Ficha Técnica do LED SMD 48-213/T2D-AQ2R2QY/3C - 2.25x1.85x1.45mm - 3.2V - 95mW - Branco Puro - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 48-213/T2D-AQ2R2QY/3C é um LED de montagem em superfície (SMD) no formato compacto de encapsulamento 1206. Este LED monocromático de branco puro é projetado para aplicações eletrónicas modernas que exigem alta densidade de componentes e desempenho confiável. As suas principais vantagens incluem uma pegada significativamente reduzida em comparação com LEDs com terminais, permitindo projetos de placas de circuito impresso (PCB) mais pequenos e maior densidade de empacotamento. O componente é leve, tornando-o adequado para aplicações miniaturas e portáteis. É compatível com as normas RoHS, REACH da UE e livre de halogéneos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm), garantindo conformidade ambiental e de segurança para os mercados globais.

1.1 Características Principais e Aplicações

O LED é fornecido em fita de 8mm montada numa bobina de 7 polegadas de diâmetro, sendo totalmente compatível com equipamentos automáticos de montagem pick-and-place de alta velocidade. Foi projetado para suportar os processos padrão de soldadura por refluxo por infravermelhos (IR) e fase de vapor, comuns na fabricação em volume.

Aplicações Típicas:

• Equipamentos de Telecomunicações:Indicadores de estado e retroiluminação para teclas ou displays em telefones e máquinas de fax.
• Eletrónica de Consumo:Retroiluminação plana para displays de cristais líquidos (LCD), retroiluminação para interruptores e símbolos em painéis de controlo.
• Indicação de Uso Geral:Qualquer aplicação que necessite de uma luz indicadora branca, compacta, confiável e brilhante.

2. Especificações Técnicas e Interpretação Detalhada

Esta secção fornece uma análise detalhada dos valores máximos absolutos e das características eletro-ópticas definidas na ficha técnica. Compreender estes parâmetros é crítico para um projeto de circuito confiável e para garantir a longevidade do LED.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A operação sob ou nestes limites não é garantida.

• Tensão Inversa (V_R):5V. Exceder esta tensão em polarização inversa pode causar ruptura imediata da junção.
• Corrente Direta Contínua (I_F):25mA. A corrente contínua que pode passar continuamente através do LED.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):100mA. Esta é a corrente pulsada máxima, permitida apenas em condições específicas (ciclo de trabalho de 1/10 a 1kHz). É útil para pulsos breves de alta luminosidade, mas não deve ser usada para operação contínua.
• Dissipação de Potência (P_d):95mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o encapsulamento pode dissipar como calor, calculada como V_F* I_F. Exceder este limite arrisca sobreaquecimento e degradação acelerada.
• Temperatura de Operação & Armazenamento:-40°C a +85°C (operação), -40°C a +90°C (armazenamento). Estas amplas faixas tornam o LED adequado para ambientes industriais e automóveis.
• Descarga Eletrostática (ESD):150V (Modelo do Corpo Humano). Esta é uma tolerância ESD relativamente baixa, indicando que o dispositivo é sensível à eletricidade estática. Procedimentos adequados de manuseamento ESD são obrigatórios.
• Temperatura de Soldadura:O LED pode suportar soldadura por refluxo com uma temperatura de pico de 260°C por até 10 segundos, ou soldadura manual a 350°C por até 3 segundos por terminal.

2.2 Características Eletro-Ópticas (Ta=25°C)

Estes são os parâmetros de desempenho típicos em condições de teste padrão. Os projetistas devem usar os valores típicos (Typ.) ou máximos/mínimos como base para os seus projetos.

• Intensidade Luminosa (I_v):90 a 180 milicandelas (mcd) a uma corrente direta (I_F) de 5mA. A ampla faixa é gerida através de um sistema de binning (detalhado na Secção 3). O ângulo de visão (2θ_1/2) é tipicamente 130 graus, fornecendo um padrão de luz amplo e difuso.
• Tensão Direta (V_F):2.7V a 3.2V a I_F=5mA. Este parâmetro tem uma tolerância de ±0.05V. A tensão direta é crucial para calcular o valor do resistor limitador de corrente: R = (V_fonte- V_F) / I_F.
• Corrente Inversa (I_R):Máximo 50µA a V_R=5V. A ficha técnica nota explicitamente que a condição de tensão inversa é apenas para fins de teste, e o LED não deve ser operado em polarização inversa num circuito real.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em "bins" com base em parâmetros-chave de desempenho. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de brilho e tensão para a sua aplicação.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é classificada em três bins principais a I_F=5mA:

• Bin Q2:90 mcd (Mín) a 112 mcd (Máx)
• Bin R1:112 mcd (Mín) a 140 mcd (Máx)
• Bin R2:140 mcd (Mín) a 180 mcd (Máx)

O código do produto "AQ2R2QY" indica que esta peça específica é do bin de intensidade Q2 e R2. Aplica-se uma tolerância de ±11% dentro de cada bin.

3.2 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é agrupada e classificada para auxiliar no projeto da fonte de alimentação e regulação de corrente. Os bins (Grupo Q) são definidos em passos de 0.1V:

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

A tolerância para a tensão direta dentro de um bin é de ±0.05V.

3.3 Binning de Coordenadas de Cromaticidade

Para LEDs brancos, a consistência de cor é crítica. As coordenadas de cromaticidade (CIE x, y) definem o ponto de cor preciso no diagrama CIE 1931. A ficha técnica define seis bins (A1 a A6), cada um representando uma pequena área quadrilátera no gráfico de cores. A cor do produto é garantida de estar dentro do polígono especificado com uma tolerância de ±0.01 em ambas as coordenadas x e y. Este controlo apertado garante variação de cor visível mínima entre diferentes LEDs numa matriz ou retroiluminação.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece várias curvas características que ilustram o comportamento do LED sob condições variáveis. Estas são essenciais para considerações de projeto avançado.

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

Esta curva mostra a relação não linear entre corrente e tensão. A tensão direta aumenta logaritmicamente com a corrente. Para operação estável, um driver de corrente constante ou um resistor limitador de corrente é obrigatório, pois um pequeno aumento na tensão além do V_Fnominal pode causar um grande aumento, potencialmente destrutivo, na corrente.

4.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

A saída de luz é aproximadamente proporcional à corrente direta. No entanto, a eficiência (lúmens por watt) pode diminuir em correntes muito altas devido ao aumento da geração de calor dentro do chip. Operar perto da corrente contínua máxima (25mA) pode reduzir a fiabilidade a longo prazo.

4.3 Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente

A saída de luz de um LED diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Esta curva quantifica essa derating. Para aplicações que operam em altas temperaturas ambientes, a corrente de acionamento pode precisar de ser reduzida para manter o brilho ou evitar sobreaquecimento.

4.4 Curva de Derating da Corrente Direta

Esta é uma curva crítica para a gestão térmica. Define a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura ambiente. À medida que a temperatura aumenta, a corrente segura máxima diminui para manter a temperatura da junção dentro de limites seguros e evitar fuga térmica.

4.5 Distribuição Espectral

A curva espectral mostra a potência relativa emitida em diferentes comprimentos de onda. Um LED branco puro tipicamente usa um chip azul de InGaN combinado com um fósforo amarelo. O espetro mostrará um pico na região azul (por volta de 450nm) e uma emissão ampla na região amarela/verde do fósforo, combinando-se para produzir luz branca.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED está em conformidade com o tamanho padrão de encapsulamento 1206 (polegadas) ou 3216 (métrico). As dimensões-chave (em mm) são:

• Comprimento Total: 2.25 ±0.20
• Largura Total: 1.85 ±0.20
• Altura Total: 1.45 ±0.10
• Dimensões dos Terminais: 0.72 ±0.10 (altura), 1.20 x 0.60 (pegada)

As tolerâncias são de ±0.1mm salvo indicação em contrário. Uma marca de cátodo é claramente indicada no encapsulamento para a orientação correta da polaridade durante a montagem.

5.2 Layout Recomendado das Pistas

A ficha técnica inclui um padrão de pistas sugerido (design das pistas) para o layout do PCB. O tamanho recomendado da pista é 1.40mm x 1.10mm. É enfatizado que isto é apenas para referência, e as dimensões das pistas devem ser otimizadas com base na pasta de solda, estêncil e processo de montagem específicos utilizados pelo fabricante.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

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

6.1 Requisito de Limitação de Corrente

Obrigatório:Um resistor limitador de corrente externo deve ser sempre usado em série com o LED. O LED é um dispositivo acionado por corrente, e a sua tensão direta tem um coeficiente de temperatura negativo. Sem um resistor, mesmo um pequeno aumento na tensão da fonte ou uma queda no V_Fdevido ao aquecimento pode causar um aumento descontrolado da corrente, levando a falha imediata.

6.2 Armazenamento e Sensibilidade à Humidade

Os componentes são embalados num saco resistente à humidade com dessecante.

• Antes de Abrir:Armazenar a ≤30°C e ≤90% de Humidade Relativa (HR).
• Depois de Abrir:A "vida útil no chão de fábrica" é de 1 ano a ≤30°C e ≤60% HR. As peças não utilizadas devem ser resseladas num saco à prova de humidade.
• Pré-aquecimento (Baking):Se o indicador de dessecante mudar de cor ou o tempo de armazenamento for excedido, os LEDs devem ser pré-aquecidos a 60 ±5°C durante 24 horas antes da soldadura por refluxo para remover a humidade absorvida e prevenir danos de "pipocagem" durante o refluxo.

6.3 Perfil de Soldadura por Refluxo

É especificado um perfil de refluxo sem chumbo:

• Pré-aquecimento:150-200°C durante 60-120 segundos.
• Tempo Acima do Líquidus (TAL):60-150 segundos acima de 217°C.
• Temperatura de Pico:260°C máximo, mantida por não mais de 10 segundos.
• Taxas de Rampa:Máximo 6°C/seg de aquecimento, 3°C/seg de arrefecimento.

Notas Críticas:

• A soldadura por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes.
• Evitar tensão mecânica no corpo do LED durante o aquecimento e arrefecimento.
• Não deformar o PCB após a soldadura, pois isso pode rachar o LED ou as suas soldas.

6.4 Soldadura Manual

Se for necessária soldadura manual, use um ferro de soldar com temperatura da ponta abaixo de 350°C. O tempo de contacto por terminal deve ser inferior a 3 segundos. Use um ferro com potência nominal de 25W ou menos. Permita um intervalo mínimo de 2 segundos entre soldar cada terminal para evitar acumulação excessiva de calor.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificações da Bobina e Fita

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada em bobinas de 7 polegadas.

• Largura da Fita Transportadora: 8mm.
• Passo dos Bolsos: 4mm.
• Quantidade por Bobina:3000 peças.
• Dimensões da Bobina:Diâmetro padrão de 7 polegadas com dimensões específicas do cubo e flange conforme EIA-481.

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da bobina contém informações críticas para rastreabilidade e verificação:

• P/N:Número completo do produto (48-213/T2D-AQ2R2QY/3C).
• CAT:Classificação de Intensidade Luminosa (ex., Q2, R2).
• HUE:Coordenadas de Cromaticidade e Classificação do Comprimento de Onda Dominante.
• REF:Classificação da Tensão Direta (ex., dos bins do Grupo Q).
• LOT No:Número do lote de fabrico para rastreabilidade.

8. Considerações de Projeto de Aplicação

8.1 Projeto do Circuito

Calcule sempre o resistor em série usando a tensão direta máxima da ficha técnica (3.2V) para garantir limitação de corrente suficiente em todas as condições. Para uma fonte de 5V e uma corrente alvo de 5mA: R = (5V - 3.2V) / 0.005A = 360Ω. O valor padrão mais próximo (360Ω ou 390Ω) seria escolhido. A potência nominal do resistor deve ser I²R = (0.005)²* 360 = 0.009W, portanto um resistor padrão de 1/10W ou 1/8W é mais do que adequado.

8.2 Gestão Térmica

Embora o encapsulamento 1206 não tenha uma pista térmica dedicada, o calor é conduzido através dos dois terminais de solda. Garanta que o PCB tenha área de cobre adequada ligada às pistas do LED, especialmente se operar perto da corrente máxima ou em altas temperaturas ambientes. Evite colocar o LED perto de outros componentes geradores de calor.

8.3 Projeto Óptico

O amplo ângulo de visão de 130 graus torna este LED adequado para aplicações que requerem iluminação ampla e difusa em vez de um feixe focalizado. Para aplicações de indicação, considere a intensidade luminosa necessária no ângulo de visão; o brilho diminui em direção às bordas do cone de visão.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O LED 48-213, no seu encapsulamento 1206, oferece um equilíbrio entre tamanho, brilho e facilidade de montagem.

• vs. Encapsulamentos Maiores (ex., 3528, 5050):O 1206 é significativamente menor, economizando espaço na placa, mas tipicamente oferece menor saída total de luz devido ao tamanho menor do chip.
• vs. Encapsulamentos Menores (ex., 0402, 0603):O 1206 é mais fácil de manusear e soldar manualmente se necessário, e muitas vezes pode suportar correntes ligeiramente mais altas, resultando em maior brilho.
• vs. LEDs sem Binning:A estrutura de binning definida para intensidade, tensão e cor fornece desempenho previsível, o que é essencial para aplicações que requerem aparência uniforme em matrizes multi-LED ou brilho consistente entre lotes de produção.

10. Perguntas Frequentes (FAQs)

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

No.Isto é explicitamente desaconselhado na ficha técnica. O LED deve ser acionado por uma fonte de corrente constante ou, mais comummente, por uma fonte de tensão em série com um resistor limitador de corrente. A ligação direta a uma fonte de tensão resultará em falha.

10.2 Por que a faixa de intensidade luminosa é tão ampla (90-180 mcd)?

Esta é a faixa total possível na produção. As unidades individuais são classificadas em bins mais apertados (Q2, R1, R2). Ao encomendar, especifica-se o código do bin (ex., AQ2R2QY) para obter LEDs de bins específicos de intensidade e cor, garantindo consistência no seu produto.

10.3 Quantas vezes posso soldar por refluxo este LED?

A ficha técnica afirma que a soldadura por refluxo não deve ser feita mais deduas vezes. Um terceiro ciclo de refluxo arrisca danificar as ligações internas por fio ou o chip do LED devido ao stress térmico cumulativo.

10.4 O que significa "sem chumbo" no contexto da soldadura?

Significa que os terminais externos do LED têm um acabamento sem chumbo (tipicamente estanho). O perfil de refluxo especificado (pico de 260°C) é projetado para pastas de solda sem chumbo (ex., SAC305), que têm um ponto de fusão mais alto do que a solda tradicional de estanho-chumbo.

11. Exemplos Práticos de Projeto e Utilização

11.1 Exemplo 1: Indicador de Estado Simples

Cenário:Um indicador de ligação para uma placa lógica de 3.3V.
Projeto:Use uma corrente de acionamento de 5mA para boa visibilidade com baixo consumo de energia. R = (3.3V - 3.2V) / 0.005A = 20Ω. Como 3.2V é o V_Fmáx, a corrente real pode ser ligeiramente maior se o V_Fdo LED for menor. Um resistor de 33Ω ou 47Ω forneceria uma corrente mais conservadora e estável. Ligue o LED com o cátodo (lado marcado) ao terra.

11.2 Exemplo 2: Matriz de Retroiluminação para um LCD Pequeno

Cenário:Retroiluminação uniforme que requer 10 LEDs.
Projeto:Para garantir brilho uniforme, todos os LEDs devem ser do mesmo bin de intensidade luminosa (ex., R2). Devem ser ligados em paralelo, cada um com o seu próprio resistor limitador de corrente dedicado. Não é recomendado ligar múltiplos LEDs em paralelo a um único resistor devido a variações no V_F, o que pode causar partilha de corrente e brilho desiguais.

12. Princípio de Funcionamento

Este é um dispositivo fotónico semicondutor. Baseia-se num chip de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN). Quando uma tensão direta que excede o potencial de junção do díodo (V_F) é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se dentro da região ativa do semicondutor, libertando energia na forma de fotões (luz). Num LED "branco puro", o chip primário emite luz azul. Esta luz azul excita uma camada de fósforo amarelo que reveste o chip. A combinação da luz azul do chip e da luz amarela do fósforo é percebida pelo olho humano como luz branca. Este método é conhecido como geração de luz branca por conversão de fósforo.

13. Tendências Tecnológicas

Os LEDs SMD em encapsulamentos como o 1206 representam uma tecnologia madura e amplamente adotada. A tendência geral da indústria é em direção a:

• Maior Eficiência:Maior eficácia luminosa (mais lúmens por watt) através de melhorias no design do chip e tecnologia de fósforo.
• Miniaturização:Redução contínua do tamanho do encapsulamento (ex., 0402, 0201) para dispositivos ultra-compactos, embora isto muitas vezes comprometa a capacidade máxima de potência.
• Melhor Qualidade de Cor:Desenvolvimento de fósforos para alcançar valores mais altos de Índice de Reprodução de Cor (IRC) e pontos de cor mais consistentes entre lotes de produção.
• Soluções Integradas:Crescimento de LEDs com regulação de corrente incorporada (drivers LED de corrente constante) ou funcionalidades de proteção (ESD, polaridade inversa) dentro do encapsulamento, simplificando o projeto do circuito.

O LED 48-213, com as suas especificações bem definidas, desempenho confiável e encapsulamento padrão, permanece um componente fundamental e versátil no panorama da optoeletrónica, adequado para uma vasta gama de aplicações de indicação e retroiluminação.