Ficha Técnica do LED SMD LTST-S115KETBKT - Dupla Cor (Vermelho/Azul) - Visão Lateral - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas de um LED de Montagem em Superfície (SMD) de dupla cor e visão lateral. Este componente é projetado para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB) e é adequado para aplicações onde o espaço é uma restrição crítica. O LED integra dois chips semicondutores distintos num único encapsulamento: um que emite no espectro vermelho e outro no espectro azul.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens deste LED incluem o seu formato miniatura, compatibilidade com equipamentos automatizados de pick-and-place e adequação aos processos de soldagem por refluxo infravermelho (IR). É construído com materiais sem chumbo (conformes à ROHS) e apresenta terminais estanhados para melhor soldabilidade. O dispositivo utiliza materiais semicondutores avançados: AlInGaP para o emissor vermelho e InGaN para o emissor azul, conhecidos pela sua alta eficiência e brilho.

As aplicações-alvo abrangem uma vasta gama de eletrónica de consumo e industrial. É particularmente adequado para indicação de estado, retroiluminação de teclados ou teclados numéricos, iluminação de símbolos e integração em micro-displays dentro de dispositivos como telemóveis, computadores portáteis, equipamentos de rede, eletrodomésticos e vários sistemas de automação de escritório.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Aprofundada

2.1 Classificações Absolutas Máximas

Estas classificações definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não é recomendado operar o LED em condições que excedam estes valores.

• Dissipação de Potência (Pd):A potência máxima permitida que pode ser dissipada como calor. O chip vermelho tem uma classificação de 62,5 mW, enquanto o chip azul tem uma classificação de 76 mW. Exceder este limite arrisca degradação térmica.
• Corrente Direta:São especificados dois limites de corrente. ACorrente Direta Contínua (IF)é a corrente contínua máxima: 25 mA para o chip vermelho e 20 mA para o chip azul. ACorrente Direta de Picoé uma corrente pulsada mais elevada (60 mA para vermelho, 100 mA para azul) permitida apenas em condições específicas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1 ms) por breves períodos.
• Intervalos de Temperatura:O dispositivo foi projetado para operar dentro de um intervalo de temperatura ambiente (Ta) de -20°C a +80°C. O armazenamento deve ser feito entre -30°C e +100°C.
• Condição de Soldagem:O componente pode suportar uma temperatura de pico de soldagem por refluxo infravermelho de 260°C por um máximo de 10 segundos, o que é padrão para processos de montagem sem chumbo.

2.2 Características Elétricas e Óticas

Estes parâmetros são medidos numa condição de teste padrão de Ta=25°C e uma corrente direta (IF) de 20 mA, salvo indicação em contrário. Eles definem o desempenho típico do dispositivo.

• Intensidade Luminosa (Iv):Esta é uma medida do brilho percebido da luz emitida. Para o chip vermelho, a intensidade varia de um mínimo de 45,0 mcd a um máximo de 180,0 mcd. Para o chip azul, o intervalo é de 28,0 mcd a 112,0 mcd. O valor real para uma unidade específica é determinado pelo seu rank de bin.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):Definido como o ângulo total no qual a intensidade luminosa é metade da intensidade medida no eixo central. Este LED apresenta um ângulo de visão muito amplo de 130 graus para ambas as cores, tornando-o adequado para aplicações que requerem ampla visibilidade.
• Parâmetros de Comprimento de Onda: Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λP)é o comprimento de onda no qual a potência ótica de saída é maior (tipicamente 631 nm para vermelho, 468 nm para azul).Comprimento de Onda Dominante (λd)é o comprimento de onda único que melhor representa a cor percebida, com intervalos mín/típ/máx especificados (ex.: 615-635 nm para vermelho).Largura a Meia Altura Espectral (Δλ)é a largura do espectro à metade da potência de pico, tipicamente 15 nm para vermelho e 20 nm para azul, indicando a pureza da cor.
• Tensão Direta (VF):A queda de tensão através do LED quando opera na corrente especificada. O chip vermelho tem um intervalo VF de 1,6V a 2,4V, enquanto o chip azul tem um intervalo mais elevado de 2,7V a 3,9V a 20 mA. Esta diferença deve-se às diferentes energias de bandgap dos materiais AlInGaP e InGaN.
• Corrente Reversa (IR):A corrente de fuga máxima quando uma tensão reversa (VR) de 5V é aplicada. É especificada como 10 μA máx. para ambos os chips. A ficha técnica alerta explicitamente que o dispositivo não foi projetado para operação reversa; este parâmetro é apenas para fins de teste.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção, os LEDs são classificados em bins de desempenho. Isto permite aos designers selecionar componentes com características rigidamente controladas.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa (Iv)

Os LEDs são agrupados com base na sua intensidade luminosa medida a 20 mA. Cada bin tem um valor mínimo e máximo, com uma tolerância de +/-15% dentro de cada bin.

• Bins do Chip Vermelho:P (45,0-71,0 mcd), Q (71,0-112,0 mcd), R (112,0-180,0 mcd).
• Bins do Chip Azul:N (28,0-45,0 mcd), P (45,0-71,0 mcd), Q (71,0-112,0 mcd).

3.2 Binning de Matiz (Comprimento de Onda Dominante)

Apenas para o chip azul, é realizada uma classificação adicional baseada no comprimento de onda dominante para controlar o tom de azul.

• Bins de Comprimento de Onda do Chip Azul:AC (465-470 nm), AD (470-475 nm). A tolerância para cada bin é de +/- 1 nm, garantindo um controlo de cor muito preciso.

4. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

4.1 Dimensões do Encapsulamento e Atribuição de Pinos

O LED está em conformidade com um contorno de encapsulamento padrão EIA. Todas as dimensões estão em milímetros com uma tolerância padrão de ±0,1 mm, salvo indicação em contrário. O encapsulamento é do tipo de visão lateral, o que significa que a emissão primária de luz é do lado do componente, não do topo. Isto é crucial para aplicações de retroiluminação onde a luz precisa de ser direcionada lateralmente.

A atribuição de pinos está claramente definida: Cátodo 1 (C1) está ligado ao ânodo do chip azul (configuração de ânodo comum é implícita, mas a ficha técnica especifica a atribuição de pinos para os chips). Cátodo 2 (C2) está ligado ao chip vermelho. A polaridade correta deve ser observada durante a montagem.

4.2 Pad de Fixação na PCB Recomendado e Direção de Soldagem

A ficha técnica inclui um diagrama mostrando o layout recomendado do pad de cobre na PCB. Seguir este layout é essencial para obter uma junta de solda fiável, um alinhamento adequado e uma dissipação de calor eficaz durante o processo de refluxo. O diagrama também indica a orientação correta do LED na fita em relação à PCB para montagem automatizada.

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

5.1 Parâmetros de Soldagem por Refluxo IR

Para processos de soldagem sem chumbo, é recomendado um perfil térmico específico. Os parâmetros-chave incluem uma zona de pré-aquecimento (150-200°C), um tempo máximo de pré-aquecimento de 120 segundos, uma temperatura máxima do corpo não excedendo 260°C, e um tempo nesta temperatura de pico limitado a 10 segundos no máximo. O LED não deve ser submetido a mais de dois ciclos de refluxo nestas condições.

5.2 Soldagem Manual

Se for necessária soldagem manual, deve-se ter extremo cuidado. A temperatura da ponta do ferro de soldar não deve exceder 300°C, e o tempo de contacto com o terminal do LED deve ser limitado a um máximo de 3 segundos. A soldagem manual deve ser realizada apenas uma vez por dispositivo.

5.3 Limpeza

Apenas agentes de limpeza especificados devem ser utilizados. Produtos químicos não especificados podem danificar o encapsulamento do LED. Se for necessária limpeza após a soldagem, o método recomendado é imergir o LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto.

6. Precauções de Armazenamento e Manuseio

6.1 Condições de Armazenamento

O armazenamento adequado é crítico para manter a soldabilidade e prevenir danos induzidos por humidade (efeito "popcorn") durante o refluxo.

• Embalagem Selada:Os LEDs na sua embalagem original à prova de humidade com dessecante devem ser armazenados a ≤30°C e ≤90% de Humidade Relativa (HR). A vida útil nestas condições é de um ano.
• Embalagem Aberta:Uma vez aberta a bolsa de barreira à humidade, o ambiente de armazenamento deve ser mais controlado: ≤30°C e ≤60% HR. Os componentes removidos da bolsa selada devem ser soldados por refluxo dentro de uma semana.
• Armazenamento Prolongado (Aberto):Para armazenamento além de uma semana, os LEDs devem ser colocados num recipiente selado com dessecante ou num dessecador purgado com azoto. Se armazenados abertos por mais de uma semana, é obrigatório um processo de "bake-out" a aproximadamente 60°C durante pelo menos 20 horas antes do processo de soldagem para remover a humidade absorvida.

6.2 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

O LED é sensível a descargas eletrostáticas e sobretensões. Devem ser observadas precauções adequadas de ESD durante o manuseio e montagem. Isto inclui o uso de pulseiras de aterramento, luvas antiestáticas e garantir que todo o equipamento e postos de trabalho estão devidamente aterrados.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

Os LEDs são fornecidos embalados para montagem automatizada. Estão montados em fita transportadora relevada com 8 mm de largura. Esta fita é enrolada em bobinas padrão de 7 polegadas (178 mm) de diâmetro. Cada bobina completa contém 3000 peças. Para quantidades inferiores a uma bobina completa, aplica-se uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças para lotes remanescentes. A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481.

7.2 Dimensões e Características da Bobina

São fornecidos desenhos mecânicos detalhados para a bobina e a fita. As características principais incluem: os bolsos vazios de componentes na fita são selados com uma fita de cobertura superior para proteger os componentes, e o número máximo permitido de componentes em falta consecutivos numa bobina é de dois, garantindo consistência de fornecimento para máquinas pick-and-place.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Ao projetar um circuito de acionamento, os diferentes requisitos de tensão direta (VF) dos chips vermelho e azul devem ser considerados. Um simples resistor em série para cada canal de cor é o método mais comum para limitar a corrente. O valor do resistor (R) é calculado usando a fórmula: R = (Vcc - VF_LED) / I_F, onde Vcc é a tensão de alimentação, VF_LED é a tensão direta do chip específico (use o valor máximo da ficha técnica para um projeto conservador) e I_F é a corrente direta desejada (não excedendo a classificação DC). Devido à diferença de tensão, o valor do resistor para o canal azul será tipicamente diferente do do canal vermelho, mesmo que se deseje a mesma corrente.

8.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa, um projeto térmico adequado na PCB contribui para a fiabilidade a longo prazo. Garantir que o layout recomendado do pad de solda é utilizado ajuda a dissipar o calor da junção do LED para a PCB. Deve ser evitado operar o LED na ou perto da sua classificação de corrente máxima num ambiente de alta temperatura ambiente, pois isto empurra a temperatura da junção para o seu limite.

8.3 Projeto Ótico

O perfil de emissão lateral é ideal para aplicações onde a luz precisa de ser acoplada a um guia de luz, iluminar lateralmente um painel ou indicar estado a partir do lado de um dispositivo. Os designers devem considerar o ângulo de visão de 130 graus ao projetar tubos de luz ou aberturas para garantir que o padrão de iluminação desejado seja alcançado.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar os chips vermelho e azul simultaneamente na sua corrente DC total (25mA e 20mA)?

R: A ficha técnica fornece classificações por chip. A dissipação de potência e os limites térmicos devem ser considerados para o calor combinado gerado. Geralmente é seguro se a potência total (Vf_red * 25mA + Vf_blue * 20mA) estiver dentro da capacidade de dissipação térmica geral do encapsulamento, mas a operação simultânea nas classificações máximas absolutas deve ser avaliada cuidadosamente, especialmente a altas temperaturas ambientes.

P: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?

R: O Comprimento de Onda de Pico (λP) é uma medição física do ponto mais alto do espectro. O Comprimento de Onda Dominante (λd) é um valor calculado a partir da colorimetria que melhor corresponde à perceção da cor pelo olho humano. O λd é mais relevante para aplicações onde a aparência de cor específica é crítica.

P: A corrente reversa é especificada a 5V. Posso usar este LED num circuito AC ou com proteção de polaridade reversa?

R: Não. A ficha técnica afirma explicitamente que o dispositivo não foi projetado para operação reversa. O teste de 5V é apenas para verificação de qualidade. Aplicar uma tensão reversa contínua, mesmo abaixo de 5V, não é recomendado e pode danificar o LED. Seria necessária proteção externa, como um diodo em paralelo, para acionamento AC ou bipolar.

P: Como seleciono o bin apropriado para a minha aplicação?

R: Escolha o bin de intensidade luminosa (Iv) com base no seu nível de brilho necessário e na necessidade de consistência entre unidades. Para o LED azul, selecione também o bin de comprimento de onda (matiz) se a consistência de cor for primordial. Usar um bin mais restrito (ex.: Q para intensidade) pode aumentar o custo, mas garante um desempenho mais uniforme na sua produção.