Folha de Dados do LED SMD 17-21/G6C-FN1P2B/3T - Dimensões 1.6x0.8x0.6mm - Tensão 1.75-2.35V - Cor Amarelo-Verde Brilhante - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 17-21/G6C-FN1P2B/3T é um LED de montagem em superfície (SMD) projetado para montagens eletrónicas de alta densidade. Possui uma pegada compacta, sendo ideal para aplicações onde o espaço na placa é limitado. O dispositivo é construído com material semicondutor de AlGaInP, que produz uma luz amarelo-verde brilhante. Este LED é embalado em fita de 8mm e fornecido em carretel de 7 polegadas de diâmetro, garantindo compatibilidade com os equipamentos padrão de soldagem por refluxo e pick-and-place automatizados utilizados na fabricação em grande volume.

As principais vantagens deste componente incluem o seu tamanho reduzido, que permite diminuir as dimensões dos equipamentos e aumentar a densidade de empacotamento nas placas de circuito impresso (PCBs). A sua construção leve apoia ainda mais o seu uso em dispositivos eletrónicos miniaturizados e portáteis. O produto está em conformidade com as principais normas ambientais e de segurança, incluindo RoHS, REACH e requisitos livres de halogéneos, tornando-o adequado para os mercados globais.

2. Análise Detalhada das Especificações Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

O dispositivo foi projetado para operar de forma confiável dentro dos limites especificados. Exceder estes valores pode causar danos permanentes. A tensão reversa máxima (VR) é de 5V. A corrente direta contínua (IF) não deve exceder 25mA, enquanto uma corrente direta de pico (IFP) de 60mA é permitida em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10 a 1kHz). A dissipação de potência máxima (Pd) é de 60mW. O componente pode suportar uma descarga eletrostática (ESD) de 2000V de acordo com o Modelo do Corpo Humano (HBM). A sua gama de temperatura de operação é de -40°C a +85°C, com uma gama de temperatura de armazenamento de -40°C a +90°C.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Medidas a uma temperatura de junção padrão de 25°C e uma corrente direta de 20mA, o desempenho do LED é caracterizado por vários parâmetros-chave. A intensidade luminosa (Iv) tem uma gama típica definida pelo seu sistema de binning. O ângulo de visão (2θ1/2) é tipicamente de 140 graus, proporcionando um amplo campo de iluminação. O comprimento de onda de pico (λp) está centrado em torno de 575nm, enquanto o comprimento de onda dominante (λd) varia de 570.0nm a 574.5nm. A largura de banda espectral (Δλ) é tipicamente de 20nm. A tensão direta (VF) varia de 1.75V a 2.35V, e a corrente reversa (IR) é no máximo de 10μA com uma polarização reversa de 5V. É fundamental notar que o dispositivo não foi projetado para operar sob condições de tensão reversa; a classificação VR aplica-se apenas ao teste de IR.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência no projeto de aplicação, os LEDs são classificados em bins com base em três parâmetros-chave: intensidade luminosa, comprimento de onda dominante e tensão direta. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a critérios de desempenho específicos para os seus projetos.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é categorizada em quatro bins (N1, N2, P1, P2) medidos a IF=20mA. A gama varia de um mínimo de 28.5 mcd (N1 min) a um máximo de 72.0 mcd (P2 max). Uma tolerância de ±11% aplica-se dentro de cada bin.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

O comprimento de onda dominante, que define a cor percebida, é classificado em três bins (CC2, CC3, CC4). A gama é de 570.0nm a 574.5nm, com uma tolerância apertada de ±1nm para manter a consistência da cor.

3.3 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é agrupada em três bins (0, 1, 2), variando de 1.75V a 2.35V a IF=20mA. A tolerância para a tensão direta é de ±0.1V. Selecionar LEDs do mesmo bin de tensão pode ajudar a garantir um brilho uniforme quando vários LEDs são acionados em paralelo.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A folha de dados referencia curvas típicas de características eletro-ópticas. Embora gráficos específicos não sejam reproduzidos em texto, estas curvas normalmente ilustram a relação entre a corrente direta e a intensidade luminosa, a tensão direta versus a temperatura e a distribuição espectral de potência. Analisar estas curvas é essencial para compreender o comportamento do LED sob diferentes condições operacionais, como alterações na corrente de acionamento ou temperatura ambiente, que afetam a saída de luz e a eficiência.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

5.1 Dimensões do Pacote

O LED possui um pacote SMD compacto com dimensões de aproximadamente 1.6mm de comprimento, 0.8mm de largura e 0.6mm de altura (tolerância ±0.1mm salvo indicação em contrário). Um desenho dimensionado detalhado é fornecido na folha de dados, incluindo recomendações de layout de pads para o projeto de PCB, a fim de garantir uma soldagem adequada e uma gestão térmica correta.

5.2 Identificação da Polaridade

O cátodo está claramente marcado no pacote. A orientação correta da polaridade durante a montagem é crucial para o funcionamento do dispositivo. O design da pegada na PCB deve alinhar-se com esta marcação para evitar a instalação invertida.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio e a soldagem adequados são críticos para manter o desempenho e a fiabilidade do LED.

6.1 Armazenamento e Sensibilidade à Umidade

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

6.2 Perfil de Soldagem por Refluxo

O LED é compatível com processos de refluxo por infravermelhos e fase de vapor. Para soldagem sem chumbo, deve ser seguido um perfil de temperatura específico: pré-aquecimento entre 150-200°C durante 60-120 segundos, tempo acima de 217°C (líquidus) durante 60-150 segundos, com uma temperatura de pico não superior a 260°C por um máximo de 10 segundos. A taxa máxima de aquecimento deve ser de 6°C/seg, e a taxa máxima de arrefecimento de 3°C/seg. A soldagem por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes.

6.3 Soldagem Manual e Retrabalho

Se for necessária soldagem manual, a temperatura da ponta do ferro de soldar deve estar abaixo de 350°C, aplicada por não mais de 3 segundos por terminal. O ferro deve ter uma capacidade inferior a 25W. Deve ser observado um intervalo de arrefecimento de pelo menos 2 segundos entre a soldagem de cada terminal. Não é recomendado reparar após a soldagem inicial. Se for inevitável, deve ser utilizado um ferro de soldar de dupla cabeça especializado para aquecer simultaneamente ambos os terminais e evitar tensão mecânica no chip do LED.

7. Embalagem e Informações de Pedido

Os LEDs são fornecidos em embalagem resistente à humidade. São carregados em fita transportadora com dimensões especificadas para manuseamento automatizado. Cada carretel contém 3000 peças. A etiqueta da embalagem inclui informações críticas para rastreabilidade e seleção: Número do Produto (P/N), quantidade (QTY) e os códigos de bin específicos para intensidade luminosa (CAT), comprimento de onda dominante (HUE) e tensão direta (REF).

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED é bem adequado para aplicações de retroiluminação em painéis de instrumentos e interruptores automotivos, indicação e retroiluminação em dispositivos de telecomunicações como telefones e máquinas de fax, retroiluminação plana para LCDs e indicação de estado de uso geral.

8.2 Considerações de Projeto

Limitação de Corrente:Um resistor limitador de corrente externo é obrigatório. A característica exponencial I-V do LED significa que um pequeno aumento na tensão pode causar um grande aumento na corrente, potencialmente destrutivo. O valor do resistor deve ser calculado com base na tensão de alimentação e no bin de tensão direta do LED.
Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa, garantir uma área de cobre adequada na PCB para os pads ajuda a dissipar o calor, especialmente em ambientes de alta temperatura ou quando acionado a correntes mais elevadas.
Tensão na Placa:Evite dobrar ou empenar a PCB durante ou após a soldagem, pois isto pode induzir fissuras por tensão no pacote do LED.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs maiores do tipo lead-frame, esta variante SMD oferece uma economia significativa de espaço, maior densidade de colocação e compatibilidade com linhas de montagem totalmente automatizadas, reduzindo os custos de fabrico. O uso da tecnologia AlGaInP proporciona alta eficiência e uma cor amarelo-verde saturada. A sua conformidade com regulamentações ambientais rigorosas (RoHS, REACH, Livre de Halogéneos) torna-o uma escolha à prova de futuro para projetos eletrónicos modernos que visam mercados globais.

10. Perguntas Frequentes (FAQs)

P: Posso acionar este LED sem um resistor em série?
R: Não. A folha de dados avisa explicitamente que um resistor de proteção deve ser utilizado. Operar o LED diretamente a partir de uma fonte de tensão levará a um fluxo de corrente descontrolado e a uma falha rápida.
P: O que acontece se eu exceder o prazo de 7 dias após abrir o saco à prova de humidade?
R: Os LEDs podem absorver humidade da atmosfera. Soldá-los sem a secagem adequada pode causar "popcorning" ou delaminação interna devido à rápida expansão do vapor durante o refluxo, levando à falha. Siga o procedimento de secagem prescrito.
P: Como interpreto os códigos de bin na etiqueta?
R: Os códigos CAT, HUE e REF correspondem aos bins de intensidade luminosa, comprimento de onda dominante e tensão direta detalhados nas secções 3.1, 3.2 e 3.3. Selecionar bins consistentes é fundamental para um desempenho uniforme numa matriz.

11. Exemplos Práticos de Projeto e Uso

Exemplo 1: Retroiluminação de Interruptor de Painel:Um projetista precisa de 10 indicadores amarelo-verde uniformes. Eles devem especificar LEDs do mesmo bin de intensidade luminosa (ex: todos P1) e do mesmo bin de comprimento de onda dominante (ex: todos CC3) para garantir brilho e cor consistentes. Um único resistor limitador de corrente pode ser calculado usando a tensão direta máxima do bin 2 (2.35V) para garantir operação segura para todas as unidades, mesmo que algumas tenham Vf mais baixo.
Exemplo 2: Painel de Estado de Alta Densidade:Para um painel com 50 LEDs, o uso do pacote SMD permite um layout muito compacto. O projetista deve garantir que o design dos pads na PCB corresponda à recomendação da folha de dados para facilitar a formação de boas juntas de solda durante o refluxo. O design da abertura do estêncil deve ser otimizado para evitar pontes de solda entre os pads espaçados de perto.

12. Princípio de Funcionamento

Este LED é um díodo semicondutor baseado em material de Fosfeto de Alumínio Gálio Índio (AlGaInP). Quando uma tensão direta que excede a sua energia de bandgap é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa do semicondutor, libertando energia na forma de fotões. A composição específica das camadas de AlGaInP determina o comprimento de onda da luz emitida, que neste caso está no espectro amarelo-verde (~575nm). A lente de resina epóxi é transparente para maximizar a extração de luz e moldar o padrão de emissão para um ângulo de visão de 140 graus.

13. Tendências Tecnológicas

A tendência nos LEDs indicadores e de retroiluminação continua em direção à miniaturização, aumento da eficiência (lúmens por watt) e maior fiabilidade. Pacotes SMD como o 17-21 estão a tornar-se padrão devido às suas vantagens de fabrico. Há também uma ênfase crescente no binning preciso e tolerâncias mais apertadas para atender às exigências de aplicações que requerem alta uniformidade de cor e brilho, como ecrãs a cores completos e conjuntos de iluminação automotiva. Além disso, a busca por eletrónica ambientalmente sustentável garante que materiais livres de halogéneos e em conformidade com a RoHS permaneçam um requisito básico para todos os novos componentes.