Ficha Técnica do LED SMD 19-213/R6C-AP1Q2B/3T - Vermelho Brilhante - 20mA - 2.35V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 19-213 é um LED de montagem em superfície (SMD) projetado para uma ampla gama de aplicações de indicação e retroiluminação. Utilizando tecnologia de chip AlGaInP, emite uma cor vermelha brilhante. Seu encapsulamento SMD compacto oferece vantagens significativas no design eletrônico moderno, incluindo redução do espaço na placa, maior densidade de componentes e adequação para processos de montagem automatizados, tornando-o ideal para produção em grande volume e miniaturizada.

1.1 Vantagens Principais e Posicionamento

A principal vantagem deste componente é seu tamanho minúsculo, que contribui diretamente para tamanhos finais de produto menores e requisitos de armazenamento reduzidos. É totalmente compatível com os processos padrão de soldagem por refluxo infravermelho e por fase de vapor, alinhando-se com linhas de montagem de PCB modernas e eficientes. O produto está em conformidade com os principais regulamentos ambientais: é livre de chumbo (Pb), compatível com RoHS, compatível com REACH e atende aos padrões livres de halogênio (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Isso o torna adequado para mercados globais com controles ambientais rigorosos. Sua construção leve aprimora ainda mais seu uso em aplicações portáteis e miniaturizadas.

1.2 Mercado-Alvo e Aplicações

Este LED é direcionado para eletrônicos de consumo, controles industriais e aplicações automotivas de interior. Casos de uso específicos incluem:

• Retroiluminação para painéis de instrumentos, interruptores e painéis de controle.
• Indicadores de status e retroiluminação de teclado em dispositivos de telecomunicações, como telefones e máquinas de fax.
• Retroiluminação plana para displays LCD, símbolos e sinalização.
• Aplicações de indicação de propósito geral em vários dispositivos eletrônicos.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Compreender os limites elétricos e ópticos é fundamental para um projeto de circuito confiável e para garantir o desempenho a longo prazo.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação deve sempre ser mantida dentro desses limites.

• Tensão Reversa (V_R):5 V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura da junção.
• Corrente Direta Contínua (I_F):25 mA. A corrente de operação recomendada é de 20 mA; 25 mA é o máximo absoluto.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):60 mA. Isto é permitido apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10 @ 1 kHz) e não deve ser usado para operação em CC.
• Dissipação de Potência (P_d):60 mW. Esta é a potência máxima que o encapsulamento pode dissipar a 25°C de temperatura ambiente.
• Descarga Eletrostática (ESD) - Modelo Corpo Humano (HBM):2000 V. Procedimentos adequados de manuseio contra ESD são necessários durante a montagem e o manuseio.
• Temperatura de Operação (T_opr):-40 a +85 °C. O dispositivo é classificado para faixas de temperatura industriais.
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40 a +90 °C.
• Temperatura de Soldagem:A temperatura de pico da soldagem por refluxo não deve exceder 260°C por 10 segundos. Para soldagem manual, a temperatura da ponta do ferro deve ser <350°C por <3 segundos por terminal.

2.2 Características Eletro-Ópticas (T_a=25°C)

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos na condição de teste padrão de 20 mA de corrente direta.

• Intensidade Luminosa (I_v):45 - 112 mcd (milicandelas). A ampla faixa é gerenciada através de um sistema de classificação (ver Seção 3).
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):120 graus (típico). Este amplo ângulo de visão o torna adequado para aplicações onde a visibilidade de vários ângulos é importante.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p):632 nm (típico). Este é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):617,5 - 633,5 nm. Isto define a cor percebida da luz e também está sujeito à classificação.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):20 nm (típico). Isto indica a pureza espectral da emissão vermelha.
• Tensão Direta (V_F):1,75 - 2,35 V em I_F=20mA. Um resistor limitador de corrente deve ser usado em série com o LED para definir a corrente de operação com base na tensão de alimentação e na V_Fespecífica do LED (que varia conforme a classificação).
• Corrente Reversa (I_R):< 10 µA em V_R=5V.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

Para garantir cor e brilho consistentes na produção, os LEDs são classificados em lotes (bins) com base em parâmetros-chave. O 19-213 utiliza um sistema de classificação tridimensional.

3.1 Classificação por Intensidade Luminosa

Os LEDs são categorizados em quatro lotes (P1, P2, Q1, Q2) com base em sua intensidade luminosa medida a 20 mA. Isto permite que os projetistas selecionem o nível de brilho apropriado para sua aplicação, garantindo consistência visual entre múltiplas unidades.

• P1:45 - 57 mcd
• P2:57 - 72 mcd
• Q1:72 - 90 mcd
• Q2:90 - 112 mcd

3.2 Classificação por Comprimento de Onda Dominante

A cor (matiz) é controlada classificando os LEDs em quatro lotes de comprimento de onda (E4, E5, E6, E7). Isto é crucial para aplicações onde a correspondência de cor entre múltiplos LEDs é importante.

• E4:617,5 - 621,5 nm
• E5:621,5 - 625,5 nm
• E6:625,5 - 629,5 nm
• E7:629,5 - 633,5 nm

3.3 Classificação por Tensão Direta

A tensão direta é classificada em três lotes (0, 1, 2). Conhecer o lote de V_Fé essencial para o cálculo preciso do resistor limitador de corrente, especialmente em aplicações alimentadas por bateria onde a eficiência é crítica.

• 0:1,75 - 1,95 V
• 1:1,95 - 2,15 V
• 2:2,15 - 2,35 V

O número de peça completo 19-213/R6C-AP1Q2B/3T inclui códigos que especificam essas seleções de lote, permitindo uma especificação precisa do componente.

4. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

4.1 Dimensões do Encapsulamento e Polaridade

O LED é acondicionado em um encapsulamento SMD padrão. O cátodo está marcado no corpo do dispositivo. Desenhos dimensionais detalhados são fornecidos na ficha técnica, com tolerâncias críticas de ±0,1mm. Os projetistas devem aderir ao padrão de pistas (land pattern) recomendado para a PCB para garantir soldagem e alinhamento adequados.

4.2 Especificações de Embalagem

Os componentes são fornecidos em fita transportadora de 8mm de largura enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro. Cada bobina contém 3000 peças. A embalagem inclui medidas à prova de umidade: a bobina é colocada dentro de um saco à prova de umidade de alumínio junto com um dessecante e uma etiqueta indicadora. Isto é essencial para componentes sensíveis à absorção de umidade antes da soldagem.

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio e soldagem adequados são vitais para prevenir danos e garantir confiabilidade.

5.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

É especificado um perfil de refluxo sem chumbo (Pb-free). Os parâmetros-chave incluem:

• Pré-aquecimento entre 150-200°C por 60-120 segundos.
• Tempo acima do líquido (217°C): 60-150 segundos.
• Temperatura de pico: 260°C no máximo, mantida por não mais que 10 segundos.
• Taxa máxima de aquecimento: 6°C/seg; taxa máxima de resfriamento: 3°C/seg.

A soldagem por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes no mesmo LED.

5.2 Precauções para Soldagem Manual

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

• Use um ferro de soldar com temperatura da ponta inferior a 350°C.
• Limite o tempo de soldagem por terminal a 3 segundos ou menos.
• Use um ferro com potência nominal de 25W ou menos.
• Permita um intervalo de resfriamento de pelo menos 2 segundos entre soldar cada terminal.

5.3 Sensibilidade à Umidade e Armazenamento

Este componente é sensível à umidade. Siga as seguintes condições de armazenamento:

• Antes de abrir:Armazene a ≤ 30°C e ≤ 90% de Umidade Relativa (UR).
• Após abrir:A "vida útil no chão de fábrica" é de 1 ano sob ≤ 30°C e ≤ 60% UR. LEDs não utilizados devem ser resselados em um saco à prova de umidade com dessecante novo.
• Secagem (Baking):Se o indicador de dessecante mostrar saturação ou o tempo de armazenamento for excedido, seque os LEDs a 60 ± 5°C por 24 horas antes do uso.

6. Considerações para Projeto de Aplicação

6.1 Projeto do Circuito

Limitação de Corrente é Obrigatória:Um resistor externo em série é absolutamente necessário para definir a corrente direta. A característica V-I do LED é exponencial; um pequeno aumento na tensão pode causar um grande aumento destrutivo na corrente. O valor do resistor (R) é calculado como R = (V_fonte- V_F) / I_F. Sempre use a V_Fmáxima do lote ou da ficha técnica para um projeto conservador que garanta que I_Fnunca exceda 20 mA nas piores condições.

6.2 Gerenciamento Térmico

Embora a dissipação de potência seja baixa (60 mW máx.), um layout adequado da PCB pode aumentar a longevidade. Garanta área de cobre adequada ao redor dos terminais do LED para atuar como dissipador de calor, especialmente se operando em altas temperaturas ambientes ou próximo da corrente máxima.

6.3 Projeto Óptico

O ângulo de visão de 120 graus fornece emissão ampla. Para aplicações que requerem luz direcionada, ópticas secundárias (lentes, tubos de luz) podem ser usadas. A lente de resina transparente é adequada para uso com filtros de cor externos se um tom específico de vermelho for necessário.

7. Comparação e Diferenciação Técnica

O 19-213 se diferencia pela combinação de um encapsulamento SMD padrão e amplamente compatível, uma estrutura de classificação bem definida para consistência de cor e brilho, e conformidade com padrões ambientais modernos. Comparado a LEDs convencionais maiores (through-hole), oferece economia significativa de espaço e compatibilidade com montagem automatizada. Dentro do segmento de LED SMD vermelho, sua tecnologia específica de AlGaInP fornece emissão vermelha eficiente, e sua ficha técnica detalhada com classificação clara e notas de aplicação suporta uma robusta incorporação ao projeto.

8. Perguntas Frequentes (FAQs)

P: Posso acionar este LED diretamente a partir de uma fonte lógica de 3,3V ou 5V?

R: Não. Você deve sempre usar um resistor limitador de corrente em série. Por exemplo, com uma fonte de 5V e uma V_Ftípica de 2,0V a 20mA, o valor do resistor seria (5V - 2V) / 0,02A = 150 Ohms. Um resistor de 150 ohms seria um bom ponto de partida.

P: O que significa a cor da resina "transparente" (water clear)?

R: Significa que a lente de encapsulamento do LED é transparente, não difusa ou tingida. A cor vermelha vem inteiramente da luz emitida pelo próprio chip semicondutor. Isto frequentemente resulta em uma aparência de cor mais saturada.

P: Como interpreto o número de peça para pedido?

R: O sufixo (ex.: /R6C-AP1Q2B/3T) contém códigos para os lotes de desempenho. "Q2" provavelmente se refere ao lote de intensidade luminosa (Q2: 90-112 mcd), e outros caracteres especificam os lotes de comprimento de onda e tensão. Consulte o guia detalhado de códigos de lote do fabricante para interpretação precisa quando a consistência for crítica.

P: Este LED é adequado para iluminação automotiva externa?

R: A ficha técnica inclui uma nota de restrição de aplicação que aconselha que aplicações de alta confiabilidade, como sistemas de segurança automotiva, podem exigir um produto diferente. Para tais aplicações, é essencial verificar com o fornecedor do componente se esta peça específica é qualificada para os padrões automotivos necessários (ex.: AEC-Q102).

9. Exemplos Práticos de Projeto e Uso

Exemplo 1: Retroiluminação de Interruptor de Painel.Um conjunto de cinco LEDs 19-213 é usado para retroiluminar um interruptor basculante. Eles são conectados em paralelo, cada um com seu próprio resistor de 180 ohms a um barramento automotivo de 12V (derretido para transientes de tensão do veículo). O amplo ângulo de visão garante iluminação uniforme através do gráfico do interruptor. O lote de brilho Q2 é selecionado para boa visibilidade à luz do dia.

Exemplo 2: Indicador de Status em PCB.Um único LED com um resistor de 1kΩ é conectado a um pino GPIO de um microcontrolador de 3,3V. O microcontrolador coloca o pino em nível alto para ligar o LED. O baixo consumo de corrente (aproximadamente 1,3mA) minimiza o consumo de energia em um dispositivo alimentado por bateria. O lote de comprimento de onda E6 fornece uma cor de indicador vermelho padrão e consistente.

10. Princípio de Funcionamento e Tecnologia

O LED 19-213 é baseado no material semicondutor AlGaInP (Fosfeto de Alumínio, Gálio e Índio). Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa, liberando energia na forma de fótons. A composição específica da liga AlGaInP é projetada para produzir fótons na porção vermelha do espectro visível (aproximadamente 632 nm). A luz gerada é emitida através de uma lente de epóxi transparente, que também fornece proteção mecânica e ambiental para o chip semicondutor.

11. Tendências e Contexto da Indústria

LEDs SMD como o 19-213 representam a corrente principal em indicação e iluminação de baixa potência devido à sua fabricabilidade e custo-benefício. A tendência da indústria continua em direção a maior eficiência (mais lúmens por watt), melhor consistência de cor através de classificação mais rigorosa (binning) e maior integração (ex.: LEDs com reguladores de corrente ou drivers integrados). A conformidade ambiental (RoHS, REACH, livre de halogênio) tornou-se um requisito padrão. Para indicadores vermelhos, o AlGaInP permanece uma tecnologia dominante devido à sua eficiência e qualidade de cor, embora outros materiais sejam usados para cores diferentes (ex.: InGaN para azul e verde).