Ficha Técnica do LED SMD 19-219/T7D-AV1W1E/3T - Dimensões 1.6x0.8x0.77mm - Tensão 2.75-3.65V - Potência 110mW - Branco Puro - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 19-219/T7D-AV1W1E/3T é um LED de montagem em superfície compacto, projetado para aplicações eletrónicas modernas que requerem iluminação indicadora ou retroiluminação confiável numa pegada mínima.

1.1 Vantagens Principais e Posicionamento

Este componente LED oferece vantagens significativas em relação aos LEDs tradicionais de chassi. O seu principal benefício é o tamanho extremamente reduzido, o que permite o projeto de placas de circuito impresso (PCBs) mais pequenas, maior densidade de componentes, redução dos requisitos de espaço de armazenamento e, por fim, a criação de equipamentos finais mais compactos. A natureza leve do encapsulamento SMD torna-o particularmente adequado para aplicações miniaturas e portáteis onde o peso e o espaço são restrições críticas.

1.2 Mercados-Alvo e Aplicações

O LED SMD 19-219 é versátil e encontra utilização em várias áreas de aplicação principais:

• Equipamentos de Telecomunicações:Utilizado como indicadores de estado e para retroiluminação de teclas ou ecrãs em telefones e máquinas de fax.
• Tecnologia de Visualização:Ideal para retroiluminação plana de ecrãs de cristais líquidos (LCDs), bem como para iluminação de interruptores e símbolos em painéis de controlo.
• Indicação de Uso Geral:Adequado para uma vasta gama de eletrónica de consumo e industrial onde é necessária uma luz indicadora pequena, brilhante e fiável.

2. Análise Detalhada das Especificações Técnicas

Esta secção fornece uma análise objetiva e detalhada dos principais parâmetros técnicos do LED, que são essenciais para um projeto de circuito adequado e garantia de fiabilidade.

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 e deve ser evitado para um desempenho fiável.

• Tensão Inversa (V_R):5 V. Exceder esta tensão em polarização inversa pode causar ruptura da junção.
• Corrente Direta Contínua (I_F):25 mA. A corrente DC máxima que pode ser aplicada continuamente.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):100 mA. Isto é permitido apenas em condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 1/10 a 1 kHz.
• Dissipação de Potência (P_d):110 mW. A potência máxima que o encapsulamento pode dissipar a uma temperatura ambiente (T_a) de 25\u00b0C.
• Descarga Eletrostática (ESD) Modelo Corpo Humano (HBM):1000 V. Indica um nível moderado de sensibilidade à ESD; são necessários procedimentos de manuseamento adequados.
• Temperatura de Funcionamento (T_opr):-40 a +85 \u00b0C. A gama de temperaturas ambiente na qual o dispositivo é especificado para funcionar.
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40 a +90 \u00b0C.
• Temperatura de Soldagem:O dispositivo pode suportar soldagem por refluxo com uma temperatura de pico de 260\u00b0C por até 10 segundos, ou soldagem manual a 350\u00b0C por até 3 segundos por terminal.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a uma temperatura ambiente padrão de 25\u00b0C. São cruciais para prever o comportamento do LED numa aplicação.

• Intensidade Luminosa (I_v):Varia de um mínimo de 715 mcd a um máximo de 1420 mcd quando alimentado com a corrente de teste padrão de 20 mA. O valor específico é determinado pelo código de binning (V1, V2, W1).
• Ângulo de Visão (2\u03b8_1/2):Um amplo ângulo de visão típico de 130 graus, proporcionando um padrão de emissão amplo adequado para iluminação de área e indicadores.
• Tensão Direta (V_F):Varia de 2,75 V a 3,65 V a 20 mA. A gama exata é especificada pelo código de binning de tensão direta (5, 6, 7). Este parâmetro é crítico para projetar o circuito limitador de corrente.
• Corrente Inversa (I_R):Máximo de 50 \u00b5A quando aplicada uma polarização inversa de 5 V.

Notas Importantes:A ficha técnica especifica uma tolerância de \u00b111% na intensidade luminosa e \u00b10,05V na tensão direta para os valores de binning.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção, 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 características elétricas.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os LEDs são categorizados em três bins com base na sua intensidade luminosa medida a 20 mA:

• Bin V1:715 mcd (Mín.) a 900 mcd (Máx.)
• Bin V2:900 mcd (Mín.) a 1120 mcd (Máx.)
• Bin W1:1120 mcd (Mín.) a 1420 mcd (Máx.)

3.2 Binning de Tensão Direta

Os LEDs também são classificados de acordo com a sua queda de tensão direta a 20 mA:

• Bin 5:2,75 V (Mín.) a 3,05 V (Máx.)
• Bin 6:3,05 V (Mín.) a 3,35 V (Máx.)
• Bin 7:3,35 V (Mín.) a 3,65 V (Máx.)

3.3 Binning de Coordenadas de Cromaticidade

Para consistência de cor, a luz branca emitida é definida por coordenadas de cromaticidade no diagrama CIE 1931. A ficha técnica define seis bins (1 a 6), cada um especificando uma área quadrilátera no gráfico de cores definida por quatro pares de coordenadas (x, y). Isto garante que a luz branca emitida se situe dentro de um espaço de cor controlado. A tolerância para estas coordenadas é \u00b10,01.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui várias curvas características típicas que ilustram como o desempenho do LED varia com as condições de funcionamento.

4.1 Distribuição Espectral

Um gráfico mostra a intensidade luminosa relativa em função do comprimento de onda (\u03bb). Para um LED branco baseado em InGaN com fósforo amarelo (como indicado no Guia de Seleção do Dispositivo), esta curva normalmente mostraria um pico azul do chip LED e um pico amarelo mais amplo do fósforo, combinando-se para produzir luz branca.

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

Esta curva fundamental mostra a relação exponencial entre a corrente que flui através do LED e a tensão nos seus terminais. Destaca por que um dispositivo limitador de corrente (como um resistor ou um driver de corrente constante) é obrigatório, pois um pequeno aumento na tensão além do ponto de joelho causa um grande aumento, potencialmente destrutivo, na corrente.

4.3 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

Esta curva demonstra que a saída de luz é geralmente proporcional à corrente direta, mas a relação pode tornar-se sublinear a correntes muito altas devido à queda de eficiência e efeitos térmicos.

4.4 Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente

Este gráfico é crítico para compreender o desempenho térmico. Mostra como a intensidade luminosa diminui à medida que a temperatura ambiente (T_a) aumenta. Os projetistas devem considerar esta derating em aplicações com altas temperaturas ambientes.

4.5 Curva de Derating da Corrente Direta

Esta curva define a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura ambiente. À medida que a temperatura sobe, a corrente segura máxima deve ser reduzida para evitar exceder os limites de dissipação de potência do dispositivo e garantir fiabilidade a longo prazo.

4.6 Diagrama de Radiação

Um gráfico polar que ilustra a distribuição espacial da intensidade luminosa, confirmando o ângulo de visão típico de 130 graus.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED 19-219 tem uma pegada SMD compacta. As dimensões principais (em mm) incluem:

• Comprimento: 1,6 \u00b1 0,1
• Largura: 0,8 \u00b1 0,1
• Altura: 0,77 \u00b1 0,1

O desenho fornece vistas superior, lateral e inferior com medições detalhadas para a lente, terminais e estrutura interna.

5.2 Design das Ilhas de Solda e Identificação de Polaridade

É fornecida uma disposição recomendada das ilhas de solda para garantir soldagem fiável e gestão térmica adequada. A ilha do cátodo é claramente identificada no diagrama (normalmente marcada por um entalhe, um triângulo verde na fita ou uma forma de ilha diferente). As dimensões sugeridas para a ilha são 0,8mm x 0,55mm, mas são indicadas como referência que pode ser modificada com base em requisitos específicos de projeto da PCB.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseamento e soldagem adequados são vitais para a fiabilidade dos componentes SMD.

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

É especificado um perfil de temperatura de refluxo sem chumbo detalhado:

• Pré-aquecimento:150\u2013200\u00b0C durante 60\u2013120 segundos.
• Tempo Acima do Líquidus (217\u00b0C):60\u2013150 segundos.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260\u00b0C, mantida por um máximo de 10 segundos.
• Taxa de Aquecimento:Máximo de 6\u00b0C/segundo.
• Taxa de Arrefecimento:Máximo de 3\u00b0C/segundo.

Nota Crítica:A soldagem por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes no mesmo dispositivo.

6.2 Soldagem Manual

Se for necessária soldagem manual, a temperatura da ponta do ferro deve estar abaixo de 350\u00b0C e o tempo de contacto por terminal não deve exceder 3 segundos. Recomenda-se um ferro de soldar com potência nominal de 25W ou menos. Deve ser deixado um intervalo mínimo de 2 segundos entre a soldagem de cada terminal para evitar choque térmico.

6.3 Armazenamento e Sensibilidade à Umidade

Os LEDs são embalados num saco de barreira resistente à humidade com dessecante.

• Antes de Abrir:Armazenar a \u2264 30\u00b0C e \u2264 90% de Humidade Relativa (HR).
• Após Abrir (Vida Útil):1 ano a \u2264 30\u00b0C e \u2264 60% HR. As peças não utilizadas devem ser reembaladas numa embalagem à prova de humidade.
• Secagem:Se o indicador de dessecante mostrar absorção de humidade ou se o tempo de armazenamento for excedido, secar a 60 \u00b1 5\u00b0C durante 24 horas antes da utilização.

6.4 Precauções Críticas

• Proteção contra Sobrecorrente:Um resistor limitador de corrente ou circuito externo éabsolutamente obrigatório. A característica exponencial I-V do LED significa que uma pequena alteração na tensão causa uma grande alteração na corrente, levando à queima imediata sem proteção.
• Tensão Mecânica:Evitar aplicar tensão ao corpo do LED durante a soldagem ou na montagem final. Não deformar a PCB após a soldagem.
• Reparação:A reparação após a soldagem é fortemente desencorajada. Se for inevitável, deve ser utilizado um ferro de soldar de dupla cabeça especializado para aquecer simultaneamente ambos os terminais, prevenindo tensão mecânica nas juntas de solda.
• Precauções ESD:O produto é sensível à descarga eletrostática. Utilize procedimentos de manuseamento seguros contra ESD durante toda a fabricação.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada de 8mm de largura, padrão da indústria, enrolada numa bobina de 7 polegadas de diâmetro. Cada bobina contém 3000 peças. São fornecidas dimensões detalhadas para os compartimentos da fita transportadora e para a bobina.

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da bobina contém vários códigos essenciais para rastreabilidade e verificação:

• CPN:Número do Produto do Cliente
• P/N:Número do Produto do Fabricante (ex.: 19-219/T7D-AV1W1E/3T)
• QTY:Quantidade de Embalagem
• CAT:Classe de Intensidade Luminosa (ex.: V1, W1)
• HUE:Coordenadas de Cromaticidade & Classe de Comprimento de Onda Dominante (ex.: Bin 1-6)
• REF:Classe de Tensão Direta (ex.: Bin 5-7)
• LOT No:Número do Lote de Fabricação para rastreabilidade.

8. Considerações de Projeto para Aplicação

8.1 Projeto do Circuito

Ao integrar este LED, o passo mais crítico é o cálculo do resistor limitador de corrente em série. O valor do resistor (R_s) pode ser aproximado usando a Lei de Ohm: R_s= (V_supply- V_F) / I_F. Utilize o V_Fmáximo do bin selecionado (ou o máximo absoluto de 3,65V para um projeto conservador) e a corrente de acionamento desejada (não excedendo 25 mA contínuos). Calcule sempre também a potência nominal do resistor: P_R= (I_F)²* R_s.

8.2 Gestão Térmica

Embora pequeno, o LED gera calor. Para uma longevidade ótima e saída de luz estável:

• Cumpra a curva de derating da corrente direta a altas temperaturas ambientes.
• Certifique-se de que a PCB tem área de cobre adequada conectada às ilhas térmicas (se existirem) ou aos trilhos do cátodo/ânodo para atuar como dissipador de calor.
• Evite colocar o LED perto de outros componentes geradores de calor.

8.3 Integração Óptica

O amplo ângulo de visão de 130 graus torna-o adequado para aplicações que requerem iluminação ampla e uniforme. Para luz mais focada, podem ser necessárias lentes externas ou guias de luz. A resina difusa amarela ajuda a obter uma aparência mais uniforme.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O LED 19-219 diferencia-se principalmente pela combinação de um fator de forma muito pequeno (pegada de 1,6x0,8mm) e intensidade luminosa relativamente alta (até 1420 mcd). Comparado com LEDs SMD maiores (ex.: 3528, 5050), oferece economia de espaço superior. Comparado com LEDs chip ainda mais pequenos, pode oferecer manuseamento e soldagem mais fáceis devido ao seu encapsulamento definido. A sua conformidade com as normas RoHS, REACH e Livre de Halogéneos torna-o adequado para mercados globais com regulamentações ambientais rigorosas.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

10.1 Por que um resistor limitador de corrente é absolutamente necessário?

A tensão direta (V_F) de um LED não é um valor fixo como uma bateria; tem uma tolerância e um coeficiente de temperatura negativo (diminui à medida que a junção aquece). Ligar um LED diretamente a uma fonte de tensão, mesmo ligeiramente acima da sua V_F, fará com que a corrente suba incontrolavelmente (fuga térmica), destruindo instantaneamente o dispositivo. O resistor fornece uma relação linear e previsível entre a tensão de alimentação e a corrente.

10.2 Posso alimentar este LED com uma fonte de 3.3V?

Possivelmente, mas é necessário um projeto cuidadoso. Como a gama de V_Fé de 2,75V a 3,65V, um LED do Bin 7 (V_F3,35-3,65V) pode não acender de todo a 3,3V, ou ficará muito fraco. Um LED do Bin 5 (V_F2,75-3,05V) funcionará, mas a margem de tensão (3,3V - V_F) é muito pequena, tornando a corrente altamente sensível a variações na V_Fe na tensão de alimentação. Um driver de corrente constante é altamente recomendado para um desempenho estável quando a tensão de alimentação está próxima da V_F.

10.3 O que significam os códigos de binning (ex.: W1, 6) para a minha aplicação?

Os códigos de binning garantem consistência dentro de um lote de produção. Se o seu projeto requer brilho uniforme em vários LEDs, deve especificar LEDs do mesmo bin de intensidade luminosa (ex.: todos W1). Se o seu projeto de circuito tem margens de tensão apertadas, especificar um bin de tensão direta (ex.: todos Bin 6) garante comportamento elétrico semelhante. Para aplicações críticas em termos de cor, especificar o bin de cromaticidade é essencial.

11. Estudo de Caso de Projeto e Utilização

Cenário: Projetar um painel de indicadores de estado para um módulo de sensor IoT compacto.

O módulo tem espaço limitado na PCB e é alimentado por uma ligação USB de 5V. Requer três LEDs de estado: Alimentação (fixa), Transmissão de Dados (intermitente) e Erro (intermitente).

1. Seleção de Componentes:O LED 19-219 é escolhido pela sua pegada minúscula, permitindo que todos os três LEDs caibam numa fila na borda da pequena PCB.
2. Projeto do Circuito:A alimentação é de 5V. Visando uma corrente de acionamento padrão de 20mA e usando o V_Fmáximo de 3,65V para um projeto conservador: R_s= (5V - 3,65V) / 0,020A = 67,5\u03a9. O valor de resistor padrão de 1% mais próximo é 68\u03a9. Dissipação de potência: P = (0,020^2)*68 = 0,0272W, portanto um resistor padrão de 1/10W (0,1W) é mais do que suficiente.
3. Layout da PCB:É utilizada a disposição recomendada das ilhas de solda. É mantida uma pequena área de exclusão em torno de cada LED para evitar fuga de luz. As ilhas do cátodo são ligadas ao plano de terra para uma ligeira melhoria térmica.
4. Controlo por Software:Os LEDs são acionados por pinos GPIO de um microcontrolador. As funções de intermitência são implementadas no firmware com atrasos apropriados.
5. Resultado:É alcançado um sistema indicador fiável, brilhante e eficiente em termos de espaço. Ao encomendar todos os LEDs do mesmo bin de luminosidade (ex.: V2), é garantida consistência visual.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

O LED 19-219 gera luz branca utilizando um método comum e eficiente para LEDs SMD. O núcleo do dispositivo é um chip semicondutor feito de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN), que emite luz na região azul do espetro quando a corrente elétrica passa por ele (eletroluminescência). Este chip LED azul é encapsulado num invólucro preenchido com uma resina epóxi transparente dopada com um material de fósforo emissor de amarelo. Parte da luz azul do chip é absorvida pelo fósforo, que depois a reemite como luz amarela. A luz azul não absorvida restante mistura-se com a luz amarela emitida, e o olho humano percebe esta combinação como luz branca. As proporções específicas do fósforo e as propriedades do chip azul determinam a temperatura de cor exata (branco frio, branco puro, branco quente) e as coordenadas de cromaticidade da luz emitida.

13. Tendências e Desenvolvimentos da Indústria

O mercado para LEDs SMD como o 19-219 continua a evoluir. As principais tendências incluem:

• Maior Eficiência (Lúmens por Watt):Melhorias contínuas na tecnologia de chips InGaN e formulações de fósforo estão a levar a uma maior eficácia luminosa, significando uma saída de luz mais brilhante para a mesma potência de entrada elétrica.
• Miniaturização:A procura por produtos finais mais pequenos impulsiona o desenvolvimento de LEDs com pegadas ainda mais reduzidas e perfis mais baixos, mantendo ou melhorando o desempenho óptico.
• Melhor Reprodução de Cor e Consistência:Avanços na tecnologia de fósforos e processos de binning mais rigorosos permitem LEDs com valores de Índice de Reprodução de Cor (CRI) mais altos e cor mais consistente de lote para lote, o que é crítico para retroiluminação de ecrãs e iluminação arquitetónica.
• Integração e Funcionalidades Inteligentes:Embora este seja um componente discreto, a tendência mais ampla da indústria é para módulos LED integrados que podem incluir drivers, controladores e interfaces de comunicação (como I2C) num único encapsulamento.
• Foco na Sustentabilidade:A conformidade com regulamentações ambientais (RoHS, REACH, Livre de Halogéneos) é agora um requisito padrão, e há um foco crescente na reciclabilidade dos materiais e na redução do uso de elementos de terras raras nos fósforos.