Ficha Técnica do LED SMD 19-217/T1D-CQ2R2TY/3T - Dimensões 3.2x1.6x1.1mm - Tensão 2.6-3.0V - Cor Branco Puro - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 19-217/T1D-CQ2R2TY/3T é um LED de montagem em superfície (SMD) que utiliza tecnologia InGaN para emitir luz branca pura. Alojado num compacto encapsulamento 1206 (aproximadamente 3.2mm x 1.6mm x 1.1mm), este componente é projetado para aplicações de PCB de alta densidade onde o espaço e o peso são restrições críticas. A sua lente de resina difusa amarela proporciona um ângulo de visão amplo e uniforme. O produto está totalmente em conformidade com as regulamentações ambientais modernas, sendo livre de chumbo, compatível com RoHS, compatível com REACH e livre de halogéneos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm). É fornecido em fita de 8mm montada em bobinas de 7 polegadas, tornando-o compatível com linhas de montagem automáticas pick-and-place e processos padrão de soldadura por reflow infravermelho ou fase de vapor.

2. Análise Detalhada das Especificações Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. O funcionamento nestas condições não é garantido.

• Tensão Reversa (V_R): 5 V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura da junção.
• Corrente Direta Contínua (I_F): 10 mA. A corrente DC máxima para operação confiável.
• Corrente Direta de Pico (I_FP): 40 mA. Isto é permitido apenas em condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 1/10 a 1 kHz.
• Dissipação de Potência (P_d): 40 mW. A potência máxima que o encapsulamento pode dissipar a Ta=25°C.
• Descarga Eletrostática (ESD) Modelo Corpo Humano (HBM): 150 V. Indica sensibilidade moderada à eletricidade estática; são necessárias precauções adequadas de manuseamento ESD.
• Temperatura de Operação (T_opr): -40°C a +85°C. A faixa de temperatura ambiente para o funcionamento normal do dispositivo.
• Temperatura de Armazenamento (T_stg): -40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldadura (T_sol): A temperatura de pico de soldadura por reflow não deve exceder 260°C durante 10 segundos. A temperatura da ponta do ferro de soldar manual não deve exceder 350°C durante 3 segundos.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos numa condição de teste padrão de Ta=25°C e I_F=5mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (I_v): Varia de um mínimo de 90.0 mcd a um máximo de 180.0 mcd. O valor típico situa-se dentro desta faixa, que é ainda subdividida em bins específicos (Q2, R1, R2).
• Ângulo de Visão (2θ_1/2): 130 graus (típico). Este ângulo amplo garante boa visibilidade a partir de várias perspetivas.
• Tensão Direta (V_F): Varia de 2.60 V a 3.00 V a I_F=5mA. Este parâmetro também é classificado em bins (códigos 28-31). Um V_Fmais baixo geralmente leva a uma maior eficiência.
• Corrente Reversa (I_R): Máximo de 50 μA quando é aplicada uma tensão reversa de 5V. Este teste é apenas para caracterização; o LED não foi projetado para operação reversa.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir a consistência nas séries de produção, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave de desempenho.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os dispositivos são categorizados em três bins (Q2, R1, R2) com base na sua intensidade luminosa medida a I_F=5mA. Isto permite aos projetistas selecionar o grau de brilho adequado para a sua aplicação, garantindo consistência visual em painéis com múltiplos LEDs.

• Bin Q2: 90.0 mcd (Mín.) a 112.0 mcd (Máx.)
• Bin R1: 112.0 mcd (Mín.) a 140.0 mcd (Máx.)
• Bin R2: 140.0 mcd (Mín.) a 180.0 mcd (Máx.)

3.2 Binning de Tensão Direta

Os LEDs também são classificados pela queda de tensão direta em quatro grupos (28, 29, 30, 31). Combinar bins de V_Fnuma série ajuda a alcançar uma distribuição de corrente e brilho uniformes.

• Bin 28: 2.60 V (Mín.) a 2.70 V (Máx.)
• Bin 29: 2.70 V (Mín.) a 2.80 V (Máx.)
• Bin 30: 2.80 V (Mín.) a 2.90 V (Máx.)
• Bin 31: 2.90 V (Mín.) a 3.00 V (Máx.)

3.3 Binning de Coordenadas de Cromaticidade

A cor branca pura é definida dentro de regiões específicas no diagrama de cromaticidade CIE 1931, com uma tolerância de ±0.01. A ficha técnica define quatro bins de cromaticidade (C1, C2, C3, C4), cada um especificando uma área quadrilátera de coordenadas x, y aceitáveis. Este controlo apertado garante uma variação de cor mínima entre LEDs individuais.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Os gráficos fornecidos oferecem insights sobre o comportamento do LED em condições variáveis.

• Corrente Direta vs. Intensidade Luminosa Relativa: Mostra que a saída de luz aumenta com a corrente, mas pode saturar ou degradar-se a correntes muito altas além do máximo nominal.
• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V): Demonstra a relação exponencial, crucial para projetar circuitos limitadores de corrente.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente: Ilustra como a saída de luz diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. A gestão térmica eficaz é fundamental para manter o brilho.
• Curva de Derating da Corrente Direta: Especifica a corrente direta máxima permitida em função da temperatura ambiente para evitar sobreaquecimento.
• Diagrama de Radiação: Um gráfico polar que visualiza a distribuição espacial da intensidade luminosa, confirmando o ângulo de visão de 130 graus.
• Distribuição Espectral: Um gráfico que traça a intensidade relativa em função do comprimento de onda, mostrando o comprimento de onda de pico e a largura espectral da luz branca emitida.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED segue uma pegada padrão SMD 1206. As dimensões-chave (em mm, tolerância ±0.1mm salvo indicação) incluem um comprimento do corpo de 3.2, largura de 1.6 e altura de 1.1. Os terminais do ânodo e do cátodo estão claramente marcados no encapsulamento. O padrão de land do PCB (design das pastilhas) recomendado é fornecido para garantir uma soldadura adequada e estabilidade mecânica.

5.2 Identificação da Polaridade

O lado do cátodo do LED é tipicamente marcado, muitas vezes com um tom esverdeado ou um entalhe no encapsulamento. A polaridade correta deve ser observada durante a montagem para garantir o funcionamento adequado.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Perfil de Soldadura por Reflow

É recomendado um perfil de reflow sem chumbo: Pré-aquecimento entre 150-200°C durante 60-120 segundos, seguido de um aumento de temperatura. O tempo acima do líquido (217°C) deve ser de 60-150 segundos, com uma temperatura de pico não excedendo 260°C por um máximo de 10 segundos. A taxa máxima de aumento é de 3°C/seg, e a taxa máxima de arrefecimento é de 6°C/seg. O reflow não deve ser realizado mais do que duas vezes.

6.2 Armazenamento e Manuseamento

Os LEDs são embalados num saco de barreira sensível à humidade com dessecante. O saco não deve ser aberto até os componentes estarem prontos para uso. Após a abertura, as peças não utilizadas devem ser armazenadas a ≤30°C e ≤60% de HR e usadas dentro de 168 horas (7 dias). Se este tempo for excedido ou o indicador de dessecante mudar de cor, é necessário um tratamento de baking a 60±5°C durante 24 horas antes do uso.

6.3 Nota de Projeto de Circuito

Crítico:Um resistor limitador de corrente externo deve ser sempre usado em série com o LED. A tensão direta tem um coeficiente de temperatura negativo, o que significa que um pequeno aumento na tensão pode causar um grande aumento, potencialmente destrutivo, na corrente se não for devidamente limitado por um resistor.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

O produto é fornecido em embalagem resistente à humidade. Os componentes são colocados em fita transportadora relevada com dimensões especificadas para uma largura padrão de 8mm. A fita é enrolada numa bobina de 7 polegadas de diâmetro, com 3000 peças por bobina. Os rótulos da bobina e do saco contêm informações-chave: Número de Peça do Cliente (CPN), Número do Produto (P/N), Quantidade (QTY), Classificação de Intensidade Luminosa (CAT), Classificação de Cromaticidade (HUE), Classificação de Tensão Direta (REF) e Número do Lote (LOT No).

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Iluminação de Fundo (Backlighting): Ideal para indicadores de painel de instrumentos, iluminação de interruptores e backlighting de símbolos devido ao seu amplo ângulo de visão e luz uniforme.
• Equipamento de Telecomunicações: Indicadores de estado e backlighting de teclado em dispositivos como telefones e máquinas de fax.
• Iluminação de Fundo Plana para LCD: Pode ser usado em matrizes para fornecer iluminação de fundo por borda para pequenos painéis LCD.
• Indicação de Uso Geral: Qualquer aplicação que requeira um indicador de estado branco, compacto, confiável e brilhante.

8.2 Considerações de Projeto

• Condução de Corrente: Opere sempre na ou abaixo da corrente contínua recomendada de 10mA. Use um resistor em série calculado com base na tensão de alimentação e na tensão direta do LED (usando o V_Fmáximo do bin para um projeto conservador).
• Gestão Térmica: Embora o encapsulamento seja pequeno, garanta uma área de cobre de PCB adequada ou vias térmicas se operar a altas temperaturas ambientes ou altos ciclos de trabalho para gerir a temperatura da junção e manter a saída luminosa e a longevidade.
• Proteção ESDImplemente proteção ESD básica nas linhas de entrada se o LED estiver numa área acessível ao utilizador, dada a sua classificação HBM de 150V.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs maiores do tipo lead-frame, o LED SMD 19-217 oferece vantagens significativas: uma pegada muito menor, permitindo maior densidade de empacotamento e miniaturização, peso reduzido e compatibilidade com processos de montagem totalmente automatizados, o que reduz o custo de fabrico. A sua combinação específica de cor branca pura (via InGaN), estrutura de binning bem definida e conformidade com os mais recentes padrões ambientais (Livre de Halogéneos, REACH) torna-o uma escolha adequada para projetos eletrónicos modernos e ecologicamente conscientes que requerem desempenho visual consistente.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

10.1 Porque é obrigatório um resistor limitador de corrente?

Os LEDs são dispositivos conduzidos por corrente. A sua característica I-V é muito íngreme; uma pequena alteração na tensão direta causa uma grande alteração na corrente. Sem um resistor em série para definir a corrente, pode ocorrer fuga térmica, levando a falha imediata ou redução da vida útil.

10.2 Posso usar este LED para iluminação contínua?

Sim, foi projetado para operação contínua até 10mA. Certifique-se de que a temperatura ambiente e o layout do PCB permitem uma dissipação de calor adequada para manter o brilho ao longo do tempo.

10.3 O que significam os códigos de bin (ex.: /CQ2R2TY) no número de peça?

Estes códigos especificam os bins de desempenho garantidos para essa encomenda específica. Eles definem a faixa de intensidade luminosa (ex.: R2), a faixa de tensão direta e as coordenadas de cromaticidade, garantindo que recebe LEDs com características fortemente agrupadas.

10.4 Como interpreto o diagrama de cromaticidade CIE na ficha técnica?

O diagrama mostra a gama da perceção de cor humana. As pequenas caixas quadriláteras desenhadas nele representam a variação de cor aceitável (bins C1-C4) para este LED "branco puro". Todas as unidades produzidas cairão dentro de uma destas regiões definidas.

11. Estudo de Caso de Projeto Prático

Cenário:Projetar um painel de controlo com 10 indicadores de estado LED brancos alimentados por uma linha de 5V.
Passo 1 - Seleção de Corrente:Escolha uma corrente de condução de 5mA (a condição de teste) para um bom brilho e longevidade.
Passo 2 - Cálculo do Resistor:Usando o V_Fmáximo do Bin 31 (3.00V) para um projeto conservador: R = (V_{alimentação}- V_F) / I_F= (5V - 3.0V) / 0.005A = 400 Ω. Um resistor padrão de 390 Ω ou 430 Ω seria adequado.
Passo 3 - Potência Nominal:Dissipação de potência do resistor: P = I²* R = (0.005)²* 400 = 0.01W. Um resistor padrão de 1/10W (0.1W) é mais do que adequado.
Passo 4 - Layout:Coloque os LEDs com orientação consistente. Se o espaço permitir, adicione pequenas pastilhas de alívio térmico conectadas a um plano de terra para ajudar na dissipação de calor.

12. Princípio de Funcionamento

Este LED é baseado na tecnologia de semicondutor InGaN (Nitreto de Gálio e Índio). Quando uma tensão direta que excede o limiar do díodo é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa do chip semicondutor, libertando energia na forma de fotões (luz). A composição específica das camadas de InGaN é projetada para produzir fotões que, quando combinados com a conversão de luz do fósforo amarelo dentro do encapsulamento (excitado pelo chip LED azul), resultam na perceção de luz "branca pura". O amplo ângulo de visão é alcançado através da lente de resina difusa amarela que dispersa a luz.

13. Tendências Tecnológicas

O mercado para LEDs SMD como o encapsulamento 1206 continua a evoluir para maior eficiência (mais lúmens por watt), índice de reprodução de cor (CRI) melhorado para LEDs brancos e tamanhos de encapsulamento ainda menores (ex.: 0805, 0603) para permitir uma maior miniaturização. Existe também um forte impulso da indústria para maior confiabilidade e tempos de vida operacional mais longos sob uma gama mais ampla de condições ambientais. A integração de regulação de corrente ou características de proteção a bordo do próprio encapsulamento LED é uma tendência emergente para um projeto de driver simplificado.