Ficha Técnica do LED SMD 19-21/G6C-AL1M2LY/3T - Dimensões 2.0x1.25x0.8mm - Tensão 1.7-2.3V - Amarelo Verde Brilhante - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 19-21/G6C-AL1M2LY/3T é um LED de montagem em superfície (SMD) projetado para aplicações eletrónicas modernas que exigem tamanho compacto, alta confiabilidade e desempenho consistente. Este componente pertence à família de embalagens 19-21, caracterizada pela sua pegada minúscula, tornando-o ideal para projetos com restrições de espaço.

1.1 Vantagens Principais e Posicionamento

A principal vantagem deste LED é o seu tamanho significativamente reduzido em comparação com componentes tradicionais do tipo lead-frame. Esta miniaturização proporciona vários benefícios-chave para projetistas e fabricantes:

• Tamanho da Placa Menor:Permite layouts de PCB mais compactos.
• Maior Densidade de Empacotamento:Permite colocar mais componentes numa única placa, aumentando a funcionalidade.
• Espaço de Armazenamento Reduzido:O tamanho físico menor do componente e da sua embalagem (fita de 8mm em bobinas de 7 polegadas) otimiza a logística e a gestão de inventário.
• Design Leve:O peso mínimo é crucial para aplicações portáteis e miniaturizadas onde cada grama conta.
• Compatibilidade de Fabricação:O dispositivo é totalmente compatível com equipamentos automáticos de colocação padrão e processos de soldagem convencionais, incluindo reflow por infravermelhos e fase de vapor, facilitando a produção em volume.

1.2 Conformidade e Normas Ambientais

Este produto é projetado tendo em mente as regulamentações ambientais e de segurança modernas, garantindo ampla aceitação no mercado:

• Sem Chumbo:Fabricado sem chumbo, em conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Sem Halogéneos:Conforme com os requisitos sem halogéneos, com teor de Bromo (Br) e Cloro (Cl) cada um abaixo de 900 ppm, e a sua soma abaixo de 1500 ppm.
• Conformidade REACH:Adere ao regulamento REACH da UE relativo ao registo, avaliação, autorização e restrição de produtos químicos.

2. Especificações Técnicas e Interpretação Objetiva

Esta secção fornece uma análise objetiva e detalhada dos parâmetros elétricos, ópticos e térmicos do dispositivo, conforme definido na ficha técnica.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A operação nestes limites não é garantida e deve ser evitada em projetos confiáveis.

• Tensão Reversa (V_R):5V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura imediata da junção.
• Corrente Direta Contínua (I_F):25 mA. A corrente DC máxima para operação contínua.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):60 mA (Ciclo de trabalho 1/10 @1kHz). Adequada para operação em pulso curto, mas não para DC.
• Dissipação de Potência (P_d):60 mW. A potência máxima que a embalagem pode dissipar a Ta=25°C. É necessário derating a temperaturas ambientes mais elevadas.
• Descarga Eletrostática (ESD) HBM:2000V. Fornece uma medida da robustez do dispositivo contra eletricidade estática, classificada como Classe 2 de acordo com o Modelo do Corpo Humano (HBM).
• Temperatura de Operação (T_opr):-40°C a +85°C. A faixa de temperatura ambiente para operação confiável.
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldagem:Especifica os limites do perfil térmico para montagem.
  • Soldagem por Reflow: Pico de 260°C por um máximo de 10 segundos.
  • Soldagem Manual: 350°C na ponta do ferro por um máximo de 3 segundos por terminal.

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

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos em condições de teste padrão (I_F= 5mA).

• Intensidade Luminosa (I_v):Varia de 11,5 mcd (Mín.) a 28,5 mcd (Máx.), com uma tolerância típica de ±11%. Isto define o brilho percebido.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):100 graus (Típico). Este amplo ângulo de visão torna-o adequado para aplicações onde o LED pode não ser visto de frente.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p):575 nm (Típico). O comprimento de onda no qual a emissão espectral é mais forte.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):569,5 nm a 577,5 nm. Este parâmetro está mais correlacionado com a cor percebida (Amarelo Verde Brilhante) e está sujeito a binning.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):20 nm (Típico). A largura do espectro emitido a metade da intensidade máxima (FWHM).
• Tensão Direta (V_F):1,70V a 2,30V a I_F=5mA, com uma tolerância típica de ±0,05V. Esta faixa é crítica para o cálculo do resistor limitador de corrente.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo 10 μA a V_R=5V. A ficha técnica nota explicitamente que o dispositivo não foi projetado para operação reversa; este parâmetro é apenas para fins de teste.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins. Este dispositivo utiliza três parâmetros de binning independentes.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os LEDs são agrupados com base na sua intensidade luminosa medida a I_F=5mA. Os códigos de bin (L1, L2, M1, M2) representam níveis de brilho ascendentes, de 11,5-14,5 mcd (L1) a 22,5-28,5 mcd (M2). Os projetistas podem selecionar um bin para atender a requisitos de brilho específicos.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Este binning garante consistência de cor. O comprimento de onda dominante é classificado em passos de 2nm, com códigos de bin de C16 (569,5-571,5nm) a C19 (575,5-577,5nm). Uma seleção de bin mais restrita resulta numa aparência de cor mais uniforme em vários LEDs numa matriz.

3.3 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é classificada em passos de 0,1V, do código 19 (1,70-1,80V) ao código 24 (2,20-2,30V). Conhecer o bin de V_Fpode ajudar a otimizar o projeto do circuito limitador de corrente para eficiência e garantir brilho consistente quando os LEDs são acionados em paralelo.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece várias curvas características essenciais para compreender o comportamento do dispositivo em condições não padrão.

4.1 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

Esta curva mostra que a saída de luz não é linearmente proporcional à corrente. Aumenta com a corrente, mas pode saturar ou tornar-se menos eficiente a correntes mais elevadas. Operar perto da corrente máxima nominal (25mA) pode não produzir ganhos de brilho proporcionais e aumenta o calor.

4.2 Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

A eficiência do LED diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Esta curva normalmente mostra um declínio na saída de luz à medida que a temperatura ambiente aumenta de 25°C em direção à temperatura máxima de operação (+85°C). Isto deve ser considerado em projetos para ambientes de alta temperatura.

4.3 Curva de Derating da Corrente Direta

Este é um gráfico crítico para a gestão térmica. Mostra a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura ambiente. À medida que Ta aumenta, o I_Fmáximo deve ser reduzido para evitar que a temperatura da junção exceda os limites seguros e manter a confiabilidade a longo prazo.

4.4 Distribuição Espectral e Padrão de Radiação

O gráfico de distribuição espectral confirma a saída monocromática amarelo-verde centrada em torno de 575nm. O diagrama de radiação (gráfico polar) representa visualmente o ângulo de visão de 100 graus, mostrando a distribuição angular da intensidade luminosa.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

A embalagem 19-21 tem dimensões nominais de 2,0mm de comprimento, 1,25mm de largura e 0,8mm de altura (tolerância ±0,1mm salvo indicação em contrário). A ficha técnica inclui um desenho dimensional detalhado mostrando o layout dos terminais, o contorno do componente e a marca de identificação do cátodo. O projeto preciso da pegada com base neste desenho é essencial para uma soldagem e alinhamento adequados.

5.2 Identificação da Polaridade

O cátodo está claramente marcado no dispositivo, conforme mostrado no diagrama da embalagem. A polaridade correta deve ser observada durante a colocação para garantir o funcionamento adequado do circuito.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Reflow

É fornecido um perfil de reflow sem chumbo detalhado:

• Pré-aquecimento:150-200°C durante 60-120 segundos.
• Tempo Acima do Líquidus (217°C):60-150 segundos.
• Temperatura de Pico:260°C máximo.
• Tempo no Pico:10 segundos máximo.
• Taxa de Aquecimento/Arrefecimento:Máximo 6°C/seg de aquecimento, 3°C/seg de arrefecimento.

É fundamental aderir a este perfil para evitar choque térmico e garantir juntas de solda confiáveis sem danificar a resina epóxi ou o chip do LED.

6.2 Precauções Críticas

• Limitação de Corrente:Um resistor limitador de corrente externo é obrigatório. O LED é um dispositivo acionado por corrente; uma pequena alteração na tensão direta pode causar uma grande alteração na corrente, levando a falha rápida (queima).
• Ciclos de Reflow:A soldagem por reflow não deve ser realizada mais de duas vezes para evitar stress térmico excessivo.
• Stress Mecânico:Evite aplicar stress ao corpo do LED durante o aquecimento ou dobrar a PCB após a soldagem.
• Soldagem Manual:Se necessário, use um ferro de soldar a ≤350°C por ≤3 segundos por terminal, com uma potência nominal ≤25W. Permita um intervalo de arrefecimento de ≥2 segundos entre terminais. A soldagem manual apresenta um risco maior de danos.
• Reparação:Evite retrabalho após a soldagem. Se absolutamente necessário, use um ferro de soldar de duas pontas para aquecer simultaneamente ambos os terminais e levantar o componente uniformemente para evitar danos nos terminais.

7. Armazenamento e Sensibilidade à Umidade

Este componente é sensível à humidade. O manuseio inadequado pode levar ao "efeito pipoca" (fissuração da embalagem) durante o reflow devido à vaporização rápida da humidade absorvida.

• Saco Não Aberto:Não abra o saco de barreira à humidade até estar pronto para usar.
• Tempo de Vida no Chão:Após a abertura, os LEDs devem ser usados dentro de 168 horas (7 dias) se armazenados a ≤30°C e ≤60% de Humidade Relativa.
• Reaquecimento:Se o tempo de armazenamento for excedido ou o indicador de dessecante mostrar saturação, é necessário um reaquecimento a 60±5°C durante 24 horas antes do uso.
• Reembalagem:LEDs não utilizados devem ser resselados no saco à prova de humidade com dessecante novo.

8. Embalagem e Informações de Pedido

8.1 Embalagem Padrão

O dispositivo é fornecido em embalagem resistente à humidade:

• Fita Transportadora:Fita com 8mm de largura.
• Bobina:Bobina com diâmetro de 7 polegadas.
• Quantidade:3000 peças por bobina.
• Embalagem:Inclui dessecante e é selada num saco de alumínio à prova de humidade com rótulos apropriados.

8.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da bobina contém informações-chave para rastreabilidade e identificação:

• CPN:Número do Produto do Cliente.
• P/N:Número do Produto do Fabricante (ex., 19-21/G6C-AL1M2LY/3T).
• QTY:Quantidade de embalagem.
• CAT:Código de bin de Intensidade Luminosa (ex., L1, M2).
• HUE:Código de bin de Cromaticidade/Comprimento de Onda Dominante (ex., C17, C19).
• REF:Código de bin de Tensão Direta (ex., 20, 23).
• LOT No:Número do lote de fabricação para rastreabilidade.

9. Sugestões de Aplicação

9.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Retroiluminação:Ideal para indicadores de painel, retroiluminação de interruptores e retroiluminação plana para LCDs e símbolos devido ao seu amplo ângulo de visão e cor consistente.
• Equipamentos de Telecomunicações:Indicadores de estado e retroiluminação de teclado em telefones, máquinas de fax e outros dispositivos de comunicação.
• Indicação Geral:Estado de energia, indicação de modo e outros feedbacks visuais de uso geral em eletrónica de consumo, eletrodomésticos e controlos industriais.

9.2 Considerações de Projeto

• Acionamento de Corrente:Use sempre um resistor em série ou um driver de corrente constante. Calcule o valor do resistor usando R = (V_fonte- V_F) / I_F, usando o V_Fmáximo do bin ou da ficha técnica para garantir que a corrente não exceda os limites nas piores condições.
• Gestão Térmica:Para operação contínua em altas temperaturas ambientes ou perto da corrente máxima, considere o layout da PCB para dissipação de calor. Evite colocar LEDs perto de outras fontes de calor.
• Proteção ESD:Implemente procedimentos padrão de manuseio ESD durante a montagem. Embora o dispositivo tenha proteção de 2kV HBM, proteção adicional a nível de circuito pode ser necessária em ambientes de alto risco ESD.
• Projeto Óptico:O amplo ângulo de visão pode exigir guias de luz ou difusores se for desejado um feixe mais focado. A lente de resina transparente proporciona uma boa extração de luz.

10. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs antigos de orifício passante ou embalagens SMD maiores, o 19-21 oferece uma combinação convincente de miniaturização e desempenho. Os seus principais diferenciadores são a sua pegada muito pequena de 2,0x1,25mm dentro da categoria de LEDs indicadores de baixa potência e o uso do material semicondutor AlGaInP, que proporciona alta eficiência e cor saturada no espectro amarelo-verde. Comparado com outras embalagens miniaturizadas, mantém um layout de terminais relativamente padrão e um nível robusto de sensibilidade à humidade, tornando-o uma escolha confiável para montagem automatizada.

11. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

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

R: Não. Deve sempre usar um resistor limitador de corrente. Por exemplo, com uma fonte de 3,3V e um V_Ftípico de 2,0V a 5mA, é necessário um resistor de (3,3V - 2,0V) / 0,005A = 260Ω. Para um projeto conservador, use sempre o V_Fmáximo da ficha técnica (2,3V): (3,3V - 2,3V) / 0,005A = 200Ω.

P: Por que o procedimento de armazenamento e reaquecimento é tão importante?

R: Os componentes SMD absorvem humidade do ar. Durante o processo de soldagem por reflow a alta temperatura, esta humidade pode transformar-se rapidamente em vapor, criando pressão interna suficiente para fissurar a embalagem epóxi ("efeito pipoca"), levando a falhas imediatas ou latentes.

P: O que significam os códigos de bin para o meu projeto?

R: Se a sua aplicação requer aparência uniforme (ex., uma matriz de LEDs), deve especificar bins apertados para Comprimento de Onda Dominante (HUE) e Intensidade Luminosa (CAT). Para um único indicador, bins padrão são geralmente suficientes. O bin de Tensão Direta (REF) pode ajudar se estiver a acionar muitos LEDs em paralelo para garantir uma distribuição uniforme da corrente.

12. Caso Prático de Projeto e Uso

Cenário: Projetar um painel de status multi-indicador para um dispositivo portátil.

Um projetista precisa de 5 LEDs amarelo-verde idênticos para mostrar bateria, conectividade e modos de status num pequeno dispositivo alimentado por bateria.

1. Seleção do Componente:O LED 19-21 é escolhido pelo seu tamanho pequeno, baixo consumo de energia e cor adequada.
2. Especificação de Binning:Para garantir que todos os 5 LEDs pareçam idênticos, o projetista especifica um único bin apertado para CAT (ex., apenas M1) e HUE (ex., apenas C18) na ordem de compra.
3. Projeto do Circuito:O dispositivo é alimentado por uma célula de moeda de 3,0V. Usando o V_Fmáximo de 2,3V e um I_Falvo de 5mA para brilho adequado e longa vida da bateria, o resistor limitador de corrente é calculado: R = (3,0V - 2,3V) / 0,005A = 140Ω. Um resistor padrão de 150Ω é selecionado.
4. Layout da PCB:A pegada compacta do 19-21 permite que os 5 LEDs sejam colocados próximos uns dos outros. A marca do cátodo na serigrafia garante a orientação correta.
5. Montagem:A fábrica recebe as bobinas, que são armazenadas nos seus sacos selados até a linha de produção estar pronta. A PCB passa por um único ciclo de reflow usando o perfil especificado.
6. Resultado:O produto final tem um painel de indicadores limpo e de aparência profissional, com LEDs uniformemente brilhantes e de cor consistente, graças à seleção adequada de bin e ao projeto do circuito.

13. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este LED é baseado na tecnologia de semicondutor Fosfeto de Alumínio Gálio Índio (AlGaInP). Quando uma tensão direta que excede o potencial da junção do díodo 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 na forma de fotões. A composição específica da liga AlGaInP determina a energia da banda proibida, que por sua vez define o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, Amarelo Verde Brilhante (~575nm). O encapsulante de resina epóxi transparente protege o chip semicondutor, atua como uma lente para moldar a saída de luz e melhora a extração de luz do chip.

14. Tendências e Contexto Tecnológico

A embalagem 19-21 representa a tendência contínua na eletrónica em direção à miniaturização e tecnologia de montagem em superfície. A transição de embalagens com terminais para SMDs como este permite a montagem automatizada de alta velocidade pick-and-place, reduzindo significativamente os custos de fabrico e aumentando a confiabilidade ao eliminar etapas de soldagem manual. O uso do material AlGaInP representa um avanço em relação a tecnologias mais antigas como GaAsP, oferecendo maior eficiência luminosa e cores mais vibrantes e saturadas. Além disso, a conformidade com as normas sem chumbo, sem halogéneos e REACH reflete a mudança da indústria para processos e materiais de fabrico ambientalmente sustentáveis, que é agora um requisito crítico para o acesso ao mercado global.