Ficha Técnica do LED SMD Bicolor LTST-C235TBKFWT - Dimensões do Pacote - Azul/Laranja - 3.3V/2.0V - 76mW/75mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-C235TBKFWT é um LED de montagem superficial (SMD) bicolor, projetado para aplicações eletrónicas modernas que requerem soluções de sinalização compactas, fiáveis e brilhantes. Integra dois chips semicondutores distintos num único pacote padrão EIA: um chip de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) para emissão azul e um chip de AlInGaP (Fosfeto de Gálio, Índio e Alumínio) para emissão laranja. Esta configuração permite uma sinalização versátil e indicação de estado utilizando uma única pegada de componente.

O produto é classificado como um produto verde, cumprindo os padrões de conformidade ROHS (Restrição de Substâncias Perigosas), tornando-o adequado para uso em mercados com regulamentações ambientais rigorosas. É embalado em fita de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, facilitando os processos de montagem automática pick-and-place de alta velocidade comuns na fabricação de eletrónica em volume.

1.1 Características e Vantagens Principais

• Fonte de Duas Cores:Combina a emissão de luz azul (InGaN) e laranja (AlInGaP) a partir de chips separados.
• Alto Brilho:Utiliza tecnologia de chip ultrabrilhante para uma forte intensidade luminosa.
• Compatibilidade de Fabricação:Totalmente compatível com equipamentos de colocação automática e processos padrão de soldadura por refluxo infravermelho (IR).
• Compatibilidade com CI:Pode ser acionado diretamente pela maioria das saídas de nível lógico.
• Embalagem Padronizada:O pacote padrão EIA garante ampla compatibilidade com projetos e linhas de montagem da indústria.

2. Análise dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma interpretação objetiva e detalhada dos principais parâmetros elétricos e ópticos especificados para o LED LTST-C235TBKFWT. Todos os valores são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A operação nestas condições não é garantida.

• Dissipação de Potência (Pd):Azul: 76 mW, Laranja: 75 mW. Esta é a potência máxima que o LED pode dissipar como calor em operação DC.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):Azul: 100 mA, Laranja: 80 mA. Esta é a corrente instantânea máxima permitida em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0.1ms). Exceder este valor pode causar falha catastrófica.
• Corrente Direta Contínua (I_F):Azul: 20 mA, Laranja: 30 mA. Esta é a corrente direta contínua máxima recomendada para uma operação de longo prazo fiável.
• Faixas de Temperatura:Operação: -20°C a +80°C; Armazenamento: -30°C a +100°C.
• Condição de Soldadura:Suporta soldadura por refluxo infravermelho a uma temperatura de pico de 260°C durante 10 segundos.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

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

• Intensidade Luminosa (I_V):Medida em milicandelas (mcd) a I_F= 20 mA. Azul: Mín. 18.0, Típ. 45.0, Máx. 280.0. Laranja: Mín. 28.0, Valor típ. não declarado, Máx. não aplicável da tabela. Isto indica o brilho percebido do LED pelo olho humano.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):Tipicamente 130 graus para ambas as cores. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor no eixo, definindo a dispersão do feixe.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_P):Azul: 468 nm (Típ.), Laranja: 611 nm (Típ.). Este é o comprimento de onda no qual a saída espectral é mais forte.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):Azul: 470 nm (Típ.), Laranja: 605 nm (Típ.). Este é o comprimento de onda único que melhor representa a cor percebida do LED, derivado do diagrama de cromaticidade CIE.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):Azul: 25 nm (Típ.), Laranja: 17 nm (Típ.). Isto mede a pureza espectral ou largura de banda da luz emitida.
• Tensão Direta (V_F):A I_F= 20 mA. Azul: Típ. 3.30V, Máx. 3.80V. Laranja: Típ. 2.00V, Máx. 2.40V. Esta é a queda de tensão através do LED durante a operação.
• Corrente Reversa (I_R):Máx. 10 μA para ambos 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 Binning

A intensidade luminosa dos LEDs pode variar de lote para lote. Um sistema de binning é usado para classificar os LEDs em grupos (bins) com base no seu desempenho medido, garantindo consistência para o utilizador final.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

O LTST-C235TBKFWT usa códigos de letras para denotar faixas de intensidade. A tolerância dentro de cada bin é de +/-15%.

Bins do Chip Azul:

- M: 18.0 - 28.0 mcd

- N: 28.0 - 45.0 mcd

- P: 45.0 - 71.0 mcd

- Q: 71.0 - 112.0 mcd

- R: 112.0 - 180.0 mcd

Bins do Chip Laranja:

- N: 28.0 - 45.0 mcd

- P: 45.0 - 71.0 mcd

- Q: 71.0 - 112.0 mcd

- R: 112.0 - 180.0 mcd

- S: 180.0 - 280.0 mcd

Este sistema permite aos projetistas selecionar um grau de brilho adequado aos requisitos da sua aplicação, seja para visibilidade em alta luz ambiente ou para indicação de baixa potência.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora gráficos específicos sejam referenciados na ficha técnica (ex: Fig.1, Fig.5), as curvas de desempenho típicas para tais LEDs fornecem informações críticas para o projeto.

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

A relação I-V é exponencial. Para o chip azul (InGaN, V_F~3.3V), a curva terá um joelho mais acentuado em comparação com o chip laranja (AlInGaP, V_F~2.0V). Isto exige valores diferentes de resistência limitadora de corrente quando acionados a partir da mesma fonte de tensão para atingir a mesma corrente alvo (ex: 20mA).

4.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

A intensidade luminosa é aproximadamente proporcional à corrente direta dentro da faixa de operação recomendada. No entanto, a eficiência (saída de luz por unidade de entrada elétrica) tipicamente diminui em correntes muito altas devido ao aumento da geração de calor. Operar na ou abaixo da corrente direta contínua recomendada garante eficiência e longevidade ótimas.

4.3 Dependência da Temperatura

O desempenho do LED é sensível à temperatura. À medida que a temperatura da junção aumenta:

- A intensidade luminosa geralmente diminui.

- A tensão direta tipicamente diminui ligeiramente para uma dada corrente.

- O comprimento de onda dominante pode deslocar-se (geralmente para comprimentos de onda mais longos).

Uma gestão térmica adequada no projeto do PCB é crucial para manter um desempenho óptico consistente ao longo da faixa de temperatura de operação.

5. Informações Mecânicas e de Pacote

5.1 Dimensões do Pacote e Atribuição de Pinos

O dispositivo está em conformidade com uma pegada padrão EIA para LED SMD. As dimensões específicas são fornecidas nos desenhos da ficha técnica. A atribuição de pinos é crítica para o funcionamento correto:

- Pinos 1 e 2: Ânodo e Cátodo para ochipInGaN Azul.

- Pinos 3 e 4: Ânodo e Cátodo para ochipAlInGaP Laranja.

Consultar o desenho do pacote é essencial para identificar a polaridade ânodo/cátodo de cada cor, evitando ligação incorreta durante o layout do PCB.

5.2 Projeto Recomendado da Pasta de Solda

A ficha técnica inclui dimensões sugeridas para as pastas de solda. Seguir estas recomendações garante uma junta de solda fiável, um alinhamento adequado durante o refluxo e ajuda na dissipação de calor do pacote do LED. Desviar-se significativamente destes layouts de pasta pode levar a tombstoning (componente a levantar), filetes de solda deficientes ou desempenho térmico reduzido.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Perfil de Soldadura por Refluxo

A ficha técnica fornece um perfil de refluxo IR sugerido para processos de soldadura sem chumbo (Pb-free). Os parâmetros-chave incluem:

- Pré-aquecimento:150-200°C para aquecer gradualmente a placa e ativar o fluxo.

- Tempo de Pré-aquecimento:Máximo 120 segundos para evitar choque térmico.

- Temperatura de Pico:Máximo 260°C.

- Tempo Acima do Líquidus:O perfil na página 3 mostra a zona crítica de refluxo; o componente deve ser exposto a temperaturas suficientes para a fusão da solda (tipicamente 217°C+ para SnAgCu) durante um tempo apropriado (ex: 60-90 segundos).

- Taxa de Arrefecimento:É recomendado um arrefecimento controlado para minimizar o stresse nas juntas de solda.

6.2 Soldadura Manual

Se a soldadura manual for necessária:

- Use um ferro de soldar com controlo de temperatura ajustado para no máximo 300°C.

- Limite o tempo de soldadura a um máximo de 3 segundos por junta.

- Aplique calor na pasta do PCB, não diretamente no corpo do LED, para evitar danos térmicos na lente de plástico e no chip semicondutor.

6.3 Limpeza

Se for necessária limpeza pós-soldadura:

- Use apenas agentes de limpeza especificados. Produtos químicos não especificados podem danificar a lente de epóxi do LED, causando embaciamento ou fissuras.

- Os solventes recomendados são álcool etílico ou álcool isopropílico à temperatura ambiente normal.

- O tempo de imersão deve ser inferior a um minuto para evitar a entrada de solvente.

6.4 Armazenamento e Manuseamento

• Precauções ESD:Os LEDs são sensíveis à descarga eletrostática (ESD). Use pulseiras antiestáticas, tapetes antiestáticos e equipamento devidamente aterrado durante o manuseamento.
• Sensibilidade à Humidade:Como um pacote de plástico de montagem superficial, é sensível à humidade. Se a bolsa selada de barreira à humidade original for aberta, os componentes devem ser usados dentro de uma semana ou cozidos (ex: a 60°C durante 20 horas) antes do refluxo para remover a humidade absorvida e evitar danos de \"pipocagem\" durante a soldadura.
• Armazenamento de Longo Prazo:Para embalagens abertas, armazene a ≤30°C e ≤60% de humidade relativa. Para armazenamento prolongado, use um recipiente selado com dessecante.

7. Embalagem e Encomenda

7.1 Especificações da Fita e Bobina

A embalagem padrão é fita transportadora relevada de 8mm em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro.

- Quantidade por Bobina:3000 peças.

- Quantidade Mínima de Encomenda (MOQ):500 peças para quantidades remanescentes.

- Fita de Cobertura:Os compartimentos vazios são selados com fita de cobertura superior.

- Componentes em Falta:É permitido um máximo de dois LEDs em falta consecutivos de acordo com o padrão de embalagem (ANSI/EIA 481-1-A-1994).

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Indicadores de Estado:A capacidade bicolor permite múltiplos estados (ex: azul para \"ligado/em espera\", laranja para \"falha/a carregar\", ambos para um terceiro estado).
• Eletrónica de Consumo:Botões de energia, estado de conectividade (Wi-Fi/Bluetooth), indicadores de nível de bateria em portáteis, routers e periféricos.
• Painéis de Controlo Industrial:Estado da máquina, indicação do modo operacional.
• Iluminação Interior Automóvel:Iluminação de destaque ou indicadora de baixa potência, embora seja necessária qualificação específica de grau automóvel.

8.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Use sempre uma resistência em série para cada chip de LED para definir a corrente direta. Calcule o valor da resistência como R = (V_fonte- V_F) / I_F. Use o V_Fmáximo da ficha técnica para um projeto conservador que garanta que I_Fnão seja excedida mesmo com variação dos componentes.
• Circuito de Acionamento:Os LEDs são compatíveis com pinos GPIO de microcontroladores. Certifique-se de que o GPIO pode drenar/fornecer a corrente necessária (20-30mA). Para correntes mais altas ou multiplexagem de muitos LEDs, use drivers de transístor ou CIs dedicados para driver de LED.
• Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa, garanta que o layout do PCB fornece área de cobre adequada em torno das pastas de solda para atuar como dissipador de calor, especialmente se operar a altas temperaturas ambientes ou corrente máxima.
• Projeto Óptico:O ângulo de visão de 130 graus fornece um padrão de luz amplo e difuso adequado para visualização direta. Para aplicações de condução de luz, o ângulo amplo ajuda a acoplar a luz no tubo de forma eficaz.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O LTST-C235TBKFWT oferece vantagens específicas na sua classe:

• Dual-Chip vs. Single-Chip:Comparado com o uso de dois LEDs monocromáticos separados, este dispositivo economiza espaço no PCB, reduz a contagem de componentes e simplifica a montagem.
• Tecnologia de Chip:O uso de InGaN para azul e AlInGaP para laranja representa tecnologias semicondutoras maduras e de alta eficiência para as suas respetivas cores, oferecendo bom brilho e fiabilidade.
• Padronização do Pacote:O pacote padrão EIA garante compatibilidade imediata com uma vasta gama de pegadas de PCB e bibliotecas de projeto existentes, reduzindo o risco de projeto.
• Compatibilidade de Processo:A compatibilidade total com refluxo IR e colocação automática torna-o ideal para fabricação de alto volume e sensível ao custo.

10. Perguntas Frequentes (FAQs)

P1: Posso acionar simultaneamente os LEDs azul e laranja na sua corrente contínua máxima?

R1: Sim, mas deve considerar a dissipação total de potência. A operação simultânea a 20mA (Azul) e 30mA (Laranja) resulta numa dissipação de potência de aproximadamente (3.3V*0.02A) + (2.0V*0.03A) = 0.126W. Isto está abaixo dos máximos individuais, mas requer verificar se a carga térmica combinada não excede a capacidade do pacote de dissipar calor no seu layout específico.

P2: Qual é a diferença entre comprimento de onda de pico e comprimento de onda dominante?

R2: O comprimento de onda de pico (λ_P) é o comprimento de onda físico do ponto de maior intensidade no espectro de emissão. O comprimento de onda dominante (λ_d) é um valor calculado baseado na perceção de cor humana (gráfico CIE) que define a \"cor\" que vemos. Para LEDs monocromáticos, são frequentemente próximos. Para LEDs com espectros mais amplos, podem diferir.

P3: Como interpreto o código de bin ao encomendar?

R3: O código de bin (ex: \"P\" para azul, \"Q\" para laranja) especifica a faixa de intensidade luminosa mínima e máxima garantida para esse lote. Deve especificar o(s) bin(s) desejado(s) ao encomendar para garantir consistência de brilho em toda a sua produção. Se não especificado, pode receber componentes de qualquer bin disponível dentro da faixa geral do produto.

P4: Este LED é adequado para uso exterior?

R4: A faixa de temperatura de operação (-20°C a +80°C) cobre muitas condições exteriores. No entanto, a exposição exterior de longo prazo requer consideração de fatores adicionais não cobertos nesta ficha técnica: resistência aos UV da lente (para evitar amarelecimento), resistência ao ciclo térmico e proteção contra entrada de humidade. Para aplicações exteriores críticas, consulte o fabricante para dados de fiabilidade estendidos ou considere produtos especificamente qualificados para uso exterior.

11. Estudo de Caso de Projeto e Utilização

Cenário: Projetar um Botão de Energia de Duplo Estado para um Switch de Rede

Um projetista precisa de um LED para indicar tanto o estado de energia (Ligado/Desligado) como a atividade de rede (Ativo/Inativo) num único botão.

Implementação:

1. O LTST-C235TBKFWT é colocado atrás de uma tampa de botão translúcida.

2. O microcontrolador aciona os LEDs:

- Laranja Fixo:Energia LIGADA, dispositivo a arrancar/inativo.

- Azul Fixo:Energia LIGADA, dispositivo totalmente operacional e inativo.

- Azul Intermitente:Energia LIGADA, atividade de rede detetada.

- Desligado:Energia DESLIGADA.

3. As resistências limitadoras de corrente são calculadas separadamente para cada cor. Para uma linha de 3.3V do MCU: R_Azul= (3.3V - 3.3V) / 0.02A = 0Ω (teórico). Na prática, usa-se uma pequena resistência (ex: 10Ω) para limitar a corrente de entrada e contabilizar a queda de tensão no pino do MCU. R_Laranja= (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65Ω (usa-se o valor padrão de 68Ω).

4. O amplo ângulo de visão de 130 graus garante que o botão seja iluminado uniformemente a partir de vários ângulos de visão.

Resultado:Uma interface de utilizador limpa e compacta com feedback claro e multiestado usando apenas uma pegada de componente, simplificando o layout e montagem do PCB.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

Princípio de Emissão de Luz:Os LEDs são díodos semicondutores. Quando uma tensão direta é aplicada, os eletrões atravessam a junção p-n e recombinam-se com as lacunas na região ativa. Esta recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz é determinado pela energia da banda proibida do material semicondutor utilizado.

Ciência dos Materiais:

- InGaN (Nitretos de Gálio e Índio):Este sistema de materiais permite o ajuste da banda proibida para produzir luz desde o ultravioleta até ao verde e azul. O chip azul neste LED usa esta tecnologia.

- AlInGaP (Fosfetos de Gálio, Índio e Alumínio):Este sistema de materiais é usado para LEDs de alto brilho no espectro amarelo, laranja e vermelho. O chip laranja neste LED usa esta tecnologia.

A combinação destas duas tecnologias de materiais maduras num único pacote fornece uma solução fiável para aplicações bicolor.

13. Tendências e Desenvolvimentos da Indústria

O campo dos LEDs SMD continua a evoluir. As tendências gerais relevantes para componentes como o LTST-C235TBKFWT incluem:

• Aumento da Eficiência (lm/W):Melhorias contínuas no crescimento epitaxial e no design de chips levam a uma maior eficácia luminosa, significando mais saída de luz para a mesma potência de entrada elétrica.
• Miniaturização:Embora este produto use um pacote padrão, a indústria pressiona por pegadas menores (ex: 0402, 0201) para aplicações com restrições de espaço, como dispositivos móveis.
• Melhoria da Consistência de Cor:Tolerâncias de binning mais apertadas e avanços no controlo de fabrico produzem LEDs com cromaticidade e brilho mais consistentes de lote para lote.
• Maior Fiabilidade e Vida Útil:Melhorias nos materiais de embalagem (epóxi, terminais) e estruturas de chips visam estender a vida útil operacional e melhorar o desempenho em condições de alta temperatura e alta humidade.
• Integração:Para além do bicolor, há uma tendência para integrar mais funções, como LEDs RGB (Vermelho, Verde, Azul) num único pacote, ou mesmo combinar LEDs com CIs de controlo (como chips driver ou sequenciadores) em módulos mais complexos.

O LTST-C235TBKFWT representa uma solução bem estabelecida e fiável neste cenário em evolução, oferecendo um equilíbrio entre desempenho, custo e fabricabilidade para aplicações principais de indicadores bicolor.