Ficha Técnica do LED SMD 19-21/R6C-AL2N1VY/3T - Dimensões 2.0x1.25x0.8mm - Tensão 1.7-2.2V - Vermelho Brilhante - Documentação Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

O 19-21/R6C-AL2N1VY/3T é um LED de montagem em superfície (SMD) que utiliza tecnologia de chip AlGaInP para produzir uma luz vermelha brilhante. Este componente foi projetado para aplicações de PCB de alta densidade onde o espaço e o peso são restrições críticas. Sua pegada compacta de 2.0mm x 1.25mm x 0.8mm permite uma miniaturização significativa dos produtos finais, reduzindo o espaço necessário na placa e o tamanho geral do equipamento. O dispositivo é embalado em fita de 8mm fornecida em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, sendo totalmente compatível com equipamentos padrão de montagem pick-and-place automatizada. É um componente monocromático, sem chumbo (Pb-free) que está em conformidade com as regulamentações RoHS, REACH da UE e livre de halogênios (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm), garantindo sua adequação para a fabricação eletrônica moderna e ecologicamente consciente.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Operar o dispositivo além destes limites pode causar danos permanentes. As especificações máximas absolutas são definidas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. A tensão reversa máxima (VR) é de 5V, enfatizando que este LED não foi projetado para operação em polarização reversa. A corrente direta contínua (IF) nominal é de 25 mA, com uma corrente direta de pico permitida (IFP) de 60 mA em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10 a 1 kHz). A dissipação de potência máxima (Pd) é de 60 mW. O dispositivo pode suportar uma descarga eletrostática (ESD) de 2000V conforme o Modelo do Corpo Humano (HBM). A faixa de temperatura operacional é de -40°C a +85°C, e a faixa de temperatura de armazenamento é de -40°C a +90°C. Os limites de temperatura de soldagem são definidos para dois processos: soldagem por refluxo com pico de 260°C por no máximo 10 segundos, e soldagem manual a no máximo 350°C por 3 segundos por terminal.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Os principais parâmetros de desempenho são medidos a uma corrente de teste padrão de 5mA e Ta=25°C. A intensidade luminosa (Iv) possui uma faixa típica, com valores mínimos e máximos definidos pelo sistema de classificação (binning). O ângulo de visão (2θ1/2) é tipicamente de 100 graus, proporcionando um padrão de emissão amplo. O comprimento de onda de pico (λp) é de aproximadamente 632 nm, e o comprimento de onda dominante (λd) varia de 617.5 nm a 633.5 nm, correspondendo à cor vermelho brilhante. A largura de banda espectral (Δλ) é tipicamente de 20 nm. A tensão direta (VF) varia de 1.70V a 2.20V a 5mA. A corrente reversa (IR) é garantida como 10 μA ou menos na tensão reversa máxima de 5V. Notas importantes especificam as tolerâncias: ±11% para intensidade luminosa, ±1nm para comprimento de onda dominante e ±0.05V para tensão direta.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

Para garantir a consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em lotes (bins) com base em três parâmetros principais.

3.1 Classificação por Intensidade Luminosa

Os LEDs são categorizados em quatro lotes (L2, M1, M2, N1) com base na sua intensidade luminosa medida em IF=5mA. Os lotes definem faixas mínima e máxima de intensidade: L2 (14.5-18.0 mcd), M1 (18.0-22.5 mcd), M2 (22.5-28.5 mcd) e N1 (28.5-36.0 mcd). Isso permite que os projetistas selecionem componentes que atendam aos requisitos específicos de brilho para sua aplicação.

3.2 Classificação por Comprimento de Onda Dominante

A cor (matiz) é controlada através da classificação por comprimento de onda dominante. Quatro lotes (E4, E5, E6, E7) são definidos: E4 (617.5-621.5 nm), E5 (621.5-625.5 nm), E6 (625.5-629.5 nm) e E7 (629.5-633.5 nm). Este controle rigoroso garante uniformidade visual de cor entre múltiplos LEDs usados em uma matriz ou aplicação de retroiluminação.

3.3 Classificação por Tensão Direta

A tensão direta é classificada para auxiliar no projeto do circuito, particularmente para o cálculo do resistor limitador de corrente e projeto da fonte de alimentação. Cinco lotes (19, 20, 21, 22, 23) são oferecidos, cada um cobrindo uma faixa de 0.1V de 1.70V a 2.20V em IF=5mA.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas típicas de características eletro-ópticas. Embora os gráficos específicos não sejam detalhados no texto fornecido, tais curvas tipicamente ilustram a relação entre a corrente direta e a intensidade luminosa, a tensão direta versus temperatura e a distribuição espectral de potência relativa. Essas curvas são essenciais para que os projetistas compreendam como o desempenho do LED muda sob diferentes condições operacionais, como corrente de acionamento variável ou temperatura ambiente, permitindo um projeto de circuito otimizado e confiável.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

O LED SMD 19-21 possui uma embalagem compacta medindo 2.0mm de comprimento, 1.25mm de largura e 0.8mm de altura. O desenho dimensional especifica a localização da marca do cátodo, que é crucial para a orientação correta durante a montagem. Todas as tolerâncias não especificadas são de ±0.1mm.

5.2 Identificação da Polaridade

Uma marca clara do cátodo é indicada na embalagem. A polaridade correta deve ser observada durante a colocação e soldagem para garantir o funcionamento adequado e prevenir danos.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Armazenamento e Manuseio

Os LEDs são embalados em sacos de barreira resistentes à umidade com dessecante. O saco não deve ser aberto até que os componentes estejam prontos para uso. Antes de abrir, as condições de armazenamento devem ser de 30°C ou menos e 60% de umidade relativa ou menos. Uma vez aberto, os LEDs devem ser usados dentro de 168 horas (7 dias). Quaisquer componentes não utilizados devem ser resselados em uma embalagem à prova de umidade. Se o tempo de armazenamento for excedido ou o indicador de dessecante mostrar absorção de umidade, um tratamento de secagem a 60 ±5°C por 24 horas é necessário antes do uso para prevenir o "efeito pipoca" durante a soldagem por refluxo.

6.2 Perfil de Soldagem por Refluxo

Um perfil de soldagem por refluxo sem chumbo (Pb-free) é especificado. Os parâmetros-chave incluem: uma zona de pré-aquecimento entre 150-200°C por 60-120 segundos, um tempo acima do líquido (217°C) de 60-150 segundos, uma temperatura de pico não excedendo 260°C mantida por no máximo 10 segundos, e taxas controladas de aquecimento e resfriamento (máx. 6°C/seg e 3°C/seg, respectivamente). A soldagem por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes. Nenhuma tensão deve ser aplicada ao LED durante o aquecimento, e a PCB não deve ficar empenada após a soldagem.

6.3 Soldagem Manual e Retrabalho

Para soldagem manual, deve ser usado um ferro de soldar com temperatura da ponta abaixo de 350°C e potência nominal abaixo de 25W. O tempo de contato por terminal não deve exceder 3 segundos. Um intervalo mínimo de 2 segundos deve ser deixado entre a soldagem de cada terminal. Reparos após a soldagem são desencorajados. Se inevitável, um ferro de soldar de dupla cabeça deve ser usado para aquecer simultaneamente ambos os terminais, e o potencial de dano deve ser avaliado previamente.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações da Bobina e Fita

Os componentes são fornecidos em fita carregadora em bobinas de 7 polegadas de diâmetro. Cada bobina contém 3000 peças. Dimensões detalhadas para a bobina e os compartimentos da fita carregadora são fornecidas, com tolerâncias padrão de ±0.1mm, salvo indicação em contrário.

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da bobina contém informações-chave: Número do Produto do Cliente (CPN), Número do Produto (P/N), Quantidade da Embalagem (QTY), Classificação de Intensidade Luminosa (CAT), Coordenadas de Cromaticidade & Classificação de Comprimento de Onda Dominante (HUE), Classificação de Tensão Direta (REF) e Número do Lote (LOT No). Esses dados são críticos para rastreabilidade e para garantir que o lote correto do componente seja usado na produção.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED é muito adequado para uma variedade de aplicações de indicação e retroiluminação devido ao seu tamanho pequeno, confiabilidade e saída vermelha brilhante. Usos comuns incluem retroiluminação para painéis de instrumentos e interruptores, indicadores de status e retroiluminação de teclado em dispositivos de telecomunicação (telefones, máquinas de fax), retroiluminação plana para LCDs, iluminação de interruptores e aplicações de indicador de propósito geral.

8.2 Considerações Críticas de Projeto

Limitação de Corrente:Um resistor limitador de corrente externo é obrigatório. O LED é um dispositivo acionado por corrente, e mesmo um pequeno aumento na tensão direta pode causar um grande aumento na corrente, potencialmente destrutivo. O valor do resistor deve ser calculado com base na tensão da fonte, na tensão direta do LED (considerando o lote de tensão) e na corrente operacional desejada (não excedendo 25 mA contínuos).
Gerenciamento Térmico:Embora a dissipação de potência seja baixa, garantir que o LED opere dentro de sua faixa de temperatura especificada é vital para a confiabilidade de longo prazo. Área adequada de cobre na PCB e ventilação devem ser consideradas em projetos de alta densidade ou alta temperatura ambiente.
Proteção contra ESD:Embora classificado para 2000V HBM, as precauções padrão de manuseio contra ESD devem ser seguidas durante a montagem e o manuseio.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

A principal vantagem do encapsulamento 19-21 em comparação com LEDs maiores do tipo lead-frame é sua pegada e altura significativamente reduzidas, permitindo maior densidade de empacotamento em PCBs e, em última análise, produtos finais menores. O uso da tecnologia AlGaInP proporciona alta eficiência e uma cor vermelha brilhante saturada. A conformidade com os padrões ambientais modernos (RoHS, REACH, Livre de Halogênio) é um diferencial chave, tornando-o adequado para mercados globais com requisitos regulatórios rigorosos. Sua compatibilidade com os processos padrão de refluxo por infravermelho e fase de vapor o alinha com as linhas de montagem SMT convencionais.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Posso acionar este LED sem um resistor em série?
R: Não. O LED deve ser acionado com uma fonte de corrente constante ou, mais comumente, uma fonte de tensão em série com um resistor limitador de corrente. Operá-lo diretamente a partir de uma fonte de tensão resultará em um fluxo de corrente descontrolado, levando à falha imediata.

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 potência óptica emitida é máxima. O comprimento de onda dominante (λd) é o comprimento de onda único da luz monocromática que corresponde à cor percebida do LED. λd é mais relevante para a especificação de cor em aplicações visuais.

P: Como interpreto os códigos de lote (ex.: R6C-AL2N1VY)?
R: O número de peça completo 19-21/R6C-AL2N1VY/3T codifica o tipo de encapsulamento, a tecnologia do chip e os lotes de desempenho. Embora a decodificação exata possa ser proprietária, o 'N1' tipicamente corresponde ao lote de intensidade luminosa, e outros caracteres se relacionam com os lotes de comprimento de onda e tensão especificados nas tabelas da ficha técnica.

P: Por que o tempo de armazenamento após abrir o saco é limitado a 7 dias?
R: A embalagem plástica dos componentes SMD pode absorver umidade do ar. Durante o alto calor da soldagem por refluxo, essa umidade retida pode vaporizar rapidamente, causando delaminação interna ou rachaduras ("efeito pipoca"). A vida útil de 7 dias é o período durante o qual a absorção de umidade permanece abaixo de um nível crítico para uma única passagem de refluxo.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Considere projetar um painel de indicador de status compacto para equipamentos industriais. O painel requer múltiplos LEDs vermelhos brilhantes espaçados próximos uns dos outros. A pequena pegada de 2.0x1.25mm do LED 19-21 permite um layout de alta densidade em uma área limitada de PCB. Ao especificar LEDs do mesmo lote de intensidade luminosa (ex.: N1) e do mesmo lote de comprimento de onda dominante (ex.: E6), o projetista pode garantir brilho e cor uniformes em todos os indicadores, proporcionando uma interface de usuário consistente e profissional. O amplo ângulo de visão de 100 graus garante que o indicador seja visível de vários ângulos. A compatibilidade do componente com a montagem automatizada reduz o custo de fabricação e melhora a confiabilidade em comparação com alternativas soldadas manualmente.

12. Introdução ao Princípio de Operação

Este LED é baseado em um chip semicondutor feito de Fosfeto de Alumínio Gálio Índio (AlGaInP). Quando uma tensão direta que excede o limite do dispositivo é aplicada, elétrons e lacunas são injetados na região ativa do semicondutor. Esses portadores de carga se recombinam, liberando energia na forma de fótons (luz). A composição específica das camadas de AlGaInP determina a energia da banda proibida do semicondutor, que dita diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, vermelho brilhante. A luz é emitida através da superfície superior do chip, que é encapsulada em uma resina epóxi transparente que também fornece proteção mecânica e ajuda a moldar o padrão de saída de luz.

13. Tendências e Contexto Tecnológico

O LED SMD 19-21 representa uma tecnologia de encapsulamento madura e confiável dentro da tendência mais ampla de miniaturização eletrônica. O desenvolvimento contínuo na tecnologia LED foca em aumentar a eficácia luminosa (mais saída de luz por watt elétrico), melhorar a reprodução de cores e permitir tamanhos de encapsulamento ainda menores. Embora tipos de encapsulamento mais novos, como encapsulamentos em escala de chip (CSP), ofereçam reduções adicionais de tamanho, o 19-21 permanece uma solução robusta, econômica e amplamente suportada para aplicações padrão de indicação. A ênfase em materiais livres de halogênio e em conformidade com o REACH reflete a mudança da indústria para processos de fabricação mais sustentáveis e ecologicamente corretos. A compatibilidade especificada com perfis de refluxo sem chumbo e de alta temperatura está alinhada com a transição global para soldas sem chumbo.