Ficha Técnica do LED SMD 23-23B - Multicor (Vermelho/Verde/Azul) - 3.2x2.8x1.9mm - 3.3V - 20mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 23-23B é um LED de montagem em superfície (SMD) compacto, projetado para aplicações de PCB de alta densidade. É significativamente menor do que os LEDs tradicionais com terminais, permitindo reduzir o tamanho da placa, aumentar a densidade de componentes e, consequentemente, equipamentos finais menores. Sua construção leve o torna ideal para aplicações miniaturizadas e com restrições de espaço.

A série está disponível em várias cores através de diferentes materiais de chip: Vermelho Brilhante (código R6, chip de AlGaInP), Verde Brilhante (código GH, chip de InGaN) e Azul (código BH, chip de InGaN). Todas as variantes apresentam um encapsulamento de resina transparente ("water clear"). O produto está em conformidade com os principais padrões da indústria, incluindo RoHS, REACH da UE e é livre de halogênios (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). É fornecido em fita de 8mm em carretéis de 7 polegadas de diâmetro, compatível com equipamentos automáticos de colocação padrão.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Detalhada

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Todas as especificações são definidas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder esses limites pode causar danos permanentes.

• Tensão Reversa (VR):5 V (todos os códigos).
• Corrente Direta (IF):25 mA para R6 (Vermelho), 20 mA para GH (Verde) e BH (Azul).
• Corrente Direta de Pico (IFP):Ciclo de trabalho 1/10 @ 1kHz. 60 mA para R6, 75 mA para GH e BH.
• Dissipação de Potência (Pd):60 mW para R6, 95 mW para GH e BH.
• Descarga Eletrostática (ESD) Modelo Corpo Humano (HBM):2000 V para R6, 150 V para GH e BH. Isso indica que o LED Vermelho possui uma robustez ESD inerente maior.
• Temperatura de Operação (Topr):-40°C a +85°C.
• Temperatura de Armazenamento (Tstg):-40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldagem (Tsol):Soldagem por refluxo: pico de 260°C por no máximo 10 segundos. Soldagem manual: 350°C por no máximo 3 segundos por terminal.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Os valores típicos são medidos a Ta=25°C com IF=20mA, salvo indicação em contrário. Os valores Mín./Máx. definem os limites da especificação.

• Intensidade Luminosa (Iv):
  • R6 (Vermelho): Típico 100 mcd, Mínimo 72 mcd.
  • GH (Verde): Típico 200 mcd, Mínimo 140 mcd.
  • BH (Azul): Típico 65 mcd, Mínimo 45 mcd.
  • Tolerância:±11%.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):Típico 130 graus (todos os códigos).
• Comprimento de Onda de Pico (λp):
  • R6: 632 nm.
  • GH: 518 nm.
  • BH: 468 nm.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):
  • R6: 624 nm.
  • GH: 525 nm.
  • BH: 470 nm.
• Largura de Banda do Espectro de Radiação (Δλ):
  • R6: 20 nm.
  • GH: 35 nm.
  • BH: 25 nm.
• Tensão Direta (VF) @ IF=20mA:
  • R6: 2.0V Típ. (1.7V Mín., 2.4V Máx.)
  • GH/BH: 3.3V Típ. (2.7V Mín., 3.7V Máx.)
• Corrente Reversa (IR) @ VR=5V:
  • R6: 10 μA Máx.
  • GH/BH: 50 μA Máx.

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto utiliza um sistema abrangente de rotulagem para rastreabilidade e classificação de desempenho, conforme indicado no rótulo do carretel.

• CAT:Denota a Classificação de Intensidade Luminosa.
• HUE:Indica as Coordenadas de Cromaticidade e a Classificação do Comprimento de Onda Dominante.
• REF:Especifica a Classificação da Tensão Direta.
• LOT No:Número de Lote único para rastreabilidade de fabricação.

Este sistema de binning permite que os projetistas selecionem LEDs com parâmetros elétricos e ópticos agrupados de forma restrita para um desempenho consistente em sua aplicação.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui curvas típicas de características eletro-ópticas para cada código de LED (R6, GH, BH). Embora os gráficos específicos não sejam detalhados no texto, tais curvas normalmente ilustram a relação entre:

• Corrente Direta (IF) vs. Tensão Direta (VF):Mostra a característica IV do diodo, crucial para o projeto do circuito de acionamento.
• Corrente Direta (IF) vs. Intensidade Luminosa (Iv):Demonstra como a saída de luz escala com a corrente, indicando linearidade e pontos de saturação.
• Temperatura Ambiente (Ta) vs. Intensidade Luminosa Relativa:Mostra a redução da saída de luz conforme a temperatura aumenta.
• Distribuição Espectral:Descreve a potência relativa emitida através dos comprimentos de onda, confirmando os comprimentos de onda de pico e dominante.

Essas curvas são essenciais para entender o comportamento do dispositivo em condições não padrão (correntes e temperaturas diferentes) e para otimizar o projeto do circuito.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

O LED possui uma pegada SMD compacta. As dimensões principais (em mm, tolerância ±0,1mm salvo especificação) incluem:

• Tamanho total: Aproximadamente 3,2mm (C) x 2,8mm (L) x 1,9mm (A).
• O tamanho e espaçamento dos terminais são definidos para soldagem confiável.
• A identificação do cátodo é tipicamente marcada na embalagem.

5.2 Identificação da Polaridade

O componente apresenta uma marca de polaridade (provavelmente um entalhe, chanfro ou ponto) para identificar o terminal do cátodo. A orientação correta é obrigatória durante a montagem para garantir o funcionamento adequado e evitar danos por polarização reversa.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldagem por Refluxo

É especificado um perfil de refluxo sem chumbo (Pb-free):

• Pré-aquecimento:150–200°C por 60–120 segundos.
• Tempo acima do líquido (217°C):60–150 segundos.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C.
• Tempo no Pico:Máximo de 10 segundos.
• Taxa de Aquecimento:Máximo de 6°C/seg até 255°C.
• Tempo acima de 255°C:Máximo de 30 segundos.
• Taxa de Resfriamento:Máximo de 3°C/seg.
• Limite:A soldagem por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes.

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária:

• Use um ferro de soldar com temperatura da ponta < 350°C.
• Aplique calor em cada terminal por ≤ 3 segundos.
• Use um ferro com potência ≤ 25W.
• Permita intervalos de ≥ 2 segundos entre soldar cada terminal.
• Tenha cautela, pois danos frequentemente ocorrem durante a soldagem manual.

6.3 Armazenamento e Sensibilidade à Umidade

Os componentes são embalados em sacos de barreira resistentes à umidade com dessecante.

• Antes de abrir:Armazene a ≤ 30°C e ≤ 90% UR.
• Após abrir:A "vida útil no chão de fábrica" é de 1 ano a ≤ 30°C e ≤ 60% UR. As peças não utilizadas devem ser resseladas em embalagem à prova de umidade.
• Secagem (Baking):Se o indicador de dessecante mudar de cor ou o tempo de armazenamento for excedido, seque a 60 ±5°C por 24 horas antes do uso.

6.4 Precauções

• Proteção de Corrente:Um resistor limitador de corrente externo é obrigatório. O LED é um dispositivo acionado por corrente; uma pequena variação de tensão pode causar uma grande sobrecorrente, levando à queima.
• Evitar Tensão Mecânica:Não aplique tensão mecânica ao LED durante o aquecimento (soldagem) ou entortando a PCB posteriormente.
• Reparo:Não recomendado após a soldagem. Se inevitável, use um ferro de soldar especializado de duas pontas para aquecer simultaneamente ambos os terminais e remover o componente sem tensionar um lado. Verifique as características após o reparo.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificação da Embalagem

• Fita Porta-Components:Largura de 8mm.
• Carretel:Diâmetro de 7 polegadas (178mm).
• Quantidade por Carretel:2000 peças.
• Saco de Barreira à Umidade:Saco de laminação de alumínio contendo dessecante e cartão indicador de umidade.

7.2 Regra de Numeração do Modelo

O número da peça23-23B/R6GHBHC-A01/2Apode ser interpretado como:

• 23-23B:Tipo e tamanho básico da embalagem.
• /R6GHBHC:Indica a configuração específica de chip/cor (provavelmente uma combinação ou seleção de R6, GH, BH).
• -A01/2A:Código interno para binning, versão ou outros atributos.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Iluminação de Fundo (Backlighting):Para painéis de instrumentos, interruptores e símbolos em eletrônicos automotivos e de consumo.
• Equipamentos de Telecomunicação:Indicadores de status e iluminação de fundo de teclado em telefones e máquinas de fax.
• Iluminação de Fundo Plana para LCD:Para pequenos displays.
• Uso Geral como Indicador:Luzes de status, indicadores de energia, etc., em vários dispositivos eletrônicos.

8.2 Considerações de Projeto

• Circuito de Acionamento:Sempre use uma fonte de corrente constante ou uma fonte de tensão com um resistor em série. Calcule o valor do resistor usando R = (V_fonte - VF_LED) / IF, considerando o VF Máx. para garantir que a corrente nunca exceda a Especificação Máxima Absoluta.
• Gerenciamento Térmico:Embora a dissipação de potência seja baixa, garanta área de cobre adequada na PCB ou vias térmicas se operar em altas temperaturas ambientes ou altos ciclos de trabalho para manter o desempenho e a longevidade.
• Proteção ESD:Implemente medidas de proteção ESD nas linhas da PCB conectadas aos terminais do LED, especialmente para as variantes mais sensíveis Verde e Azul (GH/BH).

9. Comparação e Diferenciação Técnica

A série 23-23B oferece vantagens distintas:

• vs. LEDs Maiores com Terminais:Redução drástica da pegada e do peso, permitindo miniaturização e montagem automatizada.
• vs. Outros LEDs SMD:A combinação específica de um ângulo de visão de 130 graus, embalagem transparente e as opções multicor fornecidas (Vermelho, Verde, Azul) a partir de um único contorno de embalagem atende aplicações que requerem diferenciação de cor ou mistura RGB.
• Conformidade:Sua conformidade com RoHS, REACH e livre de halogênios é uma vantagem crítica para produtos destinados a mercados globais com regulamentações ambientais rigorosas.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

10.1 Qual valor de resistor devo usar com uma fonte de 5V para o LED Verde (GH)?

Usando o VF típico de 3,3V e IF de 20mA: R = (5V - 3,3V) / 0,02A = 85 Ohms. Para garantir operação segura nas piores condições (VF Mín. = 2,7V), recalcule para limitar a corrente máxima: R_mín = (5V - 2,7V) / 0,02A = 115 Ohms. Usar um resistor padrão de 120 Ohms seria uma escolha segura, resultando em uma corrente típica de ~14mA ((5-3,3)/120).

10.2 Posso acionar este LED com um sinal PWM para dimerização?

Sim, a dimerização por PWM é um método eficaz. Certifique-se de que a corrente de pico no pulso não exceda a classificação de Corrente Direta de Pico (IFP) (75mA para GH/BH, 60mA para R6). A frequência deve ser alta o suficiente para evitar cintilação visível (tipicamente >100Hz).

10.3 Por que a classificação ESD do LED Vermelho é diferente da dos LEDs Verde/Azul?

O LED Vermelho usa um material semicondutor de AlGaInP, que geralmente possui uma estrutura cristalina mais robusta contra descarga eletrostática em comparação com o material InGaN usado para os LEDs Verde e Azul. Esta é uma característica comum na indústria, exigindo precauções de manuseio ESD mais rigorosas para as variantes verde e azul.

10.4 O que significa resina "water clear" para a saída de luz?

"Water clear" significa que o encapsulamento epóxi não é difuso e é transparente. Isso resulta em um feixe mais focado e intenso com um ângulo de visão bem definido (130° neste caso), em oposição a uma resina "leitosa" ou difusa que espalha a luz para uma aparência mais ampla e suave.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Caso: Projetando um Painel de Indicadores de Múltiplos Status

Um projetista precisa de indicadores Vermelho (Energia/Falha), Verde (Pronto/Ligado) e Azul (Ativo/Conectado) em um pequeno painel de controle de dispositivo de consumo. Usar a série 23-23B nos códigos R6, GH e BH garante:

• Pegada Uniforme:Todas as três cores compartilham o mesmo padrão de soldagem na PCB, simplificando o layout e a montagem.
• Ângulo de Visão Consistente:Todos os LEDs têm o mesmo ângulo de visão de 130°, proporcionando uma aparência visual uniforme de diferentes ângulos.
• Lista de Materiais (BOM) Simplificada:Circuitos de acionamento semelhantes podem ser usados, apenas ajustando ligeiramente o valor do resistor limitador de corrente com base nas diferentes tensões diretas (Vermelho ~2,0V, Verde/Azul ~3,3V).
• Conformidade:A série de componentes única atende a todas as regulamentações ambientais necessárias para o mercado-alvo.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz quando uma corrente elétrica passa por eles. Este fenômeno, chamado eletroluminescência, ocorre quando os elétrons se recombinam com lacunas de elétrons dentro do dispositivo, liberando energia na forma de fótons. A cor da luz emitida é determinada pela banda proibida (gap) do material semicondutor utilizado:

• AlGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio):Usado para o LED R6 (Vermelho), este sistema de material produz luz no espectro do vermelho ao amarelo-alaranjado. A composição específica é ajustada para um comprimento de onda dominante de 624nm (vermelho).
• InGaN (Nitreto de Gálio Índio):Usado para os LEDs GH (Verde) e BH (Azul). Variando a proporção de índio/gálio, a banda proibida pode ser ajustada para emitir luz verde (~525nm) ou azul (~470nm). A tecnologia InGaN também é a base para LEDs brancos, que usam um chip de LED azul combinado com um revestimento de fósforo.

A embalagem SMD protege o frágil chip semicondutor, fornece os contatos elétricos (ânodo e cátodo) e inclui uma lente (moldada pela resina transparente) para controlar o padrão de saída de luz.

13. Tendências de Desenvolvimento

A evolução dos LEDs SMD como o 23-23B é impulsionada por várias tendências-chave na eletrônica:

• Aumento da Eficiência (Lúmens por Watt):Melhorias contínuas em ciência dos materiais e projeto de chip levam a maior intensidade luminosa para a mesma corrente de entrada, reduzindo o consumo de energia e a carga térmica.
• Miniaturização:A busca por dispositivos menores continua, levando a tamanhos de embalagem ainda menores (por exemplo, códigos métricos 2016, 1608, 1005) mantendo ou melhorando o desempenho óptico.
• Melhoria na Consistência de Cor e Binning:Os processos de fabricação estão se tornando mais precisos, produzindo bins mais restritos para intensidade luminosa, comprimento de onda e tensão direta. Isso reduz a necessidade de calibração de circuito em aplicações críticas para cor.
• Maior Confiabilidade e Vida Útil:Avanços em materiais de embalagem (epóxi, silicone) e técnicas de fixação do chip aumentam a resistência ao ciclo térmico, umidade e outros estresses ambientais, estendendo a vida útil operacional.
• Integração:As tendências incluem integrar múltiplos chips de LED (por exemplo, RGB) em um único pacote com ICs de controle embutidos, criando módulos de LED inteligentes que simplificam o projeto do sistema.

O 23-23B representa um componente maduro e confiável nesta progressão tecnológica contínua, equilibrando desempenho, tamanho e custo para uma ampla gama de aplicações de indicador e iluminação de fundo.