Ficha Técnica do LED SMD 17-21/G6C-AP1Q1B/3T - Dimensões 1.6x0.8x0.6mm - Tensão 1.75-2.35V - Amarelo Verde Brilhante - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 17-21/G6C-AP1Q1B/3T é um LED de montagem em superfície (SMD) projetado para aplicações miniaturizadas e de alta densidade. Ele utiliza um chip de AlGaInP (Fosfeto de Alumínio, Gálio e Índio) para produzir uma luz Amarelo Verde Brilhante. Este LED é encapsulado em um formato compacto de 1.6mm x 0.8mm x 0.6mm, permitindo uma economia significativa de espaço nas placas de circuito impresso (PCBs) em comparação com componentes tradicionais com terminais. Seu tamanho reduzido e natureza leve tornam-no ideal para a eletrónica moderna, onde a miniaturização é uma restrição de projeto fundamental.

O dispositivo está em conformidade com as principais normas ambientais e de segurança, incluindo a RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), os regulamentos REACH da UE e é classificado como Livre de Halogéneos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). É fornecido em fita de 8mm montada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, sendo totalmente compatível com equipamentos automáticos de montagem pick-and-place. O LED é adequado para processos de soldagem por refluxo por infravermelhos e por fase de vapor.

2. Análise Profunda das Especificações Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os Valores Máximos Absolutos definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Estes valores são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. A tensão reversa máxima (VR) é de 5V. A corrente direta contínua (IF) não deve exceder 25mA. Para operação pulsada, é permitida uma corrente direta de pico (IFP) de 60mA sob um ciclo de trabalho de 1/10 a 1kHz. A dissipação de potência máxima (Pd) é de 60mW. O dispositivo pode suportar uma descarga eletrostática (ESD) de 2000V de acordo com o Modelo do Corpo Humano (HBM). A faixa de temperatura de operação (Topr) é de -40°C a +85°C, enquanto a faixa de temperatura de armazenamento (Tstg) é ligeiramente mais ampla, de -40°C a +90°C. O perfil de temperatura de soldagem (Tsol) é crítico: para soldagem por refluxo, a temperatura de pico não deve exceder 260°C por um máximo de 10 segundos; para soldagem manual, a temperatura da ponta do ferro deve ser de 350°C ou menos por um máximo de 3 segundos por terminal.

2.2 Características Eletro-Ópticas

As Características Eletro-Ópticas são medidas a Ta=25°C e a uma corrente de operação (IF) de 20mA, que é a condição de teste padrão. A intensidade luminosa (Iv) tem uma faixa típica de 45.0 mcd a 90.0 mcd, com valores específicos determinados pelo código de binning (ver Secção 3). O ângulo de visão (2θ1/2) é tipicamente de 140 graus, proporcionando um padrão de feixe amplo. O comprimento de onda de pico (λp) está centrado em torno de 575 nm. O comprimento de onda dominante (λd), que define a cor percebida, varia de 569.5 nm a 577.5 nm. A largura de banda espectral (Δλ) é de aproximadamente 20 nm. A tensão direta (VF) varia de 1.75V a 2.35V, também sujeita a binning. A corrente reversa (IR) é no máximo de 10 μA quando uma tensão reversa (VR) de 5V é aplicada. É crucial notar que o dispositivo não foi projetado para operar sob polarização reversa; a classificação VR é apenas para fins de teste de IR.

3. Explicação do Sistema de Binning

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

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é classificada em três códigos principais a IF=20mA: P1 (45.0-57.0 mcd), P2 (57.0-72.0 mcd) e Q1 (72.0-90.0 mcd). O sufixo "Q1" na referência 17-21/G6C-AP1Q1B/3T indica que pertence ao bin de maior brilho Q1.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

O comprimento de onda dominante, que determina o tom preciso do amarelo-verde, é classificado em quatro códigos: C16 (569.5-571.5 nm), C17 (571.5-573.5 nm), C18 (573.5-575.5 nm) e C19 (575.5-577.5 nm). O sufixo "C" na referência corresponde a esta coordenada de cromaticidade e classificação de comprimento de onda.

3.3 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é classificada para auxiliar no projeto do circuito, particularmente para o cálculo do resistor limitador de corrente. Os bins são: 0 (1.75-1.95 V), 1 (1.95-2.15 V) e 2 (2.15-2.35 V). O sufixo "B" na referência indica a classificação da tensão direta.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas não sejam detalhadas no texto fornecido, as curvas de desempenho típicas para tais LEDs incluiriam a relação entre a corrente direta (IF) e a tensão direta (VF), mostrando a natureza exponencial do díodo. A relação entre a intensidade luminosa e a corrente direta é geralmente linear dentro da faixa de operação. A dependência da intensidade luminosa com a temperatura tipicamente mostra uma diminuição na saída à medida que a temperatura da junção aumenta. A curva de distribuição espectral mostraria um único pico centrado em torno de 575 nm com a largura de banda especificada de 20 nm, confirmando a saída monocromática amarelo-verde.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED está alojado num encapsulamento SMD padrão 17-21. As dimensões principais são: comprimento de 1.6 mm, largura de 0.8 mm e altura de 0.6 mm. O encapsulamento apresenta uma marca de cátodo para identificação correta da polaridade durante a montagem. Todas as tolerâncias não especificadas são de ±0.1 mm. O tamanho compacto é uma vantagem primária, permitindo layouts de PCB de alta densidade.

5.2 Identificação da Polaridade

A polaridade correta é essencial para a operação. O encapsulamento inclui uma marca de cátodo distinta. Instalar o LED em polarização reversa pode levar a uma falha imediata devido à baixa classificação de tensão reversa máxima (5V).

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O LED é compatível com soldagem por refluxo sem chumbo (Pb-free). O perfil de temperatura recomendado é crítico: o pré-aquecimento deve ocorrer entre 150°C e 200°C durante 60-120 segundos. O tempo acima da temperatura de liquidus do soldador (217°C) deve ser de 60-150 segundos. A temperatura de pico não deve exceder 260°C, e o tempo a ou acima de 255°C deve ser limitado a um máximo de 30 segundos. A taxa máxima de aquecimento deve ser de 6°C/seg, e a taxa máxima de arrefecimento deve ser de 3°C/seg. A soldagem por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes no mesmo dispositivo.

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, deve-se ter extremo cuidado. A temperatura da ponta do ferro de soldar deve ser inferior a 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 soldagem de cada terminal para permitir a dissipação de calor e evitar danos térmicos.

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 (RH) ou menos. A "vida útil no chão" após a abertura é de 168 horas (7 dias). Se este tempo for excedido ou se o indicador de dessecante mudar de cor, os LEDs devem ser aquecidos a 60 ±5°C durante 24 horas antes do uso para remover a humidade absorvida e evitar o "efeito pipoca" durante o refluxo.

7. Embalagem e Informações de Encomenda

O dispositivo é fornecido em embalagem resistente à humidade. É carregado numa fita transportadora de 8mm de largura, que é depois enrolada numa bobina de 7 polegadas de diâmetro. Cada bobina contém 3000 peças. Os rótulos da embalagem incluem informações críticas: Número do Produto do Cliente (CPN), Número do Produto (P/N), Quantidade de Embalagem (QTY), Classificação de Intensidade Luminosa (CAT), Classificação de Cromaticidade/Comprimento de Onda (HUE), Classificação de Tensão Direta (REF) e Número de Lote (LOT No).

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 aplicações de indicação e retroiluminação. Usos comuns incluem retroiluminação para painéis de instrumentos e interruptores de membrana, indicadores de estado e retroiluminação de teclado em dispositivos de telecomunicações (telefones, máquinas de fax), retroiluminação plana para pequenos LCDs e símbolos, e aplicações de indicador de uso geral em eletrónica de consumo e industrial.

8.2 Considerações de Projeto

Limitação de Corrente:Um resistor limitador de corrente externo é obrigatório. O LED é um dispositivo controlado por corrente, e mesmo um pequeno aumento na tensão direta pode causar um grande aumento de corrente, potencialmente destrutivo. O valor do resistor deve ser calculado com base na tensão de alimentação, no bin de tensão direta do LED (Vf) e na corrente de operação desejada (ex.: 20mA).

Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa, garantir uma área de cobre adequada na PCB em torno das almofadas térmicas (se houver) ou dos trilhos conectados ao ânodo e cátodo pode ajudar a dissipar o calor e manter o desempenho e longevidade do LED, especialmente em ambientes de alta temperatura ambiente.

Proteção contra ESD:Embora o LED tenha uma classificação ESD HBM de 2000V, as precauções padrão de manuseio ESD devem ser observadas durante a montagem e manuseio.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

A principal vantagem deste LED 17-21 é a sua pegada extremamente pequena (1.6x0.8mm), que é significativamente menor do que os LEDs tradicionais de orifício passante de 3mm ou 5mm, permitindo a miniaturização. O uso da tecnologia AlGaInP proporciona alta eficiência e uma cor amarelo-verde saturada em comparação com tecnologias mais antigas. O amplo ângulo de visão de 140 graus oferece boa visibilidade fora do eixo. A sua conformidade com as normas ambientais modernas (RoHS, Livre de Halogéneos) torna-o adequado para mercados globais com regulamentações rigorosas.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Qual é o propósito dos códigos de binning (P1, C17, B, etc.)?

R: O binning garante consistência. Os projetistas podem especificar um código de bin para garantir que os LEDs na sua produção tenham brilho (P1/Q1), cor (C16-C19) e tensão direta (0-2) quase idênticos, levando a uma aparência e desempenho uniformes no produto final.

P: Posso acionar este LED sem um resistor limitador de corrente?

R: Não. Acionar um LED diretamente a partir de uma fonte de tensão é uma causa comum de falha imediata. A tensão direta tem uma tolerância, e uma ligeira sobretensão causa uma sobrecorrente, queimando o LED. Um resistor em série é sempre necessário.

P: A ficha técnica mostra uma corrente máxima de 25mA, mas uma condição de teste de 20mA. Qual devo usar?

R: Para uma operação de longo prazo confiável, é uma prática padrão subdimensionar os componentes. Operar a 20mA fornece uma margem de segurança abaixo do máximo absoluto de 25mA, melhorando a vida útil e a confiabilidade. 20mA é a corrente de operação recomendada.

P: Por que o processo de armazenamento e aquecimento é tão importante?

R: Os encapsulamentos SMD podem absorver humidade do ar. Durante o alto calor da soldagem por refluxo, esta humidade pode transformar-se rapidamente em vapor, causando delaminação interna ou fissuras ("efeito pipoca"). O processo de aquecimento remove esta humidade de forma segura.

11. Exemplos Práticos de Projeto e Uso

Exemplo 1: Indicador de Painel de Instrumentos:Num painel de instrumentos automóvel, vários LEDs 17-21 podem ser colocados atrás de ícones translúcidos (ex.: verificar motor, combustível baixo). Usar LEDs dos mesmos bins de intensidade luminosa (Q1) e comprimento de onda dominante (ex.: C18) garante que todos os ícones acendam com igual brilho e cor idêntica, proporcionando um aspeto profissional e consistente. Um circuito simples com uma alimentação de 12V, um resistor limitador de corrente calculado para ~18mA (para ter em conta as variações de tensão do veículo) e um transistor de acionamento controlado pela ECU do veículo seria típico.

Exemplo 2: Retroiluminação de Dispositivo Portátil:Para retroiluminar um teclado num dispositivo portátil, o baixo perfil (0.6mm de altura) do LED 17-21 é crucial. Pode ser colocado diretamente sob um teclado de borracha fino ou guia de luz. A alimentação seria fornecida por uma bateria de baixa tensão (ex.: 3.3V). O bin de tensão direta (ex.: Bin 1: 1.95-2.15V) deve ser usado para calcular com precisão o valor do resistor em série, a fim de manter um brilho consistente à medida que a bateria descarrega.

12. Introdução ao Princípio de Operação

Este LED é um dispositivo fotónico semicondutor. O núcleo é um chip feito de camadas de AlGaInP crescidas num substrato. Quando uma tensão direta que excede o limiar do díodo (cerca de 1.8-2.0V) é aplicada, eletrões e lacunas são injetados na região ativa do chip. Quando estes portadores de carga se recombinam, libertam energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga de AlGaInP determina a energia da banda proibida, que define diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, Amarelo Verde Brilhante a aproximadamente 575 nm. A lente de resina epóxi que envolve o chip é "transparente como água" para maximizar a extração de luz e moldar o feixe para o ângulo de visão de 140 graus.

13. Tendências e Contexto Tecnológico

O encapsulamento 17-21 representa um passo na tendência contínua de miniaturização de componentes eletrónicos. À medida que os produtos finais como smartphones, dispositivos vestíveis e dispositivos IoT encolhem, a procura por LEDs menores e de perfil mais baixo aumenta. A mudança para o AlGaInP em relação a tecnologias mais antigas como o GaAsP oferece maior eficiência, o que significa uma saída de luz mais brilhante para a mesma corrente, ou o mesmo brilho com menor consumo de energia—um fator crítico para dispositivos alimentados por bateria. Além disso, a mudança em toda a indústria para soldagem sem chumbo e materiais livres de halogéneos, como visto neste componente, é impulsionada por regulamentações ambientais globais e pela procura do consumidor por eletrónica "mais verde". Tendências futuras podem pressionar por encapsulamentos ainda menores, maior eficiência e soluções integradas que combinem o circuito de acionamento do LED dentro do encapsulamento.