Ficha Técnica do LED SMD 19-223/R7G6C-A01/2T - Pacote 2.0x1.25x0.8mm - Tensão 2.0-2.4V - Multicor - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 19-223 é um LED SMD (Dispositivo de Montagem em Superfície) multicor e compacto, projetado para aplicações eletrónicas modernas que exigem alta densidade de embalagem e desempenho confiável. Este componente representa um avanço significativo em relação aos LEDs tradicionais com terminais, permitindo o desenvolvimento de produtos finais menores, mais leves e mais eficientes.

1.1 Vantagens Principais e Posicionamento do Produto

A principal vantagem do LED SMD 19-223 é a sua pegada minúscula. O seu tamanho significativamente reduzido em comparação com componentes com terminais permite projetos de placa de circuito impresso (PCB) menores, maior densidade de componentes, redução dos requisitos de espaço de armazenamento e, por fim, a criação de equipamentos mais compactos. A sua construção leve torna-o ainda ideal para aplicações portáteis e miniaturas onde o peso é um fator crítico.

1.2 Mercados-Alvo e Aplicações

Este LED é versátil e visa várias áreas de aplicação-chave:

• Automotivo e Instrumentação:Retroiluminação para indicadores e interruptores do painel de instrumentos.
• Telecomunicações:Indicadores de estado e retroiluminação em telefones, máquinas de fax e outros dispositivos de comunicação.
• Eletrónica de Consumo:Retroiluminação plana para ecrãs de cristais líquidos (LCD), iluminação de interruptores e iluminação de símbolos.
• Indicação de Propósito Geral:Uma solução confiável para uma ampla gama de necessidades de indicação de estado em várias indústrias.

2. Análise Detalhada das Especificações Técnicas

Esta secção fornece uma análise objetiva e detalhada dos principais parâmetros técnicos do LED, conforme definido na ficha técnica.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. O funcionamento sob ou nestas condições não é garantido.

• Tensão Reversa (V_R):5V. Este é um valor relativamente baixo, enfatizando que este LED não foi projetado para operação em polarização reversa e requer proteção em circuitos onde possa ocorrer tensão reversa.
• Corrente Direta Contínua (I_F):25 mA para ambos os chips R7 (Vermelho Escuro) e G6 (Amarelo Verde Brilhante).
• Corrente Direta de Pico (I_FP):60 mA (ciclo de trabalho 1/10 @ 1kHz). Isto permite pulsos breves de corrente mais alta, úteis para multiplexação ou para alcançar brilho instantâneo mais elevado.
• Dissipação de Potência (P_d):60 mW. Este parâmetro, combinado com a tensão direta, dita a corrente direta máxima sustentável sob determinadas condições térmicas.
• Descarga Eletrostática (ESD) Modelo do Corpo Humano (HBM):2000V. Isto indica um nível moderado de robustez à ESD, mas ainda são necessárias precauções padrão de manuseio de ESD durante a montagem.
• Temperatura de Operação e Armazenamento:-40°C a +85°C (operação), -40°C a +90°C (armazenamento). Esta ampla gama garante fiabilidade em ambientes adversos.
• Temperatura de Soldagem:Compatível com soldagem por refluxo (pico de 260°C por 10 seg máx.) e soldagem manual (350°C por 3 seg máx.).

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a Ta=25°C e I_F=20mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (I_v):18,0 - 72,0 mcd (Intervalo Mín - Máx). O valor típico situa-se dentro desta faixa de classificação (ver Secção 3). Aplica-se uma tolerância de ±11%.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):130 graus (típico). Este amplo ângulo de visão é adequado para aplicações que requerem visibilidade ampla.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p):R7: 639 nm (típico), G6: 575 nm (típico). Define o pico espectral da luz emitida.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):R7: 631 nm (típico), G6: 573 nm (típico). Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano, intimamente relacionado com a cor.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):20 nm (típico) para ambos. Indica a pureza espectral da cor emitida.
• Tensão Direta (V_F):2,00V (típico), 2,40V (máx). Esta baixa tensão direta é benéfica para dispositivos de baixa potência e alimentados por bateria.
• Corrente Reversa (I_R):10 μA (máx) a V_R=5V.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

A saída luminosa dos LEDs varia de unidade para unidade. Um sistema de classificação (binning) é utilizado para categorizar as peças com base em parâmetros-chave de desempenho.

3.1 Classificação de Intensidade Luminosa

Ambos os chips R7 e G6 são classificados em três faixas de intensidade (M, N, P) quando alimentados a I_F=20mA:

• Faixa M:18,0 - 28,5 mcd
• Faixa N:28,5 - 45,0 mcd
• Faixa P:45,0 - 72,0 mcd

Isto permite aos projetistas selecionar LEDs com níveis de brilho consistentes para a sua aplicação, garantindo uma aparência uniforme em matrizes com múltiplos LEDs.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece curvas características típicas que são cruciais para compreender o comportamento do LED sob diferentes condições de operação.

4.1 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

A curva mostra uma relação não linear. Embora a intensidade geralmente aumente com a corrente, a eficiência (lúmens por watt) pode diminuir a correntes mais altas devido ao aumento da geração de calor. Operar perto da corrente contínua máxima (25mA) requer um cuidadoso gerenciamento térmico.

4.2 Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente

A intensidade luminosa diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. Esta derivação térmica é uma consideração crítica de projeto, especialmente para aplicações em ambientes de alta temperatura ou onde o LED é alimentado com correntes elevadas. A curva de derivação da corrente direta fornece a corrente máxima permitida a temperaturas elevadas para evitar exceder o limite de dissipação de potência.

4.3 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)

Esta curva exponencial é fundamental. O LED começa a conduzir e a emitir luz a uma tensão de limiar específica (~1,8V para estes dispositivos). Um pequeno aumento na tensão além deste ponto causa um grande aumento na corrente. Isto sublinha a necessidade de usar um resistor limitador de corrente ou um driver de corrente constante para evitar a fuga térmica.

4.4 Distribuição Espectral

Os gráficos mostram a distribuição espectral de potência relativa. O chip R7 emite na região do vermelho (~639nm de pico), enquanto o chip G6 emite na região do amarelo-verde (~575nm de pico). A largura de banda de 20nm indica cores moderadamente saturadas.

4.5 Diagrama de Radiação

O diagrama polar confirma o ângulo de visão de 130 graus, mostrando um padrão de emissão quase Lambertiano onde a intensidade é máxima a 0° (perpendicular ao chip) e diminui em direção às bordas.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Pacote

O LED possui um pacote SMD compacto. As dimensões-chave (em mm, tolerância ±0,1mm salvo indicação) incluem um tamanho do corpo de aproximadamente 2,0mm de comprimento, 1,25mm de largura e 0,8mm de altura. A ficha técnica fornece um desenho dimensional detalhado incluindo o layout dos terminais, o que é essencial para o projeto da pegada no PCB.

5.2 Identificação da Polaridade

O cátodo é tipicamente identificado por uma marcação na embalagem ou por um canto chanfrado, conforme mostrado no diagrama dimensional. A polaridade correta deve ser observada durante a montagem.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O componente é compatível com processos de refluxo por infravermelhos e fase de vapor. O perfil recomendado sem chumbo inclui: uma fase de pré-aquecimento (150-200°C por 60-120s), um tempo acima do líquido (217°C por 60-150s), uma temperatura de pico máxima de 260°C por no máximo 10 segundos, e taxas de arrefecimento controladas. O refluxo não deve ser realizado mais de duas vezes.

6.2 Armazenamento e Sensibilidade à Umidade

Os LEDs são embalados em sacos resistentes à humidade com dessecante. As precauções são críticas:

• Não abra o saco até estar pronto para usar.
• Após a abertura, use dentro de 168 horas (7 dias) se armazenado a ≤30°C e ≤60% de HR.
• Se o tempo de exposição for excedido, é necessário um tratamento de secagem (60±5°C durante 24 horas) antes da soldagem para evitar danos de "pipocagem" durante o refluxo.

6.3 Precauções de Projeto

• Limitação de Corrente:Um resistor externo em série é obrigatório para definir a corrente de operação. A curva I-V íngreme significa que um ligeiro aumento de tensão pode causar uma sobrecarga de corrente destrutiva.
• Tensão Mecânica:Evite aplicar tensão ao corpo do LED durante a soldagem ou manuseio da placa. Não deforme o PCB após a montagem.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

O produto é fornecido em fita de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, compatível com equipamento automático padrão de pick-and-place. Cada bobina contém 2000 peças. Dimensões detalhadas da fita transportadora e da bobina são fornecidas na ficha técnica.

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da bobina inclui códigos para:

• Número do Produto (P/N)
• Quantidade de Embalagem (QTY)
• Classificação de Intensidade Luminosa (CAT)
• Classificação de Cromaticidade e Comprimento de Onda Dominante (HUE)
• Classificação de Tensão Direta (REF)
• Número do Lote (LOT No.)

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

O circuito de acionamento mais básico consiste numa fonte de tensão (V_CC), um resistor limitador de corrente (R_S), e o LED em série. R_S= (V_CC- V_F) / I_F. Para um brilho estável com variações de temperatura e tensão de alimentação, recomenda-se um driver de corrente constante.

8.2 Gerenciamento Térmico

Embora pequena, a dissipação de potência (até 60mW) deve ser considerada. Garanta uma área de cobre adequada no PCB conectada ao terminal térmico do LED (se aplicável) ou ao plano de terra circundante para atuar como dissipador de calor, especialmente quando operar a altas temperaturas ambientes ou altas correntes.

8.3 Projeto Óptico

O amplo ângulo de visão de 130 graus pode exigir ópticas secundárias (lentes, guias de luz) se for necessário um feixe mais focado. A cor da resina transparente da embalagem é adequada para aplicações onde se deseja a verdadeira cor do chip.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O LED 19-223 diferencia-se pela combinação de um fator de forma muito pequeno, disponibilidade em duas cores distintas (vermelho e amarelo-verde) a partir da mesma pegada de embalagem, e conformidade com normas ambientais modernas (RoHS, REACH, Sem Halogéneos). Em comparação com LEDs maiores, permite uma economia significativa de espaço. O uso de material AlGaInP para ambas as cores proporciona uma boa eficiência luminosa.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Por que é absolutamente necessário um resistor limitador de corrente?

R: A tensão direta é relativamente estável, mas a corrente aumenta exponencialmente com pequenos aumentos de tensão acima do limiar. Sem um resistor, a corrente pode rapidamente exceder a classificação máxima (25mA) e destruir o LED.

P: Posso alimentar este LED com uma fonte lógica de 3,3V ou 5V?

R: Sim, mas deve calcular o resistor em série apropriado. Por exemplo, com uma alimentação de 3,3V e um I_Falvo de 20mA, usando um V_Ftípico de 2,0V: R = (3,3V - 2,0V) / 0,020A = 65 Ohms. Um resistor padrão de 68 Ohm seria adequado.

P: O que significa a "tolerância de ±11%" na intensidade luminosa para o meu projeto?

R: Significa que LEDs individuais, mesmo da mesma faixa, podem variar em brilho até 11% em relação ao valor nominal da faixa. Para aplicações que requerem aparência uniforme (ex.: matrizes de retroiluminação), pode ser necessário selecionar faixas mais apertadas ou implementar calibração de corrente.

11. Estudo de Caso Prático de Projeto

Cenário:Projetar um painel de indicador de estado compacto com quatro LEDs (dois vermelhos, dois verdes) para um dispositivo portátil alimentado por uma bateria de iões de lítio de 3,7V.

Passos do Projeto:

1. Seleção da Corrente:Escolha I_F= 15 mA para um equilíbrio entre bom brilho e menor consumo de energia, prolongando a vida útil da bateria.
2. Cálculo do Resistor:Assumindo o pior caso V_F= 2,4V. R_S= (3,7V - 2,4V) / 0,015A ≈ 86,7 Ohms. Use um resistor padrão de 91 Ohm ou 100 Ohm.
3. Layout do PCB:Posicione os LEDs com a polaridade correta. Inclua uma pequena área de cobre conectada aos terminais do cátodo para auxiliar na dissipação de calor.
4. Verificação Térmica:Potência por LED: P = V_F* I_F≈ 2,0V * 0,015A = 30mW, bem abaixo do máximo de 60mW. Total para quatro LEDs é 120mW, o que é gerível numa placa pequena.
5. Armazenamento/Montagem:Agende a montagem do PCB para usar as bobinas de LED dentro de 7 dias após a abertura dos sacos à prova de humidade.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Os Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz através da eletroluminescência. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, os eletrões do material tipo n recombinam-se com as lacunas do material tipo p na região ativa. Este processo de recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz emitida é determinado pela energia da banda proibida do material semicondutor utilizado. O 19-223 utiliza sistemas de materiais AlGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio), que são emissores eficientes no espectro do vermelho ao amarelo-verde.

13. Tendências Tecnológicas

A evolução dos LEDs SMD como o 19-223 segue várias tendências claras da indústria: miniaturização contínua para permitir produtos finais cada vez menores, melhorias na eficácia luminosa (mais saída de luz por watt de entrada elétrica), maior fiabilidade e longevidade, e estrita adesão a regulamentos ambientais (sem halogéneos, RoHS). A tendência para embalagens de maior densidade impulsiona avanços no gerenciamento térmico ao nível do pacote e em sistemas de classificação mais precisos para garantir consistência de cor e brilho na fabricação automatizada de alto volume.