Ficha Técnica do LED SMD 23-21C/T1D-CP2Q2TY/2A - Dimensões do Pacote - Tensão Direta 2.6-3.0V - Intensidade Luminosa 57-112mcd - Branco Puro - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 23-21C/T1D-CP2Q2TY/2A é um LED de montagem em superfície (SMD) projetado para aplicações eletrónicas modernas que requerem soluções de iluminação compactas, eficientes e fiáveis. Este componente representa um avanço significativo em relação aos LEDs tradicionais de chassi, permitindo reduções substanciais no tamanho da placa e na pegada do equipamento. A sua construção leve e o seu fator de forma reduzido tornam-no particularmente adequado para aplicações onde o espaço e o peso são restrições críticas.

A principal vantagem deste LED reside na sua miniaturização, que contribui diretamente para uma maior densidade de empacotamento nas placas de circuito impresso (PCBs). Isto permite aos projetistas criar dispositivos eletrónicos mais compactos. Além disso, os requisitos reduzidos de espaço de armazenamento tanto para os componentes como para os produtos finais montados oferecem benefícios logísticos e económicos. O dispositivo é do tipo monocromático, emitindo uma luz branca pura, e é construído com materiais sem chumbo, em conformidade com a RoHS e sem halogéneos, alinhando-se com os padrões ambientais e regulamentares contemporâneos, incluindo o REACH da UE.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

O desempenho e a fiabilidade do LED são definidos por um conjunto abrangente de parâmetros elétricos, ópticos e térmicos. Compreender estas especificações é crucial para um correto projeto do circuito e para garantir a operação a longo prazo.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A operação sob ou nestes limites não é garantida.

• Tensão Reversa (V_R):5 V. Exceder esta tensão no sentido inverso pode causar ruptura da junção.
• Corrente Direta (I_F):10 mA (contínua).
• Corrente Direta de Pico (I_FP):100 mA, permitida apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10 @ 1 kHz).
• Dissipação de Potência (P_d):40 mW. Esta é a potência máxima que o pacote pode dissipar sem exceder os seus limites térmicos.
• Descarga Eletrostática (ESD):Classificação Modelo de Corpo Humano (HBM) de 150 V. Procedimentos adequados de manuseio de ESD são obrigatórios.
• Temperatura de Operação (T_opr):-40°C a +85°C. O dispositivo é classificado para faixas de temperatura industriais.
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldagem (T_sol):O dispositivo pode suportar soldagem por reflow 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

Medidas a uma temperatura de junção padrão de 25°C, estes parâmetros definem a saída de luz e o comportamento elétrico em condições normais de operação.

• Intensidade Luminosa (I_v):Varia de 57,0 mcd (mínimo) a 112 mcd (máximo), com um valor típico sob uma corrente direta (I_F) de 5 mA. Aplica-se uma tolerância de ±11%.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):Um valor típico de 140 graus, indicando um amplo ângulo de visão adequado para aplicações de sinalização e retroiluminação.
• Tensão Direta (V_F):Varia de 2,60 V a 3,00 V a I_F= 5 mA, com uma tolerância de ±0,05V. Este parâmetro é crítico para o cálculo do resistor limitador de corrente.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo de 50 µA quando uma tensão reversa (V_R) de 5 V é aplicada.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em "bins" com base em parâmetros-chave de desempenho. Este sistema permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de brilho e tensão para a sua aplicação.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

A saída luminosa é categorizada em três bins distintos (P2, Q1, Q2) quando alimentada a 5 mA.

• Bin P2:57,0 mcd (Mín) a 72,0 mcd (Máx)
• Bin Q1:72,0 mcd (Mín) a 90,0 mcd (Máx)
• Bin Q2:90,0 mcd (Mín) a 112 mcd (Máx)

Selecionar um bin de código superior (ex., Q2) garante um LED mais brilhante, o que pode ser necessário para aplicações que requerem maior visibilidade ou menor corrente de acionamento.

3.2 Binning de Tensão Direta

A queda de tensão direta é categorizada em quatro bins (28, 29, 30, 31) a I_F= 5 mA.

• Bin 28:2,60 V a 2,70 V
• Bin 29:2,70 V a 2,80 V
• Bin 30:2,80 V a 2,90 V
• Bin 31:2,90 V a 3,00 V

Bins de tensão mais apertados são essenciais para aplicações onde o consumo de energia consistente ou a regulação precisa da corrente através de múltiplos LEDs é crítica.

3.3 Binning de Coordenadas de Cromaticidade

A qualidade da cor da luz branca pura é controlada pelo binning baseado nas coordenadas de cromaticidade CIE 1931 (x, y). A ficha técnica define quatro bins (1, 2, 3, 4), cada um especificando uma área quadrilátera no gráfico CIE com uma tolerância de ±0,01. Isto garante uma variação de cor mínima entre LEDs do mesmo bin, o que é vital para aplicações como retroiluminação onde a uniformidade da cor é importante.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora a ficha técnica faça referência a curvas eletro-ópticas características típicas, a sua interpretação geral é fundamental para o projeto. Estas curvas ilustram tipicamente a relação entre a corrente direta e a intensidade luminosa (I_vvs. I_F), a tensão direta (V_Fvs. I_F), e o efeito da temperatura ambiente na saída de luz. Os projetistas utilizam estas curvas para otimizar a corrente de acionamento para o brilho desejado e para compreender como o desempenho se degrada a temperaturas de operação mais elevadas, informando decisões de gestão térmica.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

5.1 Dimensões do Pacote

O LED vem num pacote SMD compacto. O desenho dimensional fornece medidas críticas, incluindo comprimento, largura e altura do corpo, e a colocação e tamanho das almofadas de solda. A adesão ao layout de almofada especificado (Land Pattern) é essencial para uma soldagem fiável e um alinhamento adequado durante o processo de reflow. A polaridade é indicada pela marcação ou forma do pacote, que deve ser corretamente orientada na PCB.

5.2 Sensibilidade à Umidade e Embalagem

O dispositivo é embalado num formato resistente à humidade para evitar danos causados pela humidade ambiente, que pode causar "popcorning" durante a soldagem por reflow. A embalagem inclui uma fita transportadora num carretel de 7 polegadas de diâmetro, com uma quantidade padrão carregada de 2000 peças por carretel. As dimensões do carretel e da fita são especificadas para garantir compatibilidade com equipamentos automáticos de pick-and-place. As etiquetas na embalagem fornecem informações vitais, como o número do produto, quantidade e os códigos de bin específicos para intensidade luminosa (CAT), cromaticidade (HUE) e tensão direta (REF).

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio e soldagem adequados são críticos para manter a integridade e o desempenho do dispositivo.

6.1 Perfil de Soldagem por Reflow

É especificado um perfil de temperatura de reflow sem chumbo:

• Pré-aquecimento:150–200°C durante 60–120 segundos.
• Tempo Acima do Líquidus (217°C):60–150 segundos.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C, mantida por um máximo de 10 segundos.
• Taxa de Aquecimento/Arrefecimento:Máximo de 6°C/seg de aquecimento e 3°C/seg de arrefecimento.

A soldagem por reflow não deve ser realizada mais de duas vezes no mesmo dispositivo.

6.2 Precauções de Armazenamento e Manuseio

• Armazenamento:Os sacos não abertos devem ser armazenados a ≤30°C e ≤90% de HR. Após a abertura, a "vida útil no chão de fábrica" é de 1 ano sob ≤30°C e ≤60% de HR. Se exceder estes valores ou se o dessecante indicar humidade, é necessário um tratamento de secagem (60±5°C durante 24 horas) antes da utilização.
• Proteção de Corrente:Um resistor limitador de corrente externo é obrigatório. Os LEDs são dispositivos acionados por corrente; um pequeno aumento na tensão pode causar um grande e destrutivo aumento na corrente.
• Soldagem Manual:Se necessário, use um ferro de soldar com temperatura da ponta ≤<350°C, capacidade ≤25W, e limite o contacto a 3 segundos por terminal. Um ferro de soldar de dupla cabeça é recomendado para qualquer trabalho de reparação para evitar stress térmico.
• Proteção ESD:A classificação HBM de 150V indica sensibilidade moderada. Utilize precauções padrão de ESD durante o manuseio e montagem.

7. Sugestões de Aplicação

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Retroiluminação:Ideal para indicadores de painel de instrumentos, iluminação de interruptores e retroiluminação plana para painéis LCD e símbolos.
• Equipamentos de Telecomunicações:Indicadores de estado e retroiluminação de teclado em telefones e máquinas de fax.
• Uso Geral como Indicador:Luzes de estado, indicadores de energia e iluminação decorativa em eletrónica de consumo.

7.2 Considerações de Projeto

• Circuito de Acionamento de Corrente:Utilize sempre um resistor em série para definir a corrente direta. Calcule o valor do resistor usando R = (V_fonte- V_F) / I_F, considerando o pior caso de V_Fa partir da faixa de binning.
• Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa, garanta uma área de cobre na PCB ou vias térmicas adequadas se operar a altas temperaturas ambientes ou corrente máxima para manter a temperatura de junção dentro dos limites.
• Projeto Óptico:O ângulo de visão de 140 graus proporciona uma emissão ampla. Para luz focada, podem ser necessárias lentes externas ou guias de luz.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs mais antigos de montagem em orifício, este tipo SMD oferece vantagens significativas: uma pegada drasticamente reduzida, adequação para montagem automática de alta velocidade e melhor desempenho térmico devido à montagem direta na PCB. Dentro da categoria de LED SMD, a sua combinação específica de um amplo ângulo de visão, ponto de cor branco puro definido por bins de cromaticidade precisos e construção robusta para processos de reflow padrão torna-o uma escolha versátil para aplicações gerais de sinalização e retroiluminação onde são necessárias cor e brilho consistentes.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

9.1 Como escolho o resistor limitador de corrente correto?

Utilize a tensão direta máxima (V_F(máx)) do bin de tensão que está a usar (ex., 3,00V para o Bin 31) no cálculo para garantir que a corrente nunca excede a classificação máxima, mesmo com tolerâncias dos componentes. Para uma fonte de 5V e um I_Falvo de 5mA: R = (5V - 3,00V) / 0,005A = 400 Ω. Use o próximo valor padrão superior (ex., 430 Ω) para uma margem de segurança.

9.2 Posso usar este LED para iluminação interna automotiva?

Embora a faixa de temperatura de operação (-40°C a +85°C) cubra ambientes típicos do interior automotivo, a ficha técnica inclui um aviso de restrição de aplicação. Este afirma que para aplicações de alta fiabilidade, como sistemas de segurança automotiva, pode ser necessário um produto diferente. Para iluminação interna não crítica (ex., retroiluminação do painel de instrumentos), pode ser adequado, mas é aconselhável consultar o fabricante para aplicações críticas.

9.3 O que significa o código de bin no rótulo para o meu projeto?

Os códigos de bin (CAT para intensidade, HUE para cor, REF para tensão) permitem-lhe rastrear as características exatas de desempenho dos LEDs no seu carretel. Para projetos que requerem aparência uniforme, especifique e use LEDs dos mesmos bins HUE e CAT. Para projetos sensíveis à carga da fonte de alimentação, use LEDs do mesmo bin REF (tensão) para garantir um consumo de corrente consistente.

10. Caso Prático de Projeto e Uso

Cenário: Projetar um painel de indicadores de estado com múltiplos LEDs.Para garantir brilho e cor uniformes em todos os 10 LEDs do painel, o projetista especifica componentes do Bin Q1 (intensidade luminosa) e do Bin 2 (cromaticidade). Ao calcular o resistor limitador de corrente usando V_F(máx)do Bin 29 (2,80V), eles garantem que nenhum LED é sobrecarregado. O amplo ângulo de visão de 140 graus garante que os indicadores sejam visíveis de vários ângulos sem necessidade de lentes individuais. O pacote SMD permite um layout de PCB muito compacto, e a embalagem em fita e carretel permite uma montagem automática eficiente de todo o lote.

11. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este LED é uma fonte de luz de estado sólido baseada num chip semicondutor. O material do chip é Nitreto de Gálio e Índio (InGaN), que é projetado para emitir luz no espectro azul/ultravioleta. Esta luz passa então por uma camada de fósforo amarelo difuso dentro da encapsulação de resina. O fósforo absorve uma parte da luz azul primária e re-emite-a como luz amarela. A combinação da luz azul restante e da luz amarela convertida resulta na perceção de luz "branca pura" pelo olho humano. Esta tecnologia é conhecida como LED branco convertido por fósforo.

12. Tendências Tecnológicas

O componente reflete tendências atuais na tecnologia LED: miniaturização contínua dos pacotes, aumento da eficiência (lúmens por watt) e controlo mais rigoroso da consistência da cor através de binning avançado. A ênfase na conformidade sem chumbo, sem halogéneos e RoHS/REACH destaca a mudança da indústria para uma fabricação ambientalmente sustentável. Além disso, as diretrizes detalhadas de sensibilidade à humidade e soldagem indicam a crescente integração dos LEDs nos processos padrão de montagem de PCB de alto volume, movendo-os de componentes discretos para dispositivos de montagem em superfície convencionais.