Folha de Dados Técnicos do LED SMD 19-217/T7D-CT2V1N/3T - Pacote 2.0x1.25x0.8mm - Tensão 2.7-3.7V - Potência 110mW - Branco Puro - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 19-217/T7D-CT2V1N/3T é um LED compacto para montagem em superfície, projetado para aplicações eletrónicas modernas que requerem funcionalidade confiável de sinalização ou retroiluminação. Este LED monocromático de cor Branco Puro utiliza um chip de InGaN encapsulado numa resina difusa amarela. A sua principal vantagem reside na sua pegada significativamente reduzida em comparação com componentes tradicionais com terminais, permitindo maior densidade de embalagem em PCBs, reduzindo os requisitos de armazenamento e, em última análise, contribuindo para a miniaturização do equipamento final. A sua construção leve torna-o ainda mais ideal para aplicações portáteis e com restrições de espaço.

1.1 Características Principais e Conformidade

O dispositivo é fornecido em fita de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, garantindo compatibilidade com equipamentos padrão de montagem automática pick-and-place. Foi concebido para ser utilizado em processos de soldagem por refluxo, tanto por infravermelhos como por fase de vapor. O produto adere a várias normas ambientais e de segurança críticas: é livre de chumbo, conforme com a diretiva RoHS da UE, cumpre os requisitos REACH da UE e é classificado como Sem Halogênio, com conteúdo de Bromo (Br) e Cloro (Cl) cada um abaixo de 900 ppm e a sua soma abaixo de 1500 ppm. Isto torna-o adequado para uso em mercados com regulamentações ambientais rigorosas.

1.2 Aplicações Alvo

Este LED é versátil e encontra uso em múltiplos setores. As aplicações comuns incluem retroiluminação de painéis de instrumentos e interruptores automotivos, funções de sinalização e retroiluminação em dispositivos de telecomunicações, como telefones e máquinas de fax, retroiluminação plana para LCDs, interruptores e símbolos, e uso geral como indicador onde é necessária uma fonte de luz branca brilhante e pequena.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Detalhada

Esta secção fornece uma análise detalhada dos limites e características elétricas, ópticas e térmicas do LED, que são fundamentais para um projeto de circuito e integração de sistema fiáveis.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os Valores Máximos Absolutos definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Estes valores não são para operação contínua. As classificações principais são: uma tensão reversa máxima (VR) de 5V, uma corrente direta contínua (IF) de 30mA, e uma corrente direta de pico (IFP) de 40mA permitida apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10 a 1kHz). A dissipação de potência máxima (Pd) é de 110mW. O dispositivo pode suportar uma Descarga Eletrostática (ESD) de 150V de acordo com o Modelo do Corpo Humano (HBM). A faixa de temperatura de operação (Topr) é de -40°C a +85°C, e a temperatura de armazenamento (Tstg) varia de -40°C a +90°C. Os limites de temperatura de soldagem são especificados para dois processos: soldagem por refluxo a 260°C durante 10 segundos e soldagem manual a 350°C por um máximo de 3 segundos.

2.2 Características Eletro-Ópticas

As Características Eletro-Ópticas são medidas numa condição de teste padrão de Ta=25°C e uma IF de 20mA. A intensidade luminosa (Iv) tem uma faixa típica de 360,0 mcd a 900,0 mcd, com uma tolerância de ±11%. O ângulo de visão (2θ1/2) é de 130 graus, proporcionando um feixe de luz amplo. A tensão direta (VF) varia de 2,70V a 3,70V. A corrente reversa (IR) é especificada como um máximo de 50 μA quando uma tensão reversa (VR) de 5V é aplicada. É crucial notar que o dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa; a classificação VR é apenas para fins de teste de IR.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção, os LEDs são classificados em bins de desempenho. Este sistema permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a critérios mínimos de desempenho específicos para a sua aplicação.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

A saída luminosa é categorizada em quatro códigos de bin (T2, U1, U2, V1) com base nos valores de intensidade mínima e máxima medidos em IF=20mA. Por exemplo, o código de bin T2 cobre intensidades de 360,0 mcd a 450,0 mcd, enquanto o código de bin V1 cobre a faixa mais alta de 715,0 mcd a 900,0 mcd. Os projetistas devem considerar a tolerância de ±11% dentro de cada bin.

3.2 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é classificada em cinco códigos (10, 11, 12, 13, 14), cada um representando uma faixa de 0,2V. O código 10 abrange 2,70V a 2,90V, e o código 14 abrange 3,50V a 3,70V. Aplica-se uma tolerância de ±0,1V. Selecionar LEDs de um bin de tensão específico pode ajudar a projetar circuitos limitadores de corrente mais consistentes, especialmente em matrizes de LEDs em paralelo.

3.3 Binning de Coordenadas de Cromaticidade

A consistência de cor da luz Branco Puro é controlada através do binning de coordenadas de cromaticidade no diagrama CIE 1931. A folha de dados define quatro códigos de bin (1, 2, 3, 4), cada um como uma área quadrilátera no plano de coordenadas (x, y). Por exemplo, o Bin 1 é delimitado pelos pontos (0,274, 0,226), (0,274, 0,258), (0,294, 0,286) e (0,294, 0,254). A tolerância para estas coordenadas é de ±0,01. Isto garante que a luz branca emitida caia dentro de uma faixa de cor previsível e estreita.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora o PDF faça referência a curvas eletro-ópticas típicas e a um Diagrama de Cromaticidade CIE em páginas específicas, os dados gráficos exatos (por exemplo, curvas IV, intensidade relativa vs. corrente, intensidade vs. temperatura) não são fornecidos no conteúdo textual. Numa folha de dados completa, estas curvas são críticas para compreender o comportamento do dispositivo em condições não padrão. Os projetistas normalmente usam tais curvas para extrapolar o desempenho em diferentes correntes de acionamento ou temperaturas ambientes, para compreender a distribuição espectral de potência e para visualizar o ponto de cor no diagrama de cromaticidade em relação aos bins definidos e ao locus de Planck.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Pacote

O LED possui um pacote SMD (Dispositivo de Montagem em Superfície) compacto. O desenho dimensional indica as medidas principais, incluindo comprimento, largura e altura, com uma tolerância padrão de ±0,1mm, salvo indicação em contrário. As dimensões específicas definem a pegada necessária no PCB e o espaço livre necessário acima da placa.

5.2 Identificação de Polaridade e Design dos Terminais

O pacote inclui marcações ou características estruturais (como um canto chanfrado ou um ponto) para indicar o terminal do cátodo (negativo), o que é essencial para a orientação correta durante a montagem. O padrão de terminais recomendado (layout dos terminais) no PCB é normalmente fornecido para garantir uma soldagem adequada e estabilidade mecânica.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

A manipulação e soldagem adequadas são críticas para manter o desempenho e a fiabilidade do LED.

6.1 Parâmetros de Soldagem por Refluxo

O dispositivo é classificado para soldagem por refluxo sem chumbo com uma temperatura de pico de 260°C durante 10 segundos. Deve ser seguido um perfil de temperatura recomendado para aquecer e arrefecer gradualmente o dispositivo, minimizando o choque térmico. A soldagem por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes no mesmo dispositivo.

6.2 Armazenamento e Sensibilidade à Umidade

Os LEDs são embalados em sacos de barreira resistentes à humidade com dessecante. O saco não deve ser aberto até que os componentes estejam prontos para uso. Após a abertura, os LEDs não utilizados devem ser armazenados a ≤30°C e ≤60% de Humidade Relativa (HR) e utilizados dentro de 168 horas (7 dias). Se este prazo for excedido ou se o indicador de dessecante mostrar saturação, é necessário um tratamento de secagem a 60 ±5°C durante 24 horas antes do uso para remover a humidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" durante o refluxo.

6.3 Precauções para Soldagem Manual e Reparo

Se a soldagem manual for necessária, a temperatura da ponta do ferro deve estar abaixo de 350°C, e o tempo de contacto por terminal não deve exceder 3 segundos. Recomenda-se um ferro de baixa potência (≤25W). Deve ser observado um intervalo de arrefecimento de pelo menos 2 segundos entre a soldagem de cada terminal. O reparo após a soldagem inicial é fortemente desencorajado. Se for inevitável, deve ser utilizado um ferro de soldar de dupla cabeça especializado para aquecer simultaneamente ambos os terminais, prevenindo o stress mecânico no chip do LED. O potencial de degradação das características devido ao reparo deve ser avaliado previamente.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

Os componentes são fornecidos em bobinas de 7 polegadas de diâmetro com fita transportadora de 8mm de largura. Cada bobina contém 3000 peças. São fornecidas dimensões detalhadas da bobina e dos bolsos da fita transportadora para garantir compatibilidade com os alimentadores dos equipamentos de montagem automática.

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da embalagem contém vários códigos: CPN (Número do Produto do Cliente), P/N (Número do Produto), QTY (Quantidade de Embalagem), CAT (Classificação/Bin de Intensidade Luminosa), HUE (Coordenadas de Cromaticidade & Classificação de Comprimento de Onda Dominante), REF (Classificação/Bin de Tensão Direta) e LOT No (Número do Lote para rastreabilidade).

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Limitação de Corrente e Proteção

Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Um resistor limitador de corrente externo é obrigatório em série com o LED para prevenir fuga térmica e queima. Mesmo um pequeno aumento na tensão direta pode causar um grande aumento, potencialmente destrutivo, na corrente. O valor do resistor deve ser calculado com base na tensão da fonte, na tensão direta do LED (usando o valor máximo do bin ou da folha de dados por segurança) e na corrente direta desejada (não excedendo 30mA contínuos).

8.2 Gerenciamento Térmico

Embora a dissipação de potência seja baixa (110mW máx.), um gerenciamento térmico eficaz no PCB é importante para manter a fiabilidade a longo prazo e a saída de luz estável, especialmente quando operando em altas temperaturas ambientes ou em altas correntes de acionamento. Garantir uma área de cobre adequada em torno dos terminais do LED ajuda a dissipar o calor.

8.3 Proteção contra ESD

Com uma classificação ESD de 150V (HBM), o dispositivo tem sensibilidade moderada. Devem ser observadas as precauções padrão contra ESD durante a manipulação, montagem e teste. Isto inclui o uso de estações de trabalho aterradas, pulseiras antiestáticas e recipientes condutivos.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Os principais diferenciadores do LED 19-217 são a sua combinação de um fator de forma muito pequeno, um amplo ângulo de visão de 130 graus e a conformidade com normas ambientais modernas (RoHS, REACH, Sem Halogênio). Em comparação com LEDs maiores de orifício passante, permite uma economia significativa de espaço. A estrutura de binning definida para intensidade, tensão e cor fornece aos projetistas um desempenho previsível, o que é uma vantagem crítica em aplicações que requerem consistência visual, como matrizes de retroiluminação ou indicadores de estado.

10. Perguntas Frequentes Baseadas em Parâmetros Técnicos

10.1 Qual valor de resistor devo usar com uma fonte de 5V?

Usando a Lei de Ohm (R = (Vfonte - Vf) / If) e assumindo um pior caso de Vf de 3,7V (do Bin 14) e um If alvo de 20mA, o cálculo é R = (5V - 3,7V) / 0,020A = 65 Ohms. Deve ser escolhido o valor padrão mais próximo (por exemplo, 68 Ohms), e a potência nominal do resistor (P = I^2 * R) deve ser verificada.

10.2 Posso acionar este LED sem um resistor limitador de corrente se usar uma fonte de tensão constante igual a Vf?

Não. Isto é fortemente desencorajado. A tensão direta tem uma faixa e varia com a temperatura. Uma fonte de tensão constante definida para um valor nominal de Vf não regula a corrente. Variações menores podem levar a corrente excessiva, excedendo o Valor Máximo Absoluto e causando falha imediata ou gradual.

10.3 Por que o tempo de armazenamento após abrir o saco é limitado a 7 dias?

A embalagem plástica dos componentes SMD pode absorver humidade do ar. Durante o processo de soldagem por refluxo em alta temperatura, esta humidade retida pode vaporizar-se rapidamente, criando pressão interna que pode rachar a embalagem ou delaminar camadas internas—um fenômeno conhecido como "efeito pipoca". O limite de 7 dias é o tempo de exposição seguro calculado para este nível de sensibilidade à humidade.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Considere projetar um painel de controlo com múltiplos LEDs indicadores brancos. Para garantir brilho uniforme, especifique LEDs do mesmo bin de intensidade luminosa (por exemplo, todos do U1: 450-565 mcd). Para simplificar o projeto do circuito limitador de corrente para uma tensão de alimentação comum, especifique LEDs do mesmo ou de um bin de tensão direta estreito. O amplo ângulo de visão de 130 graus garante que os indicadores sejam visíveis de vários ângulos sem exigir ópticas secundárias. O pequeno tamanho do pacote permite que sejam colocados perto de interruptores ou etiquetas. A conformidade Sem Halogênio e RoHS é essencial para vender o produto final nos mercados globais.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este LED é um dispositivo fotónico semicondutor. O seu núcleo é um chip feito de materiais de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN). Quando uma tensão direta que excede o limiar do díodo é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa do semicondutor, libertando energia na forma de fotões—luz. A composição específica das camadas de InGaN determina o comprimento de onda da luz emitida. Neste caso, a luz azul emitida pelo chip é parcialmente convertida em comprimentos de onda mais longos pelo fósforo amarelo contido na resina difusa circundante, resultando na perceção de luz "Branco Puro". A resina difusa também ajuda a dispersar a luz, criando o amplo ângulo de visão.

13. Tendências Tecnológicas

A tendência geral na tecnologia LED continua em direção a maior eficiência (mais lúmens por watt), melhor reprodução de cor e maior miniaturização. Para LEDs indicadores do tipo SMD, há um foco em alcançar maior brilho em pacotes menores, expandir gamas de cores e melhorar ainda mais a fiabilidade e o desempenho térmico. A integração de circuitos de acionamento ou características de proteção dentro do pacote do LED também é uma área de desenvolvimento. A conformidade ambiental, como visto na adesão deste dispositivo às normas Sem Halogênio, continua a ser um fator crítico na seleção de componentes em toda a indústria eletrónica.