Ficha Técnica do LED SMD 16-216/T3D-AQ1R2TY/3T - Branco Puro - 2.6-3.0V - 25mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 16-216/T3D-AQ1R2TY/3T é um LED de montagem superficial (SMD) projetado para aplicações eletrónicas modernas e compactas. É um tipo monocromático, que emite luz branca pura, e é construído com materiais sem chumbo, garantindo conformidade com regulamentações ambientais como a RoHS. A sua principal vantagem reside no seu tamanho minúsculo, que facilita projetos de placas de circuito impresso (PCB) mais pequenos, maior densidade de componentes e, em última análise, contribui para o desenvolvimento de equipamentos finais mais compactos e leves.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

Os principais benefícios deste componente LED derivam da sua embalagem SMD. Em comparação com os LEDs tradicionais de terminais, oferece uma economia significativa de espaço no PCB, reduz os requisitos de armazenamento e é totalmente compatível com equipamentos de montagem automática pick-and-place, otimizando processos de fabrico de alto volume. Também é compatível com técnicas padrão de soldagem por refluxo infravermelho e de fase de vapor. Estas características tornam-no uma escolha ideal para aplicações onde a miniaturização, a redução de peso e a produção automatizada são críticas. Os seus mercados-alvo incluem eletrónica de consumo, interiores automóveis, telecomunicações e usos gerais de sinalização/retroiluminação.

2. Especificações Técnicas: Análise Objetiva Detalhada

Esta secção fornece uma análise objetiva e detalhada dos parâmetros elétricos, ópticos e térmicos do LED, conforme definido na ficha técnica. Compreender estes limites e as figuras de desempenho típicas é essencial para um projeto de circuito fiável.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

As Especificações Máximas Absolutas definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Estas não são condições para operação normal.

• Tensão Reversa (V_R):5 V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura da junção.
• Corrente Direta Contínua (I_F):25 mA. Esta é a corrente DC máxima que pode ser aplicada continuamente.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):100 mA. Isto é permitido apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, frequência 1 kHz).
• Dissipação de Potência (P_d):110 mW. Esta é a potência máxima que a embalagem pode dissipar a uma temperatura ambiente (T_a) de 25°C.
• Temperatura de Operação (T_opr):-40 a +85 °C. A faixa de temperatura ambiente para operação fiável.
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40 a +90 °C.
• Descarga Eletrostática (ESD) Modelo Corpo Humano (HBM):150 V. Isto indica uma sensibilidade moderada à eletricidade estática, exigindo precauções padrão de ESD durante o manuseio.
• Temperatura de Soldagem:O dispositivo pode suportar soldagem por refluxo com uma temperatura de pico de 260°C por até 10 segundos, ou soldagem manual a 350°C por até 3 segundos por terminal.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos numa condição de teste padrão de T_a= 25°C e representam o desempenho típico.

• Intensidade Luminosa (I_v):Varia de um mínimo de 72 mcd a um máximo de 180 mcd, com um valor típico implícito dentro desta faixa, quando alimentado a I_F= 5 mA. Aplica-se uma tolerância de ±11%.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):Um ângulo de visão típico amplo de 130 graus, indicando um padrão de emissão difuso adequado para iluminação de área e retroiluminação.
• Tensão Direta (V_F):Varia de 2,6 V (mín.) a 3,0 V (máx.) a I_F= 5 mA. É notada uma tolerância de ±0,05V. Este parâmetro é crucial para o cálculo do resistor limitador de corrente.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo de 50 µA quando uma tensão reversa de 5 V é aplicada.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins 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 saída luminosa é categorizada em quatro códigos de bin (Q1, Q2, R1, R2), cada um definindo uma faixa específica de milicandelas medida a I_F= 5 mA. Por exemplo, o bin Q1 cobre LEDs com intensidade de 72 a 90 mcd, enquanto o bin R2 cobre de 140 a 180 mcd.

3.2 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é classificada em quatro códigos (28, 29, 30, 31), cada um representando uma faixa de 0,1 V de 2,6-2,7V até 2,9-3,0V a I_F= 5 mA. Isto ajuda no projeto de fontes de alimentação e na previsão de variações de consumo de corrente.

3.3 Binning de Coordenadas de Cromaticidade

A cor branca pura é definida dentro do sistema de coordenadas de cromaticidade CIE 1931. A ficha técnica especifica seis códigos de bin (1 a 6) dentro do Grupo "A", cada um definido por uma área quadrilátera no gráfico CIE x,y. As coordenadas de cada canto do bin são fornecidas, com uma tolerância de ±0,01. Isto garante que a luz branca emitida caia dentro de um espaço de coloração controlado e consistente.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Os dados gráficos fornecem uma visão sobre o comportamento do LED sob condições variáveis, o que é vital para um projeto robusto.

4.1 Distribuição Espectral

A curva de intensidade luminosa relativa versus comprimento de onda mostra a saída espectral deste LED branco, que é tipicamente gerada por um chip LED azul combinado com um fósforo amarelo. O pico e a largura espectral influenciam a qualidade de cor percebida e o Índice de Reprodução de Cor (IRC).

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

Esta curva ilustra a relação não linear entre corrente e tensão. Mostra a tensão de ligação e como V_Faumenta com I_F. Estes dados são essenciais para a gestão térmica e o projeto do driver, pois quedas de tensão excessivas no LED convertem-se em calor.

4.3 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

Este gráfico mostra como a saída de luz aumenta com a corrente de acionamento. Geralmente é não linear, e operar acima da corrente recomendada pode resultar em retornos decrescentes em eficiência e acelerar a depreciação dos lúmens.

4.4 Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente

Esta curva demonstra o efeito de "quenching" térmico: à medida que a temperatura da junção aumenta, a saída luminosa tipicamente diminui. Compreender este derating é crítico para aplicações que operam em ambientes de alta temperatura.

4.5 Curva de Derating da Corrente Direta

Este gráfico define a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura ambiente. À medida que T_aaumenta, o I_Fmáximo permitido deve ser reduzido para evitar exceder a temperatura máxima da junção do dispositivo e a classificação de dissipação de potência.

4.6 Diagrama de Radiação

O padrão de radiação polar confirma visualmente o ângulo de visão de 130 graus, mostrando a distribuição angular da intensidade da luz.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

A ficha técnica fornece um desenho dimensional detalhado da embalagem do LED. As medidas-chave incluem o comprimento total, largura e altura, bem como os tamanhos e espaçamento dos terminais. Todas as tolerâncias são tipicamente ±0,1 mm, salvo indicação em contrário. Um padrão de solda sugerido para o PCB (layout dos terminais) é fornecido para referência, mas os projetistas são aconselhados a modificá-lo com base no seu processo de fabrico específico e requisitos de fiabilidade.

5.2 Identificação da Polaridade

O terminal do cátodo (negativo) é tipicamente identificado na embalagem, muitas vezes por uma marcação como um entalhe, ponto ou tonalidade verde. A orientação correta da polaridade durante a montagem é obrigatória para o funcionamento adequado.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio e soldagem adequados são críticos para manter a fiabilidade e o desempenho do dispositivo.

6.1 Limitação de Corrente

Um resistor limitador de corrente externo éobrigatório. A característica exponencial I-V do LED significa que um pequeno aumento na tensão pode causar um grande aumento na corrente, potencialmente destrutivo. O valor do resistor deve ser calculado com base na tensão da fonte, na tensão direta do LED (considerando o binning) e na corrente de operação desejada (não excedendo 25 mA contínuos).

6.2 Armazenamento e Sensibilidade à Umidade

Os LEDs são embalados num saco resistente à humidade com dessecante. O saco não deve ser aberto até que os componentes estejam prontos para uso. Se o saco for aberto, os componentes têm uma "vida útil no chão" de 1 ano em condições controladas (30°C/60% UR máx.). Exceder isto ou se o indicador de dessecante mudar de cor requer uma secagem a 60 ± 5°C durante 24 horas antes da soldagem por refluxo para evitar danos de "pipoca" devido à vaporização da humidade.

6.3 Perfil de Soldagem por Refluxo

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

• Pré-aquecimento:150-200°C durante 60-120 segundos.
• Tempo Acima do Líquido (217°C):60-150 segundos.
• Temperatura de Pico:260°C máximo, mantida por não mais de 10 segundos.
• Taxas de Aquecimento/Arrefecimento:Máximo de 6°C/seg de aquecimento e 3°C/seg de arrefecimento acima de 255°C.

A soldagem por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes. Evite stress mecânico na embalagem durante o aquecimento e arrefecimento.

6.4 Soldagem Manual e Retrabalho

Se a soldagem manual for necessária, use um ferro de soldar com temperatura da ponta abaixo de 350°C e aplique calor a cada terminal por não mais de 3 segundos. Use um ferro de baixa potência (25W máx.) e permita um intervalo de arrefecimento de pelo menos 2 segundos entre terminais. O retrabalho é fortemente desencorajado. Se for inevitável, deve ser usado um ferro de soldar de dupla cabeça especializado para aquecer simultaneamente ambos os terminais para remoção, e o efeito nas características do LED deve ser avaliado previamente.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

Os componentes são fornecidos em fita transportadora relevada de 8mm de largura enrolada numa bobina de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. Cada bobina contém 3000 peças. Dimensões detalhadas para os compartimentos da fita transportadora e da bobina são fornecidas na ficha técnica.

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da bobina contém vários identificadores-chave:

• P/N:O número completo do produto.
• QTY:A quantidade de peças na bobina.
• CAT:O código do bin de Intensidade Luminosa (ex.: Q1, R2).
• HUE:O código do bin de Coordenadas de Cromaticidade (ex.: 1, 4).
• REF:O código do bin de Tensão Direta (ex.: 28, 30).
• LOT No:Número de lote para rastreabilidade.

Esta informação permite uma rastreabilidade precisa e a seleção de componentes classificados para produção.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Interiores Automóveis:Retroiluminação para instrumentos do painel, interruptores e painéis de controlo.
• Telecomunicações:Indicadores de estado e retroiluminação de teclado em telefones e máquinas de fax.
• Eletrónica de Consumo:Retroiluminação plana para pequenos ecrãs LCD, iluminação de interruptores e indicadores simbólicos.
• Indicação de Uso Geral:Estado de energia, indicadores de modo e iluminação decorativa em vários dispositivos eletrónicos.

8.2 Considerações de Projeto

• Gestão Térmica:Embora pequeno, o LED gera calor. Garanta uma área de cobre no PCB ou vias térmicas adequadas, especialmente quando operado perto da corrente máxima ou em altas temperaturas ambientes. Cumpra a curva de derating da corrente.
• Projeto Óptico:O amplo ângulo de visão de 130 graus proporciona boa visibilidade fora do eixo. Para luz focada, podem ser necessárias lentes externas ou guias de luz.
• Proteção ESD:Implemente controlos ESD padrão na área de montagem. Considere adicionar supressão de tensão transitória em linhas sensíveis se o ambiente da aplicação for propenso a estática.
• Restrições de Aplicação:A ficha técnica observa que este componente comercial padrão pode não ser adequado para aplicações de alta fiabilidade sem qualificação adicional. Estas incluem militar/aeroespacial, sistemas de segurança automóvel (ex.: airbags, travões) e equipamento médico crítico para a vida. Para tais usos, consulte o fabricante para variantes de produto projetadas e testadas para atender aos rigorosos padrões relevantes.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs maiores de orifício passante, a principal diferenciação deste LED SMD 16-216 é o seu fator de forma e compatibilidade com montagem automatizada. Permite uma miniaturização significativa. Dentro da categoria de LEDs SMD, os seus parâmetros-chave—como os bins específicos de intensidade luminosa, o amplo ângulo de visão e os bins de cromaticidade definidos para branco puro—permitem aos projetistas selecionar um componente com desempenho previsível para uma qualidade consistente do produto final. O sistema de binning detalhado é uma vantagem particular para aplicações que exigem correspondência apertada de brilho e cor entre múltiplas unidades.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

10.1 Qual valor de resistor devo usar?

O valor do resistor (R) é calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Use o V_Fmáximo da ficha técnica (3,0V) para um projeto conservador que garanta que a corrente nunca exceda o seu I_Falvo (ex.: 20 mA para uma margem de segurança abaixo dos 25 mA máx.). Para uma fonte de 5V: R = (5V - 3,0V) / 0,020 A = 100 Ω. Calcule sempre também a dissipação de potência no resistor: P = I_F²* R.

10.2 Por que a intensidade da luz diminui quando a placa esquenta?

Isto deve-se ao "quenching" térmico, uma propriedade fundamental dos semicondutores LED. À medida que a temperatura da junção aumenta, a eficiência quântica interna diminui, resultando numa menor saída luminosa. Isto é mostrado graficamente na curva "Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente". Um projeto térmico adequado mitiga este efeito.

10.3 Posso alimentá-lo com uma fonte de 3,3V sem resistor?

No.Mesmo que a tensão da fonte esteja próxima do V_Ftípico do LED, a falta de um resistor limitador de corrente é perigosa. Tolerâncias de fabrico e variações de temperatura significam que o V_Freal pode ser inferior a 3,3V, causando corrente excessiva. Um resistor (ou um driver de corrente constante) é sempre necessário para uma operação fiável e segura.

10.4 O que significam os códigos de bin (CAT, HUE, REF) no rótulo?

Estes códigos especificam o subgrupo de desempenho exato dos LEDs naquela bobina.CATé o bin de brilho (Intensidade Luminosa).HUEé o bin de cor (Cromaticidade).REFé o bin de tensão direta. Encomendar por códigos de bin específicos garante consistência no brilho, cor e comportamento elétrico ao longo da sua produção.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Cenário: Projetar um painel de indicadores de estado para um router de consumo.O painel tem 5 LEDs que mostram energia, internet, Wi-Fi e a atividade de duas portas Ethernet. Usar o LED 16-216 em branco puro proporciona um aspeto limpo e moderno. O projetista seleciona o bin R1 para intensidade (112-140 mcd) para garantir boa visibilidade, e o bin 29 para tensão (2,7-2,8V) para um consumo de corrente previsível. Uma linha de 5V está disponível no PCB. Usando o V_Fmáx. de 2,8V e um I_Falvo de 15 mA para longa vida e baixo calor, o valor do resistor é (5V - 2,8V) / 0,015A = 147 Ω (é escolhido um resistor padrão de 150 Ω). O layout do PCB usa as dimensões sugeridas para os terminais com uma pequena conexão de alívio térmico para um plano de terra para dissipação de calor. Os LEDs são colocados após todos os processos de refluxo de alta temperatura para outros componentes para minimizar a exposição térmica.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Os Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz através de eletroluminescência. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, os eletrões recombinam-se com as lacunas, libertando energia na forma de fotões. A cor da luz é determinada pela banda proibida de energia do material semicondutor. Este LED específico de "branco puro" é quase certamente um LED branco convertido por fósforo. Utiliza um chip semicondutor que emite luz azul (tipicamente InGaN). Esta luz azul excita parcialmente um revestimento de fósforo que emite amarelo no chip. A combinação da luz azul remanescente e da luz amarela emitida mistura-se para produzir luz percebida como branca pelo olho humano. As proporções específicas e a composição do fósforo determinam as coordenadas de cromaticidade exatas ("ponto de cor") no diagrama CIE.

13. Tendências Tecnológicas

O desenvolvimento de LEDs SMD como o 16-216 segue tendências mais amplas na eletrónica: miniaturização, maior eficiência e melhor capacidade de fabrico. As tendências em curso na indústria de LED incluem:

• Aumento da Eficiência (lm/W):Melhorias contínuas na eficiência quântica interna e técnicas de extração de luz levam a LEDs mais brilhantes com as mesmas ou menores correntes de acionamento.
• Melhoria da Qualidade da Cor:Avanços na tecnologia de fósforos permitem LEDs com Índice de Reprodução de Cor (IRC) mais alto e bins de temperatura de cor mais consistentes, proporcionando melhor qualidade de luz para ecrãs e iluminação.
• Maior Fiabilidade e Vida Útil:Melhorias nos materiais de embalagem e estruturas de gestão térmica estão a aumentar a vida operacional e a estabilidade dos LEDs, especialmente sob condições de alta temperatura e alta corrente.
• Mais Miniaturização:A procura por dispositivos mais pequenos continua, levando a embalagens com pegadas ainda menores e alturas de perfil mais baixas, mantendo ou melhorando o desempenho óptico.
• Soluções Integradas:Uma tendência para LEDs com resistores limitadores de corrente incorporados, diodos de proteção ou até circuitos integrados driver dentro da embalagem, simplificando o projeto de circuito para os utilizadores finais.

Estas tendências visam fornecer aos projetistas componentes mais capazes, fiáveis e fáceis de usar para uma gama cada vez mais ampla de aplicações.