Ficha Técnica do LED SMD 19-213/GHC-XS1T1N/3T - Verde Brilhante - Ângulo de Visão de 120° - Resina Transparente - 2.7-3.7V - 25mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 19-213/GHC-XS1T1N/3T é um LED de montagem superficial (SMD) concebido para aplicações eletrónicas modernas e compactas. Representa um avanço significativo face aos LEDs tradicionais com terminais, oferecendo benefícios substanciais em termos de utilização do espaço na placa, eficiência de montagem e miniaturização do produto final.

1.1 Vantagens Principais e Posicionamento do Produto

A principal vantagem deste LED reside na sua pegada minúscula, que permite diretamente projetos de placas de circuito impresso (PCB) mais pequenos, maior densidade de componentes e requisitos reduzidos de espaço de armazenamento. A construção leve torna-o ainda uma escolha ideal para aplicações onde o peso é um fator crítico. É posicionado como uma solução de sinalização e retroiluminação de uso geral e fiável, adequada para fabrico automatizado de alto volume.

1.2 Mercado-Alvo e Aplicações

O dispositivo destina-se a uma vasta gama de indústrias que necessitam de iluminação compacta e eficiente. As principais áreas de aplicação incluem:

• Interior Automóvel:Retroiluminação para instrumentos do painel de instrumentos, interruptores e painéis de controlo.
• Telecomunicações:Indicadores de estado e retroiluminação de teclado em telefones, máquinas de fax e outros dispositivos de comunicação.
• Eletrónica de Consumo:Retroiluminação plana para ecrãs de cristais líquidos (LCD), iluminação de interruptores e indicadores simbólicos.
• Uso Geral:Qualquer aplicação que necessite de uma pequena luz indicadora verde brilhante.

2. Especificações Técnicas e Interpretação Objetiva

Esta secção fornece uma análise objetiva e detalhada das características elétricas, óticas e térmicas do LED, conforme definido na ficha técnica.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não é garantida a operação sob ou nestes limites.

• Tensão Inversa (V_R):5V. Exceder esta tensão em polarização inversa pode causar rutura imediata da junção.
• Corrente Direta Contínua (I_F):25mA. A corrente DC máxima para operação fiável a longo prazo.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):100mA (a 1/10 do ciclo de trabalho, 1kHz). Adequada para operação pulsada, mas não para DC.
• Dissipação de Potência (P_d):95mW. A potência máxima que o pacote pode dissipar sem exceder os seus limites térmicos.
• Descarga Eletrostática (ESD):150V (Modelo do Corpo Humano). Indica sensibilidade moderada; são necessárias precauções padrão de manuseamento de ESD.
• Temperatura de Operação & Armazenamento:-40°C a +85°C (operação), -40°C a +90°C (armazenamento). Adequado para aplicações industriais e de gama de temperatura alargada.
• Temperatura de Soldadura:Reflow: 260°C durante 10 segundos no máximo. Soldadura manual: 350°C durante 3 segundos no máximo por terminal.

2.2 Características Eletro-Óticas (T_a=25°C)

Estes são os parâmetros de desempenho típicos em condições de teste padrão.

• Intensidade Luminosa (I_v):180-360 mcd (a I_F=20mA). Isto define o brilho percebido. A ampla gama indica que é utilizado um sistema de binning (ver Secção 3).
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):120 graus (típico). Este ângulo amplo proporciona um padrão de iluminação amplo e uniforme, adequado para retroiluminação e indicadores vistos de vários ângulos.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p):518 nm (típico). O pico espectral da luz emitida, na região do verde brilhante.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):515-530 nm. Define a tonalidade de cor percebida. Esta gama também está sujeita a binning.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):35 nm (típico). A largura do espetro emitido a metade da intensidade de pico.
• Tensão Direta (V_F):2.70-3.70 V (a I_F=20mA). Importante para o projeto do circuito de acionamento e cálculo do consumo de energia. Este parâmetro é sujeito a binning.
• Corrente Inversa (I_R):< 50 µA (a V_R=5V). Uma especificação de corrente de fuga baixa.

Nota Crítica:A ficha técnica afirma explicitamente que o dispositivonão foi concebido para operação inversa. A classificação de tensão inversa é apenas para testes de corrente de fuga.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados ("binned") com base em parâmetros-chave. O 19-213 utiliza um sistema de binning tridimensional.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Bins: S1 (180-225 mcd), S2 (225-285 mcd), T1 (285-360 mcd). Os projetistas devem selecionar o bin apropriado para atender ao brilho necessário na sua aplicação, considerando uma tolerância de ±11% dentro de cada bin.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Bins: W (515-520 nm), X (520-525 nm), Y (525-530 nm). Isto garante consistência de cor entre múltiplos LEDs numa matriz. A tolerância dentro de um bin é de ±1 nm.

3.3 Binning de Tensão Direta

Bins: 10 (2.70-2.90V), 11 (2.90-3.10V), 12 (3.10-3.30V), 13 (3.30-3.50V), 14 (3.50-3.70V). Selecionar LEDs do mesmo bin de V_Fajuda a alcançar uma partilha de corrente uniforme quando ligados em paralelo e requisitos de alimentação previsíveis. A tolerância dentro de um bin é de ±0.1V.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece várias curvas características essenciais para compreender o comportamento do dispositivo em condições variáveis.

4.1 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)

Esta curva mostra a relação exponencial entre corrente e tensão. Para um LED típico, um pequeno aumento na tensão além do ponto de ligação causa um grande aumento na corrente. Isto sublinha a necessidade de usar uma resistência limitadora de corrente ou um driver de corrente constante para evitar fuga térmica.

4.2 Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

A saída de luz diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. Esta curva é crucial para aplicações que operam em ambientes de alta temperatura (por exemplo, dentro de painéis de instrumentos automóveis). Os projetistas devem reduzir o brilho esperado com base na temperatura de operação.

4.3 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

A saída de luz é geralmente proporcional à corrente direta, mas a relação não é perfeitamente linear, especialmente a correntes mais elevadas. A eficiência pode diminuir a correntes muito altas devido ao aumento dos efeitos térmicos.

4.4 Curva de Derating da Corrente Direta

Este gráfico define a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura ambiente. À medida que a temperatura sobe, a corrente segura máxima diminui para evitar exceder o limite de temperatura da junção e garantir fiabilidade a longo prazo.

4.5 Distribuição Espectral

A curva mostra um único pico centrado em torno de 518 nm, confirmando a saída monocromática verde. A largura de banda de 35 nm indica uma cor verde relativamente pura.

4.6 Diagrama de Radiação

Ilustra a distribuição espacial da intensidade luminosa, confirmando o ângulo de visão de 120 graus com um padrão de emissão lambertiano ou quase lambertiano típico.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Pacote

A ficha técnica inclui um desenho dimensional detalhado. As características principais incluem o comprimento, largura e altura totais, o layout das pastilhas de soldadura e o indicador de polaridade (tipicamente um entalhe ou um cátodo marcado). Todas as dimensões têm uma tolerância padrão de ±0.1mm, salvo indicação em contrário. A adesão precisa ao layout de pastilhas recomendado é essencial para uma soldadura fiável e um alinhamento adequado durante o reflow.

5.2 Identificação da Polaridade

A ligação correta da polaridade é obrigatória. O pacote inclui um marcador visual (por exemplo, um ponto verde, um canto cortado ou uma marca de cátodo) para identificar o terminal do cátodo. Ligar o LED em polarização inversa pode danificá-lo.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

O manuseamento e soldadura adequados são críticos para o rendimento e fiabilidade.

6.1 Perfil de Soldadura por Reflow

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

• Pré-aquecimento:150-200°C durante 60-120 segundos.
• Tempo Acima do Líquidus (TAL):>217°C durante 60-150 segundos.
• Temperatura de Pico:260°C no máximo, mantida durante 10 segundos no máximo.
• Taxas de Rampa:Aquecimento: 3°C/seg no máximo. Arrefecimento: 6°C/seg no máximo.

Importante:A soldadura por reflow não deve ser realizada mais de duas vezes.

6.2 Instruções para Soldadura Manual

Se a soldadura manual for inevitável:

• Utilize um ferro de soldar com temperatura da ponta < 350°C.
• Limite o tempo de soldadura a 3 segundos por terminal.Use um ferro com potência nominal < 25W.Permita um intervalo mínimo de 2 segundos entre soldar cada terminal.A ficha técnica alerta que os danos ocorrem frequentemente durante a soldadura manual.

6.3 Armazenamento e Sensibilidade à Humidade

Este componente é sensível à humidade.

• Antes da Utilização:Não abra o saco de barreira à humidade até estar pronto para usar.
• Após Abertura:Utilize dentro de 168 horas (7 dias). Armazene as peças não utilizadas a ≤30°C e ≤60% de HR.
• Re-secagem:Se o tempo de exposição for excedido ou o dessecante indicar humidade, seque a 60±5°C durante 24 horas.

6.4 Precauções Críticas

• Proteção Contra Sobrecorrente:Uma resistência limitadora de corrente externa éobrigatória. Uma pequena alteração na tensão pode causar uma grande alteração na corrente, levando a uma falha imediata.
• Tensão Mecânica:Evite aplicar tensão ao corpo do LED durante a soldadura ou na aplicação final. Não deforme a PCB após a montagem.
• Reparação:Não recomendado. Se for absolutamente necessário, use um ferro de soldar de duas pontas para aquecer simultaneamente ambos os terminais e evitar tensão térmica. Verifique a funcionalidade do dispositivo após a reparação.

7. Embalagem e Informações de Encomenda

7.1 Embalagem Padrão

O dispositivo é fornecido em fita de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, compatível com equipamento padrão de pick-and-place automatizado. Cada bobina contém 3000 peças.

7.2 Embalagem Resistente à Humidade

Para uma vida útil prolongada, as bobinas são embaladas em sacos de alumínio à prova de humidade com dessecante e cartões indicadores de humidade.

7.3 Explicação do Rótulo

Os rótulos das bobinas contêm informações-chave:

• CPN: Número de peça do cliente.
• P/N: Número de peça do fabricante (ex.: 19-213/GHC-XS1T1N/3T).
• QTY: Quantidade na bobina.
• CAT: Código do bin de intensidade luminosa (ex.: S1, T1).
• HUE: Código do bin de cromaticidade/comprimento de onda dominante (ex.: W, X, Y).
• REF: Código do bin de tensão direta (ex.: 10, 11, 12).
• LOT No.: Número de lote para rastreabilidade.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Projeto do Circuito de Acionamento

Acione sempre este LED com uma corrente constante ou use uma resistência em série calculada com base na pior tensão direta (V_Fmáx. do bin) e na tensão de alimentação para garantir que a corrente nunca exceda 25mA DC. Por exemplo, com uma alimentação de 5V e uma V_Fde 3.7V, é necessária uma resistência em série de pelo menos (5V - 3.7V) / 0.025A = 52 Ohms. Use um valor mais alto para uma margem de segurança.

8.2 Gestão Térmica

Embora o pacote seja pequeno, uma gestão térmica eficaz na PCB é importante para a longevidade e manutenção do brilho. Use uma área de cobre adequada ligada às pastilhas térmicas (se existirem) ou aos trilhos do ânodo/cátodo para dissipar calor, especialmente quando operar perto da corrente máxima ou em altas temperaturas ambientes.

8.3 Projeto Ótico

O ângulo de visão de 120 graus e a resina transparente tornam este LED adequado para indicadores de ângulo amplo. Para luz focada ou padrões de feixe específicos, serão necessárias óticas secundárias (lentes, guias de luz). A resina transparente proporciona a maior saída de luz, mas pode causar um "ponto quente" visível; alternativas de resina difusa (não esta peça) são melhores para iluminação uniforme.

9. Conformidade e Especificações Ambientais

Este produto adere a várias normas internacionais-chave, simplificando a sua utilização em mercados globais:

• Conformidade RoHS:Livre de substâncias perigosas restritas como chumbo, mercúrio e cádmio.
• Conformidade REACH da UE:Conforme com o regulamento de Registo, Avaliação, Autorização e Restrição de Produtos Químicos.
• Sem Halogéneos:Atende a limites rigorosos: Bromo (Br) < 900 ppm, Cloro (Cl) < 900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm. Isto é importante para reduzir emissões tóxicas em caso de incêndio.
• Sem Chumbo:O acabamento de soldadura e os materiais são sem chumbo.

10. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com as tecnologias de LED mais antigas de orifício passante, este LED SMD oferece:

• Redução de Tamanho:Drasticamente mais pequeno, permitindo miniaturização.
• Eficiência de Fabrico:Compatível com linhas de montagem SMT totalmente automatizadas, reduzindo o custo de mão-de-obra e aumentando a velocidade e precisão de colocação.
• Desempenho:Normalmente oferece um melhor caminho térmico para a PCB do que muitos projetos de orifício passante, potencialmente melhorando a longevidade a correntes altas.

Comparado com outros LEDs SMD verdes, a sua combinação específica de ângulo de visão de 120°, lente transparente e a estrutura de binning definida para intensidade, comprimento de onda e tensão são os seus principais fatores diferenciadores para projetistas que necessitam de desempenho previsível.

11. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Posso acionar este LED diretamente a partir de um pino de microcontrolador de 3.3V ou 5V?R: Não. Deve usar uma resistência limitadora de corrente em série. A tensão direta é de ~3V, e um pino GPIO não pode fornecer/absorver 20mA com segurança enquanto também controla a queda de tensão. Use um transistor ou um driver de LED dedicado.

P: Por que é a gama de intensidade luminosa tão ampla (180-360 mcd)?R: Esta é a gama total de produção. Os dispositivos são classificados em bins específicos (S1, S2, T1). Deve especificar o bin necessário ao encomendar para garantir consistência de brilho.

P: A ficha técnica diz "não abra o saco antes da utilização". O que acontece se o fizer?R: A humidade pode ser absorvida pelo pacote de plástico. Durante a soldadura por reflow, esta humidade retida pode expandir-se rapidamente ("efeito pipoca"), causando delaminação interna e fissuras, levando a falhas imediatas ou latentes.

P: Posso usar isto para aplicações exteriores?R: A gama de temperatura de operação (-40°C a +85°C) suporta muitos ambientes exteriores. No entanto, a exposição prolongada à luz UV e às intempéries pode degradar a resina. Para uso exterior severo, são recomendados LEDs com encapsulantes formulados especificamente para resistir aos UV.

12. Estudo de Caso de Projeto e Utilização

Cenário: Projetar um painel de indicadores de estado para um controlador industrial. Requisito:Múltiplos LEDs verdes para indicar "sistema pronto", "comunicação ativa", etc. Brilho e cor uniformes são críticos para a perceção do utilizador.

Passos do Projeto:

1. Seleção de Binning:Para garantir uniformidade, especifique um único bin apertado para todos os LEDs: ex.: Bin de Intensidade Luminosa T1 (285-360 mcd), Bin de Comprimento de Onda Dominante X (520-525 nm) e Bin de Tensão Direta 12 (3.10-3.30V). Isto garante que todos os LEDs se comportarão de forma muito semelhante.
2. Projeto do Circuito:Use um CI driver de LED de corrente constante capaz de acionar múltiplos canais. Isto fornece corrente idêntica a cada LED independentemente de pequenas variações de V_F, garantindo correspondência perfeita de brilho. Alternativamente, se usar uma resistência por LED, calcule o valor da resistência com base na V_Fmais alta do bin (3.30V) para garantir que nenhum LED é sobrecarregado.
3. Layout da PCB:Coloque os LEDs com orientação consistente. Inclua uma área generosa de cobre ligada às pastilhas do cátodo para ajudar na dissipação de calor, uma vez que o painel pode estar ligado continuamente.
4. Montagem:Siga o perfil de reflow especificado com precisão. Mantenha as bobinas seladas até ao momento em que forem carregadas no alimentador da máquina pick-and-place para cumprir os requisitos do nível de sensibilidade à humidade (MSL).

Esta abordagem resulta num painel de aspeto profissional com luzes indicadoras consistentes e fiáveis.

13. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este LED é baseado num chip semicondutor de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN). Quando uma tensão direta que excede o limiar de ligação do díodo (a V_F) é aplicada, eletrões e lacunas são injetados na região ativa da junção semicondutora. Quando estes portadores de carga se recombinam, libertam energia na forma de fotões (luz). A composição específica do material InGaN determina o comprimento de onda (cor) da luz emitida; neste caso, sintonizada para produzir luz verde brilhante com um pico a 518 nm. O encapsulante de resina epóxi transparente protege o delicado chip semicondutor, fornece estabilidade mecânica e atua como uma lente primária, moldando o padrão inicial de saída de luz.

14. Tendências e Contexto Tecnológico

O LED 19-213 representa uma tecnologia de LED SMD madura e amplamente adotada. As tendências atuais no desenvolvimento de LED relevantes para tais componentes incluem:

• Maior Eficiência:Melhorias contínuas no crescimento epitaxial e no design do chip levam a uma maior eficácia luminosa (mais saída de luz por watt de entrada elétrica), permitindo indicadores mais brilhantes ou menor consumo de energia.
• Miniaturização:A procura por dispositivos mais pequenos continua, com pegadas de pacote ainda mais reduzidas (ex.: 0402, 0201 métricos) a tornarem-se comuns para aplicações com restrições de espaço, embora frequentemente com um compromisso na saída de luz e desempenho térmico.
• Fiabilidade Melhorada:Melhorias nos materiais de embalagem e tecnologias de fixação do chip continuam a prolongar a vida útil operacional e a resistência a ciclos térmicos e humidade.
• Soluções Integradas:Uma tendência mais ampla é a integração da eletrónica de controlo (drivers de corrente, controladores PWM) diretamente com o chip do LED em módulos mais complexos, simplificando o projeto do circuito do utilizador final.

Embora esta peça específica possa não incorporar as funcionalidades mais recentes de LED ultra-miniatura ou inteligente, o seu desempenho bem caracterizado, embalagem robusta e binning abrangente tornam-na uma escolha fiável e económica para uma vasta gama de aplicações padrão de sinalização e retroiluminação.