Folha de Dados do LED SMD LTST-S326KSTGKT-5A - Dupla Cor (Amarelo/Verde) - 5mA - Ângulo de Visão de 130° - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-S326KSTGKT-5A é um LED de dupla cor compacto para montagem em superfície, projetado para aplicações eletrónicas modernas que requerem iluminação indicadora confiável numa pegada mínima. Este dispositivo integra dois chips semicondutores distintos num único encapsulamento: um chip de AlInGaP para emissão amarela e um chip de InGaN para emissão verde. Esta configuração permite indicação de duas cores a partir de um único componente, economizando espaço valioso na PCB. O LED é alojado num encapsulamento padrão compatível com a EIA com uma lente transparente, garantindo alta saída de luz e um amplo ângulo de visão. Foi especificamente projetado para compatibilidade com sistemas automatizados de montagem pick-and-place e processos padrão de soldagem por refluxo infravermelho (IR), tornando-o adequado para ambientes de fabrico de alto volume.

As principais vantagens deste LED incluem a sua conformidade com as diretrizes RoHS, o uso de tecnologia de chip ultrabrilhante para alta intensidade luminosa e o seu design robusto para linhas de montagem automatizadas. Os seus mercados-alvo principais abrangem equipamentos de telecomunicações, dispositivos de automação de escritório, eletrodomésticos, painéis de controlo industrial e vários eletrónicos de consumo onde é necessária indicação de estado ou retroiluminação.

2. Análise Detalhada das Especificações Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

Operar o dispositivo além destes limites pode causar danos permanentes.

• Dissipação de Potência:Amarelo: 62,5 mW, Verde: 76 mW
• Corrente Direta de Pico (Ciclo de Trabalho 1/10, Pulso de 0,1ms):Amarelo: 60 mA, Verde: 100 mA
• Corrente Direta Contínua CC (I_F):Amarelo: 25 mA, Verde: 20 mA
• Faixa de Temperatura de Operação (T_a):-20°C a +80°C
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-30°C a +100°C
• Condição de Soldagem Infravermelha:Temperatura de pico de 260°C por um máximo de 10 segundos.

2.2 Características Elétricas e Ópticas (a T_a=25°C, I_F=5mA)

Estes são os parâmetros de desempenho típicos sob condições de teste padrão.

• Intensidade Luminosa (I_V):
  • Amarelo: Mínimo 7,1 mcd, Típico -, Máximo 71,0 mcd
  • Verde: Mínimo 28,0 mcd, Típico -, Máximo 280,0 mcd
  • Medido usando um sensor/filtro que aproxima a curva de resposta fotópica do olho CIE.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):130 graus (típico para ambas as cores). Este é o ângulo total no qual a intensidade é metade do valor no eixo.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_P):Amarelo: 591 nm (típ.), Verde: 530 nm (típ.).
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):
  • Amarelo: Mín. 582,0 nm, Máx. 596,0 nm
  • Verde: Mín. 520,0 nm, Máx. 540,0 nm
• Largura Espectral (Δλ):Amarelo: 15 nm (típ.), Verde: 35 nm (típ.).
• Tensão Direta (V_F):
  • Amarelo: Típico 2,0 V, Máximo 2,3 V
  • Verde: Típico 2,8 V, Máximo 3,2 V
• Corrente Reversa (I_R):Máximo 10 µA para ambas as cores a V_R=5V. Nota: O dispositivo não foi projetado para operação reversa; este parâmetro é apenas para fins de teste.

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto é classificado em bins com base na intensidade luminosa para garantir consistência de cor e brilho dentro de uma aplicação. A tolerância para cada bin é de +/-15%.

3.1 Bins de Intensidade Luminosa

Para a Cor Amarela (I_F=5mA):

• Bin K: 7,1 – 11,2 mcd
• Bin L: 11,2 – 18,0 mcd
• Bin M: 18,0 – 28,0 mcd
• Bin N: 28,0 – 45,0 mcd
• Bin P: 45,0 – 71,0 mcd

Para a Cor Verde (I_F=5mA):

• Bin N: 28,0 – 45,0 mcd
• Bin P: 45,0 – 71,0 mcd
• Bin Q: 71,0 – 112,0 mcd
• Bin R: 112,0 – 180,0 mcd
• Bin S: 180,0 – 280,0 mcd

O número de peça LTST-S326KSTGKT-5A indica seleções específicas de bin para os chips amarelo (K) e verde (S). Os projetistas devem especificar os bins necessários para a sua aplicação para garantir uniformidade visual, especialmente quando vários LEDs são usados adjacentes uns aos outros.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora o PDF faça referência a curvas típicas, as suas características podem ser inferidas a partir dos dados fornecidos:

• Curva I-V (Corrente-Tensão):As especificações de tensão direta (V_F) sugerem uma relação exponencial característica. O chip amarelo, com uma V_Ftípica mais baixa (2,0V), terá uma forma de curva ligeiramente diferente em comparação com o chip verde (V_Ftípica 2,8V). A limitação de corrente adequada é essencial, pois a V_Ftem um coeficiente de temperatura negativo.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente:A intensidade (I_V) é aproximadamente proporcional à corrente direta (I_F) dentro da faixa de operação nominal. No entanto, a eficiência pode diminuir em correntes muito altas devido a efeitos térmicos.
• Características de Temperatura:A saída luminosa para LEDs de AlInGaP (amarelo) e InGaN (verde) tipicamente diminui com o aumento da temperatura da junção. A faixa de temperatura de operação de -20°C a +80°C define as condições ambientais sob as quais o desempenho especificado é garantido.
• Distribuição Espectral:Os comprimentos de onda de pico e dominante, juntamente com a largura espectral (Δλ), definem a pureza da cor. A Δλ mais ampla do chip verde (35 nm) em comparação com o chip amarelo (15 nm) é típica para LEDs verdes baseados em InGaN.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED está em conformidade com um contorno de encapsulamento padrão EIA para montagem em superfície. Todas as dimensões estão em milímetros com uma tolerância padrão de ±0,1 mm, salvo indicação em contrário. O encapsulamento apresenta um design de baixo perfil adequado para aplicações com espaço limitado.

5.2 Atribuição de Pinos e Polaridade

O dispositivo tem dois ânodos (um para cada chip) e um cátodo comum. A atribuição dos pinos é a seguinte:

• Cátodo 1 (C1):Ligado ao chip Verde InGaN.
• Cátodo 2 (C2):Ligado ao chip Amarelo AlInGaP.

A polaridade correta deve ser observada durante o layout da PCB e a montagem. O layout recomendado das almofadas de fixação da PCB é fornecido para garantir soldagem adequada e estabilidade mecânica.

6. Guia de Soldagem e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldagem por Refluxo (Processo Livre de Chumbo)

O dispositivo é compatível com soldagem por refluxo infravermelho. Um perfil sugerido em conformidade com os padrões JEDEC é:

• Temperatura de Pré-aquecimento:150°C a 200°C
• Tempo de Pré-aquecimento:Máximo 120 segundos
• Temperatura Máxima do Corpo:Máximo 260°C
• Tempo Acima de 260°C:Máximo 10 segundos
• Número de Ciclos de Refluxo:Máximo duas vezes.

Nota: O perfil real deve ser caracterizado para o projeto de PCB específico, a pasta de solda e o forno utilizados.

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária:

• Temperatura do Ferro:Máximo 300°C
• Tempo de Soldagem:Máximo 3 segundos por almofada
• Número de Ciclos:Apenas uma vez.

6.3 Armazenamento e Manuseio

• Precauções contra ESD:O dispositivo é sensível à descarga eletrostática (ESD). Use pulseiras antiestáticas, tapetes antiestáticos e equipamentos devidamente aterrados durante o manuseio.
• Sensibilidade à Humidade:Como um dispositivo de montagem em superfície, é sensível à humidade.
  • Saco Selado:Armazene a ≤30°C e ≤60% de HR. Use dentro de um ano após a abertura do saco.
  • Após a Abertura do Saco:Para componentes fora do saco original por mais de uma semana, recomenda-se um cozimento a 60°C por pelo menos 20 horas antes do refluxo para prevenir o "efeito pipoca".
• Limpeza:Use apenas solventes à base de álcool aprovados, como álcool isopropílico (IPA) ou etanol. A imersão deve ser por menos de um minuto à temperatura ambiente. Evite produtos químicos não especificados.

7. Embalagem e Informações de Pedido

A embalagem padrão para montagem automatizada é:

• Fita:Fita transportadora relevada com 8mm de largura.
• Carreto:Carreto com diâmetro de 7 polegadas (178mm).
• Quantidade por Carreto:3000 peças.
• Quantidade Mínima de Pedido (MOQ):500 peças para quantidades remanescentes.
• A embalagem segue as especificações ANSI/EIA-481. Os compartimentos vazios são selados com fita de cobertura, e é permitido um máximo de dois componentes ausentes consecutivos.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Indicadores de Estado:Indicadores de ligado, standby, modo, carga da bateria ou atividade de rede em routers, modems, estações base e equipamentos de telecomunicações.
• Retroiluminação de Teclado:Fornecendo feedback de dupla cor (ex., verde para ativo, amarelo para aviso) em painéis industriais, dispositivos médicos ou eletrónicos de consumo.
• Indicadores de Painel:Em painéis de controlo para eletrodomésticos (fornos, máquinas de lavar) e equipamentos de automação de escritório (impressoras, scanners).
• Luminárias Simbólicas:Iluminação de pequenas sinalizações ou ícones.

8.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Use sempre um resistor limitador de corrente em série para cada canal de cor. Calcule o valor do resistor com base na tensão de alimentação (V_CC), na corrente direta desejada (I_F) e na tensão direta do LED (V_F). Use a V_Fmáxima da folha de dados para um projeto robusto: R = (V_CC- V_{F_max}) / I_F.
• Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa, garanta área de cobre adequada na PCB ou vias térmicas se operar em altas temperaturas ambientes ou próximo da corrente máxima para manter o desempenho e a longevidade.
• Projeto Óptico:O ângulo de visão de 130 graus proporciona ampla visibilidade. Para luz direcionada, podem ser necessárias lentes externas ou guias de luz.
• Circuito de Acionamento:O LED é compatível com nível lógico e pode ser acionado diretamente a partir de pinos GPIO de microcontroladores (com um resistor limitador de corrente) ou através de interruptores transistor/MOSFET para controlo de corrente mais elevada.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O LTST-S326KSTGKT-5A oferece vantagens específicas na sua categoria:

• Dupla Cor num Único Encapsulamento:Elimina a necessidade de dois LEDs SMD separados, economizando espaço na PCB, reduzindo tempo/custo de colocação e simplificando a lista de materiais (BOM).
• Alto Brilho:O uso de chips ultrabrilhantes de AlInGaP e InGaN proporciona alta intensidade luminosa, tornando-o adequado para aplicações que requerem boa visibilidade mesmo em condições de boa iluminação.
• Encapsulamento Padronizado:A pegada padrão EIA garante compatibilidade com uma vasta gama de layouts de PCB existentes, bicos pick-and-place e sistemas alimentadores.
• Compatibilidade Robusta de Processo:Projetado explicitamente para refluxo IR e montagem automatizada, garantindo alto rendimento e confiabilidade na produção em massa.

10. Perguntas Frequentes (FAQs)

P1: Posso acionar os LEDs amarelo e verde simultaneamente na sua corrente CC máxima?

R1: Não. Os valores máximos absolutos especificam correntes diretas CC individuais (Amarelo: 25mA, Verde: 20mA). Acionar ambos simultaneamente nesses níveis provavelmente excederia a classificação de dissipação de potência total do encapsulamento. Para operação simultânea, reduza as correntes de acordo com considerações térmicas.

P2: Qual é a diferença entre comprimento de onda de pico (λ_P) e comprimento de onda dominante (λ_d)?

R2: O comprimento de onda de pico é o único comprimento de onda no qual o espectro de emissão tem a sua intensidade mais alta. O comprimento de onda dominante é o único comprimento de onda da luz monocromática que corresponderia à cor percebida do LED quando combinada com uma referência branca especificada. λ_destá mais intimamente relacionado com a perceção de cor humana.

P3: Por que a condição de teste de corrente reversa (I_R) é especificada se o dispositivo não é para operação reversa?

R3: O teste I_Ré um teste padrão de qualidade e confiabilidade para verificar a integridade da junção e a fuga. Verifica que o chip LED e o encapsulamento não têm defeitos significativos. Aplicar tensão reversa num circuito real não é recomendado e pode danificar o dispositivo.

P4: Quão crítica é a janela de 1 semana após abrir o saco de barreira de humidade?

R4: É uma diretriz conservadora para prevenir danos induzidos por humidade durante a soldagem por refluxo ("efeito pipoca"). Se o tempo de exposição for excedido, cozinhar os componentes conforme especificado (60°C por 20+ horas) remove efetivamente a humidade absorvida e restaura-os a uma condição soldável.

11. Estudo de Caso Prático de Projeto

Cenário:Projetar um indicador de duplo estado para um router sem fios. Verde indica uma ligação à internet estável, e amarelo indica uma tentativa de ligação ou sinal degradado.

Implementação:

1. O LED é colocado na PCB do painel frontal. O cátodo comum é ligado ao terra.
2. O ânodo verde (C1) é ligado a um pino GPIO do microcontrolador (ex., 3,3V) através de um resistor limitador de corrente. R_verde = (3,3V - 3,2V_máx) / 0,005A = 20Ω (use valor padrão 22Ω).
3. O ânodo amarelo (C2) é ligado a um pino GPIO diferente através de outro resistor. R_amarelo = (3,3V - 2,3V_máx) / 0,005A = 200Ω (use valor padrão 220Ω).
4. O firmware do microcontrolador controla os pinos: ativa o pino verde para uma ligação estável, ativa o pino amarelo para busca/degradado, e desativa ambos para desligado.
5. O amplo ângulo de visão de 130° garante que o indicador seja visível de vários ângulos numa sala típica.

Este projeto usa um único componente para fornecer dois estados visuais claros, simplificando a montagem e economizando espaço em comparação com o uso de dois LEDs separados.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

O LTST-S326KSTGKT-5A é baseado na emissão de luz semicondutora de estado sólido. Contém dois materiais semicondutores diferentes dentro do seu encapsulamento:

• Emissão Amarela (AlInGaP):A luz amarela é produzida por um chip de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP). Quando uma tensão direta é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa do chip, libertando energia na forma de fotões. A composição específica da liga AlInGaP determina a energia do bandgap, que corresponde ao comprimento de onda amarelo (~590 nm).
• Emissão Verde (InGaN):A luz verde é produzida por um chip de Nitreto de Índio e Gálio (InGaN). O princípio de operação é o mesmo (eletroluminescência), mas o sistema de material InGaN tem uma maior capacidade de ajuste do bandgap. Ao ajustar o conteúdo de índio, o comprimento de onda de emissão pode variar através do espectro azul, verde e ciano. Alcançar verde de alta eficiência com InGaN é mais desafiador do que o azul, o que se reflete na largura espectral mais ampla.

A lente de epóxi transparente encapsula os chips, fornecendo proteção mecânica, moldando o feixe de saída de luz e oferecendo vedação ambiental.

13. Tendências e Desenvolvimentos da Indústria

O mercado para LEDs SMD como o LTST-S326KSTGKT-5A continua a evoluir impulsionado por várias tendências-chave:

• Aumento da Miniaturização:Persiste a procura por tamanhos de encapsulamento ainda menores (ex., 0402, 0201 métrico) para permitir eletrónicos mais densos e novos fatores de forma como dispositivos vestíveis.
• Maior Eficiência e Luminância:Melhorias contínuas no crescimento epitaxial e no design de chips produzem LEDs com maior eficácia luminosa (mais saída de luz por watt elétrico), permitindo menor consumo de energia ou indicadores mais brilhantes na mesma corrente.
• Consistência de Cor e Binning Avançado:Tolerâncias de binning mais apertadas para comprimento de onda (cor) e intensidade estão a tornar-se padrão, especialmente para aplicações onde múltiplos LEDs devem combinar perfeitamente, como em ecrãs de cor total ou matrizes de indicadores.
• Integração e Funcionalidades Inteligentes:A tendência estende-se para além de simples LEDs discretos em direção a soluções integradas, como LEDs com resistores limitadores de corrente incorporados, ICs de acionamento ou mesmo microcontroladores para LEDs RGB endereçáveis (ex., WS2812).
• Confiabilidade e Adequação a Ambientes Severos:O desenvolvimento foca-se em melhorar o desempenho e a longevidade sob maior temperatura, humidade e exposição química, expandindo aplicações para ambientes automotivos, industriais e exteriores.

Dispositivos como o LTST-S326KSTGKT-5A representam uma solução madura, confiável e económica para aplicações indicadoras padrão, enquanto tecnologias mais recentes empurram os limites para usos especializados e de alto desempenho.