Ficha Técnica do LED SMD 17-21/G6C-FP1Q1B/3T - Dimensões 1.6x0.8x0.6mm - Tensão 1.75-2.35V - Potência 60mW - Amarelo Verde Brilhante - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 17-21/G6C-FP1Q1B/3T é um LED de montagem em superfície (SMD) que utiliza tecnologia de chip AlGaInP para emitir uma luz Amarelo Verde Brilhante. Este componente foi projetado para aplicações em PCBs de alta densidade onde o espaço e o peso são restrições críticas. Sua pegada compacta de 1.6mm x 0.8mm x 0.6mm permite reduções significativas no tamanho da placa e nas dimensões do equipamento em comparação com os LEDs tradicionais com terminais.

O LED é embalado em fita de 8mm enrolada em um carretel de 7 polegadas de diâmetro, tornando-o totalmente compatível com equipamentos automáticos de montagem pick-and-place. É qualificado para processos padrão de soldagem por refluxo infravermelho e por fase de vapor. O dispositivo é construído como um tipo monocromático com uma lente de resina transparente. É fabricado como um produto livre de chumbo e está em conformidade com regulamentações ambientais importantes, incluindo RoHS, REACH da UE e padrões livres de halogênio (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

A principal vantagem deste LED é o seu tamanho miniatura, que se traduz diretamente em maior densidade de empacotamento nas PCBs, redução dos requisitos de espaço de armazenamento e, por fim, no desenvolvimento de equipamentos finais menores. Sua construção leve o torna ainda mais ideal para aplicações eletrônicas portáteis e miniaturas.

As aplicações-alvo são diversas, focando em funções de indicador e retroiluminação. Os mercados-chave incluem interiores automotivos (ex.: retroiluminação de painel e interruptores), equipamentos de telecomunicações (ex.: indicador e retroiluminação em telefones e máquinas de fax) e eletrônicos em geral que requerem retroiluminação plana para LCDs, interruptores e símbolos.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob ou nestes limites não é garantida.

• Tensão Reversa (V_R):5V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura da junção.
• Corrente Direta (I_F):25 mA DC. A corrente de operação contínua não deve exceder este valor.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):60 mA. Isto é permitido apenas sob condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 1/10 a 1 kHz.
• Dissipação de Potência (P_d):60 mW. Esta é a potência máxima que o encapsulamento pode dissipar a uma temperatura ambiente (T_a) de 25°C.
• Descarga Eletrostática (ESD):Classificação do Modelo de Corpo Humano (HBM) de 2000V. Procedimentos adequados de manuseio ESD são obrigatórios.
• Temperatura de Operação (T_opr):-40°C a +85°C. O dispositivo é garantido para funcionar dentro desta faixa de temperatura ambiente.
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldagem (T_sol):Para soldagem por refluxo, é especificada uma temperatura de pico de 260°C por no máximo 10 segundos. Para soldagem manual, a temperatura da ponta do ferro deve estar abaixo de 350°C por no máximo 3 segundos por terminal.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos a T_a=25°C e definem o desempenho típico do dispositivo.

• Intensidade Luminosa (I_v):Varia de 45.0 mcd (mín.) a 90.0 mcd (máx.) a uma corrente direta (I_F) de 20 mA. O valor típico está dentro desta faixa de bin.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):Um típico ângulo de visão amplo de 140 graus.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p):Tipicamente 575 nm.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):Varia de 570.0 nm (mín.) a 574.5 nm (máx.), definindo a cor percebida como Amarelo Verde Brilhante.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):Tipicamente 20 nm, medida na metade da intensidade de pico (FWHM).
• Tensão Direta (V_F):Varia de 1.75 V (mín.) a 2.35 V (máx.) a I_F=20 mA.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo de 10 μA quando uma tensão reversa (V_R) de 5V é aplicada.Nota Importante:O dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa; esta condição de teste é apenas para caracterização da corrente de fuga.

Tolerâncias:A ficha técnica especifica tolerâncias de fabricação: Intensidade Luminosa (±11%), Comprimento de Onda Dominante (±1 nm) e Tensão Direta (±0.1 V).

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.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os bins são definidos pelos códigos P1, P2 e Q1, medidos a I_F=20 mA.

• P1:45.0 – 57.0 mcd
• P2:57.0 – 72.0 mcd
• Q1:72.0 – 90.0 mcd

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Os bins são definidos pelos códigos CC2, CC3 e CC4, medidos a I_F=20 mA.

• CC2:570.00 – 571.50 nm
• CC3:571.50 – 573.00 nm
• CC4:573.00 – 574.50 nm

3.3 Binning de Tensão Direta

Os bins são definidos pelos códigos 0, 1 e 2, medidos a I_F=20 mA.

• 0:1.75 – 1.95 V
• 1:1.95 – 2.15 V
• 2:2.15 – 2.35 V

O número de peça específico 17-21/G6C-FP1Q1B/3T incorpora estes códigos de bin, onde "FP1Q1B" provavelmente indica bins específicos de intensidade (Q1) e outras características.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica faz referência a curvas típicas de características eletro-ópticas. Embora não sejam exibidas no texto fornecido, tais curvas normalmente incluem:

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta (I_F):Mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, tipicamente em uma relação sublinear que satura em correntes mais altas.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta (Curva I-V):Demonstra a relação exponencial, crucial para projetar circuitos limitadores de corrente.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Mostra a diminuição na saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta, uma consideração chave para o gerenciamento térmico.
• Distribuição Espectral:Um gráfico de intensidade relativa versus comprimento de onda, mostrando o pico em ~575 nm e a largura de banda FWHM de ~20 nm.

Estas curvas são essenciais para os projetistas preverem o desempenho em condições não padrão (diferentes correntes, temperaturas) e otimizarem o circuito de acionamento.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED SMD 17-21 possui um encapsulamento retangular compacto. As dimensões principais (em mm, tolerâncias ±0.1mm a menos que especificado) incluem um tamanho do corpo de aproximadamente 1.6mm de comprimento, 0.8mm de largura e 0.6mm de altura. A ficha técnica inclui um desenho dimensionado detalhado mostrando o layout dos terminais, o contorno do componente e a localização da marca identificadora do cátodo.

5.2 Identificação de Polaridade

Uma marca clara de cátodo é indicada no desenho do encapsulamento. A polaridade correta deve ser observada durante a montagem para evitar a conexão em polarização reversa, o que pode danificar o LED.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

Um perfil de refluxo sem chumbo (Pb-free) é especificado:

• Pré-aquecimento:150°C a 200°C por 60-120 segundos.
• Tempo Acima do Líquidus (217°C):60-150 segundos.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C.
• Tempo Dentro de 5°C do Pico:Máximo 10 segundos.
• Taxa de Aquecimento:Máximo 6°C/segundo.
• Tempo Acima de 255°C:Máximo 30 segundos.
• Taxa de Resfriamento:Máximo 3°C/segundo.

Notas Críticas:A soldagem por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes. Nenhum estresse mecânico deve ser aplicado ao LED durante o aquecimento. A placa de circuito não deve empenar após a soldagem.

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, use um ferro de soldar com temperatura da ponta abaixo de 350°C e capacidade inferior a 25W. O tempo de contato por terminal não deve exceder 3 segundos. Permita um intervalo de mais de 2 segundos entre soldar cada terminal. A soldagem manual carrega um risco maior de dano térmico.

6.3 Armazenamento e Sensibilidade à Umidade

O produto é embalado em um saco de barreira resistente à umidade com dessecante.

• Não abra o saco até estar pronto para uso.
• Após a abertura, os LEDs não utilizados devem ser armazenados a ≤ 30°C e ≤ 60% de Umidade Relativa.
• A "vida útil após abertura" do saco é de 168 horas (7 dias).
• Se o tempo de exposição for excedido ou o indicador de dessecante tiver mudado de cor, é necessário um processo de secagem (bake-out) a 60 ± 5°C por 24 horas antes do refluxo.

6.4 Reparo

O reparo após a soldagem é fortemente desencorajado. Se for absolutamente inevitável, deve ser usado um ferro de soldar de duas pontas para aquecer simultaneamente ambos os terminais e evitar estresse térmico. O impacto nas características do LED deve ser verificado previamente.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações da Fita e do Carretel

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada em carretéis de 7 polegadas de diâmetro. Cada carretel contém 3000 peças. São fornecidos desenhos dimensionados detalhados para os compartimentos da fita transportadora e para o carretel, garantindo compatibilidade com alimentadores automáticos.

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo do carretel contém vários campos-chave: Número do Produto do Cliente (CPN), Número do Produto do Fabricante (P/N), Quantidade da Embalagem (QTY), Classificação de Intensidade Luminosa (CAT), Classificação de Cromaticidade/Comprimento de Onda Dominante (HUE), Classificação de Tensão Direta (REF) e Número do Lote (LOT No).

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Limitação de Corrente é Obrigatória

LEDs são dispositivos acionados por corrente.Um resistor limitador de corrente em série (ou driver de corrente constante) é absolutamente necessário.A tensão direta tem um coeficiente de temperatura negativo e uma tolerância de fabricação. Um ligeiro aumento na tensão de alimentação sem regulação de corrente pode levar a um grande aumento, potencialmente destrutivo, na corrente direta.

8.2 Gerenciamento Térmico

Embora o encapsulamento seja pequeno, a dissipação de potência (máx. 60mW) e a redução da intensidade luminosa com a temperatura devem ser consideradas em aplicações de alta temperatura ambiente ou alta corrente. Uma área de cobre adequada na PCB para os terminais do LED pode atuar como um dissipador de calor.

8.3 Proteção ESD

Embora classificado para 2000V HBM, implementar diodos de proteção ESD em linhas de sinal sensíveis conectadas ao ânodo/cátodo do LED é uma boa prática, especialmente em equipamentos portáteis ou com interface frequentemente acessada.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O encapsulamento 17-21 oferece uma pegada significativamente menor do que os LEDs redondos tradicionais de 3mm ou 5mm (ex.: 1.6x0.8mm vs. 5mm de diâmetro). Comparado a outros LEDs SMD como os tamanhos 0402 ou 0603, o 17-21 pode oferecer maior saída de luz devido a um tamanho de chip potencialmente maior dentro de seu encapsulamento. O uso da tecnologia AlGaInP proporciona alta eficiência na região do espectro amarelo-verde em comparação com tecnologias mais antigas. Sua conformidade com as regulamentações Livre de Halogênio e REACH o torna adequado para projetos ambientalmente conscientes exigidos na eletrônica moderna.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Qual valor de resistor devo usar para uma alimentação de 5V?

R: Usando a Lei de Ohm: R = (V_{alimentação}- V_F) / I_F. Para uma V_Ftípica de 2.0V a 20mA: R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 Ω. Sempre use a V_Fmáxima do bin (2.35V) para calcular o valor mínimo do resistor para garantir que a corrente não exceda 20mA: R_mín= (5 - 2.35) / 0.02 = 132.5 Ω (use 150 Ω ou 180 Ω, valores padrão).

P: Posso acioná-lo com uma alimentação de 3.3V?

R: Sim, pois a V_Ftípica (1.75-2.35V) está abaixo de 3.3V. O cálculo para o resistor seria: R = (3.3 - V_F) / I_F.

P: Por que o ângulo de visão é tão amplo (140°)?

R: A cúpula de resina transparente atua como uma lente. O posicionamento do chip e o formato da cúpula são projetados para fornecer um padrão de emissão amplo, semelhante ao Lambertiano, ideal para aplicações de indicador onde a visibilidade de ângulos amplos é necessária.

P: O que significa "Amarelo Verde Brilhante" em termos de cromaticidade?

R: Este é um nome descritivo para a cor definida pela faixa de comprimento de onda dominante de 570-574.5 nm. Ela se situa entre o verde puro (~555 nm) e o amarelo puro (~585 nm).

11. Estudo de Caso de Projeto e Uso

Cenário: Projetando um painel de indicadores de status para um dispositivo de rede.

O painel requer 10 LEDs de status independentes (Energia, Link, Atividade, etc.) em um espaço muito confinado na PCB frontal. Usar LEDs redondos de 5mm seria impossível. O LED SMD 17-21 é selecionado. O projetista cria uma pegada de acordo com o desenho do encapsulamento da ficha técnica. Um barramento de 5V está disponível na placa. Os pinos GPIO do microcontrolador podem fornecer 20mA. O projetista calcula um resistor limitador de corrente de 150Ω para cada LED (com base na pior V_F). Os LEDs são posicionados com espaçamento de 0.1 polegada (2.54mm), permitindo que todos os 10 caibam em uma linha de apenas 25.4mm de comprimento. O amplo ângulo de visão de 140° garante que os indicadores sejam visíveis mesmo quando se visualiza o painel de lado. A embalagem em fita e carretel compatível com pick-and-place permite montagem totalmente automatizada, reduzindo o custo e o tempo de fabricação.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

Este LED é baseado no material semicondutor AlGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio) cultivado sobre um substrato. Quando uma tensão direta é aplicada, elétrons e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam, liberando energia na forma de fótons (luz). A proporção específica de alumínio, gálio e índio na rede cristalina determina a energia da banda proibida, que define diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida. Para este LED Amarelo Verde Brilhante, a composição é ajustada para produzir fótons com um comprimento de onda centrado em torno de 575 nm. O encapsulamento de resina epóxi transparente protege o chip semicondutor, atua como uma lente para moldar o feixe de saída de luz e fornece estabilidade mecânica.

13. Tendências Tecnológicas

A tendência geral em LEDs indicadores continua em direção a tamanhos de encapsulamento menores (ex.: 01005, micro-LEDs) para aplicações de ultra-alta densidade. Há também um forte impulso para maior eficiência (mais lúmens por watt) em todas as cores. Para LEDs baseados em AlGaInP, a pesquisa se concentra em melhorar a eficiência quântica interna e a eficiência de extração de luz do chip. A integração é outra tendência, com LEDs multicolor (RGB) ou matrizes de LED tornando-se disponíveis em pacotes SMD únicos, ligeiramente maiores. Além disso, a demanda por uma conformidade ambiental mais ampla (além da RoHS para incluir declarações completas de materiais e menor pegada de carbono) está influenciando os processos de fabricação e as escolhas de materiais.