Ficha Técnica do LED SMD 19-217/R6C-P1Q2/3T - Vermelho Brilhante - 20mA - 2.0V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 19-217 é um LED de montagem superficial (SMD) projetado para aplicações gerais de sinalização e retroiluminação. Ele utiliza um chip de AlGaInP para produzir uma luz vermelha brilhante. O seu invólucro SMD compacto oferece vantagens significativas no design eletrónico moderno, incluindo redução do espaço na placa, maior densidade de componentes e miniaturização geral do equipamento final. O dispositivo está em conformidade com as principais normas ambientais e de segurança, incluindo RoHS, REACH e requisitos livres de halogéneos.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens deste LED derivam do seu fator de forma SMD miniatura. Em comparação com os LEDs tradicionais com terminais, permite designs de placas de circuito impresso (PCB) mais pequenos, reduz os requisitos de espaço de armazenamento e torna os produtos finais mais leves. Isto torna-o particularmente adequado para aplicações onde o espaço e o peso são restrições críticas. O dispositivo é direcionado para uma ampla gama de mercados, incluindo eletrónica de consumo, equipamentos de telecomunicações (por exemplo, telefones, máquinas de fax), retroiluminação de painéis de instrumentos e interruptores automotivos, e aplicações gerais de sinalização onde é necessária uma fonte de luz vermelha compacta e fiável.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma interpretação detalhada e objetiva dos principais parâmetros elétricos, ópticos e térmicos definidos na ficha técnica. Compreender estes limites e valores típicos é crucial para um design de circuito fiável.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

As Especificações Máximas Absolutas definem os limites de tensão além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Estas não são condições de operação.

• Tensão Reversa (VR): 5V- Aplicar uma tensão de polarização reversa superior a 5V pode causar ruptura da junção.
• Corrente Direta (IF): 25mA- A corrente contínua máxima que pode passar através do LED.
• Corrente Direta de Pico (IFP): 60mA- Um limite de corrente pulsada (ciclo de trabalho 1/10, 1kHz) para flashes breves e de alta intensidade. Exceder a classificação de corrente contínua sem o pulso adequado levará a sobreaquecimento.
• Dissipação de Potência (Pd): 60mW- A potência máxima que o invólucro pode dissipar como calor, calculada como Tensão Direta (VF) * Corrente Direta (IF).
• ESD (HBM): 2000V- O LED tem uma classificação de descarga eletrostática do Modelo do Corpo Humano de 2kV. São necessárias precauções adequadas de manuseio ESD durante a montagem.
• Temperatura de Operação & Armazenamento: -40°C a +85°C / -40°C a +90°C- Especifica a gama ambiental completa para uso e armazenamento sem operação.
• Temperatura de Soldagem:O dispositivo pode suportar soldagem por refluxo com uma temperatura de pico de 260°C por até 10 segundos, ou soldagem manual a 350°C por até 3 segundos por terminal.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos numa condição de teste padrão de Ta=25°C e IF=20mA, salvo indicação em contrário. Eles definem o desempenho típico do LED.

• Intensidade Luminosa (Iv): 45,0 - 112 mcd (Típ. não especificado)- A quantidade de luz visível emitida. A ampla gama indica que é utilizado um sistema de binning (ver Secção 3). A corrente de teste é de 20mA.
• Ângulo de Visão (2θ1/2): 120° (Típico)- O ângulo no qual a intensidade luminosa é metade da intensidade a 0° (no eixo). Este é um ângulo de visão muito amplo, adequado para aplicações que requerem visibilidade ampla.
• Comprimento de Onda de Pico (λp): 632 nm (Típico)- O comprimento de onda no qual a potência óptica de saída é máxima. Para LEDs vermelhos de AlGaInP, isto tipicamente situa-se na região do laranja-vermelho ao vermelho.
• Comprimento de Onda Dominante (λd): 624 nm (Típico)- O comprimento de onda único percebido pelo olho humano que corresponde à cor da luz do LED. É frequentemente ligeiramente mais curto do que o comprimento de onda de pico para LEDs vermelhos.
• Largura de Banda Espectral (Δλ): 20 nm (Típico)- A largura do espectro emitido a metade da potência máxima (FWHM). Um valor de 20nm indica uma cor relativamente pura.
• Tensão Direta (VF): 1,7V - 2,4V (Típ. 2,0V)- A queda de tensão através do LED quando alimentado a 20mA. Os projetistas devem usar isto para calcular o valor necessário do resistor limitador de corrente. O valor típico de 2,0V é um parâmetro de projeto chave.
• Corrente Reversa (IR): 10 μA Máx.- A pequena corrente de fuga que flui quando a tensão reversa especificada (5V) é aplicada.

3. Explicação do Sistema de Binning

A ficha técnica descreve um sistema de binning de intensidade luminosa para garantir consistência no brilho para aplicações de produção. O código específico do dispositivo "P1Q2" no número da peça refere-se ao seu bin.

• Código de Bin P1:Intensidade Luminosa de 45,0 mcd a 57,0 mcd.
• Código de Bin P2:Intensidade Luminosa de 57,0 mcd a 72,0 mcd.
• Código de Bin Q1:Intensidade Luminosa de 72,0 mcd a 90,0 mcd.
• Código de Bin Q2:Intensidade Luminosa de 90,0 mcd a 112 mcd.

O sufixo do número da peça "P1Q2/3T" indica que este dispositivo específico pertence ao bin Q2 para intensidade luminosa. Os projetistas podem selecionar o bin apropriado com base no nível de brilho necessário para a sua aplicação. A ficha técnica também observa uma tolerância geral de ±11% na intensidade luminosa dentro de um bin.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora o PDF faça referência a "Curvas Típicas de Características Eletro-Ópticas", os gráficos específicos não são fornecidos no texto. Com base no comportamento padrão do LED, estas curvas tipicamente incluiriam:

• Curva IV (Corrente vs. Tensão):Mostra a relação exponencial entre a tensão direta e a corrente direta. A tensão de "joelho" está em torno do VF típico de 2,0V. Esta curva é essencial para projetar o circuito de acionamento.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Demonstra como a saída de luz aumenta com a corrente, tipicamente numa relação quase linear dentro da gama de operação, antes que a eficiência caia a correntes muito altas devido ao aquecimento.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra a redução da saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta. Para a maioria dos LEDs, a saída diminui à medida que a temperatura sobe.
• Distribuição Espectral:Um gráfico da intensidade relativa versus comprimento de onda, mostrando o pico em ~632nm e a largura de banda de ~20nm.

Os projetistas devem consultar a ficha técnica gráfica completa do fabricante para estas curvas detalhadas, a fim de otimizar o desempenho em diferentes temperaturas e condições de acionamento.

5. Informações Mecânicas e do Invólucro

5.1 Dimensões do Invólucro

O LED está alojado num invólucro SMD padrão. O desenho na ficha técnica fornece dimensões críticas, incluindo comprimento, largura, altura do corpo e a colocação dos terminais do cátodo/ânodo. O cátodo é tipicamente identificado por um marcador visual, como um entalhe, um ponto verde ou um canto truncado no invólucro. A tolerância dimensional é geralmente ±0,1mm, salvo indicação em contrário. Um layout preciso da área de montagem é necessário para uma colocação e soldagem automática bem-sucedidas.

5.2 Identificação da Polaridade

A polaridade correta é essencial para o funcionamento do LED. O diagrama do invólucro na ficha técnica indicará claramente o terminal do cátodo (negativo). Montar o LED em polarização reversa impedirá que ele acenda e, se a classificação de tensão reversa for excedida, pode danificar o dispositivo.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio adequado é crítico para manter a fiabilidade. A ficha técnica fornece instruções detalhadas.

6.1 Armazenamento e Sensibilidade à Umidade

Os LEDs são embalados num saco resistente à humidade com dessecante. O saco não deve ser aberto até que os componentes estejam prontos para uso. Se o saco for aberto e os componentes não forem usados imediatamente, eles têm uma "vida útil no chão de fábrica" de 1 ano em condições controladas (≤30°C, ≤60% RH). Se este prazo for excedido ou se o indicador de dessecante mudar de cor, é necessário um tratamento de secagem (60±5°C durante 24 horas) antes da soldagem por refluxo para evitar danos de "pipocagem" devido à vaporização da humidade.

6.2 Perfil de Soldagem por Refluxo

É especificado um perfil de refluxo sem chumbo:

• Pré-aquecimento:150-200°C durante 60-120 segundos.
• Tempo Acima do Líquidus (217°C):60-150 segundos.
• Temperatura de Pico:260°C no máximo, mantida por não mais de 10 segundos.
• Taxa de Aquecimento:Máximo de 6°C/segundo.
• Taxa de Arrefecimento:Máximo de 3°C/segundo.

A soldagem por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes. A PCB não deve ficar empenada ou sob tensão durante ou após a soldagem.

6.3 Soldagem Manual e Retrabalho

Se for necessária soldagem manual, a temperatura da ponta do ferro deve estar abaixo de 350°C, aplicada por não mais de 3 segundos por terminal. Recomenda-se um ferro de baixa potência (≤25W). Deve ser permitido um intervalo de arrefecimento de pelo menos 2 segundos entre a soldagem de cada terminal. O retrabalho é fortemente desencorajado, mas se for inevitável, deve ser usado um ferro de soldar de dupla cabeça especializado para aquecer simultaneamente ambos os terminais e evitar tensão mecânica nas juntas de solda.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Especificação da Embalagem

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora embutida padrão da indústria com 8mm de largura, enrolada num carretel com 7 polegadas de diâmetro. Cada carretel contém 3000 peças. As dimensões do carretel, da fita e da fita de cobertura são fornecidas na ficha técnica para garantir compatibilidade com equipamentos de montagem automática.

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo do carretel contém vários campos-chave:

• P/N:Número do Produto (por exemplo, 19-217/R6C-P1Q2/3T).
• QTY:Quantidade da Embalagem (3000 pcs).
• CAT:Classificação de Intensidade Luminosa (por exemplo, Q2).
• HUE:Coordenadas de Cromaticidade & Classificação do Comprimento de Onda Dominante.
• REF:Classificação da Tensão Direta.
• LOT No:Número do Lote de Fabricação para rastreabilidade.

8. Sugestões para Projeto de Aplicação

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

O método de acionamento mais comum é um simples resistor em série. O valor do resistor (R) é calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vsupply - VF) / IF. Por exemplo, com uma alimentação de 5V, um VF típico de 2,0V e um IF desejado de 20mA: R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ω. A potência nominal do resistor deve ser pelo menos (Vsupply - VF) * IF = 0,06W; um resistor de 1/8W ou 1/10W é suficiente. Este resistor éobrigatóriopara evitar sobrecorrente, pois a característica IV exponencial do LED significa que um pequeno aumento de tensão causa um grande surto de corrente que pode destruir instantaneamente o dispositivo.

8.2 Considerações de Projeto

• Acionamento por Corrente:Acione sempre com uma corrente constante ou uma fonte de tensão com um resistor em série. Nunca conecte diretamente a uma fonte de tensão.
• Gestão Térmica:Embora o invólucro seja pequeno, garantir uma área de cobre adequada na PCB em torno das almofadas térmicas (se houver) ou uma ventilação geral da placa ajuda a manter uma temperatura de junção mais baixa, preservando a saída de luz e a longevidade.
• Proteção ESD:Implemente proteção ESD nas linhas de entrada se o LED estiver num local acessível ao utilizador e siga procedimentos de manuseio seguros contra ESD durante a montagem.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

A principal diferenciação do 19-217 reside na sua combinação de um ângulo de visão muito amplo de 120 graus e o seu ponto de cor vermelho brilhante específico (λd ~624nm) do sistema de material AlGaInP. Em comparação com tecnologias mais antigas ou LEDs de ângulo mais estreito, proporciona uma visibilidade fora do eixo mais uniforme, o que é vantajoso para indicadores de painel e retroiluminação onde o observador pode não estar diretamente em frente ao dispositivo. A sua conformidade com as normas ambientais modernas (RoHS, Livre de Halogéneos) também é um requisito chave para a maioria da fabricação eletrónica contemporânea.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Posso acionar este LED a 30mA para obter mais brilho?

R: Não. A Especificação Máxima Absoluta para corrente direta contínua é de 25mA. Exceder esta classificação corre o risco de sobreaquecimento e falha prematura. Para maior brilho, selecione um LED de um bin de intensidade luminosa mais alta (por exemplo, Q2) ou um produto diferente classificado para corrente mais alta.

P: A ficha técnica mostra um VF típico de 2,0V, mas o meu circuito mede 2,2V. Isto é normal?

R: Sim. A Tensão Direta tem uma gama especificada de 1,7V a 2,4V. Um valor de 2,2V está bem dentro do limite máximo e é normal devido a variações de fabrico. O seu cálculo do resistor limitador de corrente deve usar o VF máximo (2,4V) para garantir que a corrente nunca exceda 25mA nas piores condições.

P: Preciso secar os LEDs se o saco foi aberto há uma semana?

R: Depende do ambiente de armazenamento. Se foram armazenados num ambiente controlado que atende às condições de vida útil no chão de fábrica (≤30°C, ≤60% RH), a secagem pode não ser necessária. No entanto, se as condições de armazenamento forem desconhecidas ou húmidas, realizar a secagem recomendada (60°C durante 24 horas) é uma prática segura para evitar defeitos de soldagem.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Cenário: Projetando um painel de indicadores de estado com múltiplos LEDs vermelhos.

Um projetista está a criar um painel de controlo que requer 10 indicadores de estado vermelhos uniformes. Eles selecionam o LED 19-217/bin Q2 para um brilho consistente. O painel é alimentado por uma linha de 3,3V. Usando o VF máximo de 2,4V para garantir operação segura em todas as condições, eles calculam o resistor em série: R = (3,3V - 2,4V) / 0,020A = 45 Ω. O valor padrão mais próximo é 47 Ω. A corrente real com um VF típico de 2,0V seria ~27,7mA, que está ligeiramente acima do máximo absoluto. Portanto, para permanecer dentro do limite de 25mA em todas as condições, eles devem usar um resistor maior. Recalculando com um alvo de 20mA no VF máximo: R = (3,3V - 2,4V) / 0,020A = 45 Ω. No VF típico (2,0V), a corrente seria (3,3V-2,0V)/47Ω = 27,7mA, que é muito alta. Uma abordagem melhor é projetar para o caso típico, mas verificar a corrente máxima: Escolha R = (3,3V - 2,0V) / 0,020A = 65 Ω (use 68 Ω). Corrente máxima no VF_mín (1,7V) = (3,3V-1,7V)/68Ω = 23,5mA (seguro). Este caso destaca a importância de considerar toda a gama de VF no cálculo do resistor.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Os Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz através da eletroluminescência. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, os eletrões da região do tipo n e as lacunas da região do tipo p são injetados na região ativa. Quando estes portadores de carga (eletrões e lacunas) se recombinam, libertam energia. Num LED de AlGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio) como o 19-217, esta energia é libertada principalmente como fotões (luz) na porção vermelha do espectro visível. Os comprimentos de onda específicos (pico a 632nm, dominante a 624nm) são determinados pela energia precisa da banda proibida do material semicondutor, que é projetada durante o processo de crescimento do cristal. O amplo ângulo de visão de 120 graus é alcançado através da forma e do material da lente de epóxi que encapsula o chip semicondutor.

13. Tendências e Desenvolvimentos Tecnológicos

A tendência nos LEDs indicadores SMD continua em direção a maior eficiência, tamanhos de invólucro mais pequenos e fiabilidade melhorada. Embora o 19-217 use uma tecnologia AlGaInP comprovada para o vermelho, materiais e designs de chip mais recentes podem oferecer maior eficácia luminosa (mais saída de luz por watt elétrico). Há também uma ênfase crescente em tolerâncias de binning mais apertadas tanto para cor como para intensidade, para atender às demandas de aplicações que requerem alta uniformidade, como ecrãs a cores completas e conjuntos de iluminação automotiva. Além disso, a busca pela miniaturização persiste, empurrando invólucros mais pequenos do que a área de montagem tradicional de 2,0mm x 1,25mm. As normas de conformidade ambiental (Livre de Halogéneos, REACH) destacadas nesta ficha técnica são agora requisitos básicos para praticamente todos os componentes eletrónicos vendidos globalmente.