Ficha Técnica do LED SMD 17-21/GHC-YR1S2/3T - 1.6x0.8x0.6mm - 3.5V - 25mA - Verde Brilhante - Documentação Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

O 17-21/GHC-YR1S2/3T é um LED de montagem em superfície (SMD) projetado para aplicações eletrónicas modernas e compactas. Este componente representa um avanço significativo em relação aos LEDs tradicionais com terminais, oferecendo benefícios substanciais em termos de utilização do espaço na placa e eficiência de montagem.

1.1 Posicionamento e Vantagens Principais

Este LED é do tipo monocromático, emitindo uma luz verde brilhante. A sua principal vantagem reside na sua pegada minúscula. O tamanho significativamente menor em comparação com componentes com terminais permite aos projetistas alcançar uma maior densidade de componentes nas placas de circuito impresso (PCBs). Isto traduz-se diretamente em placas de tamanho reduzido, requisitos de armazenamento de componentes minimizados e, em última análise, na criação de equipamentos finais mais pequenos e leves. A natureza leve do encapsulamento torna-o ainda uma escolha ideal para aplicações onde o peso é um fator crítico.

1.2 Mercado-Alvo e Aplicações

O dispositivo é direcionado para uma ampla gama de eletrónica de consumo e industrial. As suas aplicações típicas incluem retroiluminação de painéis de instrumentos, interruptores e símbolos. Também é adequado para uso em equipamentos de telecomunicações como indicadores de estado ou retroiluminação para dispositivos como telefones e máquinas de fax. Além disso, serve como uma luz indicadora de uso geral em vários produtos eletrónicos.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma análise objetiva e detalhada dos principais parâmetros técnicos do LED, conforme definidos na ficha técnica.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os valores máximos absolutos definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Estas não são condições de operação.

• Tensão Reversa (VR):5V. É crucial notar que esta especificação é válida apenas para condições de teste de infravermelhos (IR). A ficha técnica afirma explicitamente que o dispositivo não foi projetado para operação reversa num circuito real. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar falha imediata.
• Corrente Direta (IF):25 mA. Esta é a máxima corrente contínua DC que pode ser aplicada ao LED.
• Corrente Direta de Pico (IFP):100 mA. Esta é a máxima corrente pulsada, permitida apenas sob um ciclo de trabalho de 1/10 a 1 kHz. Este parâmetro é relevante para aplicações de multiplexagem ou dimmer PWM, mas deve ser usado com cautela para evitar sobreaquecimento.
• Dissipação de Potência (Pd):95 mW. Esta é a potência máxima que o encapsulamento pode dissipar, calculada a partir dos limites de tensão e corrente direta, e é crítica para a gestão térmica.
• Temperatura de Operação & Armazenamento:O dispositivo pode operar de -40°C a +85°C e ser armazenado de -40°C a +90°C. Esta ampla gama torna-o adequado para ambientes severos.
• Temperatura de Soldagem:Para soldagem por reflow, é especificada uma temperatura de pico de 260°C por um máximo de 10 segundos. Para soldagem manual, a temperatura da ponta do ferro não deve exceder 350°C, e o tempo de contacto deve ser limitado a 3 segundos por terminal.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos numa condição de teste padrão de corrente direta (IF) de 20 mA e temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de um mínimo de 112,0 mcd a um máximo de 285,0 mcd. O valor típico não é especificado, indicando que o desempenho é gerido através de um sistema de binning (detalhado mais tarde). A tolerância é de ±11%.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):Um valor típico de 140 graus. Este amplo ângulo de visão torna o LED adequado para aplicações que requerem iluminação ampla ou visibilidade a partir de múltiplos ângulos.
• Comprimento de Onda de Pico (λp):Tipicamente 518 nm, colocando-o na região do verde brilhante do espectro visível.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Varia de 520,0 nm a 535,0 nm, com uma tolerância apertada de ±1 nm. Este parâmetro está mais intimamente relacionado com a cor percebida da luz.
• Largura Espectral (Δλ):Tipicamente 35 nm, descrevendo a dispersão dos comprimentos de onda da luz emitida em torno do pico.
• Tensão Direta (VF):Tipicamente 3,5V, com um máximo de 4,0V a 20 mA. Este é um parâmetro crítico para o projeto do circuito, pois determina a queda de tensão no LED e o valor necessário do resistor limitador de corrente.
• Corrente Reversa (IR):Máximo de 50 μA a uma tensão reversa de 5V (condição de teste).

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir desempenho consistente, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros ópticos chave. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de brilho e cor.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os LEDs são categorizados em quatro bins (R1, R2, S1, S2) com base na sua intensidade luminosa medida a 20 mA.

• Bin R1:112,0 – 140,0 mcd
• Bin R2:140,0 – 180,0 mcd
• Bin S1:180,0 – 225,0 mcd
• Bin S2:225,0 – 285,0 mcd

A seleção de um bin superior (ex., S2) garante um brilho mínimo mais elevado, o que é essencial para aplicações que requerem alta visibilidade ou onde múltiplos LEDs precisam de ser combinados para uma aparência uniforme.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Os LEDs também são classificados pelo seu comprimento de onda dominante em três grupos (X, Y, Z) para controlar a consistência da cor.

• Bin X:520,0 – 525,0 nm
• Bin Y:525,0 – 530,0 nm
• Bin Z:530,0 – 535,0 nm

Para aplicações onde a correspondência de cor entre múltiplos LEDs é crítica (ex., barras de estado, matrizes de retroiluminação), especificar um único bin estreito é necessário para evitar diferenças de cor visíveis.

4. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

4.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED SMD 17-21 tem um encapsulamento retangular compacto. As dimensões chave incluem um comprimento de 1,6 mm, uma largura de 0,8 mm e uma altura de 0,6 mm (tolerância ±0,1 mm salvo indicação em contrário). A ficha técnica fornece um desenho dimensional detalhado incluindo o layout dos terminais, o que é essencial para criar a pegada na PCB. Um projeto correto dos terminais garante soldagem adequada, alinhamento e desempenho térmico.

4.2 Identificação da Polaridade

O cátodo é tipicamente identificado por uma marca no encapsulamento ou por uma geometria específica do terminal (ex., um canto chanfrado). A orientação correta da polaridade durante a colocação é vital para o funcionamento do circuito.

5. Guia de Soldagem e Montagem

O manuseio e soldagem adequados são críticos para a fiabilidade e desempenho dos LEDs SMD.

5.1 Perfil de Soldagem por Reflow

A ficha técnica especifica um perfil de soldagem por reflow sem chumbo. As fases chave incluem:

• Pré-aquecimento:Rampa da temperatura ambiente para 150-200°C ao longo de 60-120 segundos.
• Estabilização/Reflow:O tempo acima do líquido (217°C) deve ser de 60-150 segundos. A temperatura de pico não deve exceder 260°C, e o tempo a ou acima de 255°C deve ser limitado a um máximo de 30 segundos.
• Arrefecimento:A taxa máxima de arrefecimento não deve exceder 6°C por segundo.

Nota Crítica:A soldagem por reflow não deve ser realizada mais de duas vezes na mesma montagem de LED para evitar danos térmicos no encapsulamento e no chip.

5.2 Armazenamento e Sensibilidade à Umidade

Este componente é sensível à humidade. As precauções incluem:

• Não abra a bolsa de barreira anti-humidade 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.
• A "vida útil após abertura" da bolsa é de 168 horas (7 dias). Se não forem usados dentro deste tempo, os LEDs devem ser reaquecidos a 60 ±5°C durante 24 horas antes do uso.
• Se o indicador de dessecante mudou de cor, o reaquecimento é necessário independentemente do tempo.

5.3 Soldagem Manual e Retrabalho

Se a soldagem manual for inevitável, deve-se ter extremo cuidado:

• A temperatura da ponta do ferro de soldar deve ser ≤350°C.
• O tempo de contacto por terminal deve ser ≤3 segundos, com um intervalo de pelo menos 2 segundos entre a soldagem de cada terminal para permitir o arrefecimento.
• A reparação após a soldagem é fortemente desencorajada. Se absolutamente necessário, deve ser usado um ferro de soldar de duas pontas para aquecer simultaneamente ambos os terminais, minimizando o stress térmico. O impacto nas características do LED deve ser verificado previamente.

6. Embalagem e Informações de Pedido

6.1 Embalagem Padrão

Os LEDs são fornecidos em embalagem resistente à humidade, que inclui:

• Componentes colocados numa fita transportadora de 8mm de largura.
• A fita é enrolada num carretel de 7 polegadas de diâmetro.
• Um carretel padrão contém 3000 peças.
• O carretel é colocado dentro de uma bolsa de alumínio anti-humidade com um pacote de dessecante e um cartão indicador de humidade.

6.2 Explicação do Rótulo

O rótulo do carretel contém códigos que especificam as características exatas dos LEDs nesse carretel:

• P/N:Número do Produto (ex., 17-21/GHC-YR1S2/3T).
• CAT:Classificação de Intensidade Luminosa (corresponde ao código de bin: R1, R2, S1, S2).
• HUE:Coordenadas de Cromaticidade & Classificação de Comprimento de Onda Dominante (corresponde ao código de bin: X, Y, Z).
• REF:Classificação de Tensão Direta.
• LOT No:Número de lote de fabrico rastreável.

7. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 O Resistor Limitador de Corrente é Obrigatório

Um resistor limitador de corrente externo é absolutamente necessário. Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Um pequeno aumento na tensão direta pode causar um grande aumento, potencialmente destrutivo, na corrente direta. O valor do resistor (R) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte - VF_LED) / I_desejada. Projete sempre para a VF *típica* para garantir que a corrente está dentro dos limites se a VF real estiver no valor mínimo especificado.

7.2 Gestão Térmica

Embora pequeno, o LED gera calor. O limite de dissipação de potência de 95 mW deve ser respeitado. Certifique-se de que o projeto dos terminais na PCB fornece alívio térmico adequado, especialmente se operar na ou perto da corrente contínua máxima (25 mA). Evite colocar o LED perto de outros componentes geradores de calor.

7.3 Precauções contra ESD

O dispositivo tem uma classificação ESD de 1000V (Modelo do Corpo Humano). Os procedimentos padrão de manuseio ESD devem ser seguidos durante a montagem e manuseio para prevenir danos latentes que podem não causar falha imediata, mas podem degradar a fiabilidade a longo prazo.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

A principal diferenciação do LED 17-21 reside no seu fator de forma e equilíbrio de desempenho.

• vs. LEDs SMD Maiores (ex., 3528, 5050):Oferece uma pegada significativamente menor, permitindo projetos de maior densidade, mas tipicamente com uma saída de luz total por dispositivo mais baixa.
• vs. Encapsulamentos Chip-Scale (CSP):É maior do que os LEDs CSP de última geração, mas é mais fácil de manusear com equipamento SMT padrão e oferece um encapsulamento mais robusto para muitas aplicações.
• vs. LEDs com Terminais:Elimina a necessidade de furos passantes, permite montagem automatizada pick-and-place, reduz a indutância parasita e permite produtos finais muito mais pequenos e leves.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

9.1 Posso acionar este LED sem um resistor limitador de corrente?

No.Isto é explicitamente desaconselhado na secção "Precauções Para Uso". A tensão direta tem uma faixa (tip. 3,5V, máx. 4,0V). Conectá-lo diretamente a uma fonte de tensão, mesmo ligeiramente acima da sua VF, causará corrente excessiva, levando a sobreaquecimento rápido e falha. Um resistor em série é obrigatório para operação segura.

9.2 Por que a tensão reversa máxima é de apenas 5V e o que significa a nota?

A especificação de 5V é apenas para fins de teste para medir a corrente de fuga reversa (IR). A ficha técnica afirma claramente "O dispositivo não foi projetado para operação reversa." Num circuito, deve garantir que o LED nunca seja submetido a uma polarização reversa, pois não é um díodo Zener e provavelmente será danificado a tensões bem abaixo de 5V se polarizado reversamente. Use díodos de proteção em circuitos onde a tensão reversa é possível (ex., acoplamento AC, cargas indutivas).

9.3 Como escolho o código de bin correto?

Selecione o bin com base nas necessidades da sua aplicação: - Para brilho máximo, especifique o Bin S2. - Para consistência de cor apertada entre múltiplos LEDs numa matriz, especifique um único bin estreito de Comprimento de Onda Dominante (ex., apenas Bin Y). - Para aplicações sensíveis ao custo onde a variação de brilho é aceitável, uma mistura mais ampla ou um bin inferior (R1, R2) pode ser adequado.

10. Estudo de Caso de Projeto e Uso

10.1 Projetando um Painel Compacto de Indicadores de Status

Cenário:Projetar um painel denso de 20 indicadores de status para um dispositivo de rede. Brilho e cor uniformes são importantes para a experiência do utilizador.Passos do Projeto: 1. Definição da Corrente:Escolha uma corrente de acionamento de 15 mA (abaixo do máximo de 25 mA) para bom brilho e longevidade. Calcule o valor do resistor para uma fonte de 5V: R = (5V - 3,5V) / 0,015A = 100 Ohms. Use um resistor com tolerância de 1%. 2.Seleção de Binning:Para garantir uniformidade, especifique todos os LEDs do mesmo bin de intensidade luminosa (ex., S1) e do mesmo bin de comprimento de onda dominante (ex., Y). Esta informação deve ser fornecida ao fazer o pedido. 3.Layout da PCB:Use as dimensões exatas dos terminais da ficha técnica. Forneça uma pequena conexão de alívio térmico para cada terminal para auxiliar na soldagem e prevenir o efeito "tombstone", mas garanta que a área de cobre é suficiente para dissipação de calor. 4.Montagem:Siga o perfil de reflow especificado. Mantenha os painéis em sacos selados até ao momento de serem carregados na máquina pick-and-place para respeitar a vida útil de 7 dias após abertura.

11. Introdução ao Princípio de Funcionamento

O LED 17-21/GHC-YR1S2/3T é baseado num chip semicondutor feito de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN), conforme indicado no Guia de Seleção do Dispositivo. Quando uma tensão direta que excede o potencial interno do díodo é aplicada, eletrões e lacunas são injetados na região ativa do semicondutor. A sua recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). A composição específica do material InGaN determina a energia da banda proibida, que se correlaciona diretamente com o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, verde brilhante (~518 nm de pico). A resina incolor encapsulante protege o chip e atua como uma lente, moldando o ângulo de visão de 140 graus da luz emitida.

12. Tendências e Contexto Tecnológico

O encapsulamento 17-21 representa um fator de forma maduro e amplamente adotado no mercado de LEDs SMD. A tendência geral na tecnologia LED continua a avançar em várias áreas chave relevantes para tais componentes:

• Aumento da Eficiência:Melhorias contínuas na ciência dos materiais visam produzir mais lúmens por watt (maior eficácia), significando luz mais brilhante ou menor consumo de energia para o mesmo tamanho de encapsulamento.
• Miniaturização:Embora o 17-21 (1,6x0,8mm) seja pequeno, a indústria avança para encapsulamentos chip-scale (CSP) ainda menores, quase do tamanho do chip semicondutor nu, permitindo matrizes de iluminação de ultra-alta densidade.
• Melhoria da Consistência da Cor:Avanços no crescimento epitaxial e processos de binning permitem um controlo mais apertado sobre o comprimento de onda dominante e a intensidade luminosa, reduzindo a necessidade de seleção de bin rigorosa em algumas aplicações.
• Fiabilidade Aprimorada:Melhorias nos materiais de encapsulamento, como silicones mais robustos e fósforos (para LEDs brancos), e melhores projetos de gestão térmica estendem a vida útil operacional e permitem o uso em ambientes de temperatura mais elevada.

Esta ficha técnica reflete um componente fiável e bem caracterizado que equilibra desempenho, tamanho e capacidade de fabrico para uma ampla gama de aplicações eletrónicas convencionais.