Ficha Técnica do LED SMD 19-217/Y5C-AP1Q2/3T - Amarelo Brilhante - 2.0x1.25x0.8mm - 2.0V - 25mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 19-217/Y5C-AP1Q2/3T é um LED de montagem em superfície (SMD) projetado para montagens eletrónicas de alta densidade. Este componente utiliza tecnologia de semicondutor AlGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio) para produzir uma luz amarela brilhante. O seu fator de forma compacto permite reduções significativas no tamanho da placa de circuito impresso (PCB) e nas dimensões gerais do equipamento, tornando-o ideal para aplicações com restrições de espaço.

1.1 Vantagens Principais

• Miniaturização:O encapsulamento SMD é significativamente menor do que os LEDs tradicionais com terminais, permitindo uma maior densidade de componentes nas PCBs.
• Leveza:A massa reduzida é vantajosa para dispositivos eletrónicos portáteis e miniaturizados.
• Compatibilidade:Projetado para ser compatível com equipamentos padrão de montagem automática pick-and-place, otimizando o processo de fabrico.
• Conformidade Ambiental:O produto é livre de chumbo (Pb-free), em conformidade com as diretivas RoHS, REACH da UE e padrões livres de halogéneos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• Soldagem:Adequado para processos de soldagem por refluxo por infravermelhos e por fase de vapor.

1.2 Aplicações Alvo

Este LED é adequado para uma variedade de funções de indicação e retroiluminação, incluindo:

• Retroiluminação de painéis de instrumentos e interruptores em controlos automóveis e industriais.
• Indicadores de estado e retroiluminação de teclados em equipamentos de telecomunicações (telefones, máquinas de fax).
• Retroiluminação plana para ecrãs de cristais líquidos (LCDs), interruptores e símbolos.
• Aplicações de indicador de uso geral em eletrónica de consumo e industrial.

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. O funcionamento nestas condições não é garantido.

• Tensão Inversa (V_R):5 V. Exceder esta tensão em polarização inversa pode causar ruptura da junção.
• Corrente Direta Contínua (I_F):25 mA. A corrente DC máxima para operação fiável a longo prazo.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):60 mA (Ciclo de Trabalho 1/10 @ 1 kHz). Apenas para operação pulsada.
• Dissipação de Potência (P_d):60 mW. A potência máxima que o encapsulamento pode dissipar a Ta=25°C.
• Descarga Eletrostática (ESD):Modelo do Corpo Humano (HBM) 2000 V. Indica sensibilidade moderada à ESD; são necessários procedimentos de manuseamento adequados.
• Temperatura de Operação (T_opr):-40 a +85 °C. A gama de temperatura ambiente para operação normal.
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40 a +90 °C.
• Temperatura de Soldagem:Refluxo: Pico de 260°C durante 10 segundos no máximo. Soldagem manual: 350°C durante 3 segundos no máximo por terminal.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Medidas a uma corrente direta (I_F) de 20 mA e a uma temperatura ambiente (T_a) de 25°C, salvo indicação em contrário. Estes são os parâmetros de desempenho chave.

• Intensidade Luminosa (I_v):45,0 a 112,0 mcd (milicandela). O brilho percebido do LED. A ampla gama é gerida através de binning (ver Secção 3).
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):120 graus (típico). Este amplo ângulo de visão torna o LED adequado para aplicações que requerem ampla visibilidade.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p):591 nm (típico). O comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):585,5 a 594,5 nm. Este comprimento de onda correlaciona-se mais de perto com a cor percebida (amarelo brilhante).
• Largura de Banda Espectral (Δλ):15 nm (típico). A largura do espetro emitido a metade da intensidade máxima (FWHM).
• Tensão Direta (V_F):1,70 a 2,40 V (a I_F=20mA). A queda de tensão no LED durante a operação. Um resistor limitador de corrente é obrigatório.
• Corrente Inversa (I_R):10 μA máx. (a V_R=5V). Uma pequena corrente de fuga quando polarizado inversamente. O dispositivo não se destina a operação inversa.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência no brilho e cor nas séries de produção, os LEDs são classificados em bins. O número de peça 19-217/Y5C-AP1Q2/3T indica seleções específicas de bin.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os bins são definidos por valores mínimos e máximos de intensidade luminosa medidos a I_F=20mA. A tolerância é de ±11%.

• P1:45,0 – 57,0 mcd
• P2:57,0 – 72,0 mcd
• Q1:72,0 – 90,0 mcd
• Q2:90,0 – 112,0 mcd (Este bin está especificado no número de peça)

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Os bins garantem consistência de cor. A tolerância é de ±1 nm.

• D3:585,5 – 588,5 nm
• D4:588,5 – 591,5 nm
• D5:591,5 – 594,5 nm

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora gráficos específicos não sejam detalhados no texto fornecido, as curvas eletro-ópticas típicas para um LED deste tipo incluiriam:

• Curva I-V (Corrente-Tensão):Mostra a relação exponencial entre a tensão direta e a corrente. A tensão de joelho é de cerca de 1,8-2,0V para LEDs amarelos de AlGaInP.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:A intensidade tipicamente aumenta linearmente com a corrente até um certo ponto, após o qual a eficiência pode diminuir devido ao aquecimento.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:A saída geralmente diminui à medida que a temperatura aumenta. O fator de derating é crucial para aplicações de alta temperatura.
• Distribuição Espectral:Uma curva em forma de sino centrada no comprimento de onda de pico (591 nm) com um FWHM típico de 15 nm.

5. Informação Mecânica e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED está alojado num encapsulamento SMD padrão. As dimensões chave (tolerância ±0,1 mm salvo indicação) incluem:

• Área de ocupação do encapsulamento adequada para colocação de alta densidade.
• Corpo de resina transparente para extração de luz otimizada.
• Os terminais ânodo e cátodo estão claramente designados para um layout de PCB correto.

5.2 Identificação da Polaridade

A polaridade correta é essencial. O encapsulamento inclui uma marcação (como um entalhe, ponto ou canto cortado) para identificar o terminal cátodo. O design da área de ocupação na PCB deve espelhar esta orientação.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo (Sem Chumbo)

Um processo crítico para uma montagem fiável:

• Pré-aquecimento:150–200°C durante 60–120 segundos para minimizar o choque térmico.
• Tempo Acima do Líquidus (TAL):>217°C durante 60–150 segundos.
• Temperatura de Pico:260°C no máximo, mantida durante 10 segundos no máximo.
• Taxa de Aquecimento:Máximo de 6°C/segundo até 255°C.
• Taxa de Arrefecimento:Máximo de 3°C/segundo.
• Limite de Refluxo:A montagem não deve ser submetida a soldagem por refluxo mais de duas vezes.

6.2 Soldagem Manual

Se necessário, use um ferro de soldar com temperatura da ponta <350°C, aplicado por <3 segundos por terminal. Use um ferro de baixa potência (<25W) e permita um intervalo de arrefecimento de >2 segundos entre terminais. Evite stress mecânico no encapsulamento durante a soldagem.

6.3 Armazenamento e Sensibilidade à Humidade

O produto é embalado num saco resistente à humidade com dessecante.

• Antes da Utilização:Não abra o saco à prova de humidade até estar pronto para a montagem.
• Após Abertura:Utilize no prazo de 168 horas (7 dias). Armazene as peças não utilizadas a ≤30°C e ≤60% de HR.
• Reaquecimento:Se o tempo de exposição for excedido ou o dessecante estiver saturado, aqueça a 60 ± 5°C durante 24 horas antes da utilização.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Embalagem Padrão

Os LEDs são fornecidos em fita de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, compatíveis com equipamento automatizado. Cada bobina contém 3000 peças.

7.2 Explicação do Rótulo

Os rótulos das bobinas contêm informação crítica para rastreabilidade e aplicação correta:

• P/N:Número do Produto (ex., 19-217/Y5C-AP1Q2/3T).
• CAT:Classe de Intensidade Luminosa (ex., Q2).
• HUE:Coordenadas de Cromaticidade & Classe de Comprimento de Onda Dominante.
• REF:Classe de Tensão Direta.
• LOT No:Número do lote de fabrico para rastreamento de qualidade.

8. Considerações de Design para Aplicação

8.1 Limitação de Corrente é Obrigatória

Os LEDs são dispositivos controlados por corrente. Um resistor em série deve ser sempre utilizado para limitar a corrente direta ao valor desejado (ex., 20 mA). O valor do resistor é calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_supply- V_F) / I_F. Sem este resistor, um pequeno aumento na tensão de alimentação pode causar um grande e destrutivo aumento na corrente.

8.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa, manter a temperatura da junção dentro dos limites é vital para a longevidade e saída de luz estável. Garanta uma área de cobre na PCB adequada ou vias térmicas se operar a altas temperaturas ambientes ou próximo da corrente máxima.

8.3 Design Óptico

O ângulo de visão de 120 graus proporciona uma emissão ampla. Para aplicações que requerem luz focada, óticas secundárias (lentes, guias de luz) podem ser necessárias. A resina transparente minimiza a absorção de luz dentro do encapsulamento.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs mais antigos de orifício passante ou outros encapsulamentos SMD:

• Vantagem de Tamanho:O encapsulamento 19-217 oferece uma área de ocupação muito pequena, permitindo designs mais compactos do que LEDs SMD maiores (ex., 3528, 5050) ou componentes de orifício passante.
• Tecnologia de Material:O uso do material semicondutor AlGaInP proporciona alta eficiência e excelente pureza de cor no espetro amarelo/laranja/vermelho, comparado com tecnologias mais antigas.
• Compatibilidade de Processo:A sua total compatibilidade com linhas de montagem SMT padrão oferece uma vantagem significativa em termos de custo de fabrico e fiabilidade, em comparação com a inserção manual de componentes de orifício passante.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

10.1 Que valor de resistor devo usar para uma alimentação de 5V?

Usando o V_Ftípico de 2,0V e um I_Falvo de 20 mA: R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ω. Um resistor padrão de 150 Ω seria apropriado. Calcule sempre com base no V_Fmáximo da ficha técnica para garantir que a corrente não excede os limites nas piores condições.

10.2 Posso acionar este LED sem um resistor limitador de corrente se usar uma fonte de corrente constante?

Sim, um driver de corrente constante ajustado para 20 mA é uma excelente alternativa a um resistor e proporciona um desempenho mais estável perante variações de tensão e temperatura. O resistor é simplesmente o método mais comum e económico.

10.3 Por que o tempo de armazenamento após abrir o saco é limitado a 7 dias?

Os encapsulamentos SMD podem absorver humidade da atmosfera. Durante a soldagem por refluxo, esta humidade retida pode vaporizar-se rapidamente, causando delaminação interna ou "efeito pipoca", que danifica o dispositivo. O tempo de vida útil de 7 dias é uma precaução padrão para dispositivos sensíveis à humidade neste nível de sensibilidade.

10.4 O que significa o "Q2/3T" no número de peça?

Este é o código de bin. "Q2" especifica o bin de intensidade luminosa (90-112 mcd). O "3T" provavelmente refere-se a um bin específico de tensão direta ou outra classificação interna. Os designers devem especificar o número de peça completo para garantir que recebem componentes com as características de brilho e cor desejadas.

11. Exemplos Práticos de Design e Utilização

11.1 Conjunto de Iluminação do Painel de Instrumentos

Num painel de instrumentos automóvel, múltiplos LEDs 19-217 podem ser usados para retroiluminar mostradores e símbolos de aviso. O seu tamanho pequeno permite que sejam colocados diretamente atrás de máscaras de ícones numa PCB fina. O amplo ângulo de visão garante que os símbolos sejam iluminados uniformemente a partir de várias posições do condutor. Um sinal PWM (Modulação por Largura de Pulso) do módulo de controlo de carroçaria do veículo pode ser usado para atenuar os LEDs para condução noturna.

11.2 Indicador de Estado de Eletrodoméstico de Consumo

Para uma máquina de café ou router, um único LED 19-217 pode servir como indicador de "ligado" ou "atividade de rede". O design envolve um circuito simples: a linha de 3,3V da placa principal, um resistor limitador de corrente de 68 Ω (para ~20mA no V_Ftípico), e o LED colocado perto de um tubo de luz que direciona a luz para o painel frontal. O seu baixo consumo de energia e fiabilidade tornam-no ideal para tais aplicações sempre ligadas.

12. Princípio de Funcionamento

O LED 19-217 funciona com base no princípio da eletroluminescência numa junção p-n de semicondutor. Quando uma tensão direta que excede o potencial intrínseco da junção é aplicada, os eletrões da camada n-type de AlGaInP são injetados através da junção para a camada p-type, e as lacunas são injetadas na direção oposta. Estes portadores de carga recombinam-se na região ativa perto da junção. Nos materiais AlGaInP, esta recombinação liberta energia principalmente na forma de fotões (luz) com um comprimento de onda correspondente à banda proibida de energia do material, que é projetada para produzir luz amarela brilhante (~591 nm). O encapsulamento de resina epóxi transparente protege o chip semicondutor e atua como uma lente para moldar a saída de luz.

13. Tendências Tecnológicas

O desenvolvimento de LEDs SMD como o 19-217 segue tendências mais amplas da indústria:

• Aumento da Eficiência:A investigação contínua em crescimento epitaxial e design de chips continua a melhorar os lúmens por watt (eficácia) dos LEDs de AlGaInP, reduzindo o consumo de energia para a mesma saída de luz.
• Miniaturização:A procura por dispositivos mais pequenos empurra os tamanhos dos encapsulamentos para ainda menores (ex., encapsulamentos métricos 0402, 0201), embora estes possam comprometer algum desempenho óptico e capacidade de potência.
• Melhoria da Consistência de Cor:Avanços na fabricação de wafers e algoritmos de binning permitem um controlo mais apertado do comprimento de onda dominante e da intensidade luminosa, dando aos designers resultados mais consistentes entre lotes de produção.
• Integração:Uma tendência para integrar múltiplos chips LED (RGB, ou múltiplos brancos) num único encapsulamento, ou combinar o LED com ICs de acionamento, para criar fontes de luz mais funcionais e mais simples de usar.