Ficha Técnica do LED SMD 19-22/G6R6C-A31/2T - Pacote 2.0x1.25x0.8mm - Tensão 2.0V - Multicor - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LED SMD 19-22 é um dispositivo compacto de montagem em superfície, projetado para aplicações de PCB de alta densidade. Utiliza tecnologia de chip AlGaInP para fornecer cores amarela (G6) e vermelha (R6) brilhantes. A principal vantagem deste componente é a sua pegada significativamente reduzida em comparação com os LEDs tradicionais com terminais, permitindo a miniaturização do equipamento final, maior densidade de empacotamento nas placas de circuito e requisitos de armazenamento reduzidos. A sua construção leve torna-o particularmente adequado para dispositivos eletrónicos portáteis e miniaturizados.

1.1 Características Principais e Conformidade

O dispositivo é fornecido em fita de 8mm montada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, garantindo compatibilidade com equipamentos padrão de montagem automática pick-and-place. Foi projetado para ser utilizado com processos de soldagem por refluxo por infravermelhos e por fase de vapor. O produto está em conformidade com regulamentações ambientais e de segurança fundamentais: é livre de chumbo (Pb-free), adere à diretiva RoHS da UE, cumpre os regulamentos REACH da UE e atende aos padrões livres de halogéneos (Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). A variante multicor oferece flexibilidade de design dentro de uma única pegada de pacote.

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Operar o dispositivo além destes limites pode causar danos permanentes. A tensão reversa máxima (VR) é de 5V para ambos os tipos de cor. A corrente direta contínua (IF) nominal é de 25 mA. Para operação pulsada, a corrente direta de pico (IFP) é de 60 mA com um ciclo de trabalho de 1/10 e frequência de 1 kHz. A dissipação de potência máxima (Pd) é de 60 mW. O dispositivo é classificado para uma faixa de temperatura de operação (Topr) de -40°C a +85°C e uma faixa de temperatura de armazenamento (Tstg) de -40°C a +90°C. A tensão de suporte à descarga eletrostática (ESD), de acordo com o Modelo do Corpo Humano (HBM), é de 2000V.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Todos os parâmetros são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C e uma corrente de teste padrão (IF) de 20 mA. A intensidade luminosa (Iv) tem um valor típico de 22,5 mcd para o G6 (Amarelo) e 45,0 mcd para o R6 (Vermelho), com faixas específicas de bins fornecidas. O ângulo de visão (2θ1/2) é de 130 graus, proporcionando um padrão de emissão amplo. O chip G6 tem um comprimento de onda de pico típico (λp) de 575 nm e um comprimento de onda dominante (λd) de 573 nm. O chip R6 tem um comprimento de onda de pico típico de 632 nm e um comprimento de onda dominante de 624 nm. A largura de banda espectral (Δλ) é de aproximadamente 20 nm para ambos. A tensão direta (VF) mede tipicamente 2,0V, com uma faixa de 1,7V a 2,4V. A corrente reversa máxima (IR) a VR=5V é de 10 µA.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir a consistência de cor e brilho, os LEDs são classificados em bins com base na intensidade luminosa. A tolerância para intensidade luminosa é de ±11%. Para o LED G6 (Amarelo), os bins variam de M2 (22,5-28,5 mcd) a P1 (45,0-57,0 mcd). Para o LED R6 (Vermelho), os bins variam de P1 (45,0-57,0 mcd) a Q2 (90,0-112,0 mcd). Esta classificação permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de brilho para a sua aplicação, garantindo uniformidade visual em matrizes ou indicadores com múltiplos LEDs.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui curvas típicas de características eletro-ópticas para ambas as variantes G6 e R6. Estes gráficos representam visualmente a relação entre parâmetros-chave, como corrente direta vs. tensão direta, corrente direta vs. intensidade luminosa e o efeito da temperatura ambiente na intensidade luminosa. Analisar estas curvas é crucial para compreender o comportamento do dispositivo em condições de operação não padrão, permitindo um projeto de circuito mais robusto, especialmente no que diz respeito à limitação de corrente e gestão térmica.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

5.1 Dimensões do Contorno do Pacote

O LED SMD 19-22 possui um pacote compacto com dimensões de 2,0mm de comprimento, 1,25mm de largura e uma altura de 0,8mm (tolerância ±0,1mm salvo indicação em contrário). O desenho mecânico detalhado especifica o espaçamento dos terminais, a colocação do chip e a geometria da lente. A interpretação correta deste desenho é essencial para o projeto do padrão de solda na PCB, garantindo a formação adequada da junta de solda e estabilidade mecânica.

5.2 Identificação de Polaridade e Montagem

O pacote apresenta um cátodo marcado (tipicamente indicado por um ponto verde ou um entalhe na fita). A ficha técnica fornece um diagrama claro mostrando as localizações dos terminais do ânodo e do cátodo. Respeitar o padrão de solda recomendado para a PCB é crítico para evitar problemas de soldagem e garantir a orientação elétrica correta.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

Para soldagem sem chumbo, deve ser seguido um perfil de temperatura específico: pré-aquecimento entre 150-200°C durante 60-120 segundos; tempo acima do líquido (217°C) durante 60-150 segundos; temperatura de pico não excedendo 260°C por um máximo de 10 segundos; taxa máxima de aquecimento de 6°C/seg até 255°C, mantida por no máximo 30 segundos; e uma taxa máxima de arrefecimento de 3°C/seg. A soldagem por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes. Não deve ser aplicado stress ao corpo do LED durante o aquecimento, e a PCB não deve ficar deformada após a soldagem.

6.2 Soldagem Manual e Armazenamento

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. A potência do ferro de soldar deve ser de 25W ou menos, com um intervalo de pelo menos 2 segundos entre a soldagem de cada terminal. Para armazenamento, as embalagens resistentes à humidade fechadas podem ser usadas como recebidas. Uma vez abertas, os LEDs devem ser utilizados dentro de 168 horas (7 dias) se mantidos num ambiente de 30°C/60%HR ou menos. Os LEDs não utilizados devem ser resselados com dessecante. Se o tempo de armazenamento for excedido ou o indicador de dessecante tiver mudado de cor, é necessário um tratamento de secagem a 60±5°C durante 24 horas antes da utilização.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

Os LEDs são embalados em materiais resistentes à humidade. São fornecidos em fita transportadora, carregados em bobinas contendo 2000 peças cada. A bobina tem dimensões padrão para compatibilidade com alimentadores automáticos. A embalagem inclui uma etiqueta com informações críticas: Número do Produto do Cliente (CPN), Número do Produto (P/N), Quantidade de Embalagem (QTY), Classificação de Intensidade Luminosa (CAT), Coordenadas de Cromaticidade & Classificação de Comprimento de Onda Dominante (HUE), Classificação de Tensão Direta (REF) e Número de Lote (LOT No).

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED é muito adequado para aplicações de retroiluminação em painéis de instrumentos automóveis e painéis de interruptores. Nas telecomunicações, serve como indicadores de estado e retroiluminação de teclados em telefones e máquinas de fax. Também é utilizado para retroiluminação plana de LCDs, interruptores e símbolos, juntamente com aplicações de indicador de uso geral onde o tamanho pequeno e a fiabilidade são fundamentais.

8.2 Considerações Críticas de Projeto

Um resistor limitador de corrente é absolutamente obrigatório. A característica exponencial I-V do LED significa que uma pequena alteração na tensão direta causa uma grande alteração na corrente, o que pode levar à queima imediata. O valor do resistor deve ser calculado com base na tensão de alimentação, na tensão direta típica do LED (Vf) e na corrente de operação desejada (ex.: 20mA). Os projetistas também devem considerar a dissipação de potência do próprio LED e garantir que o layout da PCB forneça alívio térmico adequado se operar próximo das especificações máximas.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O pacote 19-22 oferece uma redução significativa de tamanho em relação aos antigos LEDs de orifício passante de 3mm e 5mm, permitindo designs de produtos modernos e finos. Em comparação com outros LEDs SMD, a sua utilização da tecnologia AlGaInP proporciona alta eficiência luminosa para as cores amarela e vermelha. O amplo ângulo de visão de 130 graus é um diferencial chave para aplicações que requerem ampla visibilidade. A sua conformidade com os padrões livres de halogéneos e outras normas ambientais torna-o adequado para produtos com requisitos regulamentares rigorosos.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Por que é necessário um resistor em série?

R: O LED é um díodo com uma curva I-V não linear. Sem um resistor limitador de corrente, a corrente é limitada apenas pela resistência interna da fonte de alimentação e pela resistência dinâmica do díodo, que é muito baixa. Isto quase sempre resulta numa corrente que excede a Especificação Máxima Absoluta, causando falha instantânea.

P: Posso alimentar este LED com uma fonte lógica de 3,3V ou 5V?

R: Sim, mas é necessário um resistor em série. Por exemplo, com uma alimentação de 5V e uma Vf típica de 2,0V a 20mA, o valor do resistor seria R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ohms. A potência nominal do resistor deve ser pelo menos P = I^2 * R = (0,02^2)*150 = 0,06W, portanto um resistor padrão de 1/8W (0,125W) é suficiente.

P: O que significa o código de bin (ex.: P1, Q2) para o meu projeto?

R: O código de bin especifica a intensidade luminosa mínima e máxima garantida. Se o seu projeto requer uniformidade de brilho entre vários LEDs, deve especificar LEDs do mesmo código de bin ou de uma faixa estreita de bins. Usar LEDs de bins muito diferentes (ex.: um P1 e um Q2 juntos) resultará em níveis de brilho visivelmente diferentes.

11. Caso Prático de Projeto e Utilização

Considere projetar um painel de indicador de múltiplos estados para um dispositivo de consumo. Usando o LED 19-22, um projetista pode criar uma matriz densa de indicadores vermelhos e amarelos numa área muito pequena. Ao selecionar LEDs do mesmo bin de intensidade (ex.: todos R6 do bin Q1), é alcançada consistência visual. O amplo ângulo de visão garante que os indicadores sejam visíveis de vários ângulos. O pacote SMD permite montagem automatizada, reduzindo o custo de fabrico e aumentando a fiabilidade em comparação com componentes de orifício passante soldados manualmente. O projeto deve incluir um circuito de acionamento com resistores limitadores de corrente apropriados para cada LED ou grupo de LEDs.

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 do material tipo n recombinam-se com as lacunas do material tipo p na região ativa (a camada de AlGaInP neste caso). Esta recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz emitida é determinado pela energia da banda proibida do material semicondutor. A lente de resina epóxi que envolve o chip serve para proteger o dado semicondutor, moldar o feixe de saída de luz (atingindo o ângulo de visão de 130 graus) e melhorar a eficiência de extração de luz.

13. Tendências e Desenvolvimentos Tecnológicos

A tendência nos LEDs indicadores e de retroiluminação continua em direção a maior eficiência (mais saída de luz por unidade de potência elétrica), tamanhos de pacote menores e fiabilidade melhorada. Há também um forte impulso para uma adoção mais ampla de materiais e processos de fabrico ecológicos, como evidenciado pela conformidade deste produto com os padrões livres de halogéneos e chumbo. A integração é outra tendência, com pacotes de múltiplos chips (RGB, multicor) e LEDs com ICs de controlo integrados a tornarem-se mais comuns para aplicações de iluminação complexas. No entanto, LEDs discretos de cor única como o 19-22 permanecem componentes fundamentais devido à sua simplicidade, fiabilidade e custo-eficácia para funções básicas de indicador.