Ficha Técnica do LED SMD 23-22B/R7G6C-A30/2T - Multicor - 2.0V - 60mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 23-22B/R7G6C-A30/2T é um LED de Montagem em Superfície (SMD) multicor, projetado para aplicações eletrónicas modernas e compactas. Este componente integra dois tipos distintos de chips num único encapsulamento: o chip R7, que emite uma cor vermelha escura, e o chip G6, que emite uma cor verde amarela brilhante. A sua principal vantagem reside no seu tamanho miniatura, que facilita uma maior densidade de montagem em placas de circuito impresso (PCBs), levando a uma redução do tamanho e peso global do equipamento. Isto torna-o particularmente adequado para aplicações onde o espaço e o peso são restrições críticas.

O LED é embalado numa fita de 8mm enrolada num carretel com 7 polegadas de diâmetro, tornando-o totalmente compatível com equipamentos automáticos de pick-and-place de alta velocidade utilizados na fabricação em volume. É construído com materiais sem chumbo (Pb-free) e cumpre regulamentações ambientais chave, incluindo RoHS, REACH da UE e normas livres de halogéneos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). O dispositivo também está qualificado para processos padrão de soldadura por refluxo por infravermelhos e fase de vapor.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As vantagens principais deste LED SMD derivam do seu fator de forma reduzido e da sua capacidade de duas cores. Por ser significativamente mais pequeno do que os LEDs tradicionais com terminais, permite aos designers criar produtos mais compactos. O espaço de armazenamento reduzido para os componentes e o produto final montado oferece benefícios logísticos e de custo. A sua natureza leve é ideal para dispositivos portáteis e miniaturizados.

As aplicações-alvo são diversas, focando-se em funções de indicação e retroiluminação. Os mercados chave incluem interiores automóveis (ex.: retroiluminação de painéis de instrumentos e interruptores), equipamentos de telecomunicações (ex.: indicação e retroiluminação em telefones e máquinas de fax) e eletrónica de consumo (ex.: retroiluminação plana para LCDs, interruptores e símbolos). Também é adequado para uso geral como indicador onde é necessária sinalização multicor fiável.

2. Análise de Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Absolutas Máximas

Operar o dispositivo para além destes limites pode causar danos permanentes. As especificações absolutas máximas são definidas para uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Tensão Inversa (VR):5 V. Exceder esta tensão em polarização inversa pode danificar a junção semicondutora do LED.
• Corrente Direta (IF):25 mA para ambos os chips R7 e G6. Esta é a corrente contínua máxima em DC.
• Corrente Direta de Pico (IFP):60 mA para ambos os chips, permitida apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10 @ 1 kHz).
• Dissipação de Potência (Pd):60 mW para cada chip. Esta é a potência máxima que o encapsulamento pode dissipar.
• Temperatura de Operação (Topr):-40 a +85 °C. O dispositivo é classificado para faixas de temperatura industriais.
• Temperatura de Armazenamento (Tstg):-40 a +90 °C.
• Descarga Eletrostática (ESD):2000 V (Modelo do Corpo Humano). Procedimentos adequados de manuseio contra ESD são obrigatórios.
• Temperatura de Soldadura (Tsol):Para soldadura por refluxo, é permitida uma temperatura de pico de 260°C durante até 10 segundos. Para soldadura manual, a temperatura da ponta do ferro deve estar abaixo de 350°C por um máximo de 3 segundos por terminal.

2.2 Características Eletro-Ópticas

O desempenho típico é medido a Ta=25°C e IF=20mA, salvo indicação em contrário. Um ângulo de visão (2θ1/2) de 130 graus é típico para este encapsulamento.

Para o Chip R7 (Vermelho Escuro):

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de 18,0 mcd (mínimo) a 72,0 mcd (máximo), com uma tolerância típica de ±11%.
• Comprimento de Onda de Pico (λp):Tipicamente 639 nm.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Tipicamente 631 nm.
• Largura de Banda do Espetro (Δλ):Tipicamente 20 nm.
• Tensão Direta (VF):Varia de 1,70 V (mín.) a 2,40 V (máx.), com um valor típico de 2,00 V.

Para o Chip G6 (Verde Amarelo Brilhante):

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de 14,5 mcd (mín.) a 45,0 mcd (máx.), com uma tolerância típica de ±11%.
• Comprimento de Onda de Pico (λp):Tipicamente 575 nm.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Tipicamente 573 nm.
• Largura de Banda do Espetro (Δλ):Tipicamente 20 nm.
• Tensão Direta (VF):Varia de 1,70 V (mín.) a 2,40 V (máx.), com um valor típico de 2,00 V.

Parâmetro Comum:

• Corrente Inversa (IR):Máximo de 10 µA para ambos os chips quando aplicada uma tensão inversa de 5V.

3. Explicação do Sistema de Binning

A intensidade luminosa dos LEDs é classificada em bins para garantir consistência dentro de um lote de produção. Isto permite aos designers selecionar componentes que cumpram requisitos específicos de brilho.

3.1 Binning do Chip R7

Os LEDs vermelho escuro R7 são categorizados em três bins com base na sua intensidade luminosa medida a IF=20mA.

• Código de Bin 1:18,0 mcd (Mín.) a 28,5 mcd (Máx.)
• Código de Bin 2:28,5 mcd (Mín.) a 45,0 mcd (Máx.)
• Código de Bin 3:45,0 mcd (Mín.) a 72,0 mcd (Máx.)

3.2 Binning do Chip G6

Os LEDs verde amarelo brilhante G6 também são categorizados em três bins.

• Código de Bin 1:14,5 mcd (Mín.) a 18,0 mcd (Máx.)
• Código de Bin 2:18,0 mcd (Mín.) a 28,5 mcd (Máx.)
• Código de Bin 3:28,5 mcd (Mín.) a 45,0 mcd (Máx.)

O código de bin é indicado no rótulo da embalagem do produto (sob \"CAT\"). Os designers devem especificar o código de bin necessário ao encomendar para garantir o nível de brilho desejado para a sua aplicação.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui curvas típicas das características eletro-ópticas para ambos os chips R7 e G6. Embora os dados gráficos específicos não sejam fornecidos em formato de texto, estas curvas ilustram tipicamente a relação entre a corrente direta (IF) e a intensidade luminosa (Iv), a tensão direta (VF), e o efeito da temperatura ambiente na saída de luz.

Conclusões Principais das Curvas Típicas:Para ambos os tipos de LED, a intensidade luminosa aumenta com a corrente direta, mas não de forma linear, especialmente à medida que a corrente se aproxima da especificação máxima. A tensão direta tem um coeficiente de temperatura negativo, o que significa que diminui ligeiramente à medida que a temperatura da junção aumenta. Compreender estas curvas é crucial para projetar circuitos limitadores de corrente adequados e para a gestão térmica, de modo a manter um desempenho óptico consistente ao longo da faixa de temperatura de operação.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Contorno do Encapsulamento

O LED SMD 23-22B tem uma pegada física específica. O desenho do contorno do encapsulamento fornece as dimensões críticas para o desenho do padrão de soldadura na PCB. As dimensões chave incluem o comprimento, largura e altura totais, bem como a colocação e o tamanho das pastilhas de solda. O cátodo (terminal negativo) é tipicamente identificado por uma marca no encapsulamento. Todas as tolerâncias são de ±0,1mm, salvo indicação em contrário. Os designers devem aderir a estas dimensões para garantir uma soldadura correta e estabilidade mecânica.

5.2 Embalagem Resistente à Humidade

Os componentes são enviados em embalagem sensível à humidade para prevenir danos causados pela humidade ambiente. A embalagem consiste numa fita transportadora carregada com LEDs, colocada dentro de um saco de alumínio à prova de humidade juntamente com um desumidificador e um cartão indicador de humidade. As dimensões do carretel e das cavidades da fita transportadora são especificadas para garantir compatibilidade com equipamentos de montagem automática. Cada carretel contém 2000 peças.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Armazenamento e Manuseio

• Não abra o saco à prova de humidade até estar pronto para usar.
• Antes de abrir: Armazenar a ≤ 30°C e ≤ 90% de HR.
• Depois de abrir: A \"vida útil no chão de fábrica\" é de 1 ano a ≤ 30°C e ≤ 60% de HR. As peças não utilizadas devem ser resseladas numa embalagem seca.
• Se o desumidificador indicar exposição à humidade ou se o tempo de armazenamento for excedido, é necessário um tratamento de cozedura (60 ± 5°C durante 24 horas) antes da soldadura.

6.2 Perfil de Soldadura por Refluxo

Recomenda-se um perfil de refluxo sem chumbo (Pb-free):

• Pré-aquecimento:150–200°C durante 60–120 segundos.
• Tempo acima de 217°C (Líquidus):60–150 segundos.
• Temperatura de Pico:260°C no máximo, mantida por um máximo de 10 segundos.
• Taxa de Aquecimento:Máximo de 6°C/seg acima de 255°C.
• Taxa de Arrefecimento:Máximo de 3°C/seg.
• A soldadura por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes.

6.3 Soldadura Manual e Reparação

• Utilize um ferro de soldar com temperatura da ponta < 350°C e capacidade < 25W.
• Limite o tempo de soldadura a 3 segundos por terminal.
• Evite stress no LED durante o aquecimento e não deforme a PCB após a soldadura.
• A reparação após a soldadura não é recomendada. Se for inevitável, utilize um ferro de soldar de dupla cabeça especializado para aquecer simultaneamente ambos os terminais e confirme que as características do LED não se degradaram.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

O rótulo do produto no carretel fornece informações essenciais para rastreabilidade e aplicação correta:

• CPN:Número de Produto do Cliente
• P/N:Número de Produto (ex.: 23-22B/R7G6C-A30/2T)
• QTY:Quantidade por Embalagem (2000 peças/carretel)
• CAT:Classificação de Intensidade Luminosa (Código de Bin)
• HUE:Coordenadas de Cromaticidade & Classificação do Comprimento de Onda Dominante
• REF:Classificação da Tensão Direta
• LOT No:Número do Lote de Fabrico

8. Considerações de Projeto de Aplicação

8.1 Proteção do Circuito

Crítico:Deve ser sempre utilizado um resistor limitador de corrente externo em série com o LED. A tensão direta tem uma faixa (1,7V a 2,4V), e a característica IV é íngreme. Uma pequena alteração na tensão de alimentação pode causar uma grande, e potencialmente destrutiva, alteração na corrente direta se não houver um resistor presente. O valor do resistor deve ser calculado com base na tensão de alimentação máxima e na especificação máxima de corrente direta do LED, considerando a pior tensão direta possível.

8.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa (60mW), manter a temperatura da junção dentro da faixa de operação especificada é vital para a fiabilidade a longo prazo e para uma saída de luz estável. Garanta que é utilizada uma área de cobre adequada na PCB ou vias térmicas, especialmente se vários LEDs forem colocados próximos uns dos outros ou se a temperatura ambiente for elevada.

8.3 Restrições de Aplicação

Este produto é projetado para aplicações comerciais e industriais gerais. Não está especificamente qualificado para aplicações de alta fiabilidade, como militar/aeroespacial, sistemas de segurança automóvel (ex.: airbags, travagem) ou equipamento médico crítico para a vida, sem consulta prévia e potencial qualificação adicional.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

A principal diferenciação do 23-22B reside na sua capacidade multicor dentro de um único encapsulamento SMD muito compacto. Em comparação com a utilização de dois LEDs monocor separados, economiza espaço na PCB e simplifica a montagem. A utilização de material AlGaInP para ambas as cores oferece boa eficiência luminosa e pureza de cor. A sua compatibilidade com processos SMT padrão de alto volume torna-o uma solução económica para eletrónica de consumo e interiores automóveis produzidos em massa.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

10.1 Posso acionar os chips R7 e G6 independentemente?

Sim, o encapsulamento 23-22B contém dois chips de LED eletricamente isolados. Eles têm ligações de ânodo e cátodo separadas, permitindo que sejam acionados independentemente por circuitos limitadores de corrente separados. Isto permite mistura dinâmica de cores ou sinalização independente.

10.2 Qual é o propósito do sistema de binning?

O binning garante a consistência do brilho dentro de uma série de produção. Para aplicações que requerem aparência uniforme (ex.: retroiluminação de uma matriz de indicadores), especificar e utilizar LEDs do mesmo código de bin é essencial para evitar variações visíveis de brilho.

10.3 Por que é necessária embalagem sensível à humidade?

Os encapsulamentos SMD podem absorver humidade do ar. Durante o processo de soldadura por refluxo a alta temperatura, esta humidade retida pode expandir-se rapidamente, causando delaminação interna ou \"efeito pipoca\", que racha o encapsulamento e destrói o dispositivo. O saco de barreira à humidade e o desumidificador previnem isto durante o armazenamento e transporte.

11. Estudo de Caso de Projeto e Utilização

Cenário: Projetar um Indicador de Estado Multifunção para um Router de Rede.Um designer precisa de um único componente para mostrar alimentação (vermelho fixo), atividade de rede (verde piscante) e uma condição de falha (vermelho/verde alternado). O 23-22B é uma escolha ideal. O seu tamanho pequeno cabe no espaço limitado do painel frontal. Os chips independentes vermelho (R7) e verde (G6) podem ser controlados por pinos GPIO simples de um microcontrolador através de drivers de transístor. Ao especificar o Código de Bin 2 para ambas as cores, é alcançado um brilho consistente em todas as unidades fabricadas. O designer segue as diretrizes do perfil de refluxo e inclui resistências em série apropriadas (ex.: 150 Ohm para uma alimentação de 5V, calculada para o pior caso de Vf) para garantir operação fiável ao longo da vida útil do produto.

12. Princípio de Funcionamento

Os Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz quando uma corrente elétrica os atravessa. Este fenómeno chama-se eletroluminescência. No 23-22B, o chip R7 utiliza uma estrutura semicondutora de AlGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio) otimizada para emitir luz na porção vermelha do espetro (cerca de 631nm de comprimento de onda dominante). O chip G6 utiliza uma composição diferente de AlGaInP para emitir luz na região verde amarela (cerca de 573nm). Quando uma tensão direta que excede a energia da banda proibida do chip é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa do semicondutor, libertando energia na forma de fotões (luz). A composição específica do material determina o comprimento de onda (cor) da luz emitida.

13. Tendências Tecnológicas

A tendência nos LEDs indicadores e de retroiluminação continua a caminhar para maior eficiência (mais saída de luz por watt de entrada elétrica), tamanhos de encapsulamento mais pequenos para maior flexibilidade de design, e melhor consistência e estabilidade de cor ao longo da temperatura e da vida útil. Encapsulamentos multi-chip como o 23-22B representam uma tendência de integração, reduzindo a contagem de componentes na PCB. Além disso, a conformidade ambiental (sem chumbo, sem halogéneos) é agora um requisito padrão impulsionado por regulamentações globais. Desenvolvimentos futuros podem incluir encapsulamentos ainda mais finos e integração com circuitos de controlo para módulos de \"LED inteligente\".