Folha de Dados Técnicos do LED SMD 19-117/T1D-AP2Q2QY/3T - Branco Puro - 5mA - 2.7-3.2V

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED de montagem em superfície (SMD) identificado como 19-117/T1D-AP2Q2QY/3T. Este componente é um LED monocromático de cor branca pura, projetado para processos modernos de montagem eletrónica. O seu encapsulamento SMD compacto oferece vantagens significativas face aos componentes tradicionais com terminais, permitindo o projeto de placas de circuito impresso (PCBs) mais pequenas, maior densidade de componentes e, em última análise, equipamentos finais mais compactos. A natureza leve do encapsulamento torna-o ainda mais adequado para aplicações miniaturas e portáteis.

1.1 Características Principais e Conformidade

O LED é fornecido em fita de 8mm enrolada numa bobina de 7 polegadas de diâmetro, sendo totalmente compatível com equipamentos automáticos padrão de pick-and-place para fabrico em volume elevado. Foi concebido para ser processado utilizando técnicas de soldagem por reflow por infravermelhos e por fase de vapor. O dispositivo é construído com materiais sem chumbo (Pb-free) e incorpora proteção contra Descargas Eletrostáticas (ESD). Cumpre regulamentações ambientais e de segurança fundamentais, incluindo a diretiva RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas) da UE, o regulamento REACH (Registo, Avaliação, Autorização e Restrição de Produtos Químicos) e é classificado como Livre de Halogéneos, com conteúdo de Bromo (Br) e Cloro (Cl) abaixo de 900 ppm cada e a sua soma abaixo de 1500 ppm.

1.2 Aplicações Alvo

Este LED é versátil e encontra utilização em várias funções de iluminação e indicação. As aplicações primárias incluem retroiluminação para painéis de instrumentos e botões de membrana. Em equipamentos de telecomunicações, pode servir como indicador de estado ou retroiluminação para dispositivos como telefones e máquinas de fax. Também é adequado para fornecer retroiluminação plana para ecrãs de cristais líquidos (LCDs), painéis de comutação e símbolos. A sua natureza de uso geral permite a utilização numa vasta gama de eletrónica de consumo e industrial onde é necessária uma fonte de luz branca compacta e fiável.

2. Análise Detalhada das Especificações Técnicas

Esta secção fornece uma análise detalhada dos limites e características elétricas, ópticas e térmicas do LED. Compreender estes parâmetros é crucial para um projeto de circuito fiável e para garantir o desempenho a longo prazo.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

As Especificações Máximas Absolutas definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Estas especificações são definidas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C e não devem ser excedidas em nenhuma condição de operação. Os limites principais são:

• Tensão Inversa (VR):5V. A aplicação de uma tensão de polarização inversa superior a esta pode danificar a junção semicondutora do LED.
• Corrente Direta Contínua (IF):10mA. Esta é a corrente DC máxima que pode passar pelo LED de forma contínua.
• Corrente Direta de Pico (IFP):100mA. Esta é a corrente pulsada máxima permitida, especificada com um ciclo de trabalho de 1/10 e uma frequência de 1 kHz. É adequada para flashes breves e de alta intensidade.
• Dissipação de Potência (Pd):40mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o dispositivo pode dissipar como calor, calculada como Tensão Direta (VF) × Corrente Direta (IF).
• Resistência a ESD (HBM):2000V. O dispositivo pode suportar descargas eletrostáticas até este nível de acordo com o Modelo do Corpo Humano (HBM), indicando uma boa robustez no manuseamento.
• Temperatura de Operação (Topr):-40°C a +85°C. A gama de temperaturas ambiente para a qual o LED foi projetado para funcionar.
• Temperatura de Armazenamento (Tstg):-40°C a +90°C. A gama de temperaturas para armazenar o dispositivo quando não está energizado.
• Temperatura de Soldagem:O encapsulamento pode suportar soldagem por reflow com uma temperatura de pico de 260°C por até 10 segundos, ou soldagem manual a 350°C por até 3 segundos.

2.2 Características Eletro-Ópticas

As Características Eletro-Ópticas são medidas a Ta=25°C e uma corrente de teste padrão (IF) de 5mA. Estas representam os parâmetros de desempenho típicos.

• Intensidade Luminosa (Iv):A saída de luz varia de um mínimo de 57,0 milicandelas (mcd) a um máximo de 112,0 mcd. O valor típico situa-se dentro desta gama, e são definidos bins específicos (ver Secção 3). A tolerância é de ±11%.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):O ângulo de visão típico, definido como o ângulo onde a intensidade cai para metade do seu valor de pico, é de 130 graus. Isto indica um padrão de emissão amplo e difuso, adequado para iluminação de área.
• Tensão Direta (VF):A queda de tensão no LED quando conduz 5mA varia tipicamente entre 2,70V e 3,20V. A tolerância é de ±0,05V. Este parâmetro é crítico para projetar o circuito de limitação de corrente.

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 cumpram requisitos específicos de brilho e elétricos para a sua aplicação.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

A saída luminosa é categorizada em três bins (P2, Q1, Q2) quando medida a IF=5mA:

• Bin P2:57,0 mcd (Mín.) a 72,0 mcd (Máx.)
• Bin Q1:72,0 mcd (Mín.) a 90,0 mcd (Máx.)
• Bin Q2:90,0 mcd (Mín.) a 112,0 mcd (Máx.)

O código de bin específico (por exemplo, Q2 na referência 19-117/T1D-AP2Q2QY/3T) indica a saída de luz mínima garantida para essa unidade em particular.

3.2 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é categorizada em cinco bins (29 a 33) a IF=5mA:

• Bin 29:2,70V a 2,80V
• Bin 30:2,80V a 2,90V
• Bin 31:2,90V a 3,00V
• Bin 32:3,00V a 3,10V
• Bin 33:3,10V a 3,20V

Este binning ajuda a projetar fontes de alimentação e a prever o consumo de corrente com maior precisão num lote de LEDs.

3.3 Binning de Coordenadas de Cromaticidade

A cor da luz branca é definida pelas suas coordenadas de cromaticidade (x, y) no diagrama CIE 1931. A folha de dados define seis bins (1 a 6), cada um especificando uma área quadrilátera no gráfico de cores. São fornecidas as coordenadas dos quatro cantos de cada bin. Isto garante que a luz branca emitida se situa dentro de um espaço de cor específico e controlado. A tolerância para estas coordenadas é de ±0,01.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Os dados gráficos fornecem uma visão mais profunda do comportamento do LED em condições variáveis.

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

A curva I-V mostra a relação exponencial entre corrente e tensão. Para este LED, a uma temperatura ambiente fixa de 25°C, a tensão direta aumenta à medida que a corrente aumenta. Esta curva é essencial para determinar o ponto de operação e o valor da resistência série necessária para obter uma corrente desejada.

4.2 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

Este gráfico demonstra como a saída de luz aumenta com a corrente direta. Normalmente mostra uma relação quase linear a correntes mais baixas, que pode saturar a correntes mais elevadas devido a efeitos térmicos e de eficiência. A curva é traçada numa escala semi-logarítmica, mostrando a intensidade de 10% a 1000% relativamente a uma linha de base.

4.3 Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

A eficiência do LED diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Esta curva traça a saída de luz relativa em função da temperatura ambiente (Ta). Normalmente mostra um pico próximo da temperatura ambiente, com a saída a diminuir à medida que a temperatura aumenta ou diminui significativamente. Isto é crítico para aplicações que operam em ambientes térmicos não ideais.

4.4 Curva de Derating da Corrente Direta

Para evitar sobreaquecimento, a corrente direta contínua máxima permitida deve ser reduzida à medida que a temperatura ambiente aumenta. Esta curva de derating especifica a corrente de operação segura para temperaturas ambiente acima de 25°C até à temperatura máxima de operação.

4.5 Distribuição Espectral

A curva de distribuição espectral de potência mostra a intensidade da luz emitida em cada comprimento de onda. Para um LED branco baseado num chip azul de InGaN com fósforo amarelo (como indicado no Guia de Seleção do Dispositivo), o espetro mostrará tipicamente um pico azul dominante do chip e uma emissão mais ampla amarela/verde do fósforo, combinando-se para produzir luz branca.

4.6 Padrão de Radiação

Um diagrama polar ilustra a distribuição espacial da intensidade luminosa. O diagrama fornecido, com valores de intensidade normalizados em vários ângulos, confirma o amplo ângulo de visão de 130 graus, mostrando um padrão de emissão Lambertiano ou quase-Lambertiano onde a intensidade é máxima a 0 graus (perpendicular à superfície emissora) e diminui em direção aos lados.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

A folha de dados inclui um desenho mecânico detalhado do encapsulamento do LED. As dimensões principais incluem o comprimento, largura e altura totais, bem como o tamanho e posição das pastilhas de solda (ânodo e cátodo). O desenho especifica tolerâncias, tipicamente ±0,1mm salvo indicação em contrário. A interpretação correta deste desenho é vital para o projeto da pegada na PCB, garantindo uma soldagem e alinhamento adequados.

5.2 Identificação da Polaridade

O desenho do encapsulamento indica claramente qual a pastilha de solda que corresponde ao ânodo (positivo) e ao cátodo (negativo). Uma ligação de polaridade incorreta impedirá a iluminação do LED e pode exceder a especificação de tensão inversa.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Requisito de Limitação de Corrente

Crítico:Um resistor limitador de corrente externo (ou driver de corrente constante)deveser utilizado em série com o LED. A tensão direta do LED tem um coeficiente de temperatura negativo e uma pequena variação pode causar uma grande alteração na corrente devido às suas características de díodo. Operar sem controlo de corrente levará quase certamente a fuga térmica e falha rápida.

6.2 Armazenamento e Sensibilidade à Humidade

Os LEDs são embalados num saco de barreira resistente à humidade com dessecante para evitar a absorção de humidade atmosférica, que pode causar "popcorning" (fissuração do encapsulamento) durante a soldagem por reflow.

• Antes de Abrir:Armazenar a ≤ 30°C e ≤ 90% de Humidade Relativa (HR).
• Após Abrir:A "vida útil no chão de fábrica" (tempo que os componentes podem ser expostos às condições ambientais da fábrica) é de 1 ano a ≤ 30°C e ≤ 60% HR. As peças não utilizadas devem ser resseladas num saco à prova de humidade com dessecante novo.
• Secagem:Se o indicador de dessecante mostrar saturação ou se o tempo de exposição for excedido, os componentes devem ser secos a 60 ± 5°C durante 24 horas para remover a humidade antes da soldagem.

6.3 Perfil de Soldagem por Reflow

É fornecido um perfil de temperatura de reflow sem chumbo recomendado:

• Pré-aquecimento:Rampa de temperatura ambiente para 150-200°C ao longo de 60-120 segundos.
• Estabilização/Pré-fusão:Manter acima de 217°C (o ponto de fusão da solda sem chumbo) durante 60-150 segundos.
• Reflow:A temperatura de pico não deve exceder 260°C, e o tempo acima de 255°C deve ser limitado a um máximo de 30 segundos. O tempo no pico real deve ser de no máximo 10 segundos.
• Arrefecimento:A taxa máxima de arrefecimento é especificada como 6°C/segundo.

Notas Importantes:A soldagem por reflow não deve ser realizada mais de duas vezes. Evitar stress mecânico no LED durante o aquecimento e não deformar a PCB após a soldagem, pois isto pode danificar as juntas de solda ou o próprio componente.

7. Informações de Embalagem e Encomenda

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada para manuseamento automático.

• Bobina:Bobina padrão de 7 polegadas (178mm) de diâmetro.
• Largura da Fita: 8mm.
• Passo e Quantidade dos Alvéolos:As dimensões da fita transportadora são especificadas para conter 3000 peças por bobina.
• Dimensões da Bobina:Desenhos detalhados mostram o diâmetro do núcleo da bobina, o diâmetro do flange e a largura total.

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da embalagem contém vários códigos:

• CPN:Número de Produto do Cliente (opcional).
• P/N:A referência completa do fabricante (por exemplo, 19-117/T1D-AP2Q2QY/3T).
• QTY:Quantidade embalada na bobina.
• CAT:Classificação do bin de Intensidade Luminosa (por exemplo, Q2).
• HUE:Classificação da coordenada de cromaticidade e do comprimento de onda dominante.
• REF:Classificação do bin de Tensão Direta (por exemplo, 29-33).
• LOT No:Número de lote para rastreabilidade.

8. Considerações de Projeto para Aplicação

8.1 Projeto do Circuito de Acionamento

O método de acionamento mais comum é um resistor em série. O valor do resistor (R) é calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_alimentação - VF) / IF. Escolha VF a partir da especificação máxima ou um valor conservador da gama do bin para garantir que a corrente não excede os limites mesmo com variações dos componentes. Por exemplo, com uma alimentação de 5V e usando VF_máx de 3,2V para uma IF alvo de 5mA: R = (5V - 3,2V) / 0,005A = 360Ω. O valor padrão mais próximo (por exemplo, 390Ω) seria selecionado, resultando numa corrente ligeiramente inferior. Para precisão ou tensões de alimentação variáveis, são recomendados drivers de corrente constante.

8.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa (máx. 40mW), uma gestão térmica eficaz na PCB ainda é importante para manter a saída de luz e a longevidade, especialmente em temperaturas ambiente elevadas ou quando acionado próximo da corrente máxima. Certifique-se de que a PCB tem uma área de cobre adequada ligada à pastilha térmica do LED (se existir) ou às pastilhas de solda para atuar como dissipador de calor. Siga a curva de derating da corrente para operação a temperaturas elevadas.

8.3 Integração Óptica

O amplo ângulo de visão de 130 graus torna este LED adequado para aplicações que requerem iluminação uniforme e difusa sobre uma área, como atrás de um guia de luz ou painel difusor. Para luz mais focada, seriam necessárias lentes ou refletores externos. A resina difusa amarela ajuda a dispersar a luz, contribuindo para o amplo ângulo de visão.

9. Comparação e Posicionamento Técnico

Este LED, com base nos seus parâmetros, está posicionado como uma fonte de iluminação branca de uso geral e baixa potência. Comparado com LEDs antigos de orifício passante, o seu formato SMD oferece economias de espaço significativas e eficiência de fabrico. No panorama dos LEDs brancos SMD, os seus principais diferenciadores são a combinação específica de uma tensão direta relativamente baixa (compatível com alimentações lógicas de 3,3V), intensidade luminosa moderada adequada para indicação e retroiluminação local, e conformidade com normas ambientais modernas (Livre de Halogéneos, sem chumbo). Não é um LED de alta potência ou alto brilho para iluminação primária, mas está otimizado para iluminação secundária e indicação de estado compacta e fiável.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

10.1 Que resistor preciso para uma alimentação de 3.3V?

Usando um VF conservador de 3,2V e uma IF alvo de 5mA: R = (3,3V - 3,2V) / 0,005A = 20Ω. Esta é uma resistência muito pequena, e a corrente será altamente sensível a variações na VF e na tensão de alimentação. Recomenda-se utilizar um driver de corrente constante ou considerar o uso de uma corrente alvo mais baixa (por exemplo, 3-4mA) para sistemas de 3,3V, ou escolher um LED com um bin de VF mais baixo.

10.2 Posso acioná-lo com um sinal PWM para dimerização?

Sim, a modulação por largura de pulso (PWM) é um método excelente para dimerizar LEDs. Envolve ligar e desligar o LED a uma frequência suficientemente alta para ser impercetível ao olho humano (tipicamente >100Hz). A saída de luz média é proporcional ao ciclo de trabalho. Este método mantém a temperatura de cor melhor do que a dimerização analógica (redução de corrente). Certifique-se de que a corrente de pico em cada pulso não excede a especificação de Corrente Direta de Pico (IFP) de 100mA.

10.3 Por que a intensidade luminosa é dada em mcd em vez de lúmens?

Milicandelas (mcd) medem a intensidade luminosa, que é a quantidade de luz emitida numa direção particular. Lúmens medem o fluxo luminoso total (saída de luz em todas as direções). Para um componente direcional como um LED com um ângulo de visão definido, mcd é uma especificação comum. O fluxo luminoso pode ser aproximado se o padrão de radiação for conhecido, mas para fins de comparação e indicação, mcd é o padrão.

10.4 O que significa "T1D" na referência do componente?

Embora não seja explicitamente decifrado nesta folha de dados, nas convenções de nomenclatura comuns da indústria para tais LEDs SMD, "T1" refere-se frequentemente ao tamanho/estilo do encapsulamento (uma pegada SMD específica de 2 pastilhas), e "D" pode referir-se à cor (Difuso) ou outra variante. Os parâmetros de desempenho críticos são definidos pelos códigos de bin subsequentes (AP2Q2QY).

11. Estudo de Caso de Implementação: Retroiluminação de Botões de Painel

Cenário:Projetar a retroiluminação para um botão de painel automóvel que requer iluminação branca uniforme e de baixo nível através de um pequeno ícone.

Implementação:Um único LED 19-117 é colocado por baixo de uma tampa de botão translúcida. O LED é acionado a partir do sistema de 12V do veículo através de um resistor em série. O resistor é calculado para uma corrente segura de 8mA (abaixo do máximo de 10mA) usando uma VF elevada de 3,2V: R = (12V - 3,2V) / 0,008A = 1,1kΩ. Um resistor de 1,2kΩ é selecionado, resultando em ~7,3mA. O amplo ângulo de visão de 130 graus garante que o ícone é iluminado uniformemente sem pontos quentes. A gama de temperatura de operação do LED (-40°C a +85°C) cobre confortavelmente o ambiente automóvel. A conformidade sem chumbo e livre de halogéneos cumpre os padrões da indústria automóvel.

12. Princípio Tecnológico

Este LED branco opera com base no princípio da conversão por fósforo. O elemento semicondutor central é um chip de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN) que emite luz azul quando a corrente elétrica passa pela sua junção p-n (eletroluminescência). Esta luz azul não é emitida diretamente. Em vez disso, atinge uma camada de material fosforescente emissor de amarelo (por exemplo, Granato de Alumínio e Ítrio dopado com Cério, YAG:Ce) que é depositada sobre ou em torno do chip. O fósforo absorve uma parte dos fotões azuis e reemite fotões num amplo espetro na região amarela. A combinação da luz azul remanescente não absorvida e da luz amarela recém-gerada é percebida pelo olho humano como luz branca. As proporções específicas de azul e amarelo, controladas pela composição e espessura do fósforo, determinam a temperatura de cor correlacionada (CCT) da luz branca, que é gerida através do processo de binning de cromaticidade.

13. Tendências da Indústria

A tendência geral nos LEDs SMD para indicação e retroiluminação local continua a caminhar para maior eficiência (mais lúmens ou mcd por watt), o que permite uma saída mais brilhante com a mesma potência ou um consumo de energia reduzido para o mesmo brilho. Existe também uma tendência para melhorar a consistência da cor (binning mais apertado) e maior fiabilidade em condições adversas. A adoção de materiais de encapsulamento avançados melhora o desempenho térmico, permitindo correntes de acionamento mais elevadas na mesma pegada. Além disso, a integração com circuitos de controlo na placa (por exemplo, driver ICs no mesmo encapsulamento) é uma tendência crescente para simplificar o projeto do sistema. As normas de conformidade ambiental destacadas nesta folha de dados (RoHS, REACH, Livre de Halogéneos) tornaram-se requisitos básicos na indústria eletrónica global.