Ficha Técnica do LED SMD 16-916/T1D-AP1Q2QY/3T - Pacote 1.6x0.8x0.35mm - Tensão 2.7-3.2V - Cor Branca - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 16-916/T1D-AP1Q2QY/3T é um LED de montagem superficial compacto, projetado para aplicações eletrónicas modernas que exigem miniaturização e alta fiabilidade. Este LED monocromático de branco puro utiliza tecnologia de chip InGaN encapsulado numa resina difusora amarela. A sua principal vantagem reside na sua pegada significativamente reduzida em comparação com componentes tradicionais de chumbo, permitindo maior densidade de embalagem em PCBs, reduzindo os requisitos de armazenamento e, em última análise, contribuindo para designs de produtos finais mais pequenos. A construção leve torna-o ainda ideal para aplicações portáteis e miniaturas.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

O dispositivo é especificado para operar nas seguintes condições máximas absolutas, além das quais pode ocorrer dano permanente. A tensão reversa (VR) é classificada em 5V. A corrente direta contínua (IF) não deve exceder 25 mA. Para operação pulsada, é permitida uma corrente direta de pico (IFP) de 100 mA sob um ciclo de trabalho de 1/10 a 1 kHz. A dissipação de potência máxima (Pd) é de 95 mW. A faixa de temperatura operacional (Topr) varia de -40°C a +85°C, enquanto a faixa de temperatura de armazenamento (Tstg) é ligeiramente mais ampla, de -40°C a +90°C. O dispositivo pode suportar uma descarga eletrostática (ESD) de 150V de acordo com o Modelo do Corpo Humano (HBM). Os limites de temperatura de soldagem são definidos para processos de refluxo (260°C por 10 segundos) e soldagem manual (350°C por 3 segundos).

2.2 Características Eletro-Ópticas

Os parâmetros de desempenho chave são medidos a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. A intensidade luminosa (Iv) tem uma faixa típica, com um mínimo de 45 mcd e um máximo de 112 mcd a uma corrente direta (IF) de 5 mA. O ângulo de visão (2θ1/2) é tipicamente de 130 graus, proporcionando um amplo campo de iluminação. A tensão direta (VF) varia de 2,7V a 3,2V sob a mesma condição de 5mA. A corrente reversa (IR) é especificada com um máximo de 50 μA quando uma tensão reversa (VR) de 5V é aplicada. As tolerâncias para intensidade luminosa e tensão direta são indicadas como ±11% e ±0,05V, respetivamente.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

3.1 Classificação por Intensidade Luminosa

Os LEDs são classificados em grupos (bins) com base na sua intensidade luminosa medida a IF=5mA. Isto garante consistência no brilho para lotes de produção. Os códigos de bin e as suas faixas de intensidade mínima e máxima correspondentes são: P1 (45,0-57,0 mcd), P2 (57,0-72,0 mcd), Q1 (72,0-90,0 mcd) e Q2 (90,0-112,0 mcd).

3.2 Classificação por Tensão Direta

Da mesma forma, os dispositivos são classificados por tensão direta para auxiliar no projeto do circuito, particularmente para o cálculo do resistor limitador de corrente. A tensão é agrupada sob o código 'Q' com sub-bins: 29 (2,7-2,8V), 30 (2,8-2,9V), 31 (2,9-3,0V), 32 (2,9-3,0V) e 33 (3,1-3,2V), todos medidos a IF=5mA.

3.3 Classificação por Coordenadas de Cromaticidade

Para consistência de cor, os LEDs brancos são classificados em grupos de cromaticidade (Grupo A, códigos 1-6) definidos por quadriláteros de coordenadas CIE 1931 (x, y) específicos no diagrama de cromaticidade. Esta classificação, com uma tolerância de ±0,01, garante que a luz branca emitida esteja dentro de um espaço de cor controlado, o que é crítico para aplicações que requerem aparência uniforme.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui várias curvas características que fornecem uma visão mais profunda do comportamento do LED sob condições variáveis. A curva de derating da corrente direta mostra como a corrente direta máxima permitida diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta, essencial para a gestão térmica. A curva de intensidade luminosa relativa vs. temperatura ambiente ilustra a redução típica na saída de luz com o aumento da temperatura. O gráfico de intensidade luminosa vs. corrente direta demonstra a relação não linear entre a corrente de acionamento e o brilho. O gráfico de distribuição espectral caracteriza a distribuição de potência espectral da luz branca emitida. Um diagrama de radiação típico descreve o padrão de distribuição de intensidade espacial. A curva de tensão direta vs. corrente direta mostra a característica IV do díodo.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

5.1 Dimensões do Pacote

O LED possui um pacote SMD compacto. A altura total máxima é de 0,35 mm. São fornecidos desenhos dimensionais detalhados, incluindo comprimento e largura do corpo, tamanhos dos terminais e dimensões recomendadas do padrão de solda na PCB. As tolerâncias são tipicamente de ±0,1mm, salvo indicação em contrário. O layout sugerido para as soldas é para referência e deve ser modificado com base nos requisitos específicos do processo de montagem.

5.2 Identificação da Polaridade

O componente apresenta marcações ou assimetria estrutural para indicar os terminais do cátodo e do ânodo, o que é crucial para a orientação correta durante a montagem, garantindo o funcionamento adequado do circuito.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

É especificado um perfil de temperatura de soldagem por refluxo sem chumbo detalhado. Os parâmetros-chave incluem: uma fase de pré-aquecimento entre 150-200°C durante 60-120 segundos, um tempo acima do líquido (217°C) de 60-150 segundos, uma temperatura de pico não superior a 260°C por um máximo de 10 segundos e taxas controladas de aquecimento e arrefecimento (ex., arrefecimento máximo de 3°C/seg). A soldagem por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes.

6.2 Soldagem Manual

Para reparo manual ou prototipagem, a soldagem manual é permitida com precauções específicas. A temperatura da ponta do ferro de soldar deve ser inferior a 350°C, aplicada por não mais de 3 segundos por terminal. O ferro deve ter uma capacidade de 25W ou menos. Deve ser deixado um intervalo mínimo de 2 segundos entre a soldagem de cada terminal para evitar danos térmicos.

6.3 Armazenamento e Manuseio

Os LEDs são sensíveis à humidade e à descarga eletrostática (ESD). Antes de abrir, o saco à prova de humidade deve ser armazenado a ≤30°C e ≤90% de HR. Após a abertura, os componentes têm uma vida útil de 1 ano em condições de ≤30°C e ≤60% de HR. As peças não utilizadas devem ser resseladas em embalagem à prova de humidade com dessecante. Se as condições de armazenamento especificadas forem excedidas ou o indicador de dessecante mudar de cor, é necessário um tratamento de cozimento a 60±5°C durante 24 horas antes do uso.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

Os componentes são fornecidos em fita transportadora relevada de 8mm de largura enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro. Cada bobina contém 3000 peças. São fornecidas dimensões detalhadas para os compartimentos da fita transportadora, fita de cobertura e a própria bobina. A embalagem é projetada para ser compatível com equipamentos automáticos padrão de pick-and-place.

7.2 Embalagem Resistente à Umidade

As bobinas são ainda protegidas dentro de um saco à prova de humidade de laminado de alumínio, juntamente com um pacote de dessecante e um cartão indicador de humidade, para manter as condições de armazenamento seco especificadas durante o transporte e armazenamento.

7.3 Explicação do Rótulo

O rótulo da bobina contém informações-chave para rastreabilidade e aplicação correta: Número do Produto do Cliente (CPN), Número do Produto (P/N), Quantidade de Embalagem (QTY), Classificação de Intensidade Luminosa (CAT), Coordenadas de Cromaticidade (HUE), Classificação de Tensão Direta (REF) e Número do Lote (LOT No).

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED é bem adequado para várias aplicações, incluindo: Equipamentos de telecomunicações (como indicadores de estado e retroiluminação de teclado em telefones e máquinas de fax), retroiluminação plana para pequenos painéis LCD, retroiluminação para interruptores e símbolos em painéis de controlo e aplicações de indicador de uso geral onde é necessária uma fonte de luz branca pequena e brilhante.

8.2 Considerações de Projeto

Limitação de Corrente:Um resistor limitador de corrente externo é obrigatório. A tensão direta tem uma faixa (2,7-3,2V) e a característica IV é exponencial, o que significa que um pequeno aumento na tensão pode causar um grande aumento na corrente, potencialmente destrutivo. O valor do resistor deve ser calculado com base na tensão de alimentação e na classificação máxima de corrente direta (25mA contínua), considerando a pior tensão direta a partir das informações de classificação.

Gestão Térmica:Embora o pacote seja pequeno, a dissipação de potência (máx. 95mW) e o derating da corrente direta com a temperatura devem ser considerados no layout da PCB. Uma área de cobre adequada ao redor das soldas pode ajudar a dissipar o calor.

Proteção ESD:Como um dispositivo semicondutor sensível com classificação ESD de 150V (HBM), devem ser observadas as precauções padrão de manuseio ESD durante a montagem e o manuseio.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

A principal diferenciação deste componente reside no seu fator de forma ultracompacto (altura máx. de 0,35mm) e design de montagem superficial, que oferece vantagens significativas em relação aos LEDs de orifício passante na montagem automatizada, economia de espaço na placa e adequação para dispositivos de baixo perfil. A disponibilização de informações detalhadas de classificação para intensidade, tensão e cromaticidade permite um controlo de projeto mais rigoroso e consistência na produção em massa em comparação com componentes não classificados ou especificados de forma vaga. A cor branca pura gerada pelo chip InGaN com fósforo amarelo oferece uma cromaticidade diferente em comparação com soluções mais antigas de chip azul + fósforo amarelo ou outras tecnologias de LED branco.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Por que é absolutamente necessário um resistor limitador de corrente?
R: O LED é um díodo com uma curva IV não linear. Operá-lo diretamente a partir de uma fonte de tensão sem um resistor em série tentaria forçar uma corrente limitada apenas pela capacidade da fonte e pela resistência interna do díodo, que é muito baixa assim que a tensão direta é excedida. Isso quase certamente excederia a corrente direta máxima absoluta de 25mA, levando a um sobreaquecimento e falha imediatos.

P: Como interpreto os códigos de classificação de intensidade luminosa (P1, Q2, etc.)?
R: Esses códigos representam grupos classificados com base na saída de luz medida. Por exemplo, especificar "Q2" num pedido garante que você receba LEDs com uma intensidade entre 90,0 e 112,0 mcd a 5mA. Isto é crucial para aplicações que requerem brilho uniforme em vários indicadores.

P: Posso usar este LED para iluminação contínua, não apenas como indicador?
R: Embora possível, o seu projeto primário é para uso como indicador. Para iluminação contínua, o projeto térmico cuidadoso é ainda mais crítico devido à dissipação de potência constante. A saída de luz também diminuirá com o aumento da temperatura da junção, como mostrado nas curvas de desempenho.

P: O que significa a designação 'sem chumbo' (Pb-free) para soldagem?
R: Significa que os terminais do dispositivo são compatíveis com ligas de solda sem chumbo, que normalmente têm pontos de fusão mais altos do que a solda tradicional de estanho-chumbo. Portanto, o perfil de refluxo especificado com um pico de 260°C é projetado para esses processos de temperatura mais alta.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Caso: Projetando um Indicador de Estado para um Dispositivo Portátil
Um projetista está a criar um módulo Bluetooth compacto que requer um LED de estado de energia/conexão branco, pequeno e brilhante. O LED 16-916 é selecionado pela sua altura mínima (0,35mm) para caber dentro do invólucro fino do dispositivo. O projeto usa uma linha de alimentação de 3,3V. Usando a pior tensão direta (Vf_max = 3,2V do bin Q33) e visando uma corrente direta de 15mA (bem abaixo dos 25mA máximos para fiabilidade e vida útil da bateria), o resistor limitador de corrente é calculado: R = (V_alimentação - Vf) / If = (3,3V - 3,2V) / 0,015A ≈ 6,67Ω. É escolhido um resistor padrão de 6,8Ω. O padrão de solda na PCB é ajustado ligeiramente do layout sugerido para corresponder às regras específicas de DFM do projetista. A BOM especifica os códigos de bin CAT (intensidade luminosa) e HUE (cromaticidade) para garantir consistência visual entre as unidades de produção.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este LED opera com base no princípio da eletroluminescência num díodo semicondutor. O núcleo é um chip de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio). Quando uma tensão direta que excede o potencial de junção do díodo (cerca de 2,7-3,2V) é aplicada, eletrões e lacunas são injetados na região ativa e recombinam-se. Num LED branco, esta recombinação na camada de InGaN produz principalmente luz azul. Esta luz azul excita então um revestimento de fósforo amarelo (contido dentro da resina difusora amarela de encapsulamento). A combinação da luz azul não convertida e da luz amarela convertida para baixo pelo fósforo resulta na perceção de luz branca pelo olho humano. A resina difusora ajuda a dispersar a luz, contribuindo para o amplo ângulo de visão de 130 graus.

13. Tendências Tecnológicas

O desenvolvimento de componentes como o LED 16-916 reflete tendências mais amplas na eletrónica: miniaturização contínua, maior eficiência e funcionalidade aprimorada em pacotes menores. O uso da tecnologia InGaN para LEDs brancos representa um avanço na iluminação de estado sólido, oferecendo boa reprodução de cor e eficiência. A classificação detalhada e a especificação para montagem automatizada destacam o movimento da indústria em direção a maior precisão e consistência para fabricação em massa. A ênfase na conformidade sem chumbo e RoHS é impulsionada por regulamentações ambientais globais. Tendências futuras podem ver tamanhos de pacote ainda menores, maior eficácia luminosa (mais saída de luz por unidade de energia elétrica), tolerâncias de cor e intensidade mais apertadas e talvez a integração de eletrónica de acionamento ou múltiplos chips dentro de um único pacote para aplicações de iluminação inteligente. As precauções de manuseio e armazenamento sublinham o desafio contínuo de gerir a sensibilidade à humidade em dispositivos microeletrónicos encapsulados em plástico cada vez menores.