Ficha Técnica do LED SMD 16-213/T3D-AP1Q2QY/3T - Branco Puro - Ângulo de Visão de 120° - 3.2V Máx. - 25mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 16-213/T3D-AP1Q2QY/3T é um LED de montagem em superfície (SMD) 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 os LEDs tradicionais com terminais, permitindo uma maior densidade de componentes nas placas de circuito impresso (PCBs), reduzindo os requisitos de armazenamento e, em última análise, contribuindo para o desenvolvimento de equipamentos finais mais pequenos e leves. A sua construção leve torna-o particularmente adequado para dispositivos portáteis e com restrições de espaço.

2. Características Principais e Conformidade

Este LED é fornecido numa fita de 8mm enrolada num carretel de 7 polegadas de diâmetro, sendo totalmente compatível com equipamentos padrão de montagem automática pick-and-place, o que agiliza a produção em volume. Foi concebido para ser utilizado em processos de soldadura por refluxo infravermelho (IR) e de fase de vapor, garantindo flexibilidade nas linhas de produção. O dispositivo é construído com materiais amigos do ambiente: é isento de chumbo (Pb-free), cumpre a diretiva RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas) da UE e satisfaz os requisitos REACH (Registo, Avaliação, Autorização e Restrição de Produtos Químicos). Além disso, é classificado como Sem Halogéneos, com teor de bromo (Br) e cloro (Cl) cada um abaixo de 900 ppm e o seu total combinado abaixo de 1500 ppm.

3. Especificações Máximas Absolutas

Os limites operacionais do dispositivo são definidos nas condições em que a temperatura ambiente (Ta) é de 25°C. Exceder estas especificações pode causar danos permanentes.

• Tensão Inversa (V_R):5 V
• Corrente Direta Contínua (I_F):25 mA
• Corrente Direta de Pico (I_FP):100 mA (a um ciclo de trabalho de 1/10, 1 kHz)
• Dissipação de Potência (P_d):110 mW
• Descarga Eletrostática (ESD) Modelo Corpo Humano:150 V
• Gama de Temperatura de Funcionamento (T_opr):-40°C a +85°C
• Gama de Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +90°C
• Temperatura de Soldadura (T_sol):Refluxo: 260°C máx. durante 10 segundos; Soldadura manual: 350°C máx. durante 3 segundos.

4. Características Eletro-Ópticas

Todas as características são medidas a uma temperatura ambiente de 25°C e a uma corrente de teste padrão (I_F) de 5 mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (I_v):Mínimo 45 mcd, Valor típico não especificado, Máximo 112 mcd. A intensidade luminosa está sujeita a uma tolerância de ±11%.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):120 graus (típico). Este amplo ângulo de visão garante boa visibilidade a partir de vários ângulos, ideal para aplicações de sinalização e retroiluminação.
• Tensão Direta (V_F):Mínimo 2.7 V, Valor típico não especificado, Máximo 3.2 V. A tolerância da tensão direta é de ±0.05V.
• Corrente Inversa (I_R):Máximo 50 μA quando uma tensão inversa (V_R) de 5V é aplicada.

Nota sobre Tolerâncias:O comprimento de onda dominante tem uma tolerância de ±1 nm.

5. Sistema de Classificação e Faixas (Bin)

Os LEDs são classificados em faixas de desempenho (bins) para garantir consistência nos lotes. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que satisfaçam requisitos específicos de brilho e elétricos.

5.1 Faixa de Classificação da Intensidade Luminosa

Classificado a I_F= 5mA. Tolerância: ±11%.

• P1:45 mcd (Mín.) a 57 mcd (Máx.)
• P2:57 mcd a 72 mcd
• Q1:72 mcd a 90 mcd
• Q2:90 mcd a 112 mcd

5.2 Faixa de Classificação da Tensão Direta

Classificado a I_F= 5mA. Tolerância: ±0.1V.

• 29:2.7 V a 2.8 V
• 30:2.8 V a 2.9 V
• 31:2.9 V a 3.0 V
• 32:3.0 V a 3.1 V
• 33:3.1 V a 3.2 V

5.3 Classificação das Coordenadas de Cromaticidade

O ponto de cor branco é definido pelas coordenadas de cromaticidade (CIE_x, CIE_y) no diagrama CIE 1931, com uma tolerância de ±0.01. O produto é classificado em grupos (A) e faixas (1-6), cada um definindo uma área quadrilátera no gráfico de cromaticidade para garantir consistência de cor. As gamas específicas de coordenadas para as faixas 1 a 6 são fornecidas na ficha técnica, definindo a variação permitida no ponto de branco.

6. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui várias curvas características cruciais para o projeto de circuitos e gestão térmica.

• Curva de Derating da Corrente Direta:Mostra a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura ambiente. A corrente deve ser reduzida à medida que a temperatura aumenta para evitar sobreaquecimento.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Ilustra como a saída de luz diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Isto é crítico para aplicações que operam numa ampla gama de temperaturas.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Demonstra a relação não linear entre a corrente de acionamento e a saída de luz.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta (Curva I-V):Essencial para projetar o circuito limitador de corrente. A curva mostra a queda de tensão típica no LED para várias correntes.
• Distribuição Espectral:Descreve a distribuição espectral de potência da luz branca emitida, mostrando a intensidade relativa ao longo dos comprimentos de onda.
• Diagrama de Radiação:Um gráfico polar que representa visualmente o ângulo de visão de 120 graus e a distribuição espacial da intensidade luminosa.

7. Informações Mecânicas e do Pacote

O LED é fornecido num pacote SMD padrão. O desenho do pacote mostra as dimensões principais, incluindo comprimento, largura, altura e espaçamento dos terminais. Todas as tolerâncias são de ±0.1mm, salvo indicação em contrário. É fornecida uma sugestão de layout dos terminais para projeto de PCB como referência, mas recomenda-se que os projetistas o modifiquem com base no seu processo de fabrico específico e requisitos térmicos. O desenho também indica claramente os terminais do cátodo (negativo) e ânodo (positivo) para a orientação correta durante a montagem.

8. Diretrizes de Soldadura e Montagem

8.1 Processo de Soldadura

O dispositivo é compatível com soldadura por refluxo sem chumbo. É fornecida um perfil de temperatura recomendado: pré-aquecimento entre 150-200°C durante 60-120 segundos, tempo acima do líquido (217°C) durante 60-150 segundos, com uma temperatura de pico não superior a 260°C durante um máximo de 10 segundos. A taxa máxima de aquecimento deve ser de 6°C/seg e a taxa de arrefecimento de 3°C/seg. A soldadura por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes. Não deve ser aplicado stress ao corpo do LED durante o aquecimento, e a PCB não deve ficar empenada após a soldadura.

8.2 Armazenamento e Sensibilidade à Humidade

Os LEDs são embalados num saco resistente à humidade com dessecante. Antes de abrir, devem ser armazenados a ≤30°C e ≤90% de HR. Após a abertura, a "vida útil no chão de fábrica" (tempo que os componentes podem ser expostos às condições ambientais da fábrica) é de 1 ano a ≤30°C e ≤60% de HR. As peças não utilizadas devem ser re-seladas. Se o indicador de dessecante mudar de cor ou se o tempo de armazenamento for excedido, é necessário um tratamento de secagem a 60±5°C durante 24 horas antes da utilização para remover a humidade absorvida e evitar o "efeito pipoca" durante o refluxo.

8.3 Proteção do Circuito

Crítico:Deve ser sempre utilizado um resistor limitador de corrente externo em série com o LED. A tensão direta tem uma gama (2.7-3.2V), e uma pequena alteração na tensão de alimentação pode causar uma grande alteração, potencialmente destrutiva, na corrente direta se não for devidamente limitada.

9. Embalagem e Informações de Encomenda

Os LEDs são fornecidos numa fita transportadora relevada com dimensões especificadas na ficha técnica. Cada carretel contém 3000 peças. As dimensões do carretel também são fornecidas para equipamentos de manuseamento automático. A etiqueta no carretel inclui informações-chave: Número da Peça do Cliente (CPN), Número do Produto (P/N), Quantidade de Embalagem (QTY), Classificação da Intensidade Luminosa (CAT), Classificação da Cromaticidade e Comprimento de Onda (HUE), Classificação da Tensão Direta (REF) e Número do Lote (LOT No).

10. Sugestões de Aplicação

10.1 Aplicações Típicas

• Retroiluminação:Ideal para indicadores de painel de instrumentos, retroiluminação de interruptores e para fornecer retroiluminação plana para painéis LCD e símbolos.
• Equipamento de Telecomunicações:Indicadores de estado e retroiluminação de teclado em telefones e máquinas de fax.
• Uso Geral como Indicador:Qualquer aplicação que necessite de uma pequena luz indicadora branca, brilhante e de grande ângulo.

10.2 Considerações de Projeto

• Acionamento por Corrente:Utilize sempre uma fonte de corrente constante ou uma fonte de tensão com um resistor em série. Calcule o valor do resistor com base na tensão de alimentação (V_supply), na tensão direta máxima do LED (V_Fmax) e na corrente direta desejada (I_F): R = (V_supply- V_Fmax) / I_F. Utilize o pior caso de V_Fpara garantir que a corrente nunca excede a especificação máxima.
• Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa, garanta uma área de cobre adequada na PCB ou vias térmicas sob os terminais do LED se operar a altas temperaturas ambientes ou próximo da corrente máxima, pois o calor reduz a saída de luz e a vida útil.
• Proteção contra ESD:O dispositivo é sensível a descargas eletrostáticas (150V HBM). Implemente as precauções padrão de manuseamento ESD durante a montagem.

11. Comparação Técnica e Vantagens

Comparado com LEDs de orifício passante mais antigos, o LED SMD 16-213 oferece vantagens significativas: uma pegada muito menor que permite a miniaturização, adequação para montagem automática reduzindo custos de mão-de-obra, e um ângulo de visão mais amplo (120°) para melhor visibilidade. A sua conformidade Sem Halogéneos e RoHS torna-o adequado para mercados globais com regulamentações ambientais rigorosas. O sistema detalhado de classificação (binning) fornece aos projetistas um desempenho previsível, permitindo brilho e cor consistentes em produtos produzidos em massa.

12. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Qual é o propósito dos códigos de classificação (P1, Q2, 29, 31, etc.)?

R: Os códigos de classificação garantem consistência elétrica e ótica. As faixas de Intensidade Luminosa (P1, Q1, etc.) garantem um brilho mínimo. As faixas de Tensão Direta (29, 31, etc.) garantem um consumo de energia previsível. As faixas de Cromaticidade garantem uma cor branca consistente. Os projetistas podem especificar faixas para corresponder às necessidades da sua aplicação.

P: Por que é absolutamente necessário um resistor limitador de corrente?

R: Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. A sua característica V-I é exponencial. Um pequeno aumento na tensão além do V_Fnominal causa um aumento muito grande na corrente, o que pode destruir instantaneamente o LED. O resistor (ou driver de corrente constante) fornece uma corrente de operação estável e segura.

P: Posso usar este LED no exterior?

R: A gama de temperatura de funcionamento é de -40°C a +85°C, o que cobre a maioria das condições exteriores. No entanto, o pacote não tem uma classificação específica para impermeabilização ou resistência aos UV. Para exposição direta ao exterior, seria necessária proteção ambiental adicional (revestimento conformado, lente).

P: O que significam "Pb-free" e "Halogen-Free" para o meu projeto?

R: "Pb-free" refere-se à ausência de chumbo na solda e no revestimento, cumprindo regulamentações ambientais. "Halogen-Free" significa teor reduzido de bromo e cloro, o que minimiza a emissão de fumos tóxicos se o dispositivo for exposto a calor extremo ou fogo, melhorando o perfil de segurança e ambiental.

13. Princípio de Funcionamento

Este LED é baseado num chip semicondutor feito 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 dentro da região ativa do semicondutor, libertando energia na forma de fotões (luz). A composição específica das camadas de InGaN determina o comprimento de onda primário da luz emitida. Para criar luz branca, o chip tipicamente emite luz azul, que depois excita uma camada de fósforo amarelo (contida dentro do encapsulamento de resina difusora amarela). A combinação da luz azul do chip e da luz amarela do 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 120 graus.

14. Tendências e Contexto da Indústria

O LED 16-213 representa uma categoria de produto madura dentro da tendência mais ampla de miniaturização e eficiência da eletrónica. A transição da montagem em orifício passante para a montagem em superfície (SMD) tem sido uma tendência dominante durante décadas, impulsionada pela necessidade de componentes mais pequenos, leves e automatizáveis. Os desenvolvimentos atuais da indústria concentram-se numa eficiência ainda maior (mais lúmens por watt), num índice de reprodução de cor (CRI) melhorado para LEDs brancos e numa consistência de cor mais apertada. Há também um forte impulso para maior fiabilidade e tempos de vida operacional mais longos, especialmente para aplicações automóveis e industriais. Além disso, a ênfase em materiais Sem Halogéneos e de baixa emissão de gases está alinhada com padrões ambientais e de segurança globais mais rigorosos para eletrónica de consumo e profissional.