Ficha Técnica do LED SMD 19-213/R6C-AQ1R2B/3T - Dimensões 2.0x1.25x0.8mm - Tensão 1.75-2.35V - Vermelho Brilhante - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 19-213 é um LED de montagem em superfície (SMD) projetado para montagens eletrónicas de alta densidade. Utilizando tecnologia de chip AlGaInP, emite uma luz vermelha brilhante. O seu fator de forma compacto permite reduções significativas no tamanho da placa de circuito impresso (PCB) e nas dimensões gerais do equipamento, sendo ideal para aplicações com restrições de espaço. O componente é livre de chumbo, compatível com RoHS e adere às normas REACH da UE e sem halogéneos, garantindo segurança ambiental e aceitação regulatória.

1.1 Vantagens Principais

As principais vantagens deste LED derivam do seu encapsulamento SMD miniatura. Oferece compatibilidade superior com linhas de montagem automáticas pick-and-place, o que agiliza a fabricação em grande volume. O encapsulamento é qualificado para processos padrão de soldagem por refluxo infravermelho e por fase de vapor. A sua construção leve minimiza o stress mecânico nas PCBs e é perfeitamente adequada para dispositivos eletrónicos portáteis e miniaturizados.

1.2 Mercado-Alvo e Aplicações

Este LED é direcionado para os setores de eletrónica de consumo, controlos industriais e telecomunicações. As aplicações típicas incluem retroiluminação de painéis de instrumentos, interruptores e teclados. É comumente usado como indicador de estado em telefones, máquinas de fax e vários aparelhos eletrónicos. Além disso, serve como fonte de luz plana para retroiluminação de displays de cristal líquido (LCD) e iluminação indicadora de uso geral.

2. Análise de Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma interpretação objetiva e detalhada dos principais parâmetros elétricos, ópticos e térmicos especificados na ficha técnica.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

As especificações máximas absolutas definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Estas não são condições para operação normal.

• Tensão Reversa (VR):5V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura da junção.
• Corrente Direta Contínua (IF):25mA. A corrente DC máxima para operação confiável de longo prazo.
• Corrente Direta de Pico (IFP):60mA com um ciclo de trabalho de 1/10 e 1kHz. Esta especificação é para operação pulsada, não para uso contínuo.
• Dissipação de Potência (Pd):60mW. A potência máxima que o encapsulamento pode dissipar a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. É necessário derating a temperaturas mais elevadas.
• Descarga Eletrostática (ESD):2000V (Modelo do Corpo Humano). Procedimentos adequados de manuseio ESD são obrigatórios durante a montagem.
• Temperatura de Operação & Armazenamento:-40°C a +85°C (operação), -40°C a +90°C (armazenamento).
• Temperatura de Soldagem:Suporta soldagem por refluxo com uma temperatura de pico de 260°C por até 10 segundos, ou soldagem manual a 350°C por 3 segundos por terminal.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos a uma corrente direta (IF) de 20mA e uma temperatura ambiente de 25°C, representando condições típicas de operação.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de um mínimo de 72,0 mcd a um máximo de 180,0 mcd. O valor típico não é especificado, indicando que o desempenho é gerido através de um sistema de binning.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):Aproximadamente 120 graus. Este amplo ângulo de visão garante boa visibilidade a partir de várias perspetivas.
• Comprimento de Onda de Pico (λp):Tipicamente 632 nm, posicionando a emissão na porção vermelha brilhante do espectro.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Especificado entre 617,5 nm e 633,5 nm, com uma tolerância apertada de ±1nm conforme a nota. Isto define a cor percebida.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):Tipicamente 20 nm, indicando a pureza espectral da luz vermelha emitida.
• Tensão Direta (VF):Varia de 1,75V a 2,35V a 20mA, com uma tolerância de ±0,1V. Este parâmetro é crítico para o cálculo do resistor limitador de corrente.
• Corrente Reversa (IR):Máximo de 10 µA a VR=5V. A ficha técnica afirma explicitamente que o dispositivo não foi projetado para operação reversa.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os LEDs são categorizados em quatro bins (Q1, Q2, R1, R2) com base na sua intensidade luminosa medida a 20mA. Isto permite aos designers selecionar um grau de brilho adequado para a sua aplicação, desde brilho padrão (Q1: 72-90 mcd) até alto brilho (R2: 140-180 mcd).

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

O comprimento de onda dominante, que define o tom preciso de vermelho, é classificado em quatro códigos (E4, E5, E6, E7). Este binning, com uma gama de 617,5 nm a 633,5 nm, permite uma correspondência de cor precisa entre múltiplos LEDs numa matriz ou display.

3.3 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é classificada em três bins (0, 1, 2), cobrindo a gama de 1,75V a 2,35V. O conhecimento do bin VF pode ajudar a otimizar o design do circuito limitador de corrente para eficiência e gestão térmica.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora o PDF mencione curvas eletro-ópticas típicas, gráficos específicos para IV (Corrente-Tensão), dependência da intensidade luminosa com a temperatura e distribuição espectral não são fornecidos no texto extraído. Numa análise completa, estas curvas seriam essenciais. A curva IV mostraria a relação exponencial entre tensão e corrente. A curva de característica de temperatura mostraria tipicamente uma diminuição na intensidade luminosa à medida que a temperatura da junção aumenta. O gráfico de distribuição espectral visualizaria a largura de banda de 20nm em torno do pico de 632nm, confirmando a pureza da cor.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED tem uma pegada muito compacta. As dimensões do encapsulamento são 2,0mm de comprimento, 1,25mm de largura e 0,8mm de altura (equivalente ao tamanho SMD 0805 típico). O cátodo é tipicamente identificado por uma marcação ou um canto chanfrado no encapsulamento. O desenho dimensional fornece medições precisas para o design do padrão de solda, com tolerâncias padrão de ±0,1mm salvo indicação em contrário.

5.2 Identificação de Polaridade e Design das Pastilhas de Solda

A polaridade correta é crucial para a operação. O diagrama do encapsulamento na ficha técnica indica os terminais do ânodo e do cátodo. O layout recomendado para as pastilhas de solda garante a formação adequada da junta de solda durante o refluxo e fornece resistência mecânica adequada. Os designers devem aderir a estas diretrizes para evitar tombamento ou má conexão elétrica.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O componente é compatível com soldagem por refluxo sem chumbo. O perfil de temperatura recomendado inclui: uma fase de pré-aquecimento entre 150-200°C por 60-120 segundos; um tempo acima do líquidus (217°C) de 60-150 segundos; uma temperatura de pico não excedendo 260°C, mantida por um máximo de 10 segundos; e taxas de aquecimento e arrefecimento controladas (máx. 6°C/seg e 3°C/seg, respetivamente). O refluxo não deve ser realizado mais do que duas vezes.

6.2 Precauções para Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, deve-se ter extremo cuidado. A temperatura da ponta do ferro de soldar deve estar abaixo de 350°C, e o tempo de contacto por terminal não deve exceder 3 segundos. Recomenda-se um ferro de baixa potência (abaixo de 25W). Deve ser observado um intervalo de arrefecimento de pelo menos 2 segundos entre a soldagem de cada terminal para evitar choque térmico.

6.3 Armazenamento e Sensibilidade à Umidade

Os LEDs são embalados num saco de barreira resistente à humidade com dessecante. O saco não deve ser aberto até que os componentes estejam prontos para uso. Após a abertura, os LEDs não utilizados devem ser armazenados a ≤ 30°C e ≤ 60% de Humidade Relativa. A "vida útil após abertura" do saco é de 168 horas (7 dias). Se este tempo for excedido ou se o dessecante indicar entrada de humidade, é necessário um tratamento de secagem a 60 ± 5°C durante 24 horas antes do uso.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificação da Embalagem

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada de 8mm de largura, enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro. Cada bobina contém 3000 peças. As dimensões da bobina e da fita são fornecidas para configuração do alimentador automático.

7.2 Explicação do Rótulo e Número do Modelo

O rótulo da bobina contém informações críticas para rastreabilidade e aplicação correta: Número do Produto do Cliente (CPN), Número do Produto (P/N), Quantidade de Embalagem (QTY) e os códigos de bin específicos para a Classe de Intensidade Luminosa (CAT), Classe de Comprimento de Onda Dominante (HUE) e Classe de Tensão Direta (REF). O número de peça completo 19-213/R6C-AQ1R2B/3T codifica o produto base e as suas seleções de bin específicas.

8. Considerações de Design para Aplicação

8.1 Limitação de Corrente e Proteção

Uma regra fundamental de design é o uso obrigatório de um resistor limitador de corrente em série. A tensão direta tem uma gama (1,75-2,35V), e a característica V-I é exponencial. Um pequeno aumento na tensão de alimentação pode causar um grande aumento, potencialmente destrutivo, na corrente direta. O valor do resistor deve ser calculado com base na tensão de alimentação máxima e na tensão direta mínima do bin para garantir que a corrente nunca exceda a especificação máxima absoluta de 25mA em todas as condições.

8.2 Gerenciamento Térmico

Embora seja um dispositivo pequeno, a dissipação de potência (até 60mW) deve ser considerada, especialmente em ambientes de alta temperatura ou espaços fechados. O layout do PCB deve fornecer uma área de cobre adequada em torno das pastilhas de solda para atuar como dissipador de calor, ajudando a conduzir o calor para longe da junção do LED e a manter o desempenho e a longevidade.

8.3 Restrições de Aplicação

A ficha técnica inclui uma nota crítica sobre restrições de aplicação. Este produto, conforme especificado, pode não ser adequado para aplicações de alta confiabilidade com tolerância zero a falhas, como sistemas militares/aeroespaciais, sistemas automotivos críticos para a segurança (ex.: airbags, travagem) ou equipamentos médicos de suporte à vida. Para tais usos, são necessários produtos com qualificações e testes diferentes.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs tradicionais de orifício passante, este tipo SMD oferece uma redução drástica no tamanho e peso, permitindo a eletrónica miniaturizada moderna. Dentro da categoria de LEDs SMD vermelhos, os seus principais diferenciadores são a sua cor vermelha brilhante específica (chip AlGaInP), o amplo ângulo de visão de 120 graus e a estrutura de binning claramente definida para consistência de brilho e cor. As diretrizes abrangentes de manuseio e soldagem também fornecem aos designers instruções claras de implementação, reduzindo o risco no processo de montagem.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

10.1 Como calcular o resistor em série?

Use a Lei de Ohm: R = (V_alimentação - VF_LED) / I_desejada. Use o VF mínimo da ficha técnica ou do seu bin específico (ex.: 1,75V do Bin 0) e a sua corrente de operação desejada (ex.: 20mA). Para uma alimentação de 5V: R = (5V - 1,75V) / 0,020A = 162,5Ω. Escolha o próximo valor padrão mais alto (ex.: 180Ω) e calcule a corrente real para garantir que está abaixo de 25mA.

10.2 Posso usar este LED para iluminação interna automotiva?

Para iluminação interna não crítica, como retroiluminação do painel de instrumentos ou iluminação de interruptores, pode ser adequado. No entanto, para iluminação exterior ou sinais críticos para a segurança, a nota de restrições de aplicação aconselha consultar o fabricante para um produto qualificado para uso automotivo.

10.3 Por que a condição de armazenamento após a abertura do saco é tão importante?

Os encapsulamentos SMD podem absorver humidade da atmosfera. Durante o processo de soldagem por refluxo a alta temperatura, esta humidade retida pode expandir-se rapidamente, causando delaminação interna ou "efeito pipoca", que racha o encapsulamento e destrói o dispositivo. A vida útil de 7 dias após abertura e as instruções de secagem são críticas para prevenir este modo de falha.

11. Caso Prático de Design e Uso

Caso: Projetando um Painel de Indicadores de Estado:Um designer está a criar um painel de controlo com múltiplos indicadores de estado vermelhos. Para garantir uma aparência uniforme, especifica LEDs do mesmo bin de Comprimento de Onda Dominante (ex.: todos E6: 625,5-629,5nm). Para garantir brilho suficiente sob luz ambiente elevada, seleciona o bin de intensidade luminosa R1 (112-140 mcd). Projeta o PCB com uma linha de 5V, calcula o resistor limitador de corrente usando o VF máximo para o seu bin para garantir que o brilho mínimo é atingido, e fornece áreas generosas de cobre para dissipação térmica. Instrui a fabricação a seguir exatamente o perfil de refluxo e a secar os componentes se o saco de barreira à humidade for aberto mais de 7 dias antes da montagem.

12. Princípio de Funcionamento

Este LED é baseado num chip semicondutor de Fosfeto de Alumínio Gálio Índio (AlGaInP). Quando uma tensão direta que excede o limiar da junção é aplicada, eletrões e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam. Este processo de recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). A composição específica das camadas de AlGaInP determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda da luz emitida—neste caso, vermelho brilhante a aproximadamente 632 nm. A lente de resina epóxi é transparente para maximizar a extração de luz e moldar o ângulo de visão de 120 graus.

13. Tendências Tecnológicas

A tendência nos LEDs indicadores continua em direção a maior eficiência (mais saída de luz por unidade de potência elétrica), tamanhos de encapsulamento menores para maior densidade e melhor consistência de cor através de binning mais apertado. Há também uma ênfase crescente na confiabilidade e qualificação para ambientes adversos, incluindo maior tolerância à temperatura e resistência a ciclos térmicos. Além disso, a integração com drivers inteligentes para dimerização e controlo de cor está a tornar-se mais comum em aplicações avançadas além de simples indicadores.