, se aplicável)
• LOT No (Número do Lote de Fabricação para rastreabilidade)

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

A adesão a estas diretrizes é essencial para obter juntas de solda confiáveis sem danificar o LED.

5.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O LED é compatível com processos de refluxo por infravermelhos e fase de vapor. É fornecido um perfil de refluxo sem chumbo recomendado:

• Pré-aquecimento:Rampa do ambiente para 150-200°C ao longo de 60-120 segundos.
• Estabilização/Pré-fluxo:Manter entre 150-200°C.
• Refluxo:Rampa rápida a uma taxa máxima de 3°C/seg até à temperatura de pico.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C, mantida acima de 217°C durante 60-150 segundos, e acima de 255°C por um máximo de 30 segundos. O tempo a 260°C não deve exceder 10 segundos.
• Arrefecimento:Arrefecer a uma taxa máxima de 6°C/seg.

Nota Crítica:A soldagem por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes na mesma montagem de LED.

5.2 Instruções para Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, deve-se ter extremo cuidado:

• Utilizar um ferro de soldar com a temperatura da ponta não superior a 350°C.
• Aplicar calor a cada terminal por um máximo de 3 segundos.
• Utilizar um ferro com uma potência nominal de 25W ou menos.
• Permitir um intervalo de pelo menos 2 segundos entre soldar cada terminal para evitar acumulação de calor.
• Evitar colocar tensão mecânica no LED durante ou após a soldagem.

5.3 Retrabalho e Reparo

O reparo após a soldagem é fortemente desencorajado. Se for absolutamente inevitável, deve ser utilizado um ferro de soldar de dupla cabeça especializado para aquecer simultaneamente ambos os terminais, permitindo a remoção sem tensão de torção excessiva nas juntas de solda. O potencial de dano é elevado e as características do LED após o retrabalho não podem ser garantidas.

6. Armazenamento e Sensibilidade à Umidade

Como um dispositivo sensível à humidade, protocolos de armazenamento rigorosos devem ser seguidos para evitar "popcorning" ou delaminação interna durante o refluxo.

• Saco Não Aberto:Armazenar a ≤30°C e ≤90% de Humidade Relativa.
• Vida Útil no Chão de Fábrica:Uma vez que o saco à prova de humidade é aberto, os LEDs devem ser utilizados dentro de168 horas (7 dias).
• Reembalagem:Se não forem utilizados dentro da vida útil no chão de fábrica, as peças não utilizadas devem ser re-seladas num saco à prova de humidade com dessecante novo.
• Secagem:Se o indicador de humidade mostrar exposição excessiva à humidade ou se a vida útil no chão de fábrica for excedida, os LEDs devem ser secos a 60 ±5°C durante 24 horas antes da utilização para remover a humidade.

7. Considerações de Projeto para Aplicação

7.1 Limitação de Corrente é Obrigatória

A ficha técnica avisa explicitamente:"O cliente deve aplicar resistências para proteção, caso contrário, uma ligeira variação de tensão causará uma grande mudança de corrente (ocorrerá queima)."Os LEDs exibem uma relação V-I não linear e exponencial. Um pequeno aumento na tensão direta além do valor típico pode levar a um aumento muito grande, potencialmente destrutivo, na corrente. Um resistor limitador de corrente externo ou um circuito de acionamento de corrente constante é absolutamente essencial para uma operação confiável.

7.2 Gerenciamento Térmico

Embora o pacote tenha uma classificação de dissipação de potência de 95mW, o gerenciamento térmico eficaz é fundamental para manter o desempenho e a longevidade. Operar no ou perto da corrente direta máxima (25mA) irá gerar calor. Os projetistas devem garantir uma área de cobre na PCB adequada (terminais de alívio térmico) para ajudar a dissipar o calor, especialmente em ambientes de alta temperatura ambiente ou quando vários LEDs estão agrupados.

7.3 Restrições de Aplicação

A ficha técnica inclui um aviso claro relativamente a aplicações de alta confiabilidade. Este produto destina-se a uso comercial e industrial geral. É explicitamente declarado que pode não ser adequado para aplicações que exigem confiabilidade ultra-alta, tais como:

• Sistemas Militares/Aeroespaciais
• Sistemas de Segurança Automotiva (ex., controlos de airbag, luzes de travagem)
• Equipamentos Médicos de Suporte à Vida

Para tais aplicações, devem ser adquiridos componentes com qualificações e especificações diferentes.

8. Conformidade Ambiental e Regulatória

O produto é projetado para cumprir várias normas ambientais internacionais-chave:

• Conformidade RoHS:O produto está livre de substâncias perigosas restritas de acordo com a diretiva da UE sobre Restrição de Substâncias Perigosas.
• Sem Chumbo:Os terminais e o processo de soldagem são sem chumbo.
• Conformidade com o REACH da UE:Adere ao regulamento de Registo, Avaliação, Autorização e Restrição de Produtos Químicos.
• Sem Halogéneos:Conforme com os requisitos sem halogéneos, contendo menos de 900 ppm de Bromo (Br), menos de 900 ppm de Cloro (Cl) e uma soma de Br+Cl inferior a 1500 ppm.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O 25-21/GHC-YSU/2A diferencia-se no mercado de LEDs SMD através de vários atributos-chave:

• Tamanho do Pacote:A pegada de 2.5x2.1mm é um tamanho comum mas eficiente, equilibrando a saída de luz com o espaço na placa. É menor do que os LEDs tradicionais de orifício passante de 3mm e 5mm, permitindo designs modernos miniaturizados.
• Tecnologia de Material:Utilizando um chip de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio), produz uma cor verde brilhante. A tecnologia InGaN é conhecida pela sua eficiência e capacidade de produzir luz de comprimento de onda mais curto (azul, verde, branco) em comparação com tecnologias mais antigas como AlGaAs (vermelho).
• Desempenho Óptico:Com uma intensidade luminosa até 715 mcd e um ângulo de visão de 60 graus, oferece um bom equilíbrio entre brilho e dispersão do feixe para funções de indicação e retroiluminação.
• Robustez:A inclusão de proteção ESD básica (150V HBM) e uma ampla gama de temperaturas de operação (-40°C a +85°C) proporciona um grau de robustez adequado para muitos ambientes não críticos.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Que valor de resistência devo usar para acionar este LED a 20mA a partir de uma fonte de 5V?

R: Usando a Lei de Ohm (R = (V_fonte- V_F) / I_F) e o V_Ftípico de 3.5V: R = (5V - 3.5V) / 0.020A = 75 Ohms. Um resistor padrão de 75Ω ou 82Ω seria apropriado. Calcule sempre usando o V_Fmáximo (4.3V) para garantir que a corrente não exceda os limites nas piores condições.

P: Posso usar este LED para aplicações ao ar livre?

R: A gama de temperaturas de operação de -40°C a +85°C sugere que pode suportar uma ampla gama de condições ambientais. No entanto, a ficha técnica não especifica uma classificação de Proteção contra Ingressos (IP) para o próprio pacote. Para uso ao ar livre, o LED provavelmente precisaria de ser protegido da exposição direta à água e contaminantes pelo invólucro do produto final ou por um revestimento conformal na PCB.

P: A etiqueta mostra CAT="T" e HUE="YY". O que significa isto?

R: Isto significa que os LEDs nesse carretel são do Bin de Intensidade Luminosa T (285-450 mcd) e do Bin de Comprimento de Onda Dominante YY (525-530 nm dentro do Grupo Y). Esta informação é crucial para garantir a consistência de brilho e cor ao longo da sua série de produção.

P: Por que o armazenamento e a vida útil no chão de fábrica são tão críticos?

R: A resina plástica (encapsulante) do pacote SMD pode absorver humidade do ar. Durante o processo de soldagem por refluxo de alta temperatura, esta humidade retida pode vaporizar-se rapidamente, criando pressão interna. Isto pode fazer com que o pacote rache ("popcorn") ou se delimine internamente, levando a falhas imediatas ou a uma confiabilidade a longo prazo reduzida.