Ficha Técnica do LED SMD Bicolor LTST-C295TGKRKT - Altura 0,55mm - Verde 3,8V / Vermelho 2,4V - 76mW / 75mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-C295TGKRKT é um LED de montagem em superfície (SMD) bicolor, projetado para aplicações eletrónicas modernas que exigem indicadores de tamanho compacto e alto brilho. Este componente integra dois chips semicondutores distintos num único encapsulamento ultrafino: um chip de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) para emissão verde e um chip de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para emissão vermelha. O seu principal objetivo de design é fornecer uma solução fiável e que economiza espaço para indicação de estado, retroiluminação e iluminação de painéis onde a diferenciação de cor é essencial.

As vantagens centrais deste LED incluem o seu perfil excecionalmente baixo de 0,55mm, o que facilita a utilização em eletrónicos de consumo finos e dispositivos portáteis. É conforme com as diretivas ROHS (Restrição de Substâncias Perigosas), tornando-o uma escolha ecologicamente consciente. O encapsulamento é padronizado de acordo com as normas EIA (Electronic Industries Alliance), garantindo compatibilidade com equipamentos de montagem automática pick-and-place e processos padrão de soldadura por refluxo infravermelho, o que agiliza a fabricação em grande volume.

O mercado-alvo abrange uma ampla gama de equipamentos eletrónicos, incluindo, mas não se limitando a, dispositivos de automação de escritório, hardware de comunicação, eletrodomésticos e vários eletrónicos de consumo onde é necessária indicação de estado bicolor (por exemplo, ligado/em espera, estado de carga, atividade de rede) numa pegada mínima.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A operação sob ou nestes limites não é garantida. Para o chip verde, a corrente contínua direta máxima é de 20mA, sendo permitida uma corrente de pico direta de 100mA em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso de 0,1ms). O chip vermelho permite uma corrente contínua ligeiramente superior de 30mA, mas uma corrente de pico inferior de 80mA. A dissipação de potência máxima é de 76mW para o chip verde e 75mW para o chip vermelho, sendo crítico para a gestão térmica em PCBs densamente povoadas. O dispositivo é classificado para uma faixa de temperatura de operação de -20°C a +80°C e pode suportar temperaturas de armazenamento de -30°C a +100°C. Também é qualificado para soldadura por refluxo infravermelho sem chumbo com uma temperatura de pico de 260°C por até 10 segundos.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes parâmetros são medidos a uma temperatura ambiente padrão de 25°C e a uma corrente direta (I_F) de 20mA, que é o ponto de operação típico.

Intensidade Luminosa (I_V):Esta é a medida da potência de luz percebida emitida pelo LED. Para o chip verde, a intensidade mínima é de 112 milicandelas (mcd), com uma faixa típica estendendo-se até um máximo de 450 mcd. O chip vermelho tem um mínimo de 45 mcd e um máximo de 180 mcd. A ampla faixa indica que o dispositivo está disponível em diferentes bins de brilho.

Ângulo de Visão (2θ_1/2):Ambas as cores apresentam um ângulo de visão muito amplo de 130 graus (típico). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor no eixo central, tornando o LED adequado para aplicações onde a visibilidade a partir de ângulos fora do eixo é importante.

Características do Comprimento de Onda:O comprimento de onda de emissão de pico típico (λ_P) do chip verde é de 530nm, com uma faixa de comprimento de onda dominante (λ_d) de 520,0nm a 535,0nm. O pico típico do chip vermelho é de 639nm, com uma faixa de comprimento de onda dominante de 624,0nm a 638,0nm. A meia-largura espectral (Δλ) é de aproximadamente 35nm para o verde e 20nm para o vermelho, descrevendo a pureza espectral da luz emitida.

Tensão Direta (V_F):Esta é a queda de tensão no LED quando opera na corrente especificada. A V_Fdo chip verde varia de 2,8V (mín.) a 3,8V (máx.). O chip vermelho tem uma V_Fmais baixa, variando de 1,8V a 2,4V. Esta diferença é crucial para o design do circuito, especialmente ao alimentar ambas as cores a partir de uma fonte de tensão comum, pois pode exigir resistências limitadoras de corrente de valores diferentes.

Corrente Reversa (I_R):A corrente de fuga reversa máxima é de 10µA para ambos os chips quando uma tensão reversa (V_R) de 5V é aplicada. É explicitamente notado 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 em massa, os LEDs são classificados em bins de desempenho. O LTST-C295TGKRKT utiliza um sistema de binning para intensidade luminosa e comprimento de onda dominante.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Para o chipverde, os bins são designados R, S e T, cobrindo faixas de intensidade de 112,0-180,0 mcd, 180,0-280,0 mcd e 280,0-450,0 mcd, respetivamente. Para o chipvermelho, os bins P, Q e R cobrem 45,0-71,0 mcd, 71,0-112,0 mcd e 112,0-180,0 mcd. Uma tolerância de +/-15% é aplicada a cada bin de intensidade.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Aplicável ao chip verde, os bins de comprimento de onda AP, AQ e AR correspondem a faixas de comprimento de onda dominante de 520,0-525,0nm, 525,0-530,0nm e 530,0-535,0nm. A tolerância para cada bin de comprimento de onda é uma apertada +/-1nm, garantindo consistência de cor precisa dentro de um bin selecionado.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na ficha técnica (páginas 6-7), as suas implicações são padrão. Acurva I-V (Corrente-Tensão)mostraria a relação exponencial típica dos díodos, com o joelho da tensão direta sendo mais alto para o chip verde (InGaN) do que para o chip vermelho (AlInGaP). Acurva de intensidade luminosa relativa vs. corrente diretademonstraria que a saída de luz aumenta aproximadamente de forma linear com a corrente até um certo ponto, após o qual a eficiência cai devido ao aquecimento. Acurva de intensidade luminosa relativa vs. temperatura ambienteé crítica; para a maioria dos LEDs, a saída de luz diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Os designers devem considerar esta derivação térmica, especialmente ao operar perto dos valores máximos ou em altas temperaturas ambientes. Ascurvas de distribuição espectralmostrariam as bandas de emissão estreitas centradas nos comprimentos de onda de pico, com a banda verde sendo mais larga que a vermelha.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento e Polaridade

O LED vem num encapsulamento SMD padrão. A característica mecânica chave é a sua altura de 0,55mm. A atribuição dos pinos é claramente definida: os Pinos 1 e 3 são para o ânodo/cátodo verde, e os Pinos 2 e 4 são para o ânodo/cátodo vermelho. O footprint exato e o desenho dimensional são fornecidos na ficha técnica, sendo essenciais para o design do padrão de soldadura no PCB. A lente é transparente, permitindo que a cor verdadeira do chip seja visível.

5.2 Design Recomendado da Pasta de Soldadura

É incluído um layout sugerido para a pasta de soldadura para garantir soldadura fiável e estabilidade mecânica adequada. Seguir estas recomendações ajuda a prevenir o efeito "tombstoning" (o componente ficar em pé numa extremidade) durante o refluxo e garante uma boa formação do filete de solda para juntas fortes.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Perfil de Soldadura por Refluxo

O dispositivo é compatível com processos de soldadura por refluxo infravermelho, que é o padrão para montagem SMD. É fornecido um perfil de refluxo sugerido para solda sem chumbo, em conformidade com os padrões JEDEC. Os parâmetros-chave incluem uma fase de pré-aquecimento (tipicamente 150-200°C por até 120 segundos), uma rampa controlada até uma temperatura de pico não excedendo 260°C, e um tempo acima do líquido (TAL) onde a temperatura de pico é mantida por um máximo de 10 segundos. O perfil visa minimizar o choque térmico enquanto garante a formação completa da junta de solda.

6.2 Precauções de Manuseio e Armazenamento

Sensibilidade a ESD (Descarga Eletrostática):Os LEDs são suscetíveis a danos por eletricidade estática. É fortemente recomendado manuseá-los num ambiente protegido contra ESD, utilizando pulseiras e equipamentos aterrados.

Sensibilidade à Humidade:Embora o dispositivo seja enviado num saco à prova de humidade com dessecante, uma vez aberto o saco, os componentes devem ser utilizados dentro de uma semana se armazenados em condições ambientes (<30°C, <60% RH). Para armazenamento mais longo após a abertura, devem ser mantidos num recipiente selado com dessecante ou numa atmosfera de azoto. Componentes armazenados fora da embalagem original por mais de uma semana requerem um processo de cozedura (aproximadamente 60°C por pelo menos 20 horas) antes da soldadura para remover a humidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" durante o refluxo.

6.3 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldadura, apenas devem ser utilizados solventes especificados. Recomenda-se imergir o LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto. Produtos químicos não especificados podem danificar o encapsulamento plástico ou a lente.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

O LTST-C295TGKRKT é fornecido em embalagem padrão da indústria para montagem automática. Os componentes são colocados numa fita transportadora relevada com 8mm de largura, que é depois enrolada em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. Cada bobina completa contém 4000 peças. Para quantidades menores, está disponível uma embalagem mínima de 500 peças. As especificações da fita e bobina estão em conformidade com a ANSI/EIA-481. A fita de cobertura superior sela os bolsos dos componentes, e a bobina inclui indicadores de orientação para o carregamento correto da máquina.

8. Notas de Aplicação e Considerações de Design

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Cada chip de cor (verde e vermelho) deve ser acionado independentemente. Uma resistência limitadora de corrente em série é obrigatória para cada LED para definir a corrente direta desejada (tipicamente 20mA). O valor da resistência é calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Devido às diferentes tensões diretas dos chips verde e vermelho, usar uma tensão de alimentação comum resultará em valores de resistência diferentes para cada cor para alcançar a mesma corrente. Por exemplo, com uma fonte de 5V: R_verde= (5V - 3,3V) / 0,02A = 85Ω; R_vermelho= (5V - 2,1V) / 0,02A = 145Ω (usando valores típicos de V_F).

8.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa, um design térmico adequado no PCB ainda é importante para a longevidade e desempenho estável. Garanta uma área de cobre adequada em torno das pastas de soldadura para atuar como dissipador de calor, especialmente se operar em altas temperaturas ambientes ou perto das correntes máximas. Evite colocar componentes geradores de calor diretamente adjacentes ao LED.

8.3 Design Óptico

O amplo ângulo de visão de 130 graus torna este LED adequado para aplicações que requerem ampla visibilidade. Para luz mais direcionada, podem ser utilizadas lentes externas ou guias de luz. A lente transparente fornece a cor mais pura do chip, mas lentes difusas ou revestimentos podem ser aplicados externamente se for desejada uma aparência mais suave e uniforme.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O principal diferenciador do LTST-C295TGKRKT é a sua capacidade bicolor num encapsulamento ultrafino de 0,55mm. Comparado com o uso de dois LEDs monocromáticos separados, economiza espaço no PCB e simplifica a montagem. O uso de InGaN para o verde oferece maior eficiência e brilho em comparação com tecnologias mais antigas como o GaP. O chip vermelho AlInGaP proporciona alta eficiência e excelente pureza de cor. A sua compatibilidade com processos de refluxo padrão e embalagem em fita e bobina torna-o uma escolha económica para fabricação em grande volume em comparação com soluções mais exóticas ou montadas manualmente.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Posso acionar os LEDs verde e vermelho simultaneamente?

R: Sim, mas devem ser acionados por circuitos separados (ou seja, caminhos de corrente independentes com as suas próprias resistências limitadoras). Não é recomendado acioná-los em paralelo a partir de uma única resistência devido às suas diferentes características de tensão direta, o que causaria uma distribuição desigual da corrente.

P: Qual é o significado dos códigos de bin (R, S, T, AP, AQ, etc.) no número da peça ou na encomenda?

R: Estes códigos especificam o grau de desempenho do LED em termos de intensidade luminosa e comprimento de onda dominante. Para uma aparência consistente num produto, especificar e usar LEDs do mesmo bin é crucial. Consulte o fornecedor para os bins disponíveis.

P: É necessário um dissipador de calor para este LED?

R: Geralmente, não, devido à sua baixa dissipação de potência (≤76mW). No entanto, boas práticas de design térmico no PCB, como usar pastas de alívio térmico conectadas a um plano de terra, são recomendadas para uma vida útil ideal, especialmente em ambientes de alta temperatura.

P: Posso usar este LED para indicação de tensão reversa?

R: Não. A ficha técnica afirma explicitamente que o dispositivo não foi projetado para operação reversa. Aplicar uma tensão reversa superior a 5V pode causar danos. Para proteção contra polaridade reversa, deve ser usado um díodo externo no circuito.

11. Exemplos Práticos de Design e Utilização

Estudo de Caso 1: Indicador de Estado em Dispositivo Portátil:Num smartphone ou tablet, este LED poderia ser usado perto de uma porta USB. O chip verde poderia indicar "totalmente carregado", enquanto o chip vermelho poderia indicar "carregamento em progresso". O perfil ultrafino permite que se encaixe nas restrições mecânicas apertadas dos dispositivos modernos.

Estudo de Caso 2: Painel de Controlo Industrial:Num painel de operador de máquina, o LED bicolor pode fornecer informações claras de estado. Por exemplo, verde para "sistema pronto", vermelho para "falha ou alerta". O amplo ângulo de visão garante que o estado seja visível a partir de várias posições no chão de fábrica.

Estudo de Caso 3: Iluminação Interior Automóvel:Embora não seja para iluminação primária, poderia ser usado para retroiluminação subtil de botões ou iluminação de destaque, com a cor a mudar com base no modo (por exemplo, modo normal vs. modo noturno). A embalagem robusta e o perfil de soldadura qualificado tornam-no adequado para módulos eletrónicos automóveis, embora possa ser necessária qualificação específica de grau automóvel.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

A operação de um LED baseia-se na eletroluminescência numa junção p-n semicondutora. Quando uma tensão direta é aplicada, eletrões da região tipo-n e lacunas da região tipo-p são injetados na região ativa. Quando estes portadores de carga se recombinam, libertam energia na forma de fotões (luz). A cor (comprimento de onda) da luz emitida é determinada pela energia da banda proibida do material semicondutor. Osistema de material InGaNtem uma banda proibida mais larga, permitindo a emissão de luz verde, azul e branca. Osistema de material AlInGaPé particularmente eficiente para produzir luz vermelha, laranja e amarela. Ao alojar dois desses chips num único encapsulamento, é criada uma fonte bicolor compacta.

13. Tendências e Desenvolvimento da Indústria

A tendência nos LEDs SMD continua em direção a maior eficiência (mais saída de luz por watt), tamanhos de encapsulamento menores e maior integração. LEDs bicolor e RGB (vermelho-verde-azul) estão a tornar-se mais comuns, pois permitem mistura dinâmica de cores e interfaces de utilizador mais sofisticadas. Há também um forte impulso para melhorar a fiabilidade e o desempenho em condições de temperatura mais elevadas, atendendo aos mercados automóvel e industrial. Além disso, a pressão para a miniaturização, como visto neste encapsulamento de 0,55mm de altura, apoia o desenvolvimento de eletrónicos de consumo cada vez mais finos. Os materiais semicondutores subjacentes, particularmente para o verde e azul, estão a ser alvo de investigação contínua para melhorar a sua eficiência, um desafio historicamente conhecido como o "green gap" (lacuna verde).