Folha de Dados Técnicos do LED SMD Bicolor LTST-S115KFKGKT-5A - Pacote de Visão Lateral - Laranja/Verde - 5mA

1. Visão Geral do Produto

O LTST-S115KFKGKT-5A é um LED de Montagem em Superfície (SMD) bicolor de visão lateral, especificamente projetado para aplicações que requerem soluções compactas de retroiluminação, como em painéis LCD. Este componente integra dois chips semicondutores distintos em um único encapsulamento: um que emite no espectro laranja e outro no espectro verde. O seu propósito principal de design é fornecer uma fonte de luz confiável, brilhante e que economiza espaço, compatível com os processos modernos de montagem automatizada.

As principais vantagens deste LED incluem a sua conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), classificando-o como um produto ecológico. Utiliza a tecnologia de chip ultrabrilhante AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para ambas as cores, conhecida pela alta eficiência e boa pureza de cor. O dispositivo é embalado em fita de 8mm enrolada em carretéis de 7 polegadas de diâmetro, tornando-o totalmente compatível com equipamentos automáticos de pick-and-place de alta velocidade. Além disso, é projetado para suportar processos padrão de soldagem por refluxo infravermelho (IR), facilitando a sua integração em montagens de placas de circuito impresso (PCB).

O mercado-alvo abrange eletrônicos de consumo, instrumentação industrial e interiores automotivos, onde LEDs de emissão lateral são cruciais para retroiluminação de displays com iluminação de borda, painéis indicadores e iluminação de status em espaços confinados.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Operar o dispositivo além destes limites pode causar danos permanentes. Todas as classificações são especificadas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Dissipação de Potência (Pd):75 mW máximo por chip de cor.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):80 mA, permitida apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms). Esta classificação é para eventos transitórios, não para operação contínua.
• Corrente Direta Contínua (I_F):30 mA máximo para operação confiável de longo prazo.
• Tensão Reversa (V_R):5 V máximo. Exceder esta tensão em polarização reversa pode danificar a junção do LED. A operação contínua sob tensão reversa é proibida.
• Faixa de Temperatura de Operação:-30°C a +85°C. O dispositivo é funcional dentro desta faixa de temperatura ambiente.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +85°C para condições não operacionais.
• Condição de Soldagem por Infravermelho:O encapsulamento pode suportar uma temperatura de pico de 260°C por no máximo 10 segundos durante a soldagem por refluxo, o que é padrão para processos de montagem sem chumbo (Pb-free).

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a Ta=25°C e uma corrente direta (I_F) de 5mA, que é uma condição comum de teste e operação.

• Intensidade Luminosa (I_V):
  • Chip Laranja:Mínimo 11,2 mcd, Valor típico não especificado, Máximo 71,0 mcd.
  • Chip Verde:Mínimo 4,5 mcd, Valor típico não especificado, Máximo 28,0 mcd.
  • A medição é realizada usando uma combinação de sensor e filtro que se aproxima da curva de resposta fotópica (CIE) do olho humano.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):130 graus típico para ambas as cores. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor de pico (axial), definindo a largura do feixe.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):O comprimento de onda no qual a potência espectral de saída é mais alta.
  • Laranja: 611 nm típico.
  • Verde: 574 nm típico.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):O comprimento de onda único percebido pelo olho humano que define a cor.
  • Laranja: 605 nm típico a I_F=5mA.
  • Verde: 571 nm típico a I_F=5mA.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):A largura de banda do espectro emitido na metade da sua intensidade máxima.
  • Laranja: 17 nm típico.
  • Verde: 15 nm típico.
• Tensão Direta (V_F):
  • Ambas as Cores: Típico 1,90 V, Máximo 2,30 V a I_F=5mA.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo 10 µA quando uma tensão reversa (V_R) de 5V é aplicada.

3. Explicação do Sistema de Binagem

Para garantir a consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros medidos.

3.1 Binagem de Intensidade Luminosa

Cor Laranja (@5mA):

Código Bin L: 11,2 - 18,0 mcd

Código Bin M: 18,0 - 28,0 mcd

Código Bin N: 28,0 - 45,0 mcd

Código Bin P: 45,0 - 71,0 mcd

Tolerância dentro de cada bin é de ±15%.

Cor Verde (@5mA):

Código Bin J: 4,5 - 7,1 mcd

Código Bin K: 7,1 - 11,2 mcd

Código Bin L: 11,2 - 18,0 mcd

Código Bin M: 18,0 - 28,0 mcd

Tolerância dentro de cada bin é de ±15%.

3.2 Binagem de Comprimento de Onda Dominante (Apenas Verde)

Código Bin B: 564,5 - 567,5 nm

Código Bin C: 567,5 - 570,5 nm

Código Bin D: 570,5 - 573,5 nm

Tolerância para cada bin de comprimento de onda é de ±1 nm. Nota: A binagem de comprimento de onda para laranja não é especificada nesta folha de dados.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A folha de dados referencia curvas características típicas que são essenciais para engenheiros de projeto. Embora os gráficos específicos não sejam reproduzidos em texto, as suas implicações são analisadas.

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta:Esta curva mostraria como a saída de luz aumenta com a corrente, tipicamente de forma sub-linear, destacando a importância da regulação de corrente sobre a condução por tensão para um brilho consistente.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta:Esta curva IV demonstra a relação exponencial do diodo, crucial para calcular valores de resistor em série ou projetar drivers de corrente constante.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:A saída de luz do LED geralmente diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Esta curva é vital para o gerenciamento térmico na aplicação para manter os níveis de brilho desejados.
• Distribuição Espectral:Gráficos mostrando a potência relativa versus comprimento de onda para os chips laranja e verde, ilustrando os comprimentos de onda de pico e dominante e a largura a meia altura espectral.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento e Atribuição de Pinos

O dispositivo está em conformidade com um pacote SMD de visão lateral padrão EIA. Desenhos dimensionais detalhados são fornecidos na folha de dados original com todas as medidas em milímetros. Notas mecânicas importantes incluem uma tolerância geral de ±0,10 mm, salvo indicação em contrário.

Atribuição de Pinos:

- Cátodo 1 (C1): Conectado ao chip Verde.

- Cátodo 2 (C2): Conectado ao chip Laranja.

O material da lente é transparente.

5.2 Layout de Pads de Solda Sugerido e Polaridade

Uma pegada de pad de solda recomendada é fornecida para garantir a fixação mecânica adequada e a confiabilidade da junta de solda durante o refluxo. Uma direção de soldagem sugerida também é indicada para minimizar o potencial tombamento (componente em pé em uma extremidade) durante o processo de refluxo. Os projetistas devem seguir estas diretrizes para um rendimento de montagem ideal.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

Um perfil de refluxo infravermelho (IR) sugerido é fornecido para processos de solda sem chumbo (Pb-free). Os parâmetros-chave incluem:

- Pré-aquecimento:150°C a 200°C.

- Tempo de Pré-aquecimento:Máximo 120 segundos.

- Temperatura de Pico:Máximo 260°C.

- Tempo Acima do Líquidus:O perfil de amostra mostra zonas críticas de tempo-temperatura, incluindo uma taxa de aquecimento recomendada, zona de imersão e taxa de resfriamento, em conformidade com os padrões JEDEC. O perfil na página 3 da folha de dados serve como um alvo genérico, mas é aconselhada a caracterização específica da placa.

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária:

- Temperatura do Ferro:Máximo 300°C.

- Tempo de Soldagem:Máximo 3 segundos por junta.

- Isto deve ser realizado apenas uma vez para evitar estresse térmico.

6.3 Limpeza

Apenas agentes de limpeza especificados devem ser usados. Produtos químicos não especificados podem danificar o encapsulamento do LED. Se a limpeza for necessária após a soldagem, recomenda-se a imersão em álcool etílico ou isopropílico à temperatura normal por menos de um minuto.

6.4 Condições de Armazenamento

Embalagem Selada (com dessecante):Armazenar a ≤30°C e ≤90% de Umidade Relativa (UR). Usar dentro de um ano.

Embalagem Aberta:Armazenar a ≤30°C e ≤60% UR. Para componentes fora de sua embalagem original por mais de uma semana, recomenda-se um cozimento a aproximadamente 60°C por pelo menos 20 horas antes da soldagem para remover a umidade e prevenir o \"efeito pipoca\" durante o refluxo.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações da Fita e Carretel

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora em relevo:

- Largura da Fita:8 mm.

- Diâmetro do Carretel:7 polegadas.

- Quantidade por Carretel:3000 peças.

- Quantidade Mínima de Pedido (MOQ):500 peças para quantidades remanescentes.

- Os compartimentos vazios na fita são selados com uma fita de cobertura superior. A embalagem está em conformidade com os padrões ANSI/EIA 481-1-A-1994. Um máximo de dois componentes ausentes consecutivos é permitido por especificação.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Retroiluminação LCD:Aplicação principal como fonte de luz de visão lateral para displays LCD pequenos e médios em eletrônicos de consumo, painéis de automóveis e painéis de controle industrial.
• Indicadores de Status:A capacidade bicolor permite múltiplos sinais de status (ex.: verde para \"ligado/pronto\", laranja para \"espera/aviso\") a partir de uma única pegada de componente.
• Iluminação do Painel Frontal:Iluminação para botões, interruptores ou símbolos onde a emissão lateral é necessária.

8.2 Considerações de Projeto

• Condução de Corrente:Sempre use um resistor limitador de corrente em série ou um circuito driver de corrente constante. Calcule o valor do resistor usando R = (V_fonte- V_F) / I_F, usando o V_Fmáximo da folha de dados para um projeto seguro.
• Gerenciamento Térmico:Embora a dissipação de potência seja baixa, garanta uma área de cobre adequada na PCB ou vias térmicas se operar em altas temperaturas ambientes ou próximo da corrente máxima para manter a saída de luz e a longevidade.
• Proteção ESD:Precauções padrão contra ESD devem ser observadas durante o manuseio e montagem, como com todos os dispositivos semicondutores.
• Projeto Óptico:O ângulo de visão de 130 graus deve ser considerado para o projeto do guia de luz ou difusor em aplicações de retroiluminação para alcançar iluminação uniforme.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Embora uma comparação direta com concorrentes não seja fornecida, as principais características diferenciadoras deste componente podem ser inferidas:

1. Dois Chips em um Único Encapsulamento:Economiza espaço na PCB e custo de montagem em comparação com o uso de dois LEDs monocromáticos separados.

2. Fator de Forma de Visão Lateral:Essencial para aplicações específicas de retroiluminação e iluminação de borda onde LEDs de emissão superior são inadequados.

3. Tecnologia AlInGaP:Oferece maior eficiência e melhor estabilidade térmica para cores laranja e vermelha em comparação com tecnologias mais antigas como GaAsP.

4. Compatibilidade com Refluxo:Projetado para linhas de montagem SMT modernas, ao contrário dos LEDs de orifício passante mais antigos que requerem soldagem manual.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P1: Posso acionar ambos os chips do LED simultaneamente na sua corrente contínua máxima (30mA cada)?

R: Não. A dissipação de potência máxima absoluta é de 75 mW por chip. A 30mA e um V_Ftípico de 1,9V, a dissipação de potência seria de 57mW, o que está dentro dos limites. No entanto, acionar ambos a 30mA simultaneamente exigiria uma consideração térmica cuidadosa do calor total gerado no pequeno encapsulamento. Geralmente é aconselhável operar abaixo dos valores máximos absolutos para confiabilidade.

P2: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?

R: O Comprimento de Onda de Pico (λ_P) é o ponto físico de maior saída espectral. O Comprimento de Onda Dominante (λ_d) é um valor calculado baseado na percepção de cor humana (gráfico CIE) e é o comprimento de onda único que melhor descreve a cor percebida. Eles são frequentemente próximos, mas não idênticos, especialmente para espectros mais amplos.

P3: Como interpreto os códigos de bin ao fazer um pedido?

R: Especifique os códigos de bin desejados para intensidade luminosa (para laranja e verde) e para comprimento de onda dominante (para verde). Por exemplo, pedir \"Bin Laranja P, Bin Verde M, Bin de Comprimento de Onda D\" lhe daria o laranja mais brilhante, um verde brilhante e um verde na extremidade de maior comprimento de onda da sua faixa. Isto garante a correspondência de cor e brilho na sua produção.

11. Estudo de Caso de Projeto Prático

Cenário:Projetando um indicador de status para um dispositivo portátil com uma única fonte de alimentação de 3,3V. O indicador deve mostrar verde para \"energia ligada\" e laranja para \"carregando\". O espaço é extremamente limitado.

Solução:Use o LTST-S115KFKGKT-5A. Projete um circuito driver com dois pinos GPIO de um microcontrolador.

- Conecte o GPIO1 ao cátodo Verde (C1) via um resistor limitador de corrente.

- Conecte o GPIO2 ao cátodo Laranja (C2) via outro resistor.

- Os ânodos comuns são conectados ao barramento de 3,3V.

Calcule o valor do resistor para um I_Falvo de 5mA (um valor comum para boa visibilidade com baixa potência): R = (3,3V - 1,9V) / 0,005A = 280 Ohms. Use o próximo valor padrão, 270 ou 300 Ohms. O microcontrolador pode drenar corrente puxando o pino GPIO para baixo para ligar o respectivo LED. Este projeto usa uma pegada de componente para duas cores, economizando espaço e simplificando a montagem.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

O LED é baseado no material semicondutor AlInGaP. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, elétrons e lacunas se recombinam, liberando energia na forma de fótons (luz). A cor específica (comprimento de onda) da luz emitida é determinada pela energia da banda proibida do material semicondutor. O AlInGaP permite o ajuste desta banda proibida para produzir cores no espectro vermelho, laranja, âmbar e amarelo-esverdeado com alta eficiência. O encapsulamento de visão lateral incorpora uma lente de plástico moldada que molda a saída de luz, fornecendo o amplo ângulo de visão de 130 graus adequado para aplicações de retroiluminação.

13. Tendências e Desenvolvimentos da Indústria

A tendência em LEDs SMD para retroiluminação e indicadores continua em direção a:

1. Maior Eficiência (lm/W):Reduzir o consumo de energia para dispositivos operados por bateria e atender regulamentações energéticas.

2. Melhor Consistência de Cor e Binagem:Tolerâncias de binagem mais apertadas para garantir aparência uniforme em displays sem calibração adicional.

3. Miniaturização:Tamanhos de encapsulamento ainda menores (ex.: 0402, 0201 métrico) para eletrônicos cada vez mais compactos.

4. Maior Confiabilidade e Vida Útil:Materiais e encapsulamentos aprimorados para suportar condições ambientais mais severas, especialmente em aplicações automotivas e industriais.

5. Soluções Integradas:Indo além de LEDs discretos simples em direção a módulos com drivers integrados, controladores e guias de luz.