Ficha Técnica do LED SMD 91-21SURC/S530-A6/TR7 - 2.0x1.25x1.1mm - 2.0V - 60mW - Vermelho Brilhante - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas para um LED de montagem em superfície (SMD) identificado pelo número de peça 91-21SURC/S530-A6/TR7. Este componente é um LED monocromático de cor vermelho brilhante, projetado para aplicações eletrônicas modernas que exigem miniaturização, confiabilidade e montagem eficiente.

A principal vantagem deste LED reside no seu encapsulamento compacto padrão EIA, que mede aproximadamente 2.0mm x 1.25mm x 1.1mm. Esta pequena dimensão permite reduções significativas no tamanho da placa de circuito impresso (PCB), possibilita maior densidade de componentes, reduz o espaço de armazenamento necessário e, em última análise, contribui para o desenvolvimento de equipamentos finais menores. Seu baixo peso o torna ainda uma escolha ideal para aplicações miniaturizadas e portáteis. Além disso, o encapsulamento é totalmente compatível com equipamentos automáticos de pick-and-place, garantindo alta precisão e consistência de posicionamento em ambientes de fabricação de alto volume.

O produto está em conformidade com as principais diretrizes ambientais e de segurança. É fabricado como um componente livre de chumbo (Pb-free). O produto em si permanece dentro das especificações da versão compatível com RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas). Também cumpre os regulamentos REACH da UE e atende aos requisitos livres de halogênios, com teor de Bromo (Br) e Cloro (Cl) cada um abaixo de 900 ppm e sua soma abaixo de 1500 ppm.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os valores máximos absolutos definem os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Estes valores não são para operação contínua.

• Tensão Reversa (V_R):5V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura da junção.
• Corrente Direta Contínua (I_F):25 mA. Esta é a corrente DC máxima recomendada para operação confiável de longo prazo.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):60 mA. Esta corrente pode ser aplicada sob condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 1/10 a 1 kHz.
• Dissipação de Potência (P_d):60 mW. Esta é a potência máxima que o encapsulamento pode dissipar a uma temperatura ambiente (T_a) de 25°C. A redução de potência (derating) pode ser necessária em temperaturas mais altas.
• Temperatura de Operação (T_opr):-40°C a +85°C. O dispositivo foi projetado para funcionar dentro desta faixa de temperatura ambiente.
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +100°C.
• Descarga Eletrostática (ESD) Modelo Corpo Humano (HBM):2000V. Procedimentos adequados de manuseio ESD devem ser seguidos.
• Temperatura de Soldagem:Para soldagem por refluxo, é especificada uma temperatura de pico de 260°C por no máximo 10 segundos. Para soldagem manual, a temperatura da ponta do ferro não deve exceder 350°C por no máximo 3 segundos por terminal.

2.2 Características Eletro-Ópticas

As características eletro-ópticas são medidas na condição de teste padrão de temperatura ambiente de 25°C e corrente direta de 20 mA, salvo indicação em contrário. Estes parâmetros definem a saída de luz e o desempenho elétrico.

• Intensidade Luminosa (I_v):O valor típico é 1232 mcd (milicandela), com um mínimo de 802 mcd. Isto indica uma saída muito brilhante para o seu tamanho.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):25 graus (típico). Este é um ângulo de visão relativamente estreito, concentrando a saída de luz em um feixe direcionado para frente.
• 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):624 nm (típico). Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano, definindo a cor como vermelho brilhante.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):20 nm (típico). Isto mede a largura do espectro emitido na metade da intensidade máxima (FWHM).
• Tensão Direta (V_F):2.0V (típico), com uma faixa de 1.7V (mín) a 2.4V (máx) a 20 mA. Um resistor limitador de corrente externo é OBRIGATÓRIO para prevenir fuga térmica, pois o V_Fdo LED tem um coeficiente de temperatura negativo.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo de 10 µA a uma tensão reversa de 5V.

2.3 Seleção e Classificação (Binning) do Dispositivo

O LED utiliza um material de chip AlGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio) para produzir sua cor vermelho brilhante. A lente de resina é transparente, o que maximiza a saída de luz e preserva a pureza da cor. A ficha técnica indica a existência de um sistema de classificação (binning) para parâmetros-chave, embora detalhes específicos dos códigos de bin não sejam fornecidos no trecho. Tipicamente, tais sistemas envolvem classificação para:

• Intensidade Luminosa (CAT):Agrupa LEDs com base em sua saída de luz medida.
• Comprimento de Onda Dominante / Matiz (HUE):Agrupa LEDs com base em seu ponto de cor preciso.
• Tensão Direta (REF):Agrupa LEDs com base em seu V_F characteristics.

Esta classificação permite que os projetistas selecionem LEDs com desempenho rigorosamente correspondente para aplicações que exigem consistência, como matrizes de retroiluminação ou clusters de indicadores de status.

3. Análise de Curvas de Desempenho

Embora os gráficos específicos não sejam detalhados no texto, as curvas eletro-ópticas típicas para tal LED incluiriam:

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta (I_vvs. I_F):Esta curva mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, tipicamente de forma sub-linear em correntes mais altas devido ao aquecimento e queda de eficiência.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta (V_Fvs. I_F):Esta é a curva I-V do diodo, mostrando a relação exponencial. É crucial para projetar o circuito de acionamento.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente (I_vvs. T_a):Esta curva demonstra o efeito de extinção térmica, onde a saída de luz diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Compreender isto é fundamental para o gerenciamento térmico em aplicações de alta potência ou alta temperatura ambiente.
• Distribuição Espectral de Potência:Um gráfico mostrando a intensidade da luz emitida em diferentes comprimentos de onda, centrado em torno de 632 nm com uma largura de banda de ~20 nm.

4. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

4.1 Dimensões do Contorno do Encapsulamento

O LED é acondicionado em um encapsulamento SMD padrão. As dimensões principais (típicas, em mm, tolerância ±0.1 salvo indicação) incluem um comprimento do corpo de aproximadamente 2.0 mm, uma largura de 1.25 mm e uma altura de 1.1 mm. O encapsulamento inclui dois terminais ânodo/cátodo para soldagem. Um indicador de polaridade (provavelmente um entalhe ou uma marca no encapsulamento) identifica o cátodo. Desenhos mecânicos detalhados devem ser consultados para o projeto preciso do layout dos pads no PCB, a fim de garantir soldagem e alinhamento adequados.

4.2 Embalagem para Envio e Manuseio

Os componentes são fornecidos no formato fita e carretel, compatível com montagem automatizada. São embalados em fita de 12 mm de largura montada em um carretel de 7 polegadas de diâmetro. Cada carretel contém 1000 peças. Quanto à sensibilidade à umidade, os carretéis são selados dentro de um saco à prova de umidade de alumínio junto com um dessecante. Uma etiqueta no saco fornece informações críticas, incluindo o número do produto, número do lote, quantidade e os códigos de classificação mencionados (CAT, HUE, REF).

5. Diretrizes de Soldagem, Montagem e Manuseio

5.1 Armazenamento e Sensibilidade à Umidade

Este LED é sensível à umidade. Antes de abrir o saco selado, deve ser armazenado a ≤ 30°C e ≤ 90% UR. Após a abertura, a "vida útil no chão de fábrica" (tempo que os componentes podem ser expostos às condições ambientais da fábrica) é de 72 horas a ≤ 30°C e ≤ 60% UR. Peças não utilizadas devem ser resseladas em um saco à prova de umidade com dessecante novo. Se o indicador de dessecante mudou de cor ou o tempo de exposição foi excedido, é necessário um tratamento de secagem (baking) a 60 ± 5°C por 24 horas antes da soldagem.

5.2 Perfil de Soldagem por Refluxo

É especificado um perfil de soldagem por refluxo sem chumbo (Pb-free):

• Pré-aquecimento:Rampa do ambiente para 150-200°C em 60-120 segundos (taxa máxima de rampa 3°C/seg).
• 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 dentro de 5°C do pico deve ser no máximo de 10 segundos. O tempo acima de 255°C NÃO deve exceder 30 segundos.
• Resfriamento:Taxa máxima de resfriamento de 6°C/seg.

A soldagem por refluxo NÃO deve ser realizada mais de duas vezes no mesmo componente. Nenhum estresse mecânico deve ser aplicado ao LED durante o aquecimento ou resfriamento.

5.3 Soldagem Manual e Retrabalho

Se a soldagem manual for inevitável, use um ferro de soldar com temperatura da ponta ≤ 350°C e aplique calor a cada terminal por ≤ 3 segundos. A potência do ferro deve ser ≤ 25W. Permita um intervalo de resfriamento de pelo menos 2 segundos entre soldar cada terminal. Retrabalho é FORTEMENTE desencorajado. Se absolutamente necessário, deve ser usado um ferro de soldar de dupla cabeça especializado para componentes SMD para aquecer simultaneamente ambos os terminais e remover a peça sem danificar os pads do PCB ou o componente. O impacto do retrabalho no desempenho do LED deve ser verificado.

6. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

6.1 Aplicações Típicas

Este LED SMD compacto e de alto brilho é adequado para uma ampla gama de aplicações, incluindo:

• Pequenos indicadores de status em equipamentos industriais e de consumo para ambientes internos.
• Retroiluminação plana para painéis LCD, teclas de membrana e símbolos.
• Indicador e retroiluminação em equipamentos de automação de escritório (impressoras, scanners).
• Indicadores em dispositivos alimentados por bateria (ex.: ferramentas portáteis, dispositivos médicos).
• Luzes indicadoras em equipamentos de áudio/vídeo.
• Retroiluminação para painéis de instrumentos automotivos (indicadores secundários) e interruptores de controle.
• Indicadores em equipamentos de telecomunicações (telefones, máquinas de fax).

6.2 Considerações Críticas de Projeto

• Limitação de Corrente:Um resistor externo em série é OBRIGATÓRIO para definir a corrente direta. O circuito de acionamento deve ser projetado para evitar picos de corrente ou exceder os valores máximos absolutos.
• Gerenciamento Térmico:Embora a dissipação de potência seja baixa, garantir um bom caminho térmico através dos pads do PCB é importante para manter a intensidade luminosa e a confiabilidade de longo prazo, especialmente em altas temperaturas ambientes ou quando acionado próximo à corrente máxima.
• Proteção ESD:Implemente proteção ESD apropriada nas linhas de entrada e siga os procedimentos adequados de manuseio durante a montagem.
• Projeto Óptico:O ângulo de visão de 25 graus fornece um feixe direcionado. Para iluminação mais ampla, ópticas secundárias (difusores, guias de luz) podem ser necessárias.

7. Confiabilidade e Garantia de Qualidade

O produto passa por uma série abrangente de testes de confiabilidade conduzidos com um nível de confiança de 90% e uma Porcentagem de Defeitos Tolerada por Lote (LTPD) de 10%. Os principais itens de teste incluem:

• Resistência à Soldagem por Refluxo (260°C/10s).
• Choque Térmico (-10°C a +100°C).
• Ciclagem de Temperatura (-40°C a +100°C).
• Armazenamento em Alta Temperatura/Alta Umidade (85°C/85% UR, 1000 hrs com polarização).
• Armazenamento em Alta e Baixa Temperatura.
• Teste de Vida Útil em Operação DC (1000 hrs a 20 mA).

Estes testes validam a robustez do LED sob várias tensões ambientais e operacionais, garantindo que ele atenda aos padrões da indústria para qualidade e durabilidade em produtos finais.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com as tecnologias de LED mais antigas de montagem em furo, este LED SMD oferece vantagens significativas: uma dimensão drasticamente menor, adequação para montagem automatizada de alta velocidade e melhor desempenho térmico devido à montagem direta no PCB. Dentro da categoria de LED SMD, seus principais diferenciadores são sua combinação específica de intensidade luminosa muito alta (1232 mcd típ.) a partir de um minúsculo encapsulamento de 2.0mm, uma cor vermelho brilhante bem definida da tecnologia AlGaInP e conformidade abrangente com padrões ambientais (RoHS, REACH, Livre de Halogênios). O ângulo de visão estreito o torna superior para aplicações que requerem um feixe direcionado em vez de emissão omnidirecional.

9. Perguntas Frequentes (FAQ)

9.1 Qual valor de resistor devo usar para acionar este LED a 20 mA a partir de uma fonte de 5V?

Usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Com um V_Ftípico de 2.0V, R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. Para considerar o V_Fmáximo (2.4V) e garantir que a corrente não exceda 25 mA, calcule para o pior caso: R_mín= (5V - 1.7V) / 0.025A = 132 Ω. Um resistor padrão de 150 Ω é um bom ponto de partida, fornecendo aproximadamente 20 mA com um LED típico. Sempre verifique a corrente real no circuito.

9.2 Posso usar PWM (Modulação por Largura de Pulso) para dimerizar este LED?

Sim, PWM é um método eficaz para dimerizar LEDs. A corrente direta durante o pulso "ligado" NÃO deve exceder a classificação de corrente direta de pico (60 mA a 1/10 de ciclo de trabalho, 1 kHz). Para dimerização, certifique-se de que a frequência PWM seja alta o suficiente (tipicamente >100 Hz) para evitar cintilação visível.

9.3 Por que o procedimento de armazenamento e manuseio é tão rigoroso?

O encapsulamento de resina plástica pode absorver umidade do ar. Durante o processo de soldagem por refluxo em alta temperatura, essa umidade retida pode se expandir rapidamente, causando delaminação interna ou "efeito pipoca", que racha o encapsulamento e destrói o LED. O nível de sensibilidade à umidade (MSL) e os procedimentos de secagem (baking) previnem este modo de falha.

10. Princípio de Funcionamento e Tecnologia

Este LED é baseado na tecnologia de semicondutor AlGaInP. Quando uma tensão direta que excede o potencial da junção do diodo é aplicada, elétrons e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam. Nos materiais AlGaInP, esta recombinação libera energia principalmente na forma de fótons na região do vermelho ao âmbar do espectro visível. A composição específica da liga de Alumínio, Gálio, Índio e Fósforo determina a energia precisa da banda proibida e, portanto, o comprimento de onda dominante da luz emitida, que neste caso é vermelho brilhante. A lente de resina epóxi transparente encapsula o chip, fornece proteção mecânica e molda o feixe de saída de luz.