Ficha Técnica do LED SMD Bicolor LTST-C195KGKFKT - Dimensões do Pacote - Verde 2.0V Laranja 2.0V - 75mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas de um componente LED bicolor para montagem em superfície (SMD). O dispositivo integra dois chips emissores de luz distintos dentro de um único pacote padrão da indústria. Foi projetado para aplicações que requerem indicação em duas cores diferentes a partir de uma pegada compacta. As principais vantagens deste componente incluem a sua compatibilidade com processos de montagem automatizados, o alto brilho proveniente do material semicondutor avançado e a conformidade com regulamentações ambientais. É adequado para uma ampla gama de eletrônicos de consumo, painéis de instrumentação e aplicações de indicação de estado onde a economia de espaço e o desempenho confiável são críticos.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Máximas Absolutas

O dispositivo possui limites definidos para operação segura. Exceder estas especificações pode causar danos permanentes. A dissipação máxima de potência para cada chip de cor (Verde e Laranja) é de 75 mW a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. A corrente direta contínua máxima (DC) é de 30 mA por chip. Para operação pulsada, uma corrente direta de pico de 80 mA é permitida sob um ciclo de trabalho de 1/10 com uma largura de pulso de 0,1 ms. A tensão reversa máxima que pode ser aplicada é de 5 V. A faixa de temperatura de operação é de -30°C a +85°C, enquanto a faixa de temperatura de armazenamento é mais ampla, de -40°C a +85°C. Um fator de derating de 0,4 mA/°C aplica-se à corrente direta acima de 25°C, o que significa que a corrente contínua permitida diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta para gerenciar a carga térmica.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Os principais parâmetros de desempenho são medidos em Ta=25°C e uma corrente de teste (IF) de 20 mA. A tensão direta típica (VF) para os chips Verde e Laranja é de 2,0 V, com um máximo de 2,4 V. Esta baixa tensão direta é característica da tecnologia AlInGaP e contribui para a eficiência energética.

Desempenho Óptico:

• Chip Verde:A intensidade luminosa típica é de 35,0 mcd (milicandelas), com um mínimo de 18,0 mcd e um máximo definido pelo sistema de binning. Seu comprimento de onda de emissão de pico típico (λP) é de 574 nm, e o comprimento de onda dominante típico (λd) é de 571 nm.
• Chip Laranja:Oferece uma intensidade luminosa típica mais alta, de 90,0 mcd (mínimo de 45,0 mcd). Emite em um comprimento de onda mais longo, com um λP típico de 611 nm e um λd típico de 605 nm.

Ambos os chips compartilham um ângulo de visão (2θ1/2) muito amplo de 130 graus, proporcionando um padrão de luz difuso e amplo, adequado para visualização em ângulo aberto. A meia-largura espectral (Δλ) é de aproximadamente 15 nm para o Verde e 17 nm para o Laranja, indicando uma emissão de cor relativamente pura. Outros parâmetros elétricos incluem uma corrente reversa máxima (IR) de 10 µA em VR=5V e uma capacitância de junção típica (C) de 40 pF.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir a consistência no brilho, os LEDs são classificados em bins com base na intensidade luminosa medida a 20 mA. Cada bin possui uma faixa de intensidade mínima e máxima definida, com uma tolerância de +/-15% aplicada dentro de cada bin.

Bins de Intensidade Luminosa Verde:

• Bin M: 18,0 - 28,0 mcd
• Bin N: 28,0 - 45,0 mcd
• Bin P: 45,0 - 71,0 mcd

Bins de Intensidade Luminosa Laranja:

• Bin P: 45,0 - 71,0 mcd
• Bin Q: 71,0 - 112,0 mcd
• Bin R: 112,0 - 180,0 mcd
• Bin S: 180,0 - 280,0 mcd

Este sistema permite que os projetistas selecionem componentes com níveis de brilho previsíveis para sua aplicação, crucial para obter uma aparência uniforme em matrizes com múltiplos LEDs.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas características típicas que são essenciais para um projeto detalhado. Embora os gráficos específicos não sejam reproduzidos em texto, eles normalmente incluem:

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta:Mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, tipicamente em uma relação quase linear dentro da faixa de operação.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta:Ilustra a característica IV da junção do diodo.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demonstra o derating térmico da saída de luz, que geralmente diminui à medida que a temperatura aumenta.
• Distribuição Espectral:Gráficos mostrando a potência radiante relativa versus comprimento de onda para cada cor, destacando os comprimentos de onda de pico e dominante.

Estas curvas são críticas para projetar circuitos de acionamento, gerenciar o desempenho térmico e entender a estabilidade da cor sob diferentes condições de operação.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

O dispositivo está em conformidade com um contorno de pacote padrão EIA. As notas dimensionais principais especificam que todas as dimensões estão em milímetros, com uma tolerância geral de ±0,10 mm, salvo indicação em contrário. O componente apresenta uma lente transparente, que permite que a cor nativa do chip (verde ou laranja) seja vista diretamente. A atribuição dos terminais para a função bicolor é claramente definida: os terminais 1 e 3 são para o chip Verde, enquanto os terminais 2 e 4 são para o chip Laranja. Esta configuração de 4 terminais permite o controle independente das duas cores. O dispositivo é fornecido embalado em fita de 8 mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, compatível com equipamentos padrão de pick-and-place automatizado.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfis de Soldagem por Refluxo

Dois perfis de refluxo por infravermelho (IR) sugeridos são fornecidos: um para o processo de solda normal (estanho-chumbo) e outro para o processo de solda sem chumbo (SnAgCu). O perfil sem chumbo é obrigatório ao usar pasta de solda sem chumbo. O parâmetro chave para a soldagem por infravermelho é uma temperatura de pico de 260°C mantida por no máximo 5 segundos. As taxas detalhadas de pré-aquecimento e rampa de aquecimento/resfriamento são tipicamente ilustradas nos gráficos de perfil.

6.2 Armazenamento e Manuseio

Os LEDs devem ser armazenados em um ambiente que não exceda 30°C e 70% de umidade relativa. Os componentes removidos de sua embalagem original à prova de umidade devem passar pela soldagem por refluxo IR dentro de uma semana. Para armazenamento mais longo fora da embalagem original, eles devem ser mantidos em um recipiente selado com dessecante ou em uma atmosfera de nitrogênio. Se armazenados desembalados por mais de uma semana, é necessário um bake-out a aproximadamente 60°C por pelo menos 24 horas antes da montagem para remover a umidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" durante o refluxo.

6.3 Limpeza

Se a limpeza após a soldagem for necessária, apenas solventes especificados devem ser usados. Produtos químicos não especificados podem danificar o pacote plástico. Métodos aceitáveis incluem imersão em álcool etílico ou álcool isopropílico à temperatura normal por menos de um minuto.

7. Embalagem e Informações de Pedido

A embalagem padrão é uma bobina de 7 polegadas contendo 4000 unidades. Uma quantidade mínima de pedido de 500 unidades está disponível para quantidades remanescentes. O sistema de fita e bobina está em conformidade com as especificações ANSI/EIA 481-1-A-1994. Os compartimentos vazios na fita carregadora são selados com uma fita de cobertura superior. As especificações de qualidade permitem um máximo de dois componentes ausentes consecutivos em uma bobina. O número de peça LTST-C195KGKFKT segue o sistema de codificação interno do fabricante, identificando a variante bicolor específica.

8. Recomendações de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Projeto do Circuito de Acionamento

Os LEDs são dispositivos operados por corrente. Para garantir brilho uniforme ao acionar múltiplos LEDs em paralelo, é fortemente recomendado usar um resistor limitador de corrente em série com cada LED individual (Modelo de Circuito A). Acionar múltiplos LEDs em paralelo diretamente a partir de uma única fonte de corrente (Modelo de Circuito B) não é recomendado, pois pequenas variações nas características de tensão direta (Vf) entre LEDs individuais causarão diferenças significativas no compartilhamento de corrente e, consequentemente, no brilho.

8.2 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

O dispositivo é sensível à descarga eletrostática. Danos por ESD podem se manifestar como alta corrente de fuga reversa, baixa tensão direta ou falha em acender em baixas correntes. Medidas preventivas devem ser implementadas durante o manuseio e montagem:

• Use pulseiras condutoras ou luvas antiestáticas.
• Certifique-se de que todos os equipamentos, estações de trabalho e racks de armazenamento estejam devidamente aterrados.
• Use um ionizador para neutralizar a carga estática que pode se acumular na lente do LED devido ao atrito do manuseio.

8.3 Âmbito de Aplicação e Precauções

Este componente destina-se a equipamentos eletrônicos de uso geral. Para aplicações que requerem confiabilidade excepcional onde uma falha pode representar risco à vida ou à saúde (ex.: aviação, dispositivos médicos, sistemas de segurança), é necessária consulta ao fabricante do componente antes da incorporação ao projeto. Os projetistas devem aderir estritamente às Especificações Máximas Absolutas e às condições operacionais recomendadas descritas nesta ficha técnica.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

As principais características diferenciadoras deste componente são sua capacidade bicolor em um único pacote SMD e o uso da tecnologia semicondutora AlInGaP. O AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) é conhecido por fornecer alta eficiência luminosa e excelente pureza de cor, particularmente no espectro do âmbar ao vermelho, em comparação com tecnologias mais antigas. A integração de dois chips economiza espaço na placa e simplifica a montagem em comparação com o uso de dois LEDs monocromáticos separados. O amplo ângulo de visão de 130 graus é outra vantagem para aplicações que requerem ampla visibilidade.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Posso acionar os chips Verde e Laranja simultaneamente na sua corrente DC máxima de 30mA cada?

R: Sim, mas a dissipação total de potência deve ser considerada. A operação simultânea a 30mA cada resultaria em uma dissipação de potência combinada que se aproxima dos limites individuais. O gerenciamento térmico cuidadoso da PCB é aconselhado em tal caso de uso.

P: Qual é a diferença entre comprimento de onda de pico (λP) e comprimento de onda dominante (λd)?

R: O comprimento de onda de pico é o comprimento de onda no qual o espectro de emissão tem sua maior intensidade. O comprimento de onda dominante é derivado do diagrama de cromaticidade CIE e representa o comprimento de onda único de uma luz monocromática pura que seria percebida pelo olho humano como tendo a mesma cor da saída do LED. O λd é frequentemente mais relevante para a especificação de cor.

P: Como seleciono o bin correto para minha aplicação?

R: Escolha um bin com base no brilho mínimo exigido para o seu projeto sob as piores condições (ex.: temperatura máxima de operação, fim da vida útil). Usar um bin com uma intensidade mínima mais alta fornece uma margem de segurança de brilho. Para uma aparência consistente em várias unidades, especifique um único código de bin.

11. Exemplos Práticos de Projeto e Uso

Exemplo 1: Indicador de Estado Duplo:Um único LTST-C195KGKFKT pode substituir dois LEDs separados para indicar dois estados diferentes do sistema (ex.: Verde para "Pronto/Normal" e Laranja para "Espera/Aviso"). Isso economiza área na PCB e reduz a contagem de peças. O circuito de acionamento consistiria em duas redes independentes de resistores limitadores de corrente conectadas aos terminais apropriados (1/3 para Verde, 2/4 para Laranja), controladas por pinos GPIO do microcontrolador.

Exemplo 2: Indicador de Nível de Bateria em um Dispositivo Compacto:Em um dispositivo portátil, múltiplos LEDs bicolores poderiam ser usados em estilo de gráfico de barras. Cores diferentes poderiam indicar diferentes limiares de nível de bateria (ex.: Verde para >50%, Laranja para 20-50%, e ambos apagados para<20%). O amplo ângulo de visão garante que o indicador seja visível de vários ângulos.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz quando uma corrente elétrica passa por eles. Este fenômeno, chamado eletroluminescência, ocorre quando os elétrons se recombinam com lacunas de elétrons dentro do dispositivo, liberando energia na forma de fótons. O material específico do chip semicondutor determina a cor (comprimento de onda) da luz emitida. O sistema de material AlInGaP usado neste componente é particularmente eficiente na conversão de energia elétrica em luz visível na porção verde ao vermelho do espectro. O pacote bicolor contém dois chips semicondutores eletricamente isolados, cada um feito de material ajustado para emitir uma cor específica, alojados sob uma lente epóxi transparente comum.

13. Tendências e Desenvolvimentos Tecnológicos

A tendência geral na tecnologia de LED SMD continua em direção a maior eficiência (mais lúmens por watt), melhor reprodução de cor e maior densidade de potência em pacotes menores. Há também um forte impulso para a adoção mais ampla de materiais e processos sem chumbo e em conformidade com a RoHS em toda a indústria eletrônica, o que este componente suporta. A integração de múltiplas funções (como bicolor ou RGB) em pacotes únicos atende à demanda por miniaturização e simplicidade de projeto na eletrônica moderna. Avanços na tecnologia de fósforos e no projeto de chips continuam a expandir os limites de brilho e estabilidade de cor em relação à temperatura e à vida útil.