Ficha Técnica do LED SMD Bicolor LTW-C195DSKF-5A - Branco & Laranja - 20-30mA - 72-75mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTW-C195DSKF-5A é um LED SMD (Dispositivo de Montagem Superficial) bicolor, projetado para aplicações eletrónicas modernas que requerem soluções de sinalização ou retroiluminação compactas, fiáveis e brilhantes. Integra dois chips semicondutores distintos numa única embalagem padrão EIA: um chip de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) para emissão de luz branca e um chip de AlInGaP (Fosfeto de Gálio, Índio e Alumínio) para emissão de luz laranja. Esta configuração permite operação bicolor a partir de uma única pegada no PCB, economizando espaço valioso. O dispositivo é embalado em fita de 8mm fornecida em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, sendo totalmente compatível com equipamentos automáticos de pick-and-place de alta velocidade. É classificado como Produto Verde e está em conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação nestes limites não é garantida e deve ser evitada para um desempenho fiável a longo prazo.

• Dissipação de Potência (Pd):Chip Branco: 72 mW, Chip Laranja: 75 mW. Esta é a perda máxima de potência permitida na forma de calor. Excedê-la pode levar a temperatura de junção excessiva e degradação acelerada.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):Branco: 100 mA, Laranja: 80 mA. Esta é a corrente instantânea máxima, tipicamente especificada em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0.1ms) para prevenir sobrecarga térmica durante transientes curtos.
• Corrente Direta Contínua (I_F):Branco: 20 mA, Laranja: 30 mA. Esta é a corrente direta contínua máxima recomendada para operação normal. O chip laranja pode suportar uma corrente contínua mais elevada.
• Tensão Reversa (V_R):5 V para ambos os chips. Aplicar uma tensão reversa superior a esta pode causar ruptura e danos. A ficha técnica nota explicitamente que a operação com tensão reversa não pode ser contínua.
• Intervalos de Temperatura:Operação: -20°C a +80°C; Armazenamento: -30°C a +100°C. Estes definem os limites ambientais para uso funcional e armazenamento não operacional.
• Soldagem por Reflow por Infravermelhos:Suporta temperatura de pico de 260°C durante 10 segundos, o que está alinhado com perfis comuns de reflow para solda sem chumbo (Pb-free).

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos e garantidos, medidos na condição de teste padrão de Ta=25°C e I_F=5mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (I_V):Uma medida chave do brilho.
  • Branco: Mínimo 45.0 mcd, Valor típico não declarado, Máximo 180.0 mcd.
  • Laranja: Mínimo 11.2 mcd, Valor típico não declarado, Máximo 71.0 mcd.
  • A medição segue a curva de resposta do olho CIE utilizando equipamento de teste especificado (ex: CAS140B).
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):130 graus (típico) para ambas as cores. Este amplo ângulo de visão é característico do design da lente da embalagem, fornecendo um padrão de emissão amplo adequado para aplicações de sinalização.
• Parâmetros de Comprimento de Onda (Chip Laranja):
  • Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P): 611 nm (típico). O comprimento de onda no qual a potência espectral de saída é mais alta.
  • Comprimento de Onda Dominante (λ_d): 605 nm (típico). O comprimento de onda único percebido pelo olho humano que corresponde à cor do LED.
  • Largura a Meia Altura Espectral (Δλ): 20 nm (típico). A largura de banda do espectro emitido a metade da intensidade de pico, indicando a pureza da cor.
• Coordenadas de Cromaticidade (Chip Laranja):x=0.3, y=0.3 (típico). Estas coordenadas CIE 1931 definem o ponto de cor laranja preciso no diagrama de cromaticidade. Uma tolerância de ±0.01 é aplicada a estas coordenadas.
• Tensão Direta (V_F):
  • Branco: Típico 2.75V, Máximo 3.15V a I_F=5mA.
  • Laranja: Típico 2.00V, Máximo 2.40V a I_F=5mA.
  • O V_Fmais baixo do chip laranja é consistente com o sistema de material AlInGaP.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo 10 µA (Branco) e 100 µA (Laranja) a V_R=5V. Esta é a pequena corrente de fuga quando o dispositivo está polarizado inversamente.

Cuidado com Descarga Eletrostática (ESD):Os LEDs são sensíveis à eletricidade estática. Os procedimentos de manuseio devem incluir o uso de pulseiras antiestáticas, luvas antiestáticas e equipamentos e bancadas de trabalho devidamente aterrados para prevenir danos por ESD ou eventos de sobretensão.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para gerir as variações naturais da fabricação de semicondutores, os LEDs são classificados em bins de desempenho. O LTW-C195DSKF-5A utiliza binning separado para intensidade luminosa e tensão direta.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa (I_V)

• Chip Branco:Bins P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd), R (112.0-180.0 mcd). Tolerância dentro de cada bin é ±15%.
• Chip Laranja:Bins L (11.2-18.0 mcd), M (18.0-28.0 mcd), N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd). Tolerância dentro de cada bin é ±15%.
• O código de bin específico está marcado na embalagem, permitindo aos projetistas selecionar LEDs com brilho consistente para a sua aplicação.

3.2 Binning de Tensão Direta (V_F) (Apenas Chip Branco)

• Bins A (2.55-2.75V), B (2.75-2.95V), C (2.95-3.15V). Tolerância dentro de cada bin é ±0.1V.
• O binning de V_Fajuda a projetar circuitos de acionamento de corrente mais consistentes, especialmente quando múltiplos LEDs estão conectados em série.

3.3 Binning de Matiz (Cor do Chip Laranja)

A cor laranja é controlada com precisão usando seis bins de matiz (S1 a S6) definidos por quadriláteros no diagrama de cromaticidade CIE 1931. Cada bin tem limites específicos de coordenadas (x, y) (ex: S1: x 0.274-0.294, y 0.226-0.286). A tolerância para as coordenadas de cromaticidade (x, y) dentro de cada bin de matiz é ±0.01. Isto garante uma consistência de cor muito apertada para aplicações onde o matiz laranja preciso é crítico.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas características típicas que são essenciais para entender o comportamento do dispositivo em condições não padrão. Embora os gráficos específicos não estejam totalmente detalhados no texto fornecido, as curvas padrão de LED tipicamente incluiriam:

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):Mostra a relação exponencial. A curva será diferente entre os chips de InGaN (branco) e AlInGaP (laranja) devido às suas diferentes bandgaps semicondutoras, explicando os diferentes V_F values.
• típicos.Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta (Curva I-L):
• Demonstra como a saída de luz aumenta com a corrente, tipicamente de forma sub-linear a correntes mais altas devido ao droop térmico e de eficiência.Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:
• Mostra a diminuição da saída de luz à medida que a temperatura de junção aumenta. Isto é crítico para o design de gestão térmica.Distribuição de Potência Espectral:

Para o chip laranja, este gráfico mostraria o pico de emissão por volta de 611 nm com a largura a meia altura especificada de 20 nm, confirmando as características de cor.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem e Atribuição de Pinos

• O dispositivo utiliza um contorno de embalagem padrão EIA. As tolerâncias dimensionais chave são ±0.10 mm salvo indicação em contrário. A atribuição de pinos para a função bicolor é claramente definida:
• Pinos 1 e 3: Ânodo/Cátodo para o chip InGaN Branco.

Pinos 2 e 4: Ânodo/Cátodo para o chip AlInGaP Laranja.

Esta configuração de 4 pinos permite o controlo independente das duas cores. O material da lente é especificado como amarelo, o que pode atuar como um difusor ou conversor de comprimento de onda para o chip branco e pode tingir ligeiramente a saída laranja.

5.2 Layout Sugerido para as Ilhas de Solda

A ficha técnica inclui um padrão de ilhas de solda recomendado (dimensões das ilhas) para o design do PCB. Seguir esta diretriz garante a formação adequada da junta de solda durante o reflow, boa estabilidade mecânica e dissipação térmica ótima da embalagem do LED para o PCB.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Processo de Soldagem por Reflow

O LED é compatível com processos de soldagem por reflow por infravermelhos (IR). A condição máxima que pode suportar é 260°C durante 10 segundos, o que é padrão para montagem sem chumbo. Um perfil de reflow sugerido está implícito, que tipicamente inclui uma zona de pré-aquecimento, um aumento térmico rápido até à temperatura de pico, um breve tempo acima do líquidus e uma fase de arrefecimento controlada. Respeitar este perfil previne choque térmico e defeitos de solda.

• 6.2 Armazenamento e ManuseioEmbalagem Selada:
• Armazenar a ≤30°C e ≤90% HR. Utilizar dentro de um ano quando o saco à prova de humidade com dessecante estiver intacto.Embalagem Aberta:
• Para componentes removidos do seu saco selado, o ambiente de armazenamento não deve exceder 30°C / 60% HR. É fortemente recomendado completar o processo de reflow IR dentro de uma semana após a abertura.Armazenamento Prolongado (Aberto):

Se o armazenamento exceder uma semana, os LEDs devem ser mantidos num recipiente selado com dessecante ou num dessecador de azoto. Componentes armazenados fora do saco por mais de uma semana requerem um pré-tratamento de cozedura (aproximadamente 60°C durante pelo menos 20 horas) antes da soldagem para remover a humidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" durante o reflow.

6.3 Limpeza

Se a limpeza pós-montagem for necessária, utilizar apenas solventes especificados. Imersão do LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto é aceitável. O uso de produtos de limpeza químicos não especificados é proibido, pois podem danificar a lente de epóxi ou a embalagem do LED.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

• O produto é fornecido numa fita transportadora embutida padrão da indústria com uma fita de cobertura protetora, enrolada numa bobina de 7 polegadas (178 mm) de diâmetro.Quantidade por Bobina:
• 3000 peças.Quantidade Mínima de Pedido (MOQ):
• 500 peças para quantidades remanescentes.Largura da Fita:
• 8 mm.Padrões de Embalagem:
• Conforme com as especificações ANSI/EIA-481-1-A-1994 para embalagem de componentes.Qualidade:

O número máximo de componentes em falta consecutivos (bolsas vazias) na fita é de dois.

Desenhos dimensionais detalhados tanto para a fita transportadora (espaçamento e profundidade das bolsas) como para a bobina (diâmetro do cubo, diâmetro do flange) são fornecidos para compatibilidade com alimentadores de equipamentos automatizados.

8. Sugestões de Aplicação

• 8.1 Cenários de Aplicação TípicosIndicadores de Estado Bicolor:
• Ideal para painéis de equipamentos onde um único LED pode mostrar múltiplos estados (ex: branco para "ligado/ativo", laranja para "standby/aviso").Retroiluminação de Eletrónica de Consumo:
• Pode ser usado para iluminação de botões ou de destaque em dispositivos onde se deseja efeitos bicolor.Iluminação Interior Automóvel:
• Para iluminação ambiente que pode alternar entre tons brancos e laranja.Painéis de Controlo Industrial:

Fornecendo indicação de estado clara e brilhante em vários modos de operação.

• 8.2 Considerações de ProjetoLimitação de Corrente:_{Utilizar sempre uma resistência limitadora de corrente em série ou um driver de corrente constante para cada chip. Calcular com base na tensão de alimentação e na tensão direta máxima (V}F MAX_F) na corrente de operação desejada (não excedendo I
• DC).Gestão Térmica:
• Embora a dissipação de potência seja baixa, garantir uma área de cobre adequada no PCB em torno das ilhas de solda ajuda a conduzir o calor, mantendo a saída luminosa e a longevidade, especialmente a temperaturas ambientes ou correntes de acionamento mais elevadas.Proteção ESD:
• Incorporar diodos de proteção ESD nas linhas de sinal que acionam o LED em ambientes propensos a descargas estáticas.Design Óptico:

O ângulo de visão de 130 graus fornece uma cobertura ampla. Para luz mais direcionada, podem ser necessárias óticas secundárias (lentes, guias de luz).

9. Comparação e Diferenciação Técnica

• O LTW-C195DSKF-5A oferece vantagens específicas na sua classe:Integração de Dois Chips:
• Combina duas tecnologias semicondutoras diferentes (InGaN para branco, AlInGaP para laranja) num único pacote, oferecendo desempenho de cor e brilho superiores para cada cor em comparação com um LED de chip único com cobertura de fósforo que tenta duas cores.Controlo Independente:
• Ânodos/cátodos separados permitem o acionamento e dimmer completamente independentes de cada cor, permitindo mistura ou sequenciação dinâmica de cores não possível com LEDs bicolor de cátodo/ânodo comum.Laranja de Alto Brilho:
• O uso da tecnologia AlInGaP para o chip laranja tipicamente produz maior eficiência e saída mais brilhante em comprimentos de onda específicos em comparação com tecnologias mais antigas.Embalagem Robusta:

A compatibilidade com reflow IR e embalagem em fita e bobina torna-o adequado para linhas de montagem de superfície totalmente automatizadas e de alto volume.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

Q1: Posso acionar simultaneamente os chips branco e laranja na sua corrente contínua máxima?

R: Não necessariamente. Deve considerar a dissipação total de potência. Acionar simultaneamente o Branco a 20mA (~2.75V) e o Laranja a 30mA (~2.00V) dá uma potência combinada de ~112.5 mW, o que pode exceder os limites de design térmico da pequena embalagem se não houver dissipação de calor suficiente. É mais seguro operar abaixo dos máximos absolutos ou implementar derating térmico.

Q2: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?_PR: O Comprimento de Onda de Pico (λ_d=611 nm) é o pico físico do espectro de luz que o LED emite. O Comprimento de Onda Dominante (λ

=605 nm) é o pico perceptual — o comprimento de onda único de luz espectral pura que o olho humano associaria à cor do LED. Eles frequentemente diferem, especialmente para espectros mais amplos.

Q3: Por que o requisito de humidade de armazenamento é mais rigoroso para embalagens abertas?

R: O composto de moldagem de epóxi usado em LEDs SMD pode absorver humidade do ar. Durante o processo de soldagem por reflow de alta temperatura, esta humidade retida pode vaporizar-se rapidamente, criando pressão interna que pode rachar a embalagem ("efeito pipoca"). O processo de cozedura antes da soldagem remove esta humidade absorvida.

Q4: Como interpreto as coordenadas do Bin de Matiz (ex: S1)?

R: Os quatro pares de coordenadas (x,y) para um bin como S1 definem os cantos de um quadrilátero no diagrama de cromaticidade CIE. Qualquer LED cujas coordenadas de cromaticidade medidas caem dentro deste quadrilátero é atribuído ao bin S1. Este é um método mais preciso do que simples bins de comprimento de onda para definir o espaço de cor.

11. Estudo de Caso Prático de ProjetoCenário:

Projetar um botão de energia multiestado para um amplificador de áudio de consumo. O botão precisa indicar: Desligado (escuro), Standby (laranja pulsante), Ligado (branco fixo).

Implementação com LTW-C195DSKF-5A:

1. O LED é colocado atrás de uma tampa de botão translúcida.

3. 2. Um microcontrolador (MCU) aciona as duas cores através de dois pinos GPIO separados, cada um com a sua própria resistência limitadora de corrente em série calculada para acionamento a 5mA (para longa vida e brilho moderado).Estado Desligado:

4. Ambos os pinos do MCU são configurados como entrada de alta impedância ou saída em nível baixo.Estado Standby:

5. O pino do MCU conectado ao LED Laranja (Pinos 2/4) é acionado com um sinal PWM (Modulação por Largura de Pulso) para criar um efeito de pulsação. O pino do LED Branco permanece desligado.Estado Ligado:



O pino do MCU para o LED Branco (Pinos 1/3) é acionado em nível alto continuamente. O pino do LED Laranja está desligado.

Este projeto usa apenas uma pegada de componente, simplifica a montagem e fornece feedback visual claro e distinto utilizando luz de alta qualidade e consistente de ambos os chips.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

• O LTW-C195DSKF-5A utiliza duas tecnologias distintas de iluminação de estado sólido:InGaN (Chip Branco):
• Tipicamente, um chip LED emissor de azul de InGaN é combinado com um revestimento de fósforo amarelo (YAG:Ce). Parte da luz azul escapa, e o resto é convertida para baixo pelo fósforo em luz amarela. A mistura de luz azul e amarela é percebida pelo olho humano como branca. A lente amarela da embalagem também pode contribuir para a mistura ou difusão de cores.AlInGaP (Chip Laranja):

Este sistema de material é cultivado num substrato (frequentemente GaAs) e é projetado para ter uma bandgap direta correspondente à emissão de luz nas regiões vermelha, laranja e amarela do espectro (aproximadamente 590-650 nm). É altamente eficiente para produzir cores saturadas nesta gama. A saída laranja é gerada diretamente pela recombinação eletrão-lacuna dentro do próprio material semicondutor, sem fósforos.

A eletroluminescência é o princípio central: quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n do semicondutor, eletrões e lacunas recombinam-se, libertando energia na forma de fotões (luz). O comprimento de onda (cor) da luz é determinado pela energia da bandgap do material semicondutor.

13. Tendências de Desenvolvimento

• O campo dos LEDs SMD continua a evoluir, com tendências que contextualizam dispositivos como o LTW-C195DSKF-5A:Aumento da Eficiência e Fluxo Luminoso:
• Melhorias contínuas no crescimento epitaxial, design do chip e eficiência de extração da embalagem levam a uma maior saída de mcd por mA de corrente de entrada, permitindo menor consumo de energia ou displays mais brilhantes.Miniaturização:
• Embora esta seja uma embalagem EIA padrão, a indústria pressiona por pegadas menores (ex: 0402, 0201) para dispositivos ultracompactos, embora frequentemente à custa da saída total de luz ou desempenho térmico.Melhoria da Consistência de Cor e Binning:_FAvanços no controlo do processo de fabrico produzem distribuições mais apertadas em V_V, I
• e cromaticidade, reduzindo o número de bins necessários e garantindo desempenho mais uniforme na produção em lote.Soluções Integradas:
• Uma tendência para LEDs com reguladores de corrente incorporados, proteção ESD ou mesmo lógica de controlo simples ("LEDs inteligentes") para simplificar o design do circuito para o utilizador final.Foco na Fiabilidade e Tempo de Vida: