Ficha Técnica do LED SMD Bicolor LTST-C295KGKSKT - Dimensões do Pacote - Verde/Amarelo - 20mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED de montagem em superfície (SMD) bicolor. O dispositivo integra dois chips semicondutores distintos de AlInGaP num único encapsulamento ultrafino, permitindo a emissão de luz verde e amarela. Foi concebido para compatibilidade com processos de montagem automatizados e técnicas modernas de soldagem sem chumbo, sendo adequado para fabricação em grande volume.

As principais vantagens deste componente incluem o seu fator de forma compacto, a elevada intensidade luminosa proporcionada pela tecnologia avançada de AlInGaP e a conformidade com regulamentações ambientais. É destinado a aplicações em eletrónica de consumo, indicadores industriais, iluminação interior automóvel e sinalização de uso geral, onde é necessária uma indicação bicolor fiável numa área mínima.

2. Análise Profunda das Especificações Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. O funcionamento nestas condições não é garantido. Para ambos os chips, verde e amarelo:

• Dissipação de Potência (Pd):75 mW. Esta é a potência máxima que o LED pode dissipar sob a forma de calor.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):80 mA. É permitida apenas em condições de pulso (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0.1ms) para evitar sobreaquecimento.
• Corrente Direta Contínua (I_F):30 mA DC. Esta é a corrente máxima recomendada para operação contínua.
• Tensão Reversa (V_R):5 V. Exceder esta tensão em polarização inversa pode danificar a junção semicondutora.
• Temperatura de Operação (T_opr):-30°C a +85°C. A faixa de temperatura ambiente para operação fiável.
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +85°C.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Medidas a Ta=25°C e I_F=20mA, estes parâmetros definem o desempenho do dispositivo em condições normais de operação.

• Intensidade Luminosa (I_V):O chip verde tem um mínimo de 18,0 mcd e um máximo de 112,0 mcd. O chip amarelo tem um mínimo de 28,0 mcd e um máximo de 180,0 mcd. Os valores típicos não são especificados, indicando que o desempenho é definido pelo sistema de binagem.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):130 graus (típico). Este amplo ângulo de visão torna o LED adequado para aplicações que requerem visibilidade a partir de uma vasta gama de perspetivas.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_P):574 nm (verde, típico) e 591 nm (amarelo, típico). Este é o comprimento de onda no qual a potência óptica emitida é maior.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):571 nm (verde, típico) e 589 nm (amarelo, típico). Este é o comprimento de onda único percecionado pelo olho humano, definindo o ponto de cor no diagrama de cromaticidade CIE.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):15 nm (típico) para ambas as cores, indicando uma emissão de cor relativamente pura.
• Tensão Direta (V_F):2,0 V (típico), 2,4 V (máximo) a 20mA. Esta baixa tensão é compatível com fontes de alimentação comuns de nível lógico.
• Corrente Reversa (I_R):10 μA (máximo) a V_R=5V.

3. Explicação do Sistema de Binagem

Para garantir a consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins. Este dispositivo utiliza um sistema de binagem por intensidade luminosa.

3.1 Binagem do Chip Verde

Bins: M (18,0-28,0 mcd), N (28,0-45,0 mcd), P (45,0-71,0 mcd), Q (71,0-112,0 mcd). Cada bin tem uma tolerância de +/-15%.

3.2 Binagem do Chip Amarelo

Bins: N (28,0-45,0 mcd), P (45,0-71,0 mcd), Q (71,0-112,0 mcd), R (112,0-180,0 mcd). Cada bin tem uma tolerância de +/-15%.

Os projetistas devem especificar os códigos de bin necessários ao encomendar, para garantir os níveis de brilho desejados para a sua aplicação. Não é indicada uma binagem separada de comprimento de onda/cor, sugerindo um controlo apertado sobre o comprimento de onda dominante durante a fabricação.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora dados gráficos específicos sejam referenciados mas não totalmente detalhados no texto fornecido, as curvas típicas para um dispositivo deste tipo incluiriam:

• Curva I-V (Corrente-Tensão):Mostra a relação exponencial entre a tensão direta e a corrente. A curva terá uma tensão característica de "joelho" em torno de 2,0V.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Uma relação relativamente linear até à corrente máxima nominal, após a qual a eficiência pode diminuir devido ao aquecimento.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra a diminuição da saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta, um fator crítico para a gestão térmica no projeto.
• Distribuição Espectral:Gráficos que mostram a potência óptica relativa em função do comprimento de onda, com pico no λ_Pespecificado e uma largura definida por Δλ.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

O dispositivo apresenta um pacote SMD padrão da indústria. Notas mecânicas importantes incluem:

• O pacote é extra fino, com uma altura de 0,55 mm.
• Todas as dimensões utilizam o milímetro como unidade principal, com uma tolerância geral de ±0,10 mm, salvo indicação em contrário.
• A atribuição dos terminais é: LED verde nos terminais 1 e 3, LED amarelo nos terminais 2 e 4. Esta configuração de cátodo comum ou ânodo comum (não explicitamente declarada, mas típica para LEDs duplos) permite o controlo independente de cada cor.
• A lente é transparente, permitindo ver a cor verdadeira do chip.
• São fornecidos desenhos detalhados das dimensões do pacote, dimensões da fita e especificações da bobina (diâmetro de 7 polegadas, 4000 peças por bobina) para o projeto do padrão de solda na PCB e manuseamento automatizado.

6. Guia de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Reflow

A suggested infrared reflow profile for lead-free processes is provided. Key parameters include:

• Pre-heat:150-200°C.
• Tempo de Pré-aquecimento:Máximo de 120 segundos.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C.
• Tempo Acima do Líquidus:Máximo de 10 segundos (recomendado para um máximo de dois ciclos de reflow).
• O perfil baseia-se em normas JEDEC para garantir uma montagem fiável sem danificar o pacote do LED ou as ligações internas.

6.2 Soldagem Manual

Se necessário, é permitida a soldagem manual com ferro, com os seguintes limites:

• Temperatura do Ferro:Máximo de 300°C.
• Tempo de Soldagem:Máximo de 3 segundos por junção, apenas uma vez.

6.3 Armazenamento e Manuseamento

• Precauções contra ESD:O dispositivo é sensível a descargas eletrostáticas. Utilize pulseiras antiestáticas, equipamento aterrado e embalagem antiestática.
• Sensibilidade à Humidade:Quando selado na bolsa original à prova de humidade com dessecante, a vida útil é de um ano a ≤30°C/90%HR. Uma vez aberta, os LEDs devem ser utilizados no prazo de uma semana ou submetidos a um processo de "bake" (60°C durante 20+ horas) antes do reflow, se armazenados por mais tempo.
• Limpeza:Utilize apenas solventes especificados, como álcool etílico ou isopropílico, à temperatura ambiente durante menos de um minuto. Produtos químicos não especificados podem danificar a lente de epóxi.

7. Embalagem e Encomenda

O dispositivo é fornecido em fita de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, para compatibilidade com máquinas automáticas de pick-and-place. A quantidade mínima de encomenda para remanescentes é de 500 peças. As especificações da fita e da bobina seguem as normas ANSI/EIA 481.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Indicadores de Estado:A capacidade bicolor permite mostrar múltiplos estados (ex.: verde=OK, amarelo=Aviso) numa única área de componente.
• Retroiluminação:Para pequenos ecrãs LCD ou teclados que necessitem de feedback de cor personalizável.
• Eletrónica de Consumo:Botões de energia, luzes de estado de carga, iluminação decorativa em dispositivos compactos.
• Interior Automóvel:Iluminação do painel de instrumentos e de controlo onde o espaço é limitado.

8.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Utilize sempre uma resistência em série ou um driver de corrente constante para limitar a corrente direta a 30mA DC ou menos por chip.
• Gestão Térmica:Garanta uma área de cobre na PCB ou vias térmicas adequadas para dissipar calor, especialmente se operar perto da corrente máxima ou em temperaturas ambientes elevadas, para manter a saída luminosa e a longevidade.
• Padrão de Solda na PCB:Siga as dimensões recomendadas para as pastilhas de solda para garantir uma soldagem correta e estabilidade mecânica.
• Projeto Óptico:O amplo ângulo de visão de 130 graus pode exigir guias de luz ou difusores se for desejado um feixe mais focado.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs monocromáticos mais antigos ou com aqueles que utilizam materiais semicondutores diferentes (como o GaP tradicional), este LED bicolor baseado em AlInGaP oferece:

• Maior Eficiência:A tecnologia AlInGaP proporciona maior intensidade luminosa por unidade de corrente (mcd/mA) para cores âmbar/amarelo/verde, em comparação com tecnologias mais antigas.
• Economia de Espaço:Integrar duas cores num único pacote de 0,55mm de espessura reduz a área na PCB e o número de componentes, em comparação com a utilização de dois LEDs discretos.
• Compatibilidade de Processo:Compatibilidade total com soldagem por reflow infravermelho e colocação automatizada, otimizando as linhas de montagem SMT modernas.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar os LEDs verde e amarelo a 30mA simultaneamente?

R: A dissipação de potência máxima absoluta é de 75mW por chip. Com uma Vf típica de 2,0V e 30mA, cada chip dissipa 60mW (P=I*V). Acionar ambos simultaneamente dissiparia 120mW no total, o que excede a classificação por chip e exige uma análise térmica cuidadosa. É mais seguro operar abaixo dos máximos absolutos, talvez a 20mA, como utilizado nas condições de teste.

P: 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 a medição física do ponto mais alto no espectro de emissão do LED. O comprimento de onda dominante (λ_d) é um valor calculado baseado na perceção de cor humana (gráfico CIE) que representa a "cor" que vemos. Para uma fonte monocromática como este LED, eles são muito próximos.

P: Como interpreto os códigos de bin ao projetar?

R: Selecione o bin que garanta o seu brilho mínimo necessário. Por exemplo, se o seu projeto necessita de pelo menos 50 mcd do LED amarelo, deve especificar o bin Q (71,0-112,0 mcd) ou superior, pois o bin P garante apenas até 71,0 mcd.

11. Caso Prático de Projeto e Utilização

Caso: Indicador de Estado de Sistema de Duplo Estado

Num dispositivo médico portátil, um único LED é utilizado para indicar o estado da bateria e do sistema. O microcontrolador aciona os terminais de forma independente.

- Circuito:Dois pinos GPIO, cada um ligado através de uma resistência limitadora de corrente de 100Ω (calculada para ~20mA a partir de uma fonte de 3,3V: R = (3,3V - 2,0V) / 0,02A ≈ 65Ω; 100Ω fornece uma margem de segurança) ao ânodo da cor do LED respetiva. Os cátodos estão ligados ao terra.

- Lógica:Verde = Sistema Ligado/Normal. Amarelo = Bateria a Carregar/Aviso de Baixa. Ambos apagados = Sistema Desligado. Esta implementação poupa espaço, simplifica a interface do utilizador e é montada utilizando processos padrão de reflow SMT, seguindo o perfil fornecido.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este LED é baseado no material semicondutor AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio). Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, eletrões e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam. Este processo de recombinação liberta energia sob a forma de fotões (luz). A composição específica da liga de AlInGaP determina a energia da banda proibida, que dita diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida — verde a ~571nm e amarelo a ~589nm neste dispositivo. Os dois chips estão alojados num único pacote de epóxi com uma lente transparente que minimiza a absorção de luz e fornece proteção ambiental.

13. Tendências Tecnológicas

O desenvolvimento de LEDs continua a focar-se em várias áreas-chave relevantes para este componente: aumento da eficácia luminosa (mais saída de luz por watt elétrico), melhoria da consistência e saturação de cor, maior miniaturização dos pacotes e maior fiabilidade em condições de temperatura e humidade mais elevadas. A utilização de materiais semicondutores avançados como o AlInGaP para o espectro âmbar-verde representa uma tecnologia madura mas otimizada, oferecendo um forte equilíbrio entre desempenho, custo e fiabilidade para aplicações de indicação. Tendências futuras podem envolver a integração de eletrónica de acionamento dentro do pacote ou mesmo uma maior capacidade de ajuste do espectro.