Ficha Técnica da Série SMD LED 12-23C - Multicor (Vermelho/Verde/Azul) - 3.2x1.6x1.4mm - 2.0-3.9V - 20-25mA - Documentação Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

A série 12-23C representa uma solução de LED de montagem em superfície compacta, projetada para aplicações eletrónicas modernas que exigem miniaturização e alta fiabilidade. Esta família de LEDs multicor é significativamente menor do que os componentes tradicionais com terminais, permitindo reduções substanciais na área ocupada na PCB, aumento da densidade de embalamento e, em última análise, contribuindo para o desenvolvimento de equipamentos finais mais pequenos. A sua construção leve torna-a particularmente adequada para aplicações portáteis e com espaço limitado.

A vantagem central desta série reside na sua versatilidade e conformidade com os padrões ambientais e de fabrico contemporâneos. Os dispositivos são embalados em fita de 8mm enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, garantindo compatibilidade com equipamentos de montagem automática pick-and-place de alta velocidade. Estão qualificados para uso com processos de soldadura por refluxo infravermelho e de fase de vapor, que são padrão na produção eletrónica de alto volume.

A conformidade ambiental e regulatória é uma característica fundamental. Os produtos são construídos com materiais sem chumbo, aderem à diretiva RoHS, cumprem os regulamentos REACH da UE e atendem aos padrões livres de halogéneos (com Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm e a sua soma <1500 ppm). Isto torna-os adequados para uma ampla gama de mercados globais com requisitos ambientais rigorosos.

2. Seleção do Dispositivo e Valores Máximos Absolutos

2.1 Guia de Seleção do Dispositivo

A série oferece três opções de cor distintas, cada uma baseada em diferentes materiais de chip semicondutor:

• Código R6 (Vermelho Brilhante):Utiliza tecnologia de chip AlGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio). A cor da resina é transparente.
• Código GH (Verde Brilhante):Utiliza tecnologia de chip InGaN (Nitreto de Gálio Índio). A cor da resina é transparente.
• Código BH (Azul):Utiliza tecnologia de chip InGaN (Nitreto de Gálio Índio). A cor da resina é transparente.

O pacote de resina transparente permite uma extração de luz ideal e uma representação de cor verdadeira.

2.2 Valores Máximos Absolutos (Ta=25°C)

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não é aconselhada operação nestes ou além destes limites.

• Tensão Inversa (V_R):5 V (Todos os códigos)
• Corrente Direta (I_F):R6: 25 mA, GH: 25 mA, BH: 20 mA
• Corrente Direta de Pico (I_FP, Ciclo 1/10 @1kHz):R6: 60 mA, GH: 100 mA, BH: 100 mA
• Dissipação de Potência (P_d):R6: 60 mW, GH: 95 mW, BH: 75 mW
• Descarga Eletrostática (ESD) Modelo Corpo Humano (HBM):R6: 2000 V, GH: 150 V, BH: 150 V. Note a robustez ESD significativamente maior do LED vermelho (R6) em comparação com as variantes verde e azul, que requerem manuseamento mais cuidadoso.
• Temperatura de Operação (T_opr):-40°C a +85°C
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +90°C
• Temperatura de Soldadura (T_sol):Soldadura por refluxo: pico de 260°C por no máximo 10 segundos. Soldadura manual: 350°C por no máximo 3 segundos por terminal.

3. Características Eletro-Óticas (Ta=25°C)

Os seguintes parâmetros são garantidos nas condições de teste especificadas. Os valores típicos representam o centro da distribuição de produção.

3.1 Intensidade Luminosa e Características Angulares

• Intensidade Luminosa (I_V) @ I_F=20mA:
  • R6 (Vermelho): Típico 90 mcd (Mín. 63 mcd)
  • GH (Verde): Típico 180 mcd (Mín. 125 mcd)
  • BH (Azul): Típico 50 mcd (Mín. 32 mcd)
  Tolerância: ±11%.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):Típico 100 graus para todos os códigos de cor. Este amplo ângulo de visão é adequado para aplicações de iluminação de fundo e indicadores onde a visibilidade a partir de ângulos fora do eixo é importante.

3.2 Características Espectrais

• Comprimento de Onda de Pico (λ_p):R6: 632 nm, GH: 518 nm, BH: 468 nm.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):R6: 624 nm, GH: 525 nm, BH: 470 nm. O comprimento de onda dominante é a perceção de cor única do LED pelo olho humano.
• Largura de Banda de Radiação Espectral (Δλ):R6: 20 nm, GH: 35 nm, BH: 25 nm. Isto define a pureza espectral ou largura da luz emitida.

3.3 Características Elétricas

• Tensão Direta (V_F) @ I_F=20mA:
  • R6: Típico 2.0 V, Máximo 2.4 V
  • GH: Típico 3.3 V, Máximo 3.9 V
  • BH: Típico 3.3 V, Máximo 3.9 V
  Tolerância: ±0.1V. O V_Fmais baixo do LED vermelho é característico da tecnologia AlGaInP em comparação com o InGaN.
• Corrente Inversa (I_R) @ V_R=5V:R6: Máx. 10 μA, GH/BH: Máx. 50 μA.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece curvas típicas de características eletro-óticas para cada código de LED (R6, GH, BH). Embora pontos de dados de gráficos específicos não sejam fornecidos no texto, estas curvas normalmente ilustram a relação entre a corrente direta e a intensidade luminosa, a tensão direta e o efeito da temperatura ambiente na saída de luz. Analisar estas curvas é crucial para compreender o comportamento do dispositivo em condições não padrão (por exemplo, diferentes correntes de acionamento ou temperaturas) e para otimizar o design do circuito para eficiência e longevidade. Os designers devem usar estas curvas para selecionar pontos de operação apropriados e modelar os efeitos térmicos no desempenho.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

5.1 Dimensões do Pacote

O LED 12-23C tem um pacote de montagem em superfície compacto. As dimensões principais (em mm, tolerância ±0.1mm salvo especificação) incluem um tamanho do corpo de aproximadamente 3.2mm (comprimento) x 1.6mm (largura) x 1.4mm (altura). O pacote apresenta dois terminais ânodo/cátodo para soldadura. O desenho dimensional fornece informações críticas para o design do padrão de solda (footprint) da PCB, garantindo a formação adequada da junta de solda e estabilidade mecânica. A adesão ao footprint recomendado é essencial para uma montagem fiável e gestão térmica.

5.2 Identificação da Polaridade

O cátodo é tipicamente identificado por um marcador visual no pacote, como um entalhe, um ponto ou uma marca verde na bobina de fita. A orientação correta da polaridade durante a montagem é obrigatória para garantir o funcionamento adequado.

6. Diretrizes de Soldadura, Montagem e Armazenamento

6.1 Precauções Críticas

• Limitação de Corrente:Um resistor limitador de corrente externo éabsolutamente necessárioem série com o LED. A característica exponencial I-V do LED significa que um pequeno aumento na tensão causa um grande aumento na corrente, levando a uma queima imediata sem proteção.
• Condições de Armazenamento:Os dispositivos são sensíveis à humidade (MSL).
  • Antes de abrir: Armazenar a ≤30°C e ≤90% HR.
  • Após abrir: A "vida útil no chão" é de 1 ano a ≤30°C e ≤60% HR. As peças não utilizadas devem ser resseladas num saco à prova de humidade com dessecante.
  • Se o indicador de dessecante mudar de cor ou o tempo de armazenamento for excedido, é necessário um cozimento a 60±5°C durante 24 horas antes da soldadura por refluxo.

6.2 Processo de Soldadura

• Perfil de Refluxo (sem chumbo):É fornecido um perfil de temperatura detalhado. Os parâmetros-chave incluem: pré-aquecimento entre 150-200°C durante 60-120s, tempo acima do líquido (217°C) de 60-150s, temperatura de pico de 260°C máx. por 10 segundos máx., e taxas controladas de aquecimento/arrefecimento (máx. 3°C/s e 6°C/s respetivamente).
• Ciclos de Refluxo:Não exceder dois ciclos de soldadura por refluxo.
• Soldadura Manual:Se necessário, use um ferro de soldar com temperatura da ponta <350°C, capacidade ≤25W, e limite o tempo de contacto a 3 segundos por terminal. Permita um intervalo mínimo de 2 segundos entre soldar cada terminal. Evite stress mecânico no pacote durante o aquecimento.
• Reparação:A reparação após a soldadura é desencorajada. Se for inevitável, deve ser usado um ferro de soldar de dupla cabeça para aquecer simultaneamente ambos os terminais e evitar stress termo-mecânico. Pré-teste para garantir que o processo de reparação não degrada as características do LED.

7. Embalagem e Informações de Encomenda

7.1 Especificações de Embalagem

Os LEDs são fornecidos em embalagem resistente à humidade. A embalagem padrão inclui:

• Fita Transportadora:Largura de 8mm, carregada na bobina.
• Bobina:Diâmetro de 7 polegadas. A quantidade carregada é de 2000 peças por bobina.
• Saco Externo:Selado dentro de um saco de alumínio à prova de humidade contendo dessecante.

São fornecidas dimensões detalhadas para os bolsos da fita transportadora e da bobina para garantir compatibilidade com alimentadores automáticos.

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da bobina contém informações críticas para rastreabilidade e seleção de bin:

• CPN (Número do Produto do Cliente)
• P/N (Número do Produto): ex., 12-23C/R6GHBHC-A01/2C
• QTY (Quantidade de Embalagem)
• CAT (Classificação de Intensidade Luminosa)
• HUE (Coordenadas de Cromaticidade & Classificação de Comprimento de Onda Dominante)
• REF (Classificação de Tensão Direta)
• LOT No (Número do Lote para rastreabilidade)

Esta informação de binning permite aos designers selecionar LEDs com parâmetros rigidamente controlados para um desempenho consistente na sua aplicação.

8. Notas de Aplicação e Considerações de Design

8.1 Aplicações Típicas

• Iluminação de fundo para painéis de instrumentos, interruptores e símbolos.
• Indicadores de estado e iluminação de fundo de teclado em equipamentos de telecomunicações (telefones, máquinas de fax).
• Unidades de iluminação de fundo planas para pequenos ecrãs LCD.
• Luzes indicadoras de uso geral em eletrónica de consumo e industrial.

8.2 Considerações de Design

• Design do Circuito:Inclua sempre um resistor em série. Calcule o seu valor usando R = (V_fonte- V_F) / I_F, onde V_Fe I_Fsão os pontos de operação alvo da ficha técnica. Considere a potência nominal do resistor.
• Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa, manter a temperatura da junção dentro dos limites é fundamental para a fiabilidade a longo prazo e saída de luz estável. Garanta área de cobre adequada na PCB ou vias térmicas se operar em altas temperaturas ambientes ou próximo da corrente máxima.
• Proteção ESD:Implemente medidas de proteção ESD nas PCBs e nos procedimentos de manuseamento, especialmente para os LEDs GH e BH (InGaN) mais sensíveis.

8.3 Restrições de Aplicação

Este produto é projetado para aplicações comerciais e industriais gerais. Não éespecificamente qualificado ou recomendado para aplicações de alta fiabilidade sem consulta prévia. Isto inclui, mas não se limita a:Sistemas militares, aeroespaciais ou de aviação.

• Sistemas de segurança automóvel (por exemplo, airbags, travagem).
• Equipamento médico crítico ou de suporte à vida.
• Para tais aplicações, são necessários produtos com especificações, qualificações e garantias de fiabilidade diferentes.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

A série 12-23C diferencia-se pela combinação de um fator de forma muito compacto, disponibilidade multicor a partir de um único contorno de pacote e total conformidade com regulamentos ambientais modernos (RoHS, Livre de Halogéneos). Comparado com LEDs maiores de orifício passante, permite uma miniaturização significativa. O pacote de resina transparente para todas as cores oferece flexibilidade de design. As classificações ESD fornecidas (particularmente altas para a variante vermelha) e as instruções detalhadas de manuseamento de sensibilidade à humidade refletem um design para processos de fabrico robustos. A inclusão de parâmetros de binning específicos (CAT, HUE, REF) no rótulo indica um processo de produção capaz de fornecer cor e brilho consistentes, o que é crítico para aplicações que usam múltiplos LEDs.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P1: Qual é a principal diferença entre os códigos R6, GH e BH?

R1: A principal diferença é o material semicondutor e a cor resultante. O R6 usa AlGaInP para luz vermelha (624nm dominante) e tem uma tensão direta mais baixa (~2.0V). O GH (Verde) e BH (Azul) usam InGaN, têm tensão direta mais alta (~3.3V) e emitem luz verde (525nm) e azul (470nm) respetivamente. Os códigos GH e BH também são mais sensíveis à ESD.
P2: Por que é obrigatório um resistor limitador de corrente?

R2: Os LEDs são díodos com uma relação corrente-tensão não linear e exponencial. Um pequeno aumento na tensão além do V
nominal causa um aumento muito grande e potencialmente destrutivo na corrente. Um resistor em série fornece uma relação linear, tornando a corrente previsível e segura para uma determinada tensão de alimentação._FP3: Posso usar soldadura manual para montagem de protótipo?

R3: Sim, mas com extrema cautela. Siga as diretrizes estritamente: ponta do ferro <350°C, potência ≤25W, tempo de contacto ≤3 segundos por terminal e permita arrefecimento entre terminais. A soldadura por refluxo é o método recomendado e mais fiável.
P4: O que significa "livre de halogéneos" e por que é importante?

R4: Livre de halogéneos significa que os materiais contêm níveis muito baixos de bromo (Br) e cloro (Cl). Estes halogéneos, quando queimados, podem produzir fumos tóxicos e corrosivos. A eletrónica livre de halogéneos é mais segura e amiga do ambiente, muitas vezes exigida por certos regulamentos e especificações do cliente.
P5: Como interpreto a informação de binning (CAT, HUE, REF) no rótulo?

R5: Esta informação agrupa LEDs com desempenho semelhante. Para uma aparência consistente numa matriz, deve obter LEDs dos mesmos ou de bins HUE (cor) e CAT (brilho) adjacentes. O bin REF (tensão) pode ser importante para o design da fonte de alimentação em aplicações com corrente regulada.
11. Princípios Operacionais e Tendências Tecnológicas

11.1 Princípio Básico de Funcionamento

Os Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz através de 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. 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 usado na região ativa. O AlGaInP tem uma banda proibida adequada para luz vermelha/laranja/amarela, enquanto o InGaN cobre o espectro verde, azul e branco (com fósforo).

11.2 Tendências da Indústria

O mercado para LEDs SMD como a série 12-23C continua a ser impulsionado pela procura de miniaturização, maior eficiência (lúmens por watt), melhor consistência de cor e conformidade ambiental mais rigorosa. Há uma tendência para tamanhos de pacote ainda menores (por exemplo, 0201, 01005) para dispositivos ultra-compactos. Além disso, a integração de circuitos de controlo (por exemplo, drivers de corrente constante) dentro do pacote LED está a tornar-se mais comum para um design simplificado. A pressão por maior fiabilidade e vida útil mais longa sob vários stresses ambientais continua a ser um foco constante tanto para fabricantes de componentes como para utilizadores finais.

The market for SMD LEDs like the 12-23C series continues to be driven by demands for miniaturization, higher efficiency (lumens per watt), improved color consistency, and stricter environmental compliance. There is a trend towards even smaller package sizes (e.g., 0201, 01005) for ultra-compact devices. Furthermore, integration of control circuitry (e.g., constant current drivers) within the LED package is becoming more common for simplified design. The push for higher reliability and longer lifetime under various environmental stresses remains a constant focus for component manufacturers and end-users alike.