Ficha Técnica do LED SMD 17-21/GVC-AMPB/3T - 2.0x1.25x0.8mm - Verde (568nm) - 20mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LED SMD 17-21 é um dispositivo compacto de montagem em superfície, projetado para aplicações eletrónicas modernas que requerem iluminação indicadora e retroiluminação confiáveis. Este componente utiliza tecnologia de semicondutor AlGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio) para produzir uma luz verde com um comprimento de onda de pico típico de 568nm. A sua principal vantagem reside na sua pegada minúscula, que permite uma maior densidade de componentes em placas de circuito impresso (PCBs), reduz o espaço de armazenamento necessário e contribui para a miniaturização geral do equipamento final. A sua construção leve torna-o ainda mais ideal para aplicações portáteis e com restrições de espaço.

Este LED é embalado em fita de 8mm enrolada numa bobina de 7 polegadas de diâmetro, tornando-o totalmente compatível com equipamentos automáticos de montagem pick-and-place de alta velocidade. Foi concebido para ser utilizado com processos padrão de soldagem por refluxo infravermelho (IR) e de fase de vapor, garantindo uma integração perfeita nas linhas de produção modernas. O produto está em conformidade com os principais regulamentos ambientais e de segurança, sendo livre de chumbo (Pb), compatível com RoHS, compatível com o REACH da UE e livre de halogéneos (com Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm e Br+Cl < 1500 ppm).

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os limites operacionais do dispositivo são definidos sob condições ambientais específicas (Ta=25°C). Exceder estes valores pode causar danos permanentes.

• Tensão Reversa (VR):5V. Este é um parâmetro crítico; aplicar uma tensão reversa superior a 5V pode romper a junção PN do LED.
• Corrente Direta Contínua (IF):25 mA. Esta é a corrente DC máxima recomendada para operação contínua, para garantir confiabilidade a longo prazo e prevenir fuga térmica.
• Corrente Direta de Pico (IFP):60 mA. Este valor aplica-se em condições de pulso com um ciclo de trabalho de 1/10 a 1 kHz. Permite breves períodos de maior brilho, mas não deve ser usado para operação DC.
• Dissipação de Potência (Pd):60 mW. Representa a potência máxima que a embalagem pode dissipar como calor. Exceder este limite eleva a temperatura da junção, degradando o desempenho e a vida útil.
• Descarga Eletrostática (ESD) - Modelo do Corpo Humano (HBM):2000V. Este valor indica um nível moderado de proteção contra ESD. Precações padrão de manuseio de ESD ainda são necessárias durante a montagem e o manuseio.
• Temperatura de Operação (Topr):-40°C a +85°C. O LED é classificado para funcionar nesta ampla gama de temperaturas industriais.
• Temperatura de Armazenamento (Tstg):-40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldagem (Tsol):O dispositivo pode suportar soldagem por refluxo com uma temperatura de pico de 260°C por até 10 segundos. Para soldagem manual, a temperatura da ponta do ferro não deve exceder 350°C por um máximo de 3 segundos por terminal.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos numa corrente de teste padrão de IF=20mA e Ta=25°C. Eles definem a saída de luz principal e o desempenho elétrico.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de um mínimo de 18,00 mcd a um máximo de 72,00 mcd. O valor típico depende do código de bin específico (M, N, P). Esta é uma medida do brilho percebido.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):Tipicamente 140 graus. Este amplo ângulo de visão torna o LED adequado para aplicações onde a luz precisa ser visível a partir de uma ampla gama de posições.
• Comprimento de Onda de Pico (λp):Tipicamente 568 nm. Este é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Varia de 563,50 nm a 571,50 nm, classificados em códigos específicos (C13 a C16). Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano e é crucial para a consistência da cor.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):Tipicamente 20 nm. Define a dispersão do espectro emitido em torno do comprimento de onda de pico.
• Tensão Direta (VF):Varia de 1,75V a 2,35V a 20mA, classificados em códigos (0, 1, 2). Este parâmetro é vital para projetar o resistor limitador de corrente no circuito de acionamento.
• Corrente Reversa (IR):Máximo de 10 μA quando uma tensão reversa de 5V é aplicada. A ficha técnica observa explicitamente que o dispositivo não foi projetado para operação reversa.

Notas Importantes:A ficha técnica especifica tolerâncias para parâmetros-chave: Intensidade Luminosa (±11%), Comprimento de Onda Dominante (±1nm) e Tensão Direta (±0,1V). Estas tolerâncias aplicam-se dentro de cada bin e são críticas para cálculos de margem de projeto.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins com base no desempenho medido. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de aplicação para brilho, cor e tensão.

Esta classificação garante a consistência da cor. O comprimento de onda dominante é classificado em passos de 2nm.

Os bins são definidos por valores mínimos e máximos de intensidade luminosa a IF=20mA.

• Bin M:18,00 mcd (Mín) a 28,50 mcd (Máx)
• Bin N:28,50 mcd (Mín) a 45,00 mcd (Máx)
• Bin P:45,00 mcd (Mín) a 72,00 mcd (Máx)

Selecionar um bin superior (ex., P) garante um brilho mínimo maior, mas pode ter um custo premium.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

This binning ensures color consistency. The dominant wavelength is sorted into 2nm steps.

• Bin C13:563,50 nm a 565,50 nm
• Bin C14:565,50 nm a 567,50 nm
• Bin C15:567,50 nm a 569,50 nm
• Bin C16:569,50 nm a 571,50 nm

Para aplicações onde um tom específico de verde é crítico, especificar um bin de comprimento de onda apertado é essencial.

3.3 Binning de Tensão Direta

A classificação por tensão ajuda a projetar circuitos de acionamento mais previsíveis e eficientes, especialmente quando vários LEDs são conectados em série.

• Bin 0:1,75V a 1,95V
• Bin 1:1,95V a 2,15V
• Bin 2:2,15V a 2,35V

Usar LEDs do mesmo bin de tensão minimiza o desequilíbrio de corrente em configurações paralelas.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas típicas de características eletro-ópticas. Embora os gráficos específicos não sejam detalhados no texto fornecido, as curvas padrão para tais LEDs normalmente incluiriam:

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta (Curva I-V):Mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, tipicamente de forma sub-linear em correntes mais altas devido a efeitos de aquecimento.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta:Demonstra a relação exponencial, crucial para a gestão térmica e projeto do driver.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Mostra a redução da saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta. Os LEDs AlGaInP geralmente sofrem uma queda significativa na saída com o aumento da temperatura.
• Distribuição Espectral:Um gráfico de intensidade relativa versus comprimento de onda, mostrando o pico em ~568nm e a largura de banda de ~20nm.
• Padrão do Ângulo de Visão:Um gráfico polar ilustrando a distribuição angular da intensidade da luz, confirmando o ângulo de visão de 140 graus.

Estas curvas são essenciais para prever o desempenho real em condições não padrão (correntes, temperaturas diferentes).

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

O LED SMD 17-21 tem uma embalagem retangular compacta. As dimensões-chave (em mm, tolerância ±0,1mm salvo especificação) incluem:

• Comprimento Total: 2,0 mm
• Largura Total: 1,25 mm
• Altura Total: 0,8 mm
• As dimensões e espaçamento dos terminais são especificados para o projeto do layout das pastilhas da PCB.

Uma marca de cátodo é claramente indicada na embalagem para a orientação correta da polaridade durante a montagem. O padrão de land recomendado para a PCB (projeto da pastilha) deve seguir estas dimensões para garantir uma soldagem adequada e estabilidade mecânica.

5.2 Bobina, Fita e Embalagem

O dispositivo é fornecido numa embalagem sensível à humidade (MSD), Nível 3 de acordo com as normas IPC/JEDEC.

• Fita Transportadora:Largura de 8mm, com bolsos que contêm os LEDs. As dimensões da fita, do bolso e da fita de cobertura são fornecidas para garantir compatibilidade com os alimentadores.
• Bobina:Bobina com diâmetro de 7 polegadas. As dimensões da bobina (diâmetro do cubo, diâmetro do flange, largura) são especificadas para equipamentos de manuseio automatizado.
• Quantidade por Embalagem:3000 peças por bobina.
• Saco de Barreira à Humidade:A bobina é selada dentro de um saco à prova de humidade laminado com alumínio, juntamente com um cartão indicador de humidade e um dessecante, para proteger os LEDs da humidade ambiente durante o armazenamento e transporte.

Explicação do Rótulo:O rótulo da bobina contém informações críticas para rastreabilidade e aplicação correta: Número do Produto do Cliente (CPN), Número da Peça do Fabricante (P/N), Quantidade (QTY) e os Códigos de Binning específicos para Intensidade Luminosa (CAT), Comprimento de Onda Dominante/Matiz (HUE) e Tensão Direta (REF), juntamente com o Número do Lote (LOT No).

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio e soldagem adequados são críticos para a confiabilidade.

6.1 Armazenamento e Manuseio

• Não abra o saco de barreira à humidade até estar pronto para usar.
• Após a abertura, os LEDs não utilizados devem ser armazenados a ≤30°C e ≤60% de Humidade Relativa (RH).
• A "vida útil no chão de fábrica" após a abertura do saco é de 168 horas (7 dias). Se excedido, ou se o indicador de dessecante mostrar ativação, os LEDs devem ser aquecidos a 60°C ±5°C durante 24 horas antes do uso para remover a humidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" durante o refluxo.

6.2 Perfil de Soldagem por Refluxo

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

• Pré-aquecimento:Rampa do ambiente para 150-200°C ao longo de 60-120 segundos.
• Estabilização/Pré-aquecimento:Manter entre 150-200°C.
• Tempo Líquido:O tempo acima de 217°C deve ser de 60-150 segundos.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C.
• Tempo no Pico:Não deve exceder 10 segundos a 260°C.
• Taxa de Subida:Máximo de 6°C/segundo.
• Taxa de Descida:Máximo de 3°C/segundo.
• Regra Crítica:A soldagem por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes no mesmo LED.

6.3 Soldagem Manual e Retrabalho

• Use um ferro de soldar com temperatura da ponta <350°C e potência <25W.
• Limite o tempo de soldagem por terminal a ≤3 segundos.
• Permita um intervalo de arrefecimento de ≥2 segundos entre a soldagem dos terminais.
• Evite stress mecânico no corpo do LED durante o aquecimento.
• Reparos após a soldagem são fortemente desencorajados. Se inevitável, deve ser usado um ferro de soldar especializado de dupla cabeça para aquecer simultaneamente ambos os terminais, e o efeito nas características do LED deve ser verificado.
• Não deforme a PCB após a soldagem.

7. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Retroiluminação:Ideal para retroiluminar símbolos, interruptores e pequenas áreas em painéis de instrumentos, painéis de controlo e eletrónica de consumo.
• Indicadores de Estado:Perfeito para indicadores de energia, conectividade e estado de função em equipamentos de telecomunicações (telefones, faxes), periféricos de computador e controlos industriais.
• Indicação de Uso Geral:Qualquer aplicação que requeira uma fonte de luz verde pequena, brilhante e confiável.

7.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Um resistor limitador de corrente externo éobrigatório. A tensão direta tem um coeficiente de temperatura negativo, o que significa que diminui à medida que a temperatura aumenta. Sem um resistor, um pequeno aumento na tensão pode causar um grande aumento, potencialmente destrutivo, na corrente (fuga térmica). O valor do resistor é calculado usando R = (Vfonte - VF) / IF.
• Gestão Térmica:Embora a embalagem seja pequena, a dissipação de potência (até 60mW) deve ser considerada, especialmente em altas temperaturas ambientes ou espaços fechados. Uma área adequada de cobre na PCB em torno das pastilhas pode atuar como um dissipador de calor.
• Proteção contra ESD:Implemente controlos padrão de ESD na área de montagem. Embora classificado para 2000V HBM, diodos de proteção adicionais na PCB podem ser necessários em ambientes de alto risco.
• Projeto Óptico:O amplo ângulo de visão de 140 graus proporciona boa visibilidade fora do eixo. Para luz focada, podem ser necessárias lentes externas ou guias de luz.

8. Restrições de Aplicação e Nota de Confiabilidade

A ficha técnica inclui um aviso crítico. Este LED de grau comercial padrãonão está qualificado nem é recomendado para uso em aplicações de alta confiabilidade ou críticas para a segurançasem consulta prévia e qualificação específica. Isto inclui explicitamente:

• Sistemas Militares e Aeroespaciais
• Sistemas de Segurança e Segurança Automotiva (ex., indicadores de airbag, luzes de travagem)
• Equipamentos Médicos de Suporte à Vida ou de Diagnóstico

A especificação garante o desempenho apenas dentro dos limites declarados e como um componente individual. O projetista é responsável por garantir que o produto não seja usado além destas especificações e que seja adequado para a vida útil e condições ambientais da aplicação pretendida.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

A embalagem 17-21 oferece um equilíbrio entre tamanho e desempenho. Comparado com LEDs com terminais maiores (ex., 3mm ou 5mm), proporciona uma economia significativa de espaço e melhor adequação para montagem automática. Comparado com embalagens ainda menores do tipo chip-scale (CSP), o 17-21 oferece manuseio mais fácil, processos de soldagem padrão e, tipicamente, melhor dissipação de calor devido à sua embalagem moldada com terminais metálicos. O uso da tecnologia AlGaInP para a cor verde oferece maior eficiência e melhor saturação de cor em comparação com tecnologias mais antigas como o GaP, especialmente no espectro verde.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Que valor de resistor devo usar para uma fonte de 5V?

R: Usando o VF máximo (2,35V) para uma margem de segurança a IF=20mA: R = (5V - 2,35V) / 0,020A = 132,5 Ohms. Um resistor padrão de 130 ou 150 Ohm seria apropriado. Verifique sempre a corrente com o VF real do seu bin de LED.

P: Posso acionar este LED a 30mA para obter mais brilho?

R: Não. O Valor Máximo Absoluto para corrente direta contínua (IF) é 25mA. Operar a 30mA excede esta classificação, o que reduzirá a confiabilidade e a vida útil, e pode causar falha imediata.

P: O meu saco foi aberto há 10 dias. Ainda posso usar os LEDs?

R: Primeiro, verifique o cartão indicador de humidade. Se indicar exposição (ex., mudança de cor), deve aquecer os LEDs a 60°C durante 24 horas antes do uso para expelir a humidade e prevenir danos nas juntas de solda durante o refluxo.

P: Como interpreto os códigos de bin no rótulo?

R: O rótulo mostra CAT (bin de Intensidade Luminosa, ex., N), HUE (bin de Comprimento de Onda, ex., C14) e REF (bin de Tensão, ex., 1). Isto informa a faixa de desempenho específica dos LEDs naquela bobina.

P: Por que a classificação de tensão reversa é apenas 5V?

R: Os LEDs não são projetados para operar em polarização reversa. A classificação de 5V é uma tensão de suporte para proteção contra conexão reversa acidental durante testes ou montagem. Para proteção do circuito contra tensões reversas transitórias, recomenda-se um diodo externo em paralelo (cátodo para ânodo).