Ficha Técnica do LED SMD 19-226/R6BHC-B01/2T - Pacote 2.0x1.25x0.8mm - Tensão 2.0V/3.3V - Multicor - Documentação Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

O 19-226 é um LED de montagem em superfície (SMD) compacto, concebido para montagens eletrónicas de alta densidade. A sua principal vantagem reside na sua pegada significativamente reduzida em comparação com os LEDs tradicionais com terminais, permitindo designs de placas de circuito impresso (PCB) mais pequenos, maior densidade de componentes e, em última análise, equipamentos finais mais compactos. A sua construção leve torna-o ainda ideal para aplicações miniaturas e portáteis.

Este LED é oferecido numa configuração multicor, combinando especificamente emissores de vermelho brilhante (utilizando um chip R6 de AlGaInP) e azul (utilizando um chip BH de InGaN) dentro de um único encapsulamento de resina transparente. Está totalmente em conformidade com as normas ambientais e de segurança modernas, sendo livre de chumbo (Pb-free), compatível com RoHS, compatível com REACH da UE e livre de halogéneos (com Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). O dispositivo é fornecido em fita de 8mm montada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, tornando-o totalmente compatível com equipamentos automáticos de pick-and-place e com os processos padrão de soldadura por refluxo por infravermelhos ou fase de vapor.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Aprofundada

2.1 Valores Máximos Absolutos

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

• Tensão Inversa (V_R):Máximo de 5V para ambos os tipos de chip. Exceder esta tensão em polarização inversa pode causar ruptura da junção.
• Corrente Direta (I_F):O limite de corrente contínua DC é de 25 mA para o chip R6 (Vermelho) e de 20 mA para o chip BH (Azul). Este é um parâmetro crítico para determinar o valor da resistência em série no circuito de acionamento.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):Para operação pulsada (ciclo de trabalho 1/10 @ 1 kHz), o chip R6 pode suportar até 60 mA, e o chip BH até 40 mA. Isto permite breves períodos de sobrecarga para maior brilho em aplicações multiplexadas.
• Dissipação de Potência (P_d):A dissipação de potência máxima permitida é de 60 mW para R6 e 75 mW para BH. Isto é calculado como I_F* V_Fe é crucial para a gestão térmica.
• Descarga Eletrostática (ESD):A classificação do Modelo do Corpo Humano (HBM) é de 2000V para o chip R6, mas apenas 150V para o chip BH (InGaN), mais sensível. Isto sublinha a necessidade de protocolos estritos de proteção contra ESD durante a manipulação e montagem do LED azul.
• Intervalos de Temperatura:A temperatura de operação (T_opr) é de -40°C a +85°C. A temperatura de armazenamento (T_stg) é de -40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldadura:Para soldadura por refluxo, é especificada uma temperatura de pico de 260°C durante 10 segundos. Para soldadura manual, a temperatura da ponta do ferro não deve exceder 350°C, e o tempo de contacto por terminal deve ser limitado a 3 segundos.

2.2 Características Eletro-Óticas

Estes parâmetros são medidos a uma temperatura de junção (T_j) de 25°C e definem o desempenho típico do dispositivo.

• Intensidade Luminosa (I_v):A I_F= 20mA, o LED vermelho R6 tem uma intensidade típica de 100 mcd (mín. 72 mcd). O LED azul BH tem uma intensidade típica de 80 mcd (mín. 45 mcd). Aplica-se uma tolerância de ±11%.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):O ângulo de meia intensidade é tipicamente de 120 graus, proporcionando um padrão de emissão difuso e amplo, adequado para retroiluminação e aplicações de indicador.
• Comprimento de Onda:O chip R6 tem um comprimento de onda de pico típico (λ_p) de 632 nm e um comprimento de onda dominante (λ_d) de 624 nm, situando-o na região do vermelho brilhante. O chip BH tem um λ_pde 468 nm e λ_dde 470 nm, característico de uma emissão azul real.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):A largura total à meia altura espectral (FWHM) é de 20 nm para R6 e 35 nm para BH.
• Tensão Direta (V_F):A I_F= 20mA, V_Fpara R6 é tipicamente 2.0V (intervalo 1.7V a 2.4V). Para BH, V_Fé tipicamente 3.3V (intervalo 2.7V a 3.7V). Esta diferença de tensão é crítica para o design do circuito ao acionar ambas as cores, frequentemente exigindo resistências limitadoras de corrente ou drivers separados.
• Corrente Inversa (I_R):A I_Rmáxima é de 10 µA @ 5V para R6 e 50 µA @ 5V para BH. A ficha técnica nota explicitamente que o dispositivo não foi concebido para operação inversa; este parâmetro é apenas para condições de teste.

3. Análise das Curvas de Desempenho

3.1 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

As curvas mostram que a intensidade luminosa aumenta com a corrente direta, mas numa relação não linear. Para ambos os chips R6 e BH, a intensidade aumenta acentuadamente a correntes mais baixas e tende a saturar a correntes mais altas. Operar significativamente acima do ponto típico de 20mA produz retornos decrescentes na produção de luz, enquanto aumenta a geração de calor e potencialmente acelera a depreciação do lúmen.

3.2 Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

Esta é uma relação crítica para a fiabilidade. A intensidade luminosa diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. A curva de derating mostra que à temperatura máxima de operação de +85°C, a saída é significativamente reduzida em comparação com a classificação a 25°C. Os designers devem ter em conta este derating térmico em aplicações onde se esperam altas temperaturas ambientes para garantir brilho suficiente em todas as condições.

3.3 Curva de Derating da Corrente Direta

Esta curva dita a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura ambiente. Para evitar exceder os limites máximos de temperatura de junção e dissipação de potência, a corrente direta deve ser reduzida quando operar em ambientes de alta temperatura. Por exemplo, a uma temperatura ambiente de 85°C, a corrente contínua permitida é substancialmente inferior à classificação máxima a 25°C.

3.4 Tensão Direta vs. Corrente Direta

A curva V-I demonstra a característica do díodo. A tensão direta aumenta logaritmicamente com a corrente. Os valores típicos fornecidos na tabela (2.0V para R6, 3.3V para BH a 20mA) são os mais relevantes para os cálculos de design do circuito.

3.5 Distribuição Espectral

Os gráficos espectrais mostram os perfis de emissão. O LED vermelho R6 tem um pico mais estreito e bem definido em torno de 632 nm. O LED azul BH tem um pico mais amplo centrado em torno de 468-470 nm. Estes espectros são importantes para aplicações sensíveis à cor.

3.6 Diagrama de Radiação

O gráfico polar confirma o padrão de emissão quase-Lambertiano (cosseno) com um ângulo de visão de 120 graus, indicando uma distribuição de luz uniforme e de ângulo amplo.

4. Informações Mecânicas e do Pacote

4.1 Dimensões do Pacote

O pacote SMD tem dimensões nominais de 2.0mm (C) x 1.25mm (L) x 0.8mm (A). A tolerância para dimensões não especificadas é de ±0.1mm. O desenho detalha a marca de identificação do cátodo, o layout recomendado para as pastilhas de solda (1.4mm x 1.15mm com um espaçamento de 0.7mm) e o contorno do componente. Aderir ao padrão de pastilhas recomendado é essencial para uma soldadura fiável e estabilidade mecânica.

4.2 Identificação da Polaridade

O pacote apresenta um indicador visual (tipicamente um entalhe ou uma marca verde na fita) para identificar o cátodo. A orientação correta da polaridade durante a montagem é obrigatória para o funcionamento do dispositivo.

5. Diretrizes de Soldadura e Montagem

5.1 Perfil de Soldadura por Refluxo

A ficha técnica especifica um perfil de refluxo sem chumbo com uma temperatura de pico de 260°C durante 10 segundos. O perfil deve incluir zonas de pré-aquecimento, estabilização, refluxo e arrefecimento para minimizar o choque térmico. A soldadura por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes para evitar stress térmico excessivo no pacote do LED e nas ligações por fio.

5.2 Soldadura Manual

Se a soldadura manual for inevitável, deve ter-se extremo cuidado. A temperatura da ponta do ferro de soldar deve estar abaixo de 350°C, e o tempo de contacto com cada terminal não deve exceder 3 segundos. Recomenda-se um ferro de baixa potência (<25W). Deve deixar-se um intervalo de dois segundos entre soldar cada terminal. A ficha técnica alerta que os danos ocorrem frequentemente durante a soldadura manual.

5.3 Armazenamento e Sensibilidade à Humidade

Os LEDs são embalados num saco de barreira resistente à humidade com dessecante. O saco não deve ser aberto até os componentes estarem prontos para uso. Após a abertura, os LEDs não utilizados devem ser armazenados a ≤30°C e ≤60% de Humidade Relativa. A \"vida útil após abertura\" do saco é de 168 horas (7 dias). Se este tempo for excedido ou se o indicador de dessecante mudar de cor, é necessário um tratamento de cozedura a 60°C ±5°C durante 24 horas antes do refluxo para evitar o \"efeito pipoca\" (fissuração do pacote devido à pressão de vapor).

5.4 Precauções de Utilização

• Proteção contra Sobrecorrente:É obrigatória uma resistência limitadora de corrente externa. Os LEDs são dispositivos acionados por corrente; uma pequena alteração na tensão direta pode causar uma grande alteração na corrente, levando a uma falha imediata.
• Evitar Stress Mecânico:Não aplicar stress mecânico ao corpo do LED durante o aquecimento (soldadura) ou por empenamento da PCB após a montagem.
• Reparação:Desaconselha-se fortemente a reparação após a soldadura. Se absolutamente necessário, deve ser utilizado um ferro de soldar de dupla cabeça para aquecer simultaneamente ambos os terminais e levantar o componente sem torcer. O impacto nas características do LED deve ser avaliado previamente.

6. Embalagem e Informação de Encomenda

6.1 Especificações da Fita e Bobina

Os componentes são fornecidos em fita transportadora relevada com dimensões: passo do bolso 8mm, largura da fita 12mm. Cada bobina contém 2000 peças. As dimensões da bobina são: diâmetro de 7 polegadas, diâmetro do cubo 13mm e largura da bobina 50mm.

6.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da embalagem inclui vários códigos: Número do Produto do Cliente (CPN), Número do Produto (P/N), Quantidade de Embalagem (QTY), Classe de Intensidade Luminosa (CAT), Classe de Cromaticidade/Comprimento de Onda Dominante (HUE), Classe de Tensão Direta (REF) e Número de Lote (LOT No). Esta informação de binning permite a seleção de LEDs com parâmetros de desempenho mais apertados, se exigido pela aplicação.

7. Sugestões de Aplicação

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Retroiluminação:Ideal para retroiluminação de painéis de instrumentos, interruptores, teclados e símbolos devido ao seu amplo ângulo de visão e tamanho compacto.
• Equipamento de Telecomunicações:Indicadores de estado e retroiluminação para telefones, máquinas de fax e hardware de rede.
• Retroiluminação Plana para LCD:Pode ser usado em matrizes para fornecer iluminação de borda para pequenos painéis LCD.
• Uso Geral como Indicador:Luzes de estado, indicadores de energia e iluminação decorativa em eletrónica de consumo, eletrodomésticos e controlos industriais.

7.2 Considerações de Design

• Circuito de Acionamento:Utilizar sempre uma resistência em série. Calcular o valor da resistência usando R = (V_fonte- V_F) / I_F. Utilizar cálculos separados para os LEDs vermelho e azul devido às suas diferentes V_F.
• Gestão Térmica:Garantir que a PCB tem alívio térmico adequado, especialmente se os LEDs forem acionados perto das suas classificações de corrente máxima ou em altas temperaturas ambientes. Evitar colocar componentes geradores de calor nas proximidades.
• Proteção ESD:Implementar proteção ESD nas linhas de entrada e garantir um ambiente de trabalho aterrado durante a manipulação, particularmente para o chip azul (BH) sensível.
• Design Ótico:A lente transparente proporciona um amplo ângulo de visão. Para luz mais direcionada, podem ser necessárias lentes externas ou guias de luz.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Os principais diferenciadores do 19-226 na sua classe são a suacapacidade multicor num único pacotee a suaconformidade ambiental abrangente(livre de chumbo, livre de halogéneos, RoHS, REACH). A combinação de um chip vermelho de AlGaInP de alta eficiência e um chip azul padrão de InGaN num único pacote SMD miniatura oferece flexibilidade de design para indicadores bicolores sem aumentar a pegada na placa. A sua compatibilidade com colocação automática e processos de refluxo padrão está alinhada com os requisitos modernos de fabrico de alto volume, proporcionando uma solução económica para eletrónica produzida em massa.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P1: Posso acionar os LEDs vermelho e azul a partir da mesma fonte de alimentação e resistência?

R: Não de forma ideal. Devido à diferença significativa na tensão direta típica (2.0V vs. 3.3V), usar uma resistência comum resultaria em correntes muito diferentes através de cada LED, fazendo com que um fique fraco e o outro potencialmente sobrecarregado. Recomendam-se circuitos limitadores de corrente separados.

P2: Por que a classificação ESD para o LED azul é muito mais baixa do que para o vermelho?

R: O LED azul BH utiliza um material semicondutor de InGaN, que geralmente tem uma junção mais sensível e camadas ativas mais finas em comparação com o material AlGaInP do LED vermelho R6, tornando-o mais suscetível a danos por descarga eletrostática.

P3: O que acontece se exceder os 7 dias de \"vida útil após abertura\" do saco de barreira de humidade?

R: O pacote do LED pode absorver humidade do ar. Durante a subsequente soldadura por refluxo, esta humidade pode transformar-se rapidamente em vapor, causando delaminação interna ou fissuração (\"efeito pipoca\"). Para evitar isto, é necessária uma cozedura de 24 horas a 60°C para expulsar a humidade antes da soldadura.

P4: Como interpreto a \"classe\" de intensidade luminosa (CAT) no rótulo?

R: A classe indica em qual gama de brilho pré-definida o LED se enquadra. Isto permite aos fabricantes selecionar LEDs com um brilho mínimo garantido para consistência nos seus produtos, embora os limites específicos de binning não sejam fornecidos nesta ficha técnica pública.

10. Exemplo Prático de Caso de Utilização

Cenário: Projetar um Indicador de Estado Bicolor para um Router de Consumo.

O dispositivo precisa de um único LED para mostrar energia (azul fixo) e atividade de rede (vermelho intermitente). O 19-226 é uma escolha ideal. O design envolveria dois circuitos de acionamento separados (por exemplo, pinos GPIO de um microcontrolador), cada um com a sua própria resistência em série calculada para uma corrente de acionamento de 20mA. Para uma fonte de 5V: R_azul= (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 Ohms (usar valor padrão 82Ω ou 100Ω). R_vermelho= (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ohms (usar 150Ω). O tamanho compacto permite que caiba ao lado da porta RJ45. O amplo ângulo de visão de 120 graus garante que o estado seja visível de vários ângulos. Procedimentos estritos de manipulação ESD seriam aplicados durante a montagem devido ao chip azul sensível.

11. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Os Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz através de eletroluminescência. Quando uma tensão direta é aplicada à junção p-n, os eletrões da região tipo n recombinam-se com as lacunas da região tipo p na camada ativa. Este processo de 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 utilizado. O chip R6 utiliza uma estrutura de Fosfeto de Alumínio, Gálio e Índio (AlGaInP), que é eficiente para produzir luz vermelha e âmbar. O chip BH utiliza Nitreto de Gálio e Índio (InGaN), comumente usado para LEDs azuis, verdes e brancos. O encapsulamento de resina epóxi transparente serve para proteger o chip semicondutor, fornecer suporte mecânico para os fios de ligação e atuar como uma lente primária para moldar a saída de luz.

12. Tendências e Contexto Tecnológico

O 19-226 representa um produto maduro no mercado de LEDs SMD. As tendências atuais da indústria concentram-se em várias áreas-chave além das especificações deste dispositivo:Maior Eficiência (lm/W):Novos designs de chips e materiais continuam a aumentar a eficácia luminosa.Índice de Renderização de Cor (CRI) Mais Elevado:Especialmente para LEDs brancos e aplicações de iluminação.Miniaturização:Tamanhos de pacote ainda mais pequenos (por exemplo, 01005, micro-LEDs) para ecrãs de ultra-alta densidade.Drivers Integrados:LEDs com drivers de corrente constante ou circuitos de controlo incorporados (LEDs inteligentes).Melhor Desempenho Térmico:Pacotes concebidos para extrair melhor o calor, permitindo correntes de acionamento mais altas e maior tempo de vida.Comprimentos de Onda Expandidos:Desenvolvimento de LEDs UV profundo e infravermelhos mais eficientes para aplicações de deteção e esterilização. Embora o 19-226 possa não incorporar os últimos avanços em eficiência de pico, a sua combinação de desempenho fiável, saída de duas cores, embalagem robusta e total conformidade com normas ambientais globais garante a sua relevância contínua numa vasta gama de aplicações de indicador e retroiluminação eletrónica de alto volume e sensíveis ao custo.