Folha de Dados Técnicos do LED SMD Bicolor LTST-C295TBKFKT-5A - Dimensões do Pacote - Azul 3.2V / Laranja 2.3V - Altura 0.55mm - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas para o LTST-C295TBKFKT-5A, um componente LED de montagem superficial bicolor. O dispositivo integra dois chips LED distintos dentro de um único pacote ultrafino: um chip emissor de luz azul InGaN e um chip emissor de luz laranja AlInGaP. Este design permite soluções compactas para indicação de estado, retroiluminação e aplicações de sinalização múltipla onde o espaço é um fator crítico. O produto é projetado para compatibilidade com processos de montagem automatizados e soldagem por refluxo infravermelho padrão, tornando-o adequado para ambientes de fabricação de alto volume.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

A principal vantagem deste componente é a sua capacidade bicolor alojada em um perfil extrafino de 0,55mm. Isto permite sinalização visual sofisticada (por exemplo, diferentes estados indicados por cores diferentes) sem consumir área adicional na PCB. O uso dos materiais semicondutores ultrabrilhantes InGaN e AlInGaP garante alta intensidade luminosa. O dispositivo é compatível com RoHS e classificado como um produto verde. Os seus principais mercados-alvo incluem eletrónica de consumo, equipamentos de automação de escritório, dispositivos de comunicação e painéis de controlo industrial onde é necessária uma indicação confiável de múltiplos estados.

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress 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):Azul: 76 mW, Laranja: 75 mW. Esta é a potência máxima permitida que o LED pode dissipar como calor em condições DC a 25°C ambiente.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):Azul: 100 mA, Laranja: 80 mA. Esta é a corrente direta instantânea máxima permitida, tipicamente especificada em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0.1ms) para evitar sobreaquecimento.
• Corrente Direta Contínua (I_F):Azul: 20 mA, Laranja: 30 mA. Esta é a corrente direta contínua máxima recomendada para operação confiável a longo prazo.
• Limiar de Descarga Eletrostática (ESD) (HBM):Azul: 300V, Laranja: 1000V. A classificação do Modelo do Corpo Humano indica a sensibilidade do LED à eletricidade estática. O chip azul é mais sensível, exigindo precauções de manuseio ESD mais rigorosas.
• Faixas de Temperatura:Operação: -20°C a +80°C; Armazenamento: -30°C a +100°C.
• Condição de Soldagem por Infravermelhos:Suporta temperatura de pico de 260°C durante 10 segundos, o que é padrão para processos de refluxo sem chumbo (Pb-free).

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos e máximos/mínimos medidos em condições de teste padrão (Ta=25°C, I_F=5mA salvo indicação em contrário).

• Intensidade Luminosa (I_V):Para ambas as cores, a intensidade mínima é de 18.0 mcd e a máxima é de 45.0 mcd a 5mA. O valor típico não é especificado, situando-se dentro da faixa mín./máx.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):Um amplo ângulo de visão típico de 130 graus para ambas as cores, proporcionando um padrão de emissão amplo adequado para muitas aplicações de indicação.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):Azul: 468 nm (típico), Laranja: 611 nm (típico). Este é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é mais alta.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):Azul: 470 nm (típico), Laranja: 605 nm (típico). Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano, definindo o ponto de cor no diagrama de cromaticidade CIE.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):Azul: 20 nm (típico), Laranja: 17 nm (típico). Isto indica a pureza espectral ou largura de banda da luz emitida.
• Tensão Direta (V_F):Azul: 3.2V (máx. a 5mA), Laranja: 2.3V (máx. a 5mA). Este é um parâmetro crítico para o design do circuito, determinando a tensão de acionamento necessária e o valor do resistor em série.
• Corrente Reversa (I_R):10 µA (máx.) para ambas as cores a V_R= 5V. O dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa; este parâmetro é apenas para caracterização de fuga.

3. Explicação do Sistema de Binagem

A intensidade luminosa dos LEDs é classificada em bins para garantir consistência dentro de um lote de produção. A binagem é idêntica para os chips azul e laranja.

• Código de Bin M:Faixa de Intensidade Luminosa de 18.0 mcd a 28.0 mcd a 5mA.
• Código de Bin N:Faixa de Intensidade Luminosa de 28.0 mcd a 45.0 mcd a 5mA.
• Tolerância:Cada bin de intensidade tem uma tolerância de +/-15%. Isto significa que um LED rotulado como Bin M pode medir tão baixo quanto 15.3 mcd ou tão alto quanto 32.2 mcd e ainda estar dentro da especificação do bin M, embora tipicamente esteja centrado na faixa de 18-28 mcd.

Este sistema permite aos designers selecionar LEDs com níveis de brilho previsíveis. Para aplicações que requerem aparência uniforme, especificar um único código de bin é essencial.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora dados gráficos específicos sejam referenciados na folha de dados (páginas 6-7), as relações típicas podem ser descritas com base na física padrão do LED e nos parâmetros fornecidos.

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

A característica I-V é exponencial. Para o LED azul, a tensão direta é mais alta (~3.2V máx.) devido à banda proibida mais larga do sistema de material InGaN. O LED laranja AlInGaP tem uma tensão direta mais baixa (~2.3V máx.). A tensão aumentará ligeiramente com o aumento da temperatura da junção para uma dada corrente.

4.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

A intensidade luminosa é aproximadamente proporcional à corrente direta dentro da faixa de operação recomendada (até I_F=20/30mA). Acionar o LED acima da sua corrente DC máxima absoluta causará saturação não linear e degradação acelerada devido ao calor excessivo.

4.3 Dependência da Temperatura

O desempenho do LED é sensível à temperatura. À medida que a temperatura da junção aumenta, a intensidade luminosa tipicamente diminui. A tensão direta para uma dada corrente também diminui ligeiramente para a maioria dos materiais LED. Operar dentro da faixa de temperatura especificada (-20°C a +80°C) é crucial para manter o desempenho e a confiabilidade especificados.

5. Informações Mecânicas e de Pacote

5.1 Dimensões do Pacote e Atribuição de Pinos

O LED está alojado em um pacote SMD padrão da indústria. O desenho dimensional exato é fornecido na folha de dados. As características principais incluem uma altura total de 0.55mm, tornando-o adequado para aplicações muito finas. A atribuição dos pinos é a seguinte: Pinos 1 e 3 são para o ânodo/cátodo do chip Azul (InGaN), e Pinos 2 e 4 são para o ânodo/cátodo do chip Laranja (AlInGaP). A designação específica de ânodo/cátodo para cada par deve ser determinada a partir da marcação do pacote ou do diagrama de footprint.

5.2 Layout Sugerido para as Pastilhas de Solda

É fornecido um padrão de land recomendado (dimensões das pastilhas de solda) para garantir a formação adequada da junta de solda, estabilidade mecânica e alívio térmico durante o refluxo. Seguir esta diretriz ajuda a prevenir o tombamento (componente ficar em pé numa extremidade) e garante uma conexão elétrica confiável.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

É incluído um perfil de refluxo infravermelho sugerido para processos sem chumbo. Os parâmetros-chave incluem uma fase de pré-aquecimento (150-200°C, máx. 120 segundos), uma temperatura de pico não excedendo 260°C, e um tempo acima de 260°C limitado a um máximo de 10 segundos. O perfil é baseado em padrões JEDEC para garantir a integridade do pacote. O LED pode suportar este processo de refluxo no máximo duas vezes.

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, a temperatura do ferro de soldar não deve exceder 300°C, e o tempo de soldagem por pino deve ser limitado a um máximo de 3 segundos. A soldagem manual deve ser realizada apenas uma vez.

6.3 Armazenamento e Manuseio

Precauções ESD:O chip azul é sensível a ESD (300V HBM). Medidas antiestáticas adequadas (pulseiras, estações de trabalho aterradas) são obrigatórias durante o manuseio.
Sensibilidade à Umidade:LEDs em sacos selados à prova de umidade com dessecante têm uma vida útil de um ano quando armazenados a ≤30°C e ≤90% UR. Uma vez aberto o saco, os componentes devem ser armazenados a ≤30°C e ≤60% UR e usados dentro de uma semana. Se armazenados por mais tempo fora do saco original, recomenda-se um cozimento a 60°C por pelo menos 20 horas antes da soldagem para remover a umidade absorvida e prevenir o \"efeito pipoca\" durante o refluxo.

6.4 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldagem, apenas solventes especificados devem ser usados. Imersão do LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto é aceitável. Produtos químicos não especificados podem danificar o pacote plástico ou a lente.

7. Embalagem e Informações de Pedido

Os LEDs são fornecidos em embalagem de fita e carretel compatível com máquinas de pick-and-place automatizadas.

• Tamanho do Carretel:Carretel de 7 polegadas de diâmetro.
• Quantidade por Carretel:4000 peças.
• Quantidade Mínima de Pedido (MOQ):500 peças para quantidades remanescentes.
• Especificações da Fita:A fita transportadora tem 8mm de largura. Os compartimentos vazios são selados com fita de cobertura. A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481.
• Qualidade:O número máximo permitido de componentes ausentes consecutivos na fita é de dois.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Indicadores de Estado:A capacidade bicolor permite múltiplos estados (por exemplo, Azul=Espera, Laranja=Ativo, Ambos=Aviso/Falha).
• Retroiluminação para Teclados ou Ícones:Pode fornecer retroiluminação codificada por cores.
• Eletrónica de Consumo:Indicadores de energia, conectividade ou estado da bateria em smartphones, tablets, routers e equipamentos de áudio.
• Painéis de Controlo Industrial:Indicadores de estado da máquina, modo operacional ou alarme.

8.2 Considerações de Design

• Limitação de Corrente:Sempre use um resistor em série para cada chip LED para limitar a corrente direta a um valor seguro (≤20mA para azul, ≤30mA para laranja em operação DC). O valor do resistor é calculado como R = (V_fonte- V_F) / I_F.
• Gestão Térmica:Garanta área de cobre adequada na PCB ou vias térmicas, especialmente se acionar próximo da corrente máxima, para dissipar calor e manter a temperatura da junção dentro dos limites.
• Proteção ESD:Incorpore diodos de proteção ESD nas linhas de sinal conectadas aos pinos do LED se o ambiente de montagem ou o cenário de uso final apresentar risco de ESD.
• Design Óptico:O amplo ângulo de visão de 130 graus proporciona boa visibilidade fora do eixo. Para luz direcionada, lentes externas ou guias de luz podem ser necessários.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Os principais fatores diferenciadores deste componente são a suafuncionalidade bicolor em um pacote ultrafino de 0.55mm. Comparado ao uso de dois LEDs monocromáticos separados, isto economiza uma área significativa da PCB e simplifica a montagem. A combinação das tecnologias InGaN (azul) e AlInGaP (laranja) proporciona alta eficiência e brilho para ambas as cores. A compatibilidade do produto com processos SMT padrão e refluxo sem chumbo torna-o uma solução de substituição direta para a fabricação moderna de eletrónica.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P1: Posso acionar os LEDs azul e laranja simultaneamente na sua corrente DC máxima?
R1: Não. As classificações de dissipação de potência (76mW azul, 75mW laranja) e o design térmico do pacote devem ser considerados. Acionar ambos os chips na corrente DC máxima simultaneamente provavelmente excederia a capacidade térmica total do pacote, a menos que seja fornecido arrefecimento excecional. É aconselhável consultar as curvas de derating térmico ou operar em correntes mais baixas para uso simultâneo.

P2: Por que a classificação ESD para o chip azul (300V) é menor do que para o chip laranja (1000V)?
R2: Isto deve-se às propriedades inerentes do material e à estrutura da junção do semicondutor InGaN usado para a emissão azul. Geralmente é mais suscetível a danos por descarga eletrostática do que o material AlInGaP usado para emissão laranja/vermelha. Isto exige cuidado extra ao manusear o canal azul.

P3: Como interpreto o Código de Bin para encomendar?
R3: Especifique \"LTST-C295TBKFKT-5A\" juntamente com o código de bin de intensidade desejado (por exemplo, \"N\" para maior brilho) para cada cor, se o fornecedor oferecer seleção de bin. Para brilho consistente em uma linha de produção, especificar um único bin é crítico.

11. Caso Prático de Design e Uso

Caso: Projetando um Indicador de Energia de Duplo Estado para um Router
**Objetivo:** Usar um LED para indicar Energia (Laranja) e Conectividade à Internet (Azul).
**Design:** O LED é colocado no painel frontal do router. O microcontrolador (MCU) tem dois pinos GPIO, cada um conectado a um canal do LED via um resistor limitador de corrente.
**Cálculos:** Para uma fonte de 5V:
- Resistor Laranja: R_laranja= (5V - 2.3V) / 0.020A = 135 Ω (use 130 Ω ou 150 Ω valor padrão). Potência: P = I²R = (0.02)²*150 = 0.06W.
- Resistor Azul: R_azul= (5V - 3.2V) / 0.020A = 90 Ω (use 91 Ω valor padrão). Potência: P = (0.02)²*91 = 0.0364W.
**Operação:** O MCU aciona o pino Laranja para luz fixa quando ligado. Aciona o pino Azul para piscar quando a conectividade à internet está ativa. Ambos nunca são acionados continuamente na corrente máxima simultaneamente por períodos prolongados, gerindo a carga térmica.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

Este LED utiliza dois sistemas de materiais semicondutores diferentes:
InGaN (Nitreto de Gálio e Índio):Usado para o emissor azul. Ao ajustar a proporção de índio para gálio na liga, a energia da banda proibida pode ser sintonizada, o que determina diretamente o comprimento de onda da luz emitida. O InGaN é conhecido pela alta eficiência e brilho no espectro azul ao verde.
AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio):Usado para o emissor laranja. Este sistema de material é altamente eficiente para produzir luz nos comprimentos de onda âmbar, laranja, vermelho e amarelo. A composição específica determina o comprimento de onda dominante.
Em ambos os casos, a luz é emitida através do processo de eletroluminescência. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, elétrons e lacunas se recombinam, libertando energia na forma de fótons (luz). A cor da luz é determinada pela energia da banda proibida do material semicondutor.

13. Tendências de Desenvolvimento Tecnológico

A tendência em LEDs SMD como este continua em direção a:
Maior Eficiência (lm/W):Melhorias contínuas no crescimento epitaxial, design do chip e eficiência de extração do pacote levam a mais saída de luz para a mesma potência de entrada elétrica.
Miniaturização:Os pacotes continuam a encolher em footprint e altura (como o perfil de 0.55mm aqui) para permitir produtos finais mais finos.
Integração de Múltiplos Chips e RGB:Além do bicolor, pacotes que integram chips vermelho, verde e azul (RGB) ou mesmo branco + chips coloridos estão a tornar-se comuns para programabilidade de cor total.
Confiabilidade e Desempenho Térmico Melhorados:Avanços em materiais (por exemplo, plásticos de alta temperatura, adesivos de chip avançados) melhoram a capacidade de suportar temperaturas de refluxo mais altas e condições operacionais.
Embalagem Inteligente:Alguns LEDs agora incorporam circuitos integrados (ICs) para controlo do driver ou comunicação (por exemplo, LEDs RGB endereçáveis), embora este componente específico seja um LED padrão, sem driver.