Ficha Técnica do LED SMD de Visão Lateral Bicolor LTST-S326TGKFKT-5A - Dimensões do Pacote - Verde 2.8V / Laranja 1.9V - 76mW / 75mW

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas de um LED de montagem em superfície (SMD) bicolor de visão lateral. O componente integra dois chips semicondutores distintos dentro de um único pacote: um chip baseado em InGaN para emissão verde e um chip baseado em AlInGaP para emissão laranja. Este design permite soluções compactas para indicação de estado, retroiluminação e iluminação decorativa onde são necessários múltiplos sinais de cor a partir de um único ponto. O dispositivo é construído com uma lente "water-clear", maximizando a saída de luz, e apresenta terminais estanhados para melhor soldabilidade e conformidade com a RoHS.

O LED é fornecido em fita padrão da indústria de 8mm em bobinas de 7 polegadas, sendo totalmente compatível com equipamentos de montagem automatizada pick-and-place de alta velocidade. O seu design também é compatível com processos de soldagem por refluxo infravermelho (IR), facilitando a sua integração em linhas modernas de fabricação de placas de circuito impresso (PCB).

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os valores máximos absolutos definem os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Para operação confiável, estes limites nunca devem ser excedidos, mesmo momentaneamente.

• Dissipação de Potência (Pd):A dissipação de potência máxima permitida é de 76 mW para o chip verde e 75 mW para o chip laranja a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder este limite arrisca a degradação térmica da junção semicondutora.
• Corrente Direta:A corrente contínua DC direta máxima (IF) é de 20 mA para o chip verde e 30 mA para o chip laranja. Para operação pulsada, é permitida uma corrente de pico direta de 100 mA (verde) e 80 mA (laranja) sob um ciclo de trabalho estrito de 1/10 com uma largura de pulso de 0,1 ms. Este parâmetro é crítico para o projeto do circuito de acionamento, a fim de prevenir falhas induzidas por corrente.
• Faixas de Temperatura:A faixa de temperatura de operação é especificada de -20°C a +80°C. A faixa de temperatura de armazenamento é mais ampla, de -30°C a +100°C. Estas faixas garantem a integridade mecânica e química do LED sob várias condições ambientais.
• Condição de Soldagem:O dispositivo pode suportar soldagem por refluxo infravermelho com uma temperatura de pico de 260°C por uma duração máxima de 10 segundos. Esta é uma condição padrão para processos de solda sem chumbo (Pb-free).

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estas características são medidas na condição de teste padrão de Ta=25°C e uma corrente direta (IF) de 5 mA, salvo indicação em contrário. Elas definem o desempenho típico do dispositivo.

• Intensidade Luminosa (Iv):Esta é a medida primária da saída de luz. Para o chip verde, a intensidade luminosa típica varia de um mínimo de 28,0 mcd a um máximo de 180,0 mcd. Para o chip laranja, a faixa é de 11,2 mcd a 71,0 mcd. O valor real para uma unidade específica depende do seu código de binagem atribuído.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):Ambos os chips apresentam um amplo ângulo de visão de 130 graus (típico). Isto é definido como o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor medido no eixo central. Este ângulo amplo garante boa visibilidade a partir de várias perspectivas, o que é essencial para indicadores de visão lateral.
• Comprimento de Onda:O chip verde tem um comprimento de onda de emissão de pico típico (λP) de 530 nm e um comprimento de onda dominante típico (λd) de 527 nm. O chip laranja tem um comprimento de onda de emissão de pico típico de 611 nm e um comprimento de onda dominante de 605 nm. A meia-largura espectral (Δλ) é de 35 nm para o verde e 17 nm para o laranja, indicando a pureza espectral da luz emitida.
• Tensão Direta (VF):A 5 mA, a tensão direta típica é de 2,8 V para o chip verde (máx. 3,2 V) e 1,9 V para o chip laranja (máx. 2,3 V). Este parâmetro é crucial para calcular o valor do resistor em série em um circuito de acionamento a tensão constante, a fim de definir a corrente desejada.
• Corrente Reversa (IR):A corrente reversa máxima é de 10 μA para ambos os chips quando uma tensão reversa (VR) de 5V é aplicada. É explicitamente notado que o dispositivo não foi projetado para operação reversa; este teste é apenas para caracterização de fuga.

3. Explicação do Sistema de Binagem

Para gerenciar as variações de produção e permitir que os projetistas selecionem LEDs com desempenho consistente, os dispositivos são classificados em bins com base na intensidade luminosa.

3.1 Binagem de Intensidade do Chip Verde

Os LEDs verdes são categorizados em quatro bins (N, P, Q, R) com os seguintes valores mínimos e máximos de intensidade luminosa a 5 mA:
Bin N: 28,0 - 45,0 mcd
Bin P: 45,0 - 71,0 mcd
Bin Q: 71,0 - 112,0 mcd
Bin R: 112,0 - 180,0 mcd
Uma tolerância de +/-15% é aplicada a cada bin de intensidade.

3.2 Binagem de Intensidade do Chip Laranja

Os LEDs laranja são categorizados em quatro bins (L, M, N, P) com as seguintes faixas:
Bin L: 11,2 - 18,0 mcd
Bin M: 18,0 - 28,0 mcd
Bin N: 28,0 - 45,0 mcd
Bin P: 45,0 - 71,0 mcd
Uma tolerância de +/-15% também é aplicada a estes bins.

Este sistema de binagem permite uma seleção precisa com base nos requisitos de brilho da aplicação, garantindo consistência visual em matrizes ou produtos com múltiplos LEDs.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na ficha técnica (ex.: Fig.1, Fig.5), as suas implicações típicas são analisadas aqui com base na física padrão do LED e nos parâmetros fornecidos.

4.1 Corrente Direta vs. Intensidade Luminosa (Curva I-Iv)

A intensidade luminosa de um LED é aproximadamente proporcional à corrente direta em uma faixa significativa. Operar o chip verde na sua corrente DC máxima de 20 mA normalmente produziria uma saída de luz significativamente maior do que a condição de teste de 5 mA, embora a relação exata deva ser verificada na curva característica. O mesmo se aplica ao chip laranja a 30 mA. Os projetistas devem garantir que o aumento da dissipação de potência em correntes mais altas permaneça dentro do valor máximo absoluto.

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

A tensão direta tem uma relação logarítmica com a corrente. A VF especificada a 5 mA fornece um ponto de operação chave. À medida que a corrente aumenta, a VF aumentará ligeiramente. Esta relação não linear é importante para projetar drivers de corrente constante eficientes em comparação com circuitos simples limitados por resistor.

4.3 Dependência da Temperatura

O desempenho do LED é sensível à temperatura. Tipicamente, a intensidade luminosa diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. A tensão direta também diminui com o aumento da temperatura. Embora curvas específicas não sejam fornecidas, a faixa de temperatura de operação especificada de -20°C a +80°C indica os limites dentro dos quais as características publicadas são razoavelmente válidas. Para aplicações próximas dos extremos, pode ser necessário derating ou gerenciamento térmico.

4.4 Distribuição Espectral

Os comprimentos de onda de pico e dominante, juntamente com a meia-largura espectral, definem o ponto de cor. A emissão verde (centrada em ~527-530 nm) e a emissão laranja (centrada em ~605-611 nm) são distintas. A meia-largura mais estreita do chip laranja (17 nm vs. 35 nm para o verde) sugere uma cor laranja mais espectralmente pura e saturada.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

5.1 Dimensões do Pacote e Atribuição de Terminais

O dispositivo está em conformidade com um contorno de pacote padrão EIA. Desenhos dimensionais detalhados são fornecidos na ficha técnica, com todas as medidas em milímetros. As tolerâncias chave são tipicamente ±0,10 mm. A atribuição dos terminais é claramente definida: Cátodo 1 (C1) é para o chip laranja, e Cátodo 2 (C2) é para o chip verde. A configuração de ânodo comum é implícita, permitindo o controle independente de cada cor.

5.2 Layout Sugerido para as Ilhas de Solda

A ficha técnica inclui um padrão recomendado de ilhas de solda para o projeto do PCB. Seguir estas dimensões garante a formação adequada da junta de solda, estabilidade mecânica e dissipação de calor durante o processo de refluxo. Uma direção de soldagem sugerida também é indicada para promover um fluxo uniforme de solda.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

É fornecida uma sugestão detalhada para um perfil de refluxo IR adequado para processos sem chumbo. Este perfil tipicamente inclui:
1. Uma zona de pré-aquecimento para elevar gradualmente a temperatura do PCB e ativar o fluxo.
2. Uma zona de "soak" para equalizar a temperatura em toda a placa.
3. Uma zona de refluxo onde a temperatura atinge um pico máximo de 260°C por não mais de 10 segundos.
4. Uma zona de resfriamento. O perfil é baseado em padrões JEDEC para garantir confiabilidade.

6.2 Soldagem Manual

Se for necessária soldagem manual com ferro, a temperatura máxima recomendada da ponta é de 300°C, com um tempo de soldagem não superior a 3 segundos por junta. Isto deve ser realizado apenas uma vez para minimizar o estresse térmico no pacote do LED.

6.3 Limpeza

Se a limpeza for necessária após a soldagem, apenas solventes especificados devem ser usados. A ficha técnica recomenda imergir o LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto. Produtos químicos não especificados podem danificar a lente de epóxi ou o pacote.

6.4 Precauções contra Descarga Eletrostática (ESD)

O LED é sensível à eletricidade estática e a surtos de tensão. Controles ESD adequados devem ser implementados durante o manuseio e montagem. Isto inclui o uso de pulseiras aterradas, tapetes antiestáticos e garantir que todo o equipamento esteja devidamente aterrado.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

O dispositivo é embalado em fita transportadora em relevo de 8mm de largura. A fita é enrolada em bobinas padrão de 7 polegadas (178 mm) de diâmetro. Cada bobina completa contém 3000 peças. Para quantidades menores que uma bobina completa, é especificada uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças para os restantes. A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481.

7.2 Condições de Armazenamento

Pacote Selado:Os LEDs na bolsa original à prova de umidade com dessecante devem ser armazenados a ≤30°C e ≤90% de Umidade Relativa (UR). A vida útil recomendada nestas condições é de um ano.
Pacote Aberto:Uma vez que a bolsa de barreira de umidade é aberta, o ambiente de armazenamento não deve exceder 30°C e 60% UR. Os componentes removidos da embalagem original devem, idealmente, passar por refluxo IR dentro de uma semana. Para armazenamento mais longo fora da bolsa original, eles devem ser mantidos em um recipiente selado com dessecante ou em um dessecador de nitrogênio. Se armazenados por mais de uma semana, recomenda-se um "bake-out" a aproximadamente 60°C por pelo menos 20 horas antes da soldagem para remover a umidade absorvida e prevenir o "popcorning" durante o refluxo.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Indicadores de Estado:Ideal para painéis de equipamentos que requerem indicação de múltiplos estados (ex.: ligado=verde, espera=laranja, falha=ambos piscando).
• Eletrônicos de Consumo:Retroiluminação para botões ou logotipos em dispositivos como roteadores, equipamentos de áudio ou periféricos de jogos.
• Iluminação Interna Automotiva:Para iluminação ambiente interna não crítica ou displays de estado, observando a faixa de temperatura de operação.
• Painéis de Controle Industrial:Fornecendo status operacional claro e codificado por cores em sistemas de controle.

8.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Sempre use um resistor em série ou um driver de corrente constante para cada chip. Calcule o valor do resistor usando R = (Vcc - VF) / IF, onde VF é a tensão direta na corrente desejada (IF). Use a VF máxima da ficha técnica para um projeto conservador que garanta que a corrente nunca exceda o limite.
• Gerenciamento Térmico:Embora a dissipação de potência seja baixa, a operação contínua na corrente máxima em altas temperaturas ambientes pode exigir atenção ao layout do PCB para dissipação de calor, especialmente se vários LEDs estiverem agrupados.
• Design Visual:O amplo ângulo de visão de 130 graus facilita a visibilidade fora do eixo. Considere a cor da lente ("water clear") e o design do painel circundante para alcançar o efeito visual desejado e a mistura de luz se ambas as cores forem usadas simultaneamente.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Este LED bicolor de visão lateral oferece vantagens específicas em comparação com alternativas:

• vs. Dois LEDs Discretos:Economiza espaço no PCB, reduz a contagem de componentes e simplifica a montagem pick-and-place com um único número de peça.
• vs. LEDs RGB:Fornece uma solução mais simples e frequentemente mais econômica quando apenas duas cores específicas (verde e laranja) são necessárias, sem a complexidade de um driver de três canais.
• vs. LEDs de Montagem em Orifício (Through-Hole):O pacote SMD permite montagem totalmente automatizada, designs de perfil mais baixo e melhor confiabilidade, eliminando a soldagem manual e a dobra dos terminais.
• Características Principais:A combinação das tecnologias InGaN (para verde eficiente) e AlInGaP (para laranja eficiente) em um único pacote proporciona boa eficácia luminosa para ambas as cores. A conformidade com a RoHS e a compatibilidade com o refluxo sem chumbo são essenciais para a fabricação moderna.

10. Perguntas Frequentes (FAQs)

10.1 Posso acionar ambas as cores simultaneamente na sua corrente DC máxima?

Sim, mas você deve considerar a dissipação de potência total. Se ambos os chips forem acionados na sua corrente DC máxima (Verde: 20mA @ ~3,2V, Laranja: 30mA @ ~2,3V), a potência aproximada é (0,02A * 3,2V) + (0,03A * 2,3V) = 0,064W + 0,069W = 0,133W ou 133 mW. Isto excede as classificações Pd individuais (76mW, 75mW) e requer uma avaliação térmica cuidadosa do PCB e das condições ambientes para garantir que a temperatura da junção não exceda os limites seguros, potencialmente afetando a longevidade.

10.2 Qual é a diferença entre comprimento de onda de pico e comprimento de onda dominante?

O comprimento de onda de pico (λP) é o comprimento de onda no qual o espectro de emissão tem a sua intensidade mais alta. O comprimento de onda dominante (λd) é derivado do diagrama de cromaticidade CIE e representa o comprimento de onda único de uma luz monocromática pura que corresponderia à cor percebida do LED. O λd está mais intimamente relacionado à percepção de cor humana, enquanto o λP é uma medição física do espectro.

10.3 Como interpreto o código de binagem ao fazer um pedido?

O número de peça LTST-S326TGKFKT-5A provavelmente inclui ou implica códigos de binagem específicos para intensidade. Para garantir consistência no brilho da sua aplicação, você deve especificar os códigos de binagem desejados (ex.: Verde: Bin R para maior saída, Laranja: Bin P) ao fazer o pedido. Consulte o guia completo de pedidos do fabricante para o sistema de codificação exato.

10.4 É necessário um diodo de proteção reversa?

Embora o LED possa tolerar uma polarização reversa de 5V com apenas 10 μA de fuga, ele não foi projetado para operação reversa. Em circuitos onde transientes de tensão reversa são possíveis (ex.: cargas indutivas, hot-plugging), proteção externa, como um diodo em série ou uma configuração de ponte retificadora, é fortemente recomendada para prevenir danos.

11. Exemplos Práticos de Projeto e Uso

11.1 Indicador de Estado Duplo para Roteador de Rede

Cenário:Projetar um LED de status para um roteador para indicar "Ativo/Transferência de Dados" (verde) e "Inativo/Espera" (laranja).
Implementação:Conecte o ânodo comum a um barramento de 3,3V via um resistor limitador de corrente dimensionado para cada cor. Use dois pinos GPIO do microcontrolador do roteador, cada um conectado ao cátodo de uma cor via um transistor NPN de pequeno sinal ou um MOSFET. O firmware pode então ligar o LED verde durante a atividade de dados e o LED laranja durante os períodos de inatividade. O amplo ângulo de visão garante visibilidade de qualquer lugar da sala.

11.2 Indicador de Nível de Carga da Bateria

Cenário:Um indicador simples de carregador de 2 estágios: "Carregando" (laranja) e "Totalmente Carregado" (verde).
Implementação:As saídas de status do CI de gerenciamento de carga podem acionar diretamente os cátodos do LED (se forem capazes de afundar a corrente necessária) ou acionar transistores. Durante o carregamento, o LED laranja é iluminado. Quando o ciclo de carga é concluído, o CI desliga o acionamento do laranja e liga o acionamento do verde.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

Este LED utiliza dois sistemas diferentes de materiais semicondutores:

• InGaN (Nitreto de Gálio e Índio):Este material é usado para o chip emissor de luz verde. Variando a proporção de índio para gálio na liga, a banda proibida do semicondutor pode ser ajustada, o que determina diretamente o comprimento de onda da luz emitida quando os elétrons se recombinam com as lacunas através da banda proibida. O InGaN é conhecido por sua capacidade de produzir LEDs azuis, verdes e brancos eficientes.
• AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio):Este material é usado para o chip emissor de luz laranja. Da mesma forma, ajustando a composição desta liga quaternária, a banda proibida pode ser projetada para produzir luz nas regiões espectrais vermelha, laranja, amarela e verde. O AlInGaP é particularmente eficiente na faixa do vermelho ao laranja.

Em um pacote bicolor, estas duas estruturas de chip distintas são montadas em um quadro de terminais comum, conectadas por fios (wire-bonded) e encapsuladas em uma lente de epóxi transparente que protege os chips e atua como um elemento óptico.

13. Tendências de Desenvolvimento Tecnológico

O campo da tecnologia LED continua a evoluir, com tendências que impactam componentes como este:

• Aumento da Eficiência:Pesquisas em andamento visam melhorar a eficiência quântica interna (IQE) e a eficiência de extração de luz (LEE) dos materiais InGaN e AlInGaP, levando a maior intensidade luminosa para a mesma corrente de entrada ou menor consumo de energia para a mesma saída de luz.
• Miniaturização:A busca por dispositivos eletrônicos menores impulsiona pacotes de LED cada vez menores, mantendo ou melhorando o desempenho óptico.
• Melhoria da Consistência de Cor:Avanços no crescimento epitaxial e nos processos de binagem levam a tolerâncias mais apertadas no comprimento de onda dominante e na intensidade luminosa, reduzindo a variação de cor e brilho entre as unidades.
• Confiabilidade Aprimorada:Melhorias nos materiais de encapsulamento (epóxi, silicones) e tecnologias de fixação do chip (die attach) aumentam a capacidade do LED de suportar temperaturas mais altas, umidade e ciclagem térmica, estendendo a vida útil operacional.
• Inteligência Integrada:Uma tendência mais ampla é a integração de circuitos de controle (como drivers de corrente constante ou lógica simples) dentro do próprio pacote do LED, criando componentes "LED inteligente" que simplificam o projeto do sistema.