Folha de Dados Técnica do LED SMD 17-21/R6C-AN2Q1B/3T - Vermelho Brilhante - 20mA - 2.35V Máx.

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED de montagem em superfície (SMD) que emite luz na cor Vermelho Brilhante. O componente utiliza um chip de AlGaInP encapsulado em resina transparente. O seu compacto encapsulamento SMD oferece vantagens significativas para o design eletrónico moderno, permitindo maior densidade na placa de circuito impresso (PCB) e contribuindo para a miniaturização dos equipamentos finais.

1.1 Características e Vantagens Principais

Os principais benefícios deste LED derivam do seu encapsulamento e conformidade com normas:

• Embalagem Compatível com Automação:Fornecido em fita de 8mm montada em carretel de 7 polegadas de diâmetro, sendo totalmente compatível com equipamentos automáticos de pick-and-place de alta velocidade.
• Compatibilidade Robusta com Processos de Fabricação:Concebido para suportar os processos padrão de soldadura por refluxo por infravermelhos (IR) e fase de vapor, garantindo uma fixação fiável às placas de circuito impresso (PCBs).
• Conformidade Ambiental:O produto é livre de chumbo (Pb-free) e está em conformidade com a diretiva RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Eficiência em Espaço e Peso:O formato SMD é significativamente mais pequeno e leve do que os LEDs tradicionais com terminais. Esta redução de tamanho permite designs de PCB mais compactos, maior densidade de componentes, menores requisitos de armazenamento e, em última análise, produtos finais mais pequenos.

1.2 Aplicações Alvo

Este LED é adequado para uma variedade de aplicações que requerem uma fonte de luz vermelha compacta e fiável, seja como indicador ou retroiluminação. Casos de uso típicos incluem:

• Equipamentos de Telecomunicações:Indicadores de estado e retroiluminação de teclados em telefones e máquinas de fax.
• Eletrónica de Consumo:Retroiluminação plana para ecrãs de cristais líquidos (LCDs), retroiluminação de interruptores e símbolos em painéis de controlo.
• Indicação de Uso Geral:Qualquer aplicação que necessite de uma fonte de luz vermelha brilhante e eficiente com uma pegada mínima.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma análise objetiva e detalhada das especificações elétricas, ópticas e térmicas do LED. Todos os dados são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C, salvo indicação em contrário.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A operação nestes limites não é garantida e deve ser evitada no design do circuito.

• Tensão Inversa (V_R):5V. Exceder esta tensão no sentido inverso pode causar rutura da junção.
• Corrente Direta Contínua (I_F):25mA. A corrente DC máxima que pode ser aplicada continuamente.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):60mA. Isto é permitido apenas em condições de pulso com um ciclo de trabalho de 1/10 a 1kHz. Permite breves períodos de maior brilho.
• Dissipação de Potência (P_d):60mW. A potência máxima que o encapsulamento pode dissipar sob a forma de calor, calculada como Tensão Direta (V_F) × Corrente Direta (I_F).
• Temperatura de Operação & Armazenamento:-40°C a +85°C (operação), -40°C a +90°C (armazenamento).
• Descarga Eletrostática (ESD):2000V (Modelo do Corpo Humano). Procedimentos adequados de manuseamento ESD são essenciais durante a montagem.
• Temperatura de Soldadura:O dispositivo pode suportar soldadura por refluxo com uma temperatura de pico de 260°C por até 10 segundos, ou soldadura manual a 350°C por até 3 segundos por terminal.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos em condições de teste padrão (I_F= 20mA).

• Intensidade Luminosa (I_v):Varia de um mínimo de 36.0 mcd (milicandela) a um máximo de 90.0 mcd, com uma tolerância típica de ±11%. Isto define o brilho percebido do LED.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):Um típico ângulo largo de 140 graus. Este é o ângulo no qual a intensidade luminosa é metade da intensidade a 0 graus (no eixo).
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p):Tipicamente 632 nm. Este é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):Especificado entre 617.5 nm e 633.5 nm. Este comprimento de onda corresponde à cor percebida da luz e é mais relevante para a definição de cor do que o comprimento de onda de pico.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):Tipicamente 20 nm. Isto indica a pureza espectral; uma largura de banda menor significa uma cor mais monocromática.
• Tensão Direta (V_F):Varia de 1.75V a 2.35V a 20mA, com uma tolerância de ±0.1V. Esta é a queda de tensão no LED durante a operação.
• Corrente Inversa (I_R):Máximo de 10 μA com uma polarização inversa de 5V.

3. Explicação do Sistema de Binagem

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins de desempenho. O número de peça 17-21/R6C-AN2Q1B/3T contém códigos de bin para parâmetros-chave.

3.1 Binagem de Intensidade Luminosa (Código: N2, P1, P2, Q1)

Os LEDs são agrupados com base na sua intensidade luminosa medida a 20mA. O código de bin no número de peça (ex., Q1) especifica o intervalo de intensidade garantido para essa unidade específica.

• Bin N2:36.0 – 45.0 mcd
• Bin P1:45.0 – 57.0 mcd
• Bin P2:57.0 – 72.0 mcd
• Bin Q1:72.0 – 90.0 mcd

3.2 Binagem de Comprimento de Onda Dominante (Código: E4, E5, E6, E7)

Os LEDs são classificados em grupos (A) e bins com base no seu comprimento de onda dominante, que define o tom preciso de vermelho.

• Bin E4:617.5 – 621.5 nm
• Bin E5:621.5 – 625.5 nm
• Bin E6:625.5 – 629.5 nm
• Bin E7:629.5 – 633.5 nm

3.3 Binagem de Tensão Direta (Código: 0, 1, 2)

Os LEDs são agrupados (B) e classificados pela sua queda de tensão direta a 20mA. Isto é crítico para projetar circuitos limitadores de corrente, especialmente quando vários LEDs são ligados em paralelo.

• Bin 0:1.75 – 1.95 V
• Bin 1:1.95 – 2.15 V
• Bin 2:2.15 – 2.35 V

4. Análise das Curvas de Desempenho

A folha de dados inclui várias curvas características que ilustram o comportamento do dispositivo em condições variáveis. Compreender estas curvas é fundamental para um design de circuito ótimo.

4.1 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta & Temperatura

A saída de luz é diretamente proporcional à corrente direta. No entanto, a relação não é perfeitamente linear, e a eficiência pode diminuir a correntes muito elevadas. Além disso, a intensidade luminosa diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. A curva de derating mostra que a corrente direta máxima permitida deve ser reduzida quando se opera acima de 25°C para evitar exceder o limite de dissipação de potência e garantir fiabilidade a longo prazo.

4.2 Tensão Direta vs. Corrente Direta

Esta curva IV mostra a relação exponencial típica de um díodo. A tensão direta aumenta com a corrente. A forma da curva é importante para compreender a resistência dinâmica do LED e para cálculos de gestão térmica.

4.3 Distribuição Espectral e Padrão de Radiação

O gráfico de distribuição espectral confirma a emissão vermelha com um pico por volta de 632 nm e uma largura de banda definida. O diagrama de radiação (gráfico polar) representa visualmente o ângulo de visão de 140 graus, mostrando como a intensidade da luz é distribuída espacialmente.

5. Informação Mecânica e do Encapsulamento

O LED está alojado num encapsulamento SMD compacto e padrão da indústria. O desenho dimensionado detalhado é essencial para criar a pegada correta (land pattern) na PCB em software CAD. Notas mecânicas importantes incluem:

• Todas as tolerâncias não especificadas são ±0.1mm.
• O desenho define o tamanho do corpo, as dimensões dos terminais e o layout recomendado das pastilhas para garantir uma soldadura adequada e estabilidade mecânica.
• A polaridade é indicada pelo contorno do encapsulamento ou marcação; a orientação correta é crucial para a operação do circuito.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

O manuseamento e soldadura adequados são críticos para o rendimento e fiabilidade.

6.1 Armazenamento e Sensibilidade à Humidade

Os LEDs são embalados num saco de barreira resistente à humidade com dessecante. Para evitar o efeito "popcorn" (fendilhação do encapsulamento devido à rápida expansão do vapor durante o refluxo), os utilizadores devem aderir ao seguinte:

• Não abrir o saco até estar pronto para usar.
• Armazenar sacos fechados a ≤30°C e ≤90% de HR.
• Após abertura, a "vida útil no chão de fábrica" é de 1 ano a ≤30°C e ≤60% de HR. Peças não utilizadas devem ser seladas novamente.
• Se o indicador de dessecante mudar de cor ou o tempo de armazenamento for excedido, é necessário um processo de "bake-out" a 60±5°C durante 24 horas antes do refluxo.

6.2 Perfil de Soldadura por Refluxo

É especificado um perfil de refluxo sem chumbo:

• Pré-aquecimento:150–200°C durante 60–120 segundos.
• Tempo Acima do Líquidus (TAL):60–150 segundos acima de 217°C.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C, mantida por não mais de 10 segundos. O tempo acima de 255°C não deve exceder 30 segundos.
• Taxas de Aquecimento/Arrefecimento:Máximo de 3°C/seg de aquecimento até ao pico, máximo de 6°C/seg de arrefecimento a partir do pico.
• Importante:O refluxo não deve ser realizado mais do que duas vezes. Evitar tensão mecânica no LED durante o aquecimento e não deformar a PCB após a soldadura.

6.3 Soldadura Manual e Retrabalho

Se for necessária soldadura manual, usar um ferro de soldar com temperatura da ponta ≤350°C, aplicar calor a cada terminal por ≤3 segundos, e usar um ferro classificado para ≤25W. Permitir um intervalo de pelo menos 2 segundos entre soldar cada terminal. O retrabalho é fortemente desencorajado. Se for absolutamente inevitável, deve ser usado um ferro de soldar de dupla cabeça especializado para aquecer simultaneamente ambos os terminais e prevenir danos termo-mecânicos nas juntas de solda ou no chip do LED.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificações da Fita e Carretel

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada com as dimensões fornecidas. Cada carretel contém 3000 peças. As dimensões do carretel (diâmetro de 7 polegadas) também são especificadas para compatibilidade com alimentadores de equipamentos automatizados.

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo do carretel contém vários campos-chave: Número de Peça do Cliente (CPN), Número de Peça do Fabricante (P/N), Quantidade de Embalagem (QTY) e os códigos de bin específicos para Intensidade Luminosa (CAT), Comprimento de Onda Dominante/Matiz (HUE) e Tensão Direta (REF), juntamente com o Número de Lote de fabrico.

8. Considerações de Aplicação e Design

8.1 Imperativo de Design de Circuito: Limitação de Corrente

Esta é a regra de design mais crítica.Um LED é um dispositivo controlado por corrente. A sua tensão direta tem um coeficiente de temperatura negativo e varia de unidade para unidade (como mostrado na binagem). Portanto, eledeveser alimentado por uma fonte de corrente constante ou, mais comummente, com uma resistência limitadora de corrente em série. Ligar o LED diretamente a uma fonte de tensão, mesmo que corresponda ao seu V_Fnominal, resultará num surto de corrente descontrolado que leva a uma falha imediata. O valor da resistência é calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F.

8.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa, um design térmico eficaz prolonga a vida útil e mantém o brilho. Garantir que as pastilhas da PCB fornecem alívio térmico adequado e evitar colocar o LED perto de outros componentes geradores de calor. Aderir à curva de derating da corrente direta para ambientes de alta temperatura.

8.3 Design Óptico

O amplo ângulo de visão de 140 graus torna este LED adequado para aplicações que requerem iluminação ampla ou visibilidade a partir de múltiplos ângulos. Para feixes focados, seriam necessárias óticas secundárias (lentes). A resina transparente é ideal para alcançar a maior saída de luz possível.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Os principais diferenciadores deste componente são a sua combinação específica de material, encapsulamento e desempenho:

• Tecnologia de Chip AlGaInP:Este sistema de material é conhecido por produzir LEDs vermelhos, laranja e âmbar de alta eficiência com excelente brilho e estabilidade de cor em comparação com tecnologias mais antigas.
• Vantagem do Encapsulamento SMD:Comparado com LEDs de orifício passante, oferece os benefícios de tamanho, peso e velocidade de montagem mencionados anteriormente, que são padrão para componentes SMD modernos.
• Binagem Detalhada:A binagem de três parâmetros (intensidade, comprimento de onda, tensão) permite aos designers selecionar peças para aplicações que requerem consistência apertada em brilho, cor ou comportamento elétrico, reduzindo a necessidade de ajustes de circuito na linha de produção.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Posso alimentar este LED a 30mA para obter maior brilho?

R: Não. A Especificação Máxima Absoluta para corrente direta contínua é 25mA. Exceder esta especificação compromete a fiabilidade e pode causar dano permanente. Para maior brilho, selecione um bin de LED com maior intensidade luminosa (ex., Q1) ou use operação em pulso dentro dos limites de I_FP rating.

P: A folha de dados mostra um V_Ftípico de 2.0V. Porque é que o meu circuito precisa de uma fonte de 3.3V?

R: A tensão extra é necessária para superar a queda de tensão na resistência limitadora de corrente. Por exemplo, para alimentar o LED a 20mA a partir de uma fonte de 3.3V com um V_Fde 2.0V, precisa de uma resistência: R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ohms. A resistência dissipa o excesso de potência.

P: Como interpreto o número de peça 17-21/R6C-AN2Q1B/3T?

R: Embora a convenção de nomenclatura completa possa ser proprietária, segmentos-chave podem ser deduzidos: "17-21" provavelmente refere-se ao estilo/tamanho do encapsulamento. "R6C" pode indicar a cor (Vermelho) e o tipo de chip. "AN2Q1B" contém os códigos de bin: A (Grupo de Comprimento de Onda), N2 (Bin de Intensidade), Q1 (Bin de Intensidade), B (Grupo de Tensão). "3T" pode estar relacionado com a embalagem em fita ou uma revisão.

11. Estudo de Caso de Design Prático

Cenário:Projetar um painel de indicadores de estado com 10 LEDs vermelhos idênticos, todos alimentados por uma linha estável de 5V. A uniformidade do brilho é importante.

Passos de Design:

1. Selecionar Bin:Escolher LEDs do mesmo bin de intensidade luminosa (ex., todos Q1: 72-90 mcd) e do mesmo bin de comprimento de onda dominante (ex., todos E6: 625.5-629.5 nm) para garantir consistência visual.
2. Calcular Resistência em Série:Usar amáxima V_Fdo bin (ex., Bin 2: 2.35V) para um design de pior caso, garantindo que a corrente nunca excede 20mA. R = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5 Ohms. Usar o valor padrão mais próximo (130 ou 150 Ohms). Uma resistência de 150 Ohm fornece uma margem de segurança: I_F= (5V - 2.35V) / 150 = ~17.7mA.
3. Layout da PCB:Posicionar os LEDs usando as dimensões do encapsulamento. Ligar cada LED com a sua própria resistência em série à linha de 5V. Evitar ligar múltiplos LEDs em paralelo com uma única resistência, pois ligeiras variações de V_Fcausarão um desequilíbrio significativo de corrente e brilho desigual.
4. Montagem:Seguir rigorosamente as diretrizes de manuseamento de humidade e perfil de refluxo para garantir a integridade das juntas de solda e prevenir danos.

12. Princípio de Funcionamento

A luz é produzida através de um processo chamado eletroluminescência dentro do chip semicondutor de AlGaInP. Quando uma tensão direta que excede o potencial intrínseco da junção é aplicada, eletrões e lacunas são injetados na região ativa a partir dos materiais tipo-n e tipo-p, respetivamente. Estes portadores de carga recombinam-se, libertando energia sob a forma de fotões (luz). A composição específica de alumínio, gálio, índio e fosfeto nas camadas do chip determina a energia da banda proibida, que define diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, vermelho brilhante.

13. Tendências Tecnológicas

A tendência geral na tecnologia LED continua a caminhar para maior eficiência (mais lúmens por watt), melhor reprodução de cor e maior densidade de potência. Para LEDs SMD indicadores como este, as tendências incluem maior miniaturização (ex., encapsulamentos à escala do chip), adoção mais ampla de materiais de maior desempenho como InGaN para azul/verde e AlGaInP para vermelho/laranja, e fiabilidade melhorada em condições ambientais adversas. A integração com eletrónica de acionamento (ex., regulação de corrente incorporada ou controladores PWM) dentro do encapsulamento é também um desenvolvimento em curso para simplificar o design de circuito do utilizador final.