Ficha Técnica do LED SMD 17-215/G6C-FN2P2B/3T - Amarelo Verde Brilhante - 2.0x1.25x0.8mm - 2.35V Máx. - 60mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 17-215/G6C-FN2P2B/3T é um LED de montagem em superfície (SMD) concebido para montagens eletrónicas de alta densidade. Este componente utiliza um chip semicondutor de AIGaInP (Fosfeto de Alumínio, Gálio e Índio) para produzir uma saída de luz Amarelo Verde Brilhante. A sua principal vantagem reside na sua pegada miniatura, que permite reduções significativas no tamanho da placa de circuito impresso (PCB), aumenta a densidade de componentes e, em última análise, contribui para o desenvolvimento de equipamentos finais mais pequenos e leves. O dispositivo é fornecido em fita padrão da indústria de 8 mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, tornando-o totalmente compatível com equipamentos de montagem automática pick-and-place, otimizando assim os processos de fabrico de alto volume.

O LED é classificado como monocromático e é construído com materiais sem chumbo (Pb-free). Está em conformidade com as principais regulamentações ambientais e de segurança internacionais, incluindo a diretiva da União Europeia sobre Restrição de Substâncias Perigosas (RoHS), o regulamento REACH (Registo, Avaliação, Autorização e Restrição de Produtos Químicos) e normas sem halogéneos (com Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm e a sua soma <1500 ppm). Esta conformidade garante a sua adequação para uma vasta gama de mercados e aplicações globais com requisitos materiais rigorosos.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os valores máximos absolutos definem os limites de tensão além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Estes valores não se destinam à operação normal. Para o LED 17-215, a corrente direta contínua máxima (I_F) é classificada em 25 mA. Em condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 1/10 a 1 kHz, a corrente direta de pico (I_FP) pode atingir 60 mA. A tensão reversa máxima permitida (V_RA intensidade luminosa é categorizada em três bins principais medidos a I_R). A dissipação total de potência (P_d) não deve exceder 60 mW, calculada como o produto da tensão direta pela corrente direta. O dispositivo pode suportar uma descarga eletrostática (ESD) de 2000 V de acordo com o Modelo do Corpo Humano (HBM). A gama de temperatura de operação (T_opr) é de -40°C a +85°C, enquanto a temperatura de armazenamento (T_stg) estende-se ligeiramente até +90°C.

2.2 Características Eletro-Ópticas

O desempenho eletro-óptico é especificado numa condição de teste padrão de temperatura ambiente (T_a) de 25°C e uma corrente direta de 20 mA. A intensidade luminosa (I_v) tem uma gama típica de 36,00 mcd a 72,00 mcd, com uma tolerância especificada de ±11%. A distribuição espacial da luz é caracterizada por um amplo ângulo de visão (2θ_1/2) de 130 graus, proporcionando uma iluminação ampla. As características espectrais são definidas por um comprimento de onda de pico (λ_p) de 575 nm e uma gama de comprimento de onda dominante (λ_d) de 570,00 nm a 574,50 nm (tolerância de ±1 nm). A largura de banda espectral (Δλ) é de aproximadamente 20 nm. A tensão direta (V_F) varia tipicamente de 1,75 V a 2,35 V a 20 mA, com uma tolerância de ±0,1 V. A corrente reversa (I_R) é garantida como sendo inferior ou igual a 10 μA quando é aplicada uma tensão reversa de 5 V.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave de desempenho. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de aplicação para brilho, cor e comportamento elétrico.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Luminous intensity is categorized into three primary bins measured at I_F= 20 mA:

• Bin N2:36,00 mcd (Mín.) a 45,00 mcd (Máx.)
• Bin P1:45,00 mcd (Mín.) a 57,00 mcd (Máx.)
• Bin P2:57,00 mcd (Mín.) a 72,00 mcd (Máx.)

A tolerância para a intensidade luminosa dentro de um bin é de ±11%.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

O comprimento de onda dominante, que está intimamente correlacionado com a cor percebida, é dividido em três bins:

• Bin CC2:570,00 nm (Mín.) a 571,50 nm (Máx.)
• Bin CC3:571,50 nm (Mín.) a 573,00 nm (Máx.)
• Bin CC4:573,00 nm (Mín.) a 574,50 nm (Máx.)

A tolerância para o comprimento de onda dominante é de ±1 nm.

3.3 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é classificada em três bins para auxiliar no projeto do circuito, particularmente para o cálculo do resistor limitador de corrente e projeto da fonte de alimentação:

• Bin 0:1,75 V (Mín.) a 1,95 V (Máx.)
• Bin 1:1,95 V (Mín.) a 2,15 V (Máx.)
• Bin 2:2,15 V (Mín.) a 2,35 V (Máx.)

A tolerância para a tensão direta é de ±0,1 V.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora o PDF indique a presença de curvas eletro-ópticas típicas na página 5, os gráficos específicos não são fornecidos no conteúdo textual. Tipicamente, estas fichas técnicas incluem curvas que ilustram a relação entre a corrente direta e a intensidade luminosa, a tensão direta versus a corrente direta, e a intensidade luminosa relativa em função da temperatura ambiente. Estas curvas são essenciais para os projetistas compreenderem o comportamento do dispositivo em condições não padrão. Por exemplo, a intensidade luminosa tipicamente diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. A tensão direta também tem um coeficiente de temperatura negativo, o que significa que diminui ligeiramente com o aumento da temperatura. Os projetistas devem consultar os dados gráficos para desclassificar o desempenho adequadamente para o seu ambiente operacional específico e para garantir uma condução de corrente estável ao longo da gama de temperatura pretendida.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

O LED SMD 17-215 apresenta uma embalagem compacta. As dimensões principais (em milímetros) são as seguintes, com uma tolerância geral de ±0,1 mm, salvo indicação em contrário: O comprimento total da embalagem é de 2,0 mm, a largura é de 1,25 mm e a altura é de 0,8 mm. O dispositivo inclui dois terminais ânodo/cátodo para conexão elétrica. Desenhos dimensionais detalhados, incluindo espaçamento dos pads, tamanho dos terminais e geometria da lente, são fornecidos na ficha técnica para orientar o projeto do padrão de solda do PCB para uma soldadura e estabilidade mecânica ótimas.

5.2 Identificação da Polaridade

A polaridade correta é crucial para a operação do LED. O desenho da embalagem na ficha técnica indica claramente os terminais do ânodo e do cátodo. Tipicamente, um terminal pode estar marcado ou ter uma forma diferente (por exemplo, um entalhe ou um canto chanfrado) para facilitar a identificação visual durante a montagem ou inspeção manual. Os projetistas devem garantir que a pegada no PCB espelhe esta polaridade para evitar uma colocação incorreta.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Perfil de Soldadura por Reflow

O LED é compatível com processos de soldadura por reflow por infravermelhos e fase de vapor. Para soldadura sem chumbo, deve ser seguido um perfil de temperatura específico:

• Pré-aquecimento:Rampa do ambiente para 150-200°C ao longo de 60-120 segundos.
• Mergulho/Reflow:Manter acima de 217°C (temperatura de liquidus) durante 60-150 segundos. A temperatura de pico não deve exceder 260°C, e o tempo acima de 255°C deve ser limitado a um máximo de 30 segundos.
• Arrefecimento:A taxa máxima de arrefecimento não deve exceder 6°C por segundo.

É fortemente recomendado que a soldadura por reflow seja realizada no máximo duas vezes para evitar danos por tensão térmica na embalagem do LED e nas ligações internas dos fios.

6.2 Soldadura Manual

Se a soldadura manual for inevitável, deve ter-se extremo cuidado. A temperatura da ponta do ferro de soldar deve estar abaixo de 350°C, e o tempo de contacto com cada terminal não deve exceder 3 segundos. A potência do ferro de soldar deve ser de 25W ou menos. Deve ser deixado um intervalo mínimo de 2 segundos entre a soldadura de cada terminal. É sugerido o uso de um ferro de soldar de dupla cabeça para reparação, a fim de minimizar a tensão térmica, mas a reparação após a soldadura inicial é geralmente desencorajada.

6.3 Armazenamento e Sensibilidade à Humidade

Os LEDs são embalados em sacos de barreira resistentes 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 ou menos e 60% de humidade relativa (HR) ou menos.
• A "vida útil no chão" após a abertura do saco é de 168 horas (7 dias).
• Se não forem utilizados dentro deste período, os LEDs restantes devem ser reembalados com dessecante.
• Se o indicador de dessecante mudou de cor ou o tempo de exposição for excedido, é necessário um tratamento de secagem a 60°C ±5°C durante 24 horas antes da utilização.

7. Embalagem e Informações de Encomenda

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

O produto é fornecido numa fita transportadora padrão do tipo "ammo pack" com uma largura de 8 mm, enrolada numa bobina de 7 polegadas (178 mm) de diâmetro. Cada bobina contém 3000 peças. São fornecidas dimensões detalhadas para a bobina, os compartimentos da fita transportadora e a fita de cobertura para garantir compatibilidade com alimentadores automáticos.

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da embalagem contém vários códigos-chave para rastreabilidade e especificação:

• CPN:Número do Produto do Cliente (atribuído pelo comprador).
• P/N:Número do Produto do Fabricante (17-215/G6C-FN2P2B/3T).
• QTY:Quantidade de Embalagem (ex.: 3000).
• CAT:Classe de Intensidade Luminosa (ex.: N2, P1, P2).
• HUE:Coordenadas de Cromaticidade & Classe de Comprimento de Onda Dominante (ex.: CC2, CC3, CC4).
• REF:Classe de Tensão Direta (ex.: 0, 1, 2).
• LOT No:Número do Lote de Fabrico para rastreabilidade.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

A cor Amarelo Verde Brilhante e o tamanho compacto tornam este LED adequado para várias funções de indicação e retroiluminação:

• Interior Automóvel:Retroiluminação para instrumentos do painel de instrumentos, interruptores e painéis de controlo.
• Telecomunicações:Indicadores de estado e retroiluminação de teclado em telefones, máquinas de fax e outros dispositivos de comunicação.
• Eletrónica de Consumo:Retroiluminação plana para pequenos ecrãs LCD, iluminação de interruptores e indicadores simbólicos.
• Indicação de Uso Geral:Indicadores de estado de energia, seleção de modo e alerta numa vasta gama de equipamentos eletrónicos.

8.2 Considerações Críticas de Projeto

Limitação de Corrente é Obrigatória:Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Um resistor limitador de corrente externo deve ser sempre usado em série com o LED. O valor é calculado com base na tensão de alimentação (V_supply), na tensão direta do LED (V_Fdo seu bin) e na corrente direta desejada (I_F, tipicamente 20 mA ou menos). A fórmula é: R = (V_supply- V_F) / I_F. Sem este resistor, mesmo um pequeno aumento na tensão de alimentação pode causar um grande e destrutivo aumento na corrente.

Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa, garantir uma área de cobre adequada no PCB em torno dos pads do LED pode ajudar a dissipar o calor, especialmente em ambientes de alta temperatura ambiente ou quando acionado na corrente contínua máxima. Isto ajuda a manter a saída luminosa e a longevidade.

Restrições de Aplicação:Este LED comercial padrão não foi especificamente concebido ou qualificado para aplicações de alta confiabilidade onde uma falha possa levar a riscos de segurança. Isto inclui, mas não se limita a, sistemas militares/aeroespaciais, sistemas críticos de segurança automóvel (ex.: luzes de travagem, indicadores de airbag) e equipamentos médicos de suporte à vida. Para tais aplicações, devem ser adquiridos componentes com as qualificações e dados de confiabilidade apropriados.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Os principais fatores diferenciadores do LED 17-215 são a sua combinação de um material de chip AIGaInP específico que produz uma cor Amarelo Verde Brilhante, a sua pegada muito compacta 2012 (2,0x1,25mm) e a sua conformidade com normas ambientais modernas (sem chumbo, sem halogéneos, RoHS, REACH). Comparado com LEDs SMD mais antigos ou de montagem em furo, permite uma miniaturização significativa. Comparado com outros LEDs amarelo-verdes, a tecnologia AIGaInP oferece tipicamente uma eficiência luminosa mais elevada e uma melhor estabilidade de cor ao longo de variações de temperatura e corrente do que alguns materiais semicondutores alternativos utilizados para cores semelhantes. O amplo ângulo de visão de 130 graus é também uma característica-chave para aplicações que requerem uma iluminação ampla e uniforme em vez de um feixe focalizado.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

Q1: Qual é a diferença entre comprimento de onda de pico (λp) e comprimento de onda dominante (λd)?

A1: O comprimento de onda de pico é o comprimento de onda no qual a distribuição de potência espectral é máxima. O comprimento de onda dominante é o comprimento de onda único da luz monocromática que corresponde à cor percebida do LED. Para LEDs com um espectro relativamente estreito, eles estão frequentemente próximos, mas o λd é mais relevante para a especificação de cor nas aplicações.

Q2: Posso acionar este LED sem um resistor limitador de corrente se usar uma fonte de tensão constante ajustada para a tensão direta do LED?

A2: Não, isto não é recomendado e provavelmente danificará o LED. A tensão direta tem uma tolerância e um coeficiente de temperatura negativo. Uma ligeira variação na tensão de alimentação ou um aumento na temperatura do LED pode causar um aumento significativo e descontrolado na corrente, levando a sobreaquecimento e falha. Utilize sempre um resistor em série ou um driver de corrente constante dedicado.

Q3: Por que existe uma "vida útil no chão" rigorosa após a abertura do saco de barreira à humidade?

A3: Os componentes SMD podem absorver humidade da atmosfera. Durante o processo de soldadura por reflow a alta temperatura, esta humidade retida pode vaporizar-se rapidamente, criando pressão interna que pode causar fissuras na embalagem ("popcorning") ou delaminação, levando à falha. A vida útil no chão e os procedimentos de secagem gerem este nível de sensibilidade à humidade (MSL).

Q4: Como interpreto os códigos de bin (CAT, HUE, REF) ao encomendar?

A4: Pode especificar os códigos de bin exatos que necessita com base nas necessidades da sua aplicação para brilho (CAT), cor (HUE) e tensão direta (REF). Encomendar bins mais apertados garante maior consistência na aparência e desempenho elétrico do seu produto final. Se não especificado, receberá componentes dos bins de produção padrão.

11. Exemplos Práticos de Projeto e Utilização

Exemplo 1: Retroiluminação de Interruptor do Painel de Instrumentos

Num painel de instrumentos automóvel, vários LEDs 17-215 podem ser colocados atrás de tampas de interruptor translúcidas. Um pino GPIO de um microcontrolador, via um transistor, pode fornecer energia a partir do sistema de 12V do veículo. Um resistor em série é calculado para cada LED. Por exemplo, usando uma alimentação de 12V, uma V_Fde 2,1V (Bin 1) e um I_Falvo de 20mA: R = (12V - 2,1V) / 0,02A = 495 Ohms. Um resistor padrão de 510 Ohm seria adequado, resultando em I_F≈ 19,4 mA. O amplo ângulo de visão garante que o interruptor seja iluminado uniformemente.

Exemplo 2: Indicador de Estado num Dispositivo de Rede

Para um indicador "Link Ativo" num router, um único LED pode ser acionado diretamente a partir de um sinal lógico de 3,3V. Usando V_F= 1,9V (Bin 0) e I_F= 15 mA para reduzir a potência e aumentar a vida útil: R = (3,3V - 1,9V) / 0,015A ≈ 93,3 Ohms. Seria usado um resistor de 100 Ohm. A cor Amarelo Verde Brilhante é altamente visível e comumente associada à atividade de rede.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Os Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz através de um processo chamado eletroluminescência. O LED 17-215 utiliza um semicondutor composto de AIGaInP (Fosfeto de Alumínio, Gálio e Índio). Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, os eletrões da região tipo-n e as lacunas da região tipo-p são injetados na região ativa. Quando estes portadores de carga (eletrões e lacunas) se recombinam, libertam energia. Nos materiais AIGaInP, esta energia é libertada principalmente como fotões (partículas de luz) com um comprimento de onda correspondente à energia da banda proibida do material semicondutor. A composição específica dos átomos de Al, Ga, In e P é projetada para produzir uma banda proibida que resulta em luz amarelo-verde com um comprimento de onda de pico em torno de 575 nm. A lente de resina epóxi encapsula o chip, protege-o e molda a saída de luz para alcançar o ângulo de visão desejado de 130 graus.

13. Tendências e Desenvolvimentos Tecnológicos

A tendência geral na tecnologia LED SMD continua em direção a várias áreas-chave:Aumento da Eficiência:Melhorias contínuas na ciência dos materiais e no projeto de chips visam produzir mais lúmens por watt (lm/W), reduzindo o consumo de energia para uma determinada saída de luz.Miniaturização:As embalagens continuam a encolher (ex.: de 2012 para 1608, tamanhos métricos 1005) para suportar eletrónica de consumo cada vez mais pequena.Melhoria na Reprodução de Cor e Consistência:Avanços na tecnologia de fósforo (para LEDs brancos) e processos de crescimento epitaxial (para LEDs coloridos como AIGaInP) levam a bins de cor mais apertados e desempenho mais estável ao longo da vida útil e da temperatura.Maior Confiabilidade:Materiais de embalagem aprimorados e processos de fabrico estão a estender a vida útil dos LEDs e a melhorar a resistência ao stress térmico e ambiental.Soluções Integradas:Existe um mercado crescente para LEDs com resistores limitadores de corrente integrados, diodos de proteção ou até mesmo circuitos integrados driver, simplificando o projeto do circuito. O 17-215 representa uma embalagem e tecnologia maduras e amplamente adotadas que beneficiam destes refinamentos contínuos em toda a indústria no rendimento de fabrico e desempenho.