Ficha Técnica do LED SMD 19-217/S2C-AL1M2VY/3T - Laranja Brilhante - 5mA - 1.7-2.2V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 19-217/S2C-AL1M2VY/3T é um LED de montagem em superfície (SMD) projetado para aplicações eletrónicas modernas que requerem iluminação indicadora fiável, compacta e eficiente. Este componente utiliza tecnologia de semicondutor AlGaInP (Fosfeto de Alumínio, Gálio e Índio) para produzir uma saída de luz laranja brilhante. Os seus principais objetivos de design são a miniaturização, a compatibilidade com processos de montagem automatizados e a adesão a rigorosas normas ambientais e de segurança.

As vantagens centrais deste LED derivam do seu encapsulamento SMD. É significativamente mais pequeno do que os LEDs tradicionais do tipo "lead-frame", permitindo uma maior densidade de componentes nas placas de circuito impresso (PCBs). Isto leva a uma redução do tamanho geral da placa, minimiza os requisitos de espaço de armazenamento e, em última análise, contribui para o desenvolvimento de equipamentos finais mais pequenos e leves. A natureza leve do encapsulamento torna-o particularmente adequado para aplicações miniaturas e portáteis onde o espaço e o peso são restrições críticas.

O mercado-alvo para este produto é amplo, abrangendo eletrónica geral, dispositivos de consumo e equipamento industrial. Foi concebido para atender às necessidades dos projetistas que procuram uma solução indicadora laranja fiável, conforme com a RoHS e sem halogéneos, que possa ser integrada utilizando linhas padrão de tecnologia de montagem em superfície (SMT).

2. Análise Profunda das Especificações Técnicas

2.1 Características Eletro-Óticas

O desempenho eletro-ótico é especificado numa condição de teste padrão de temperatura ambiente (Ta) de 25°C e uma corrente direta (IF) de 5mA. Os parâmetros-chave definem a saída de luz e a qualidade da cor.

• Intensidade Luminosa (Iv):A potência radiante ajustada para a sensibilidade do olho humano. O valor típico não é especificado como um número único; em vez disso, o produto é classificado em bins (L1, L2, M1, M2) com valores mínimos que variam de 11,5 mcd a 22,5 mcd. O máximo para o bin mais alto (M2) é de 28,5 mcd. Aplica-se uma tolerância de ±11% à intensidade luminosa.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):Este é o ângulo no qual a intensidade luminosa é metade da intensidade a 0 graus (no eixo). Este LED apresenta um ângulo de visão muito amplo de 120 graus, tornando-o adequado para aplicações onde a luz precisa de ser visível a partir de uma ampla gama de perspetivas.
• Comprimento de Onda de Pico (λp):O comprimento de onda no qual a emissão espectral é máxima. O valor típico é de 611 nanómetros (nm), colocando-o firmemente na região laranja do espetro visível.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Este é o comprimento de onda único que o olho humano percebe como a cor da luz. Varia de 600,5 nm a 612,5 nm, com uma tolerância apertada de ±1 nm. O comprimento de onda dominante também é classificado em bins (D8 a D11).
• Largura de Banda Espectral (Δλ):A largura do espetro emitido a metade da sua potência máxima. O valor típico é de 17 nm, indicando uma emissão de cor relativamente pura, característica da tecnologia AlGaInP.

2.2 Parâmetros Elétricos

As características elétricas definem os limites operacionais e as condições para um desempenho fiável.

• Tensão Direta (VF):A queda de tensão no LED quando opera na corrente especificada. A IF=5mA, varia de um mínimo de 1,70V a um máximo de 2,20V, com uma tolerância de ±0,05V. Esta baixa tensão direta é vantajosa para dispositivos de baixa potência e alimentados por bateria. A tensão também é classificada em bins (códigos 19 a 23).
• Tensão Reversa (VR):A tensão máxima que pode ser aplicada na direção inversa sem danificar o dispositivo. A classificação absoluta máxima é de 5V.
• Corrente Reversa (IR):A corrente de fuga quando a tensão reversa máxima (5V) é aplicada. Tem um valor máximo de 10 µA.
• Corrente Direta (IF):A corrente operacional contínua recomendada é de 25 mA.
• Corrente Direta de Pico (IFP):Para operação pulsada (ciclo de trabalho 1/10 a 1 kHz), o LED pode suportar uma corrente de pico de até 60 mA.

2.3 Classificações Térmicas e Máximas Absolutas

Estas classificações definem os limites ambientais e de tensão além dos quais pode ocorrer dano permanente.

• Dissipação de Potência (Pd):A dissipação de potência máxima permitida é de 60 mW.
• Temperatura de Operação (Topr):A gama de temperatura ambiente para operação fiável é de -40°C a +85°C.
• Temperatura de Armazenamento (Tstg):A gama de temperatura para armazenamento não operacional é de -40°C a +90°C.
• Descarga Eletrostática (ESD):O dispositivo pode suportar 2000V utilizando o Modelo do Corpo Humano (HBM), que é um nível padrão de proteção para manuseamento num ambiente controlado para ESD.
• Temperatura de Soldadura:O encapsulamento é compatível com soldadura por refluxo e soldadura manual.
  • Soldadura por Refluxo: Temperatura de pico máxima de 260°C por até 10 segundos.
  • Soldadura Manual: Temperatura da ponta do ferro até 350°C por um máximo de 3 segundos por terminal.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir a consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a requisitos específicos da aplicação.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os LEDs são categorizados em quatro bins (L1, L2, M1, M2) com base na sua intensidade luminosa medida a 5mA. Isto permite a seleção para aplicações que requerem diferentes níveis de brilho, mantendo um desempenho previsível.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

A cor (matiz) é rigorosamente controlada através de quatro bins de comprimento de onda (D8, D9, D10, D11), cada um cobrindo uma gama de 3nm de 600,5nm a 612,5nm. Isto garante a consistência visual da cor em múltiplas unidades numa montagem.

3.3 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é classificada em cinco bins (19 a 23), cada um abrangendo uma gama de 0,1V de 1,70V a 2,20V. Isto é particularmente útil para projetistas que precisam de gerir com precisão o design da fonte de alimentação e os cálculos da resistência limitadora de corrente, especialmente em grandes matrizes onde a queda de tensão pode ser uma preocupação.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na ficha técnica, as suas implicações podem ser descritas com base no comportamento padrão do LED e nos parâmetros fornecidos.

Acurva Corrente vs. Tensão (I-V)mostraria a relação exponencial típica de um díodo. A gama de tensão direta especificada (1,7-2,2V a 5mA) indica o "joelho" desta curva. Operar significativamente acima de 5mA exigiria uma tensão direta mais alta, subindo na inclinação exponencial. Isto sublinha a importância de usar uma resistência limitadora de corrente ou um driver de corrente constante, pois um pequeno aumento na tensão pode causar um grande aumento, potencialmente destrutivo, na corrente.

Acurva Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta (L-I)é geralmente linear numa determinada gama. Operar na corrente contínua máxima (25mA) produziria uma saída de luz significativamente mais alta do que na corrente de teste de 5mA, mas também aumentaria a dissipação de potência e a temperatura da junção, que devem ser geridas através de um design térmico adequado da PCB.

Ascaracterísticas de Dependência da Temperaturasão críticas. Para LEDs de AlGaInP, a intensidade luminosa tipicamente diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Embora a curva exata de derating não seja fornecida, a ampla gama de temperatura de operação (-40°C a +85°C) confirma a robustez do dispositivo. Os projetistas devem considerar a queda de intensidade em ambientes de alta temperatura. A tensão direta também tem um coeficiente de temperatura negativo, o que significa que diminui ligeiramente à medida que a temperatura aumenta.

Acurva de Distribuição Espectralmostraria um único pico relativamente estreito centrado em torno de 611 nm (típico), com a largura de banda de 17 nm a definir a sua largura. Isto confirma a natureza monocromática da saída, adequada para aplicações que requerem uma cor laranja específica e saturada.

5. Informação Mecânica e do Encapsulamento

O LED 19-217 vem num encapsulamento SMD padrão. As dimensões exatas são fornecidas num desenho detalhado dentro da ficha técnica, com tolerâncias padrão de ±0,1mm salvo indicação em contrário. As características mecânicas-chave incluem:

• Contorno do Encapsulamento:O desenho especifica o comprimento, largura e altura do corpo do LED, bem como as dimensões e espaçamento dos terminais soldáveis (pads).
• Design dos Pads:A pegada na PCB deve corresponder ao layout de pad recomendado para garantir uma soldadura adequada, estabilidade mecânica e, potencialmente, alguma dissipação de calor.
• Identificação de Polaridade:O desenho da ficha técnica indica claramente os terminais do ânodo e do cátodo. A polaridade correta é essencial para o funcionamento do dispositivo. Tipicamente, um pad pode estar marcado ou ter uma forma diferente (por exemplo, um entalhe ou um canto chanfrado no próprio encapsulamento do LED) para indicar o cátodo.
• Material:A cor da lente (resina) é especificada como "Água Clara", o que significa que a luz laranja é emitida através de um encapsulante transparente, o que contribui para o amplo ângulo de visão de 120 graus.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

O manuseamento e soldadura adequados são cruciais para a fiabilidade. O LED é fornecido em embalagem resistente à humidade (fita em carretel) compatível com equipamento automático de pick-and-place.

6.1 Parâmetros de Soldadura por Refluxo

É recomendado um perfil de soldadura por refluxo sem chumbo (Pb-free). O perfil inclui:

• Pré-aquecimento:Rampa do ambiente para 150-200°C ao longo de 60-120 segundos.
• Mergulho/Refluxo:O tempo acima do líquido (217°C) deve ser de 60-150 segundos. A temperatura de pico não deve exceder 260°C, e o tempo a ou acima de 255°C deve ser limitado a um máximo de 30 segundos.
• Arrefecimento:A taxa máxima de arrefecimento deve ser de 6°C por segundo.

Nota Crítica:A soldadura por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes na mesma montagem de LED para evitar danos por tensão térmica.

6.2 Armazenamento e Sensibilidade à Humidade

Os componentes são embalados num saco de barreira à humidade com dessecante.

• Antes de Abrir:Armazenar a ≤30°C e ≤90% de Humidade Relativa (HR).
• Após Abrir:A "vida útil no chão de fábrica" (tempo que os componentes podem ser expostos ao ar ambiente da fábrica) é de 1 ano a ≤30°C e ≤60% HR. As peças não utilizadas devem ser reembaladas em embalagem à prova de humidade.
• Secagem:Se o dessecante indicar saturação ou se o tempo de armazenamento for excedido, é necessária uma secagem a 60±5°C durante 24 horas antes do refluxo para evitar fissuras tipo "pipoca" durante a soldadura.

6.3 Soldadura Manual e Retrabalho

Se for necessária soldadura manual:

• Utilize um ferro de soldar com temperatura da ponta ≤350°C.
• Limite o tempo de contacto a ≤3 segundos por terminal.
• Use um ferro com potência nominal ≤25W.
• Permita um intervalo mínimo de 2 segundos entre soldar cada terminal.

O retrabalho é fortemente desencorajado.Se for absolutamente inevitável, deve ser utilizado um ferro de soldar de dupla cabeça especializado para aquecer simultaneamente ambos os terminais e levantar o componente sem aplicar tensão mecânica. O impacto nas características do LED deve ser verificado após qualquer retrabalho.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

A embalagem de envio padrão é uma fita transportadora de 8mm de largura enrolada num carretel de 7 polegadas de diâmetro. Cada carretel contém 3000 peças.

O carretel e a fita transportadora têm dimensões específicas fornecidas nos desenhos da ficha técnica para garantir compatibilidade com equipamento de montagem automatizado.

A etiqueta da embalagem contém informações críticas para rastreabilidade e aplicação correta:

• CPN:Número de Produto do Cliente (se atribuído).
• P/N:O número de peça do fabricante (19-217/S2C-AL1M2VY/3T).
• QTY:Quantidade de embalagem (3000 pçs/carretel).
• CAT:Código do bin de Intensidade Luminosa (ex., L1, M2).
• HUE:Código do bin de Comprimento de Onda Dominante (ex., D9, D11).
• REF:Código do bin de Tensão Direta (ex., 20, 22).
• LOT No:Número do lote de fabrico para rastreabilidade.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Retroiluminação:Ideal para retroiluminar ícones de painel de instrumentos, interruptores de membrana e painéis de controlo onde um amplo ângulo de visão é benéfico.
• Equipamento de Telecomunicações:Serve como indicadores de estado, luzes de mensagem em espera ou retroiluminação de teclado em telefones, máquinas de fax e hardware de rede.
• Retroiluminação de Painéis LCD:Pode ser usado para retroiluminação plana, iluminada lateralmente, em pequenos ecrãs LCD monocromáticos ou para iluminar símbolos específicos.
• Uso Geral como Indicador:Indicadores de ligado, seletores de modo, sinais de alarme e luzes de estado numa vasta gama de produtos eletrónicos de consumo e industriais.

8.2 Considerações Críticas de Design

1. Limitação de Corrente é Obrigatória:Uma resistência limitadora de corrente externa deve ser sempre usada em série com o LED. A tensão direta tem tolerância e um coeficiente de temperatura negativo. Um ligeiro aumento na tensão de alimentação ou uma diminuição na VF devido ao aquecimento pode causar um grande e destrutivo surto de corrente se não for devidamente limitado. O valor da resistência (R) é calculado como R = (V_alimentação - VF_LED) / I_desejada.
2. Gestão Térmica:Embora o encapsulamento seja pequeno, a dissipação de potência máxima de 60mW deve ser respeitada. Operar a correntes altas (ex., 25mA) gera calor. O layout da PCB deve fornecer uma área de cobre adequada em torno dos pads do LED para atuar como dissipador de calor, especialmente em ambientes de alta temperatura ambiente ou quando múltiplos LEDs estão agrupados.
3. Precauções ESD:Embora classificado para 2000V HBM, os procedimentos padrão de manuseamento ESD devem ser seguidos durante a montagem e manuseamento para prevenir danos latentes.
4. Design Ótico:O ângulo de visão de 120 graus fornece um padrão de emissão muito amplo e difuso. Para aplicações que requerem um feixe mais focado, pode ser necessária uma lente externa ou guia de luz.
5. Forma de Onda para Operação Pulsada:Se usar a corrente direta de pico (60mA) em modo pulsado, garanta que o ciclo de trabalho não excede 10% e a frequência é de 1kHz conforme especificado. A corrente média ainda deve estar dentro da classificação contínua de 25mA.

9. Conformidade e Normas Ambientais

Este produto foi concebido para cumprir as principais regulamentações ambientais e de segurança globais, o que é uma vantagem significativa para o acesso ao mercado.

• Conforme com a RoHS:O produto está livre de substâncias perigosas restritas de acordo com a diretiva da UE de Restrição de Substâncias Perigosas.
• Sem Chumbo:Os acabamentos e materiais de soldadura não contêm chumbo.
• Conformidade com o REACH da UE:Adere ao regulamento de Registo, Avaliação, Autorização e Restrição de Produtos Químicos.
• Sem Halogéneos:Atende a limites rigorosos no conteúdo de bromo (Br) e cloro (Cl): Br < 900 ppm, Cl < 900 ppm, e Br+Cl < 1500 ppm. Isto é importante para reduzir emissões tóxicas em caso de incêndio.

10. Restrições de Aplicação e Nota de Fiabilidade

É explicitamente declarado que este produto, conforme especificado nesta ficha técnica, não se destina a aplicações de alta fiabilidade ou críticas para a segurança sem consulta prévia. Isto inclui:

• Sistemas militares e aeroespaciais.
• Sistemas de segurança automóvel (ex., controlos de airbag, luzes de travagem).
• Equipamento médico de suporte de vida ou diagnóstico crítico.

Para tais aplicações, podem ser necessários diferentes graus de produto com testes mais extensos, gamas de temperatura mais amplas e garantias de vida útil mais longas. A especificação garante a qualidade e o desempenho do LED como um componente individual nas condições de teste definidas. Utilizar o produto fora destes limites especificados anula esta garantia.

11. Introdução ao Princípio Técnico

O LED 19-217 é baseado em material semicondutor AlGaInP (Fosfeto de Alumínio, Gálio e Índio) cultivado num substrato. Quando uma tensão direta é aplicada, eletrões e lacunas são injetados na região ativa da junção semicondutora. A sua recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga AlGaInP determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda (cor) da luz emitida. Neste caso, a composição é ajustada para produzir fotões no espetro laranja (~611 nm). O encapsulante de resina epóxi "água clara" protege o chip semicondutor, atua como uma lente para moldar a saída de luz (atingindo o padrão de 120 graus) e fornece proteção mecânica e ambiental. O encapsulamento de montagem em superfície apresenta dois terminais metálicos (ânodo e cátodo) que são soldados diretamente à PCB, eliminando a necessidade de furos passantes e fios.

12. Perguntas Comuns Baseadas em Parâmetros Técnicos

1. P: Que resistência preciso para uma alimentação de 5V?R: Usando o pior caso de VF máximo de 2,2V e uma corrente desejada de 5mA: R = (5V - 2,2V) / 0,005A = 560 Ohms. Usando uma resistência padrão de 560Ω, a corrente real variaria de ~5mA (se VF=2,2V) a ~5,9mA (se VF=1,7V). Uma resistência de 470Ω também é comum, fornecendo um brilho ligeiramente mais alto, mas garantindo que a corrente permanece abaixo de 25mA mesmo com VF mínimo.
2. P: Posso acioná-lo diretamente a partir de um pino de um microcontrolador?R: Possivelmente, mas com cautela. Um pino típico de um MCU pode fornecer/absorver 20-25mA, o que está no limite absoluto máximo do LED. Isto não deixa margem e sobrecarrega tanto o MCU como o LED. É sempre melhor usar o pino do MCU para acionar um transistor (ex., um MOSFET) que depois controla a corrente do LED.
3. P: Porque é que o ângulo de visão é tão amplo?R: O encapsulante em forma de cúpula "água clara" atua como uma lente que refrata a luz do pequeno chip semicondutor sobre uma área muito ampla. Isto é ideal para aplicações indicadoras onde o LED precisa de ser visto de muitos ângulos.
4. P: O que significa o código de bin "S2C-AL1M2VY/3T"?R: Este é o código interno de produto do fabricante. Provavelmente codifica atributos específicos como tipo de encapsulamento (SMD), tecnologia do chip (AlGaInP), cor (Laranja/Amarelo), bin de brilho e outras variantes de fabrico. A decodificação exata é proprietária, mas os parâmetros de desempenho-chave estão totalmente definidos nas tabelas da ficha técnica.
5. P: Quanto tempo durará o LED?R: Embora uma vida útil específica L70/L50 (horas até 70% ou 50% do brilho inicial) não seja fornecida nesta ficha técnica, os LEDs de AlGaInP são conhecidos por tempos de vida operacional muito longos (frequentemente dezenas de milhares de horas) quando operados dentro dos seus limites elétricos e térmicos especificados. O principal mecanismo de degradação da vida útil é uma diminuição gradual da saída luminosa devido a defeitos no material semicondutor e no encapsulamento sob tensão de alta temperatura e corrente.