Ficha Técnica do LED SMD Bicolor LTST-S326KGKFKT - Emissão Lateral - Verde/Laranja - 20mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-S326KGKFKT é um LED SMD (Dispositivo de Montagem em Superfície) bicolor de emissão lateral. Ele integra dois chips semicondutores distintos de AlInGaP num único encapsulamento: um que emite luz verde e outro que emite luz laranja. Esta configuração permite indicação ou sinalização bicolor a partir de um único componente compacto. O dispositivo foi concebido para compatibilidade com processos de montagem automatizados e técnicas modernas de soldagem sem chumbo (Pb-free).

1.1 Características e Vantagens Principais

As principais vantagens deste LED derivam da sua tecnologia de material e do design do encapsulamento. A utilização de chips de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) proporciona uma elevada eficiência luminosa, resultando num brilho intenso. O design da lente de emissão lateral direciona a luz lateralmente, tornando-o ideal para aplicações onde o LED é montado perpendicularmente à superfície de visualização, como em painéis com iluminação de borda ou indicadores de estado na lateral de um dispositivo. Características-chave incluem conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), terminais estanhados para melhor soldabilidade e embalagem em bobinas de fita de 8mm para montagem automatizada pick-and-place eficiente.

1.2 Aplicações-Alvo e Mercado

Este componente destina-se ao mercado geral de eletrónica. As suas aplicações típicas incluem indicadores de estado, retroiluminação para botões ou símbolos, e luzes de sinalização bicolor em eletrónica de consumo, equipamento de escritório, dispositivos de comunicação e eletrodomésticos. A característica de emissão lateral é particularmente valiosa em designs com restrições de espaço onde LEDs de emissão frontal não são viáveis.

2. Especificações Técnicas e Interpretação Objetiva

Esta secção fornece uma análise detalhada dos limites operacionais e das características de desempenho do dispositivo em condições padrão (Ta=25°C).

2.1 Classificações Absolutas Máximas

Estas classificações definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não se destinam à operação normal.

• Dissipação de Potência (Pd):72 mW por chip. Esta é a quantidade máxima de potência que pode ser dissipada continuamente na forma de calor. Exceder este limite arrisca sobreaquecimento e degradação acelerada.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):80 mA, permitida apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms). Isto permite breves períodos de flash de alta intensidade.
• Corrente Direta Contínua (I_F):30 mA DC. Esta é a corrente máxima recomendada para operação contínua, de forma a garantir fiabilidade a longo prazo.
• Tensão Reversa (V_R):5 V. Aplicar uma tensão reversa superior a esta pode causar ruptura da junção.
• Temperatura de Operação & Armazenamento:-30°C a +85°C e -40°C a +85°C, respetivamente. O dispositivo pode suportar armazenamento não operacional a temperaturas ligeiramente mais baixas.
• Temperatura de Soldagem:Suporta soldagem por refluxo infravermelho com temperatura de pico de 260°C por até 10 segundos, o que se alinha com perfis comuns de montagem sem chumbo.

2.2 Características Eletro-Óticas

Estes parâmetros definem o desempenho do dispositivo no ponto de operação típico de 20 mA de corrente direta.

• Intensidade Luminosa (I_V):O chip verde tem uma intensidade típica de 35,0 mcd (milicandela), com um mínimo de 18,0 mcd. O chip laranja é mais brilhante, com uma intensidade típica de 90,0 mcd e um mínimo de 28,0 mcd. A intensidade é medida usando um filtro que simula a resposta fotópica do olho humano (curva CIE).
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):130 graus (típico). Este ângulo amplo indica um padrão de emissão difuso e largo, adequado para iluminação lateral.
• Comprimento de Onda:
  • Comprimento de Onda de Pico (λ_P):574 nm (verde, típico) e 611 nm (laranja, típico). Este é o comprimento de onda no qual a saída espectral é mais forte.
  • Comprimento de Onda Dominante (λ_d):571 nm (verde, típico) e 605 nm (laranja, típico). Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano, derivado do diagrama de cromaticidade CIE, e define melhor a cor.
  • Largura de Banda Espectral (Δλ):15 nm (verde) e 17 nm (laranja, típico). Isto indica a pureza espectral; larguras de banda mais estreitas resultam em cores mais saturadas.
• Tensão Direta (V_F):2,0 V típico, 2,4 V máximo a 20 mA. Esta baixa tensão torna-o compatível com circuitos lógicos comuns de 3,3V e 5V, muitas vezes sem necessidade de uma resistência limitadora de corrente para indicação de baixa corrente.
• Corrente Reversa (I_R):10 μA máximo a 5 V de polarização reversa. Uma corrente reversa baixa é desejável.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir cor e brilho consistentes na produção, os LEDs são classificados em bins de desempenho. O LTST-S326KGKFKT utiliza um sistema de binning de intensidade luminosa.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

A saída luminosa a 20 mA é categorizada em bins identificados por um código de letra. Cada bin tem um valor mínimo e máximo de intensidade, com uma tolerância de +/-15% permitida dentro de cada bin.

• Bins do Chip Verde:M (18,0-28,0 mcd), N (28,0-45,0 mcd), P (45,0-71,0 mcd), Q (71,0-112,0 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).

Este sistema permite aos designers selecionar um bin que atenda aos seus requisitos específicos de brilho. Por exemplo, uma aplicação que requer brilho uniforme do painel especificaria um bin apertado como P ou Q para minimizar a variação entre unidades.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na ficha técnica (páginas 6-7), as suas implicações são padrão para a tecnologia LED.

4.1 Corrente vs. Intensidade Luminosa (Curva I_V)

A saída de luz de um LED é aproximadamente proporcional à corrente direta numa determinada gama. Operar acima dos 20 mA recomendados aumentará o brilho, mas também aumentará a dissipação de potência (calor) e potencialmente reduzirá a vida útil operacional. A classificação de corrente de pico pulsada (80mA) permite flashes curtos e brilhantes sem acumulação térmica.

4.2 Dependência da Temperatura

O desempenho do LED é sensível à temperatura. Tipicamente, a tensão direta (V_F) diminui ligeiramente com o aumento da temperatura. Mais significativamente, a intensidade luminosa geralmente diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Uma gestão térmica adequada no design da PCB (ex., área de cobre suficiente para dissipação de calor) é crucial para manter um brilho consistente, especialmente em ambientes de alta temperatura ambiente ou a correntes de acionamento mais elevadas.

4.3 Distribuição Espectral

As curvas espectrais referidas mostrariam o perfil de emissão de cada chip. Os comprimentos de onda de pico e dominante são especificados, e as curvas ilustrariam a largura de banda espectral (Δλ). O chip laranja de AlInGaP tipicamente tem uma largura espectral mais ampla que o verde, o que se reflete na especificação de 17 nm vs. 15 nm.

5. Informação Mecânica e de Encapsulamento

5.1 Dimensões Físicas e Polaridade

O dispositivo está em conformidade com um contorno padrão de encapsulamento SMD EIA. A atribuição dos pinos é claramente definida: Cátodo 1 (C1) é para o chip laranja, e Cátodo 2 (C2) é para o chip verde. O ânodo comum não está explicitamente identificado no excerto, mas é padrão para este tipo de LED bicolor de ânodo comum. A lente de emissão lateral é uma característica mecânica fundamental.

5.2 Padrão de Pistas na PCB Recomendado

A ficha técnica fornece as dimensões e orientação sugeridas para as pastilhas de solda. Seguir estas recomendações é crítico para obter juntas de solda fiáveis, prevenir tombstoning (levantamento de uma extremidade) e garantir o alinhamento adequado para a emissão de luz lateral. A direção de soldagem sugerida é fornecida para otimizar o processo de refluxo.

6. Diretrizes de Montagem, Soldagem e Manuseamento

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

É fornecido um perfil de refluxo infravermelho sugerido detalhado para processos sem chumbo. Parâmetros-chave incluem uma zona de pré-aquecimento (150-200°C), uma rampa controlada até uma temperatura de pico máxima de 260°C, e um tempo acima do líquido (TAL) que garante a formação adequada da junta de solda sem dano térmico ao encapsulamento do LED. O perfil baseia-se em normas JEDEC para garantir fiabilidade.

6.2 Soldagem Manual

Se for necessária soldagem manual com ferro, a temperatura não deve exceder 300°C, e o tempo de contacto deve ser limitado a 3 segundos no máximo para um único evento de soldagem. Calor ou tempo excessivos podem danificar as ligações internas por fio ou a lente de epóxi.

6.3 Limpeza

Devem ser usados apenas agentes de limpeza especificados. Os solventes recomendados são álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente, com tempo de imersão limitado a menos de um minuto. Produtos químicos agressivos ou não especificados podem craquelar, embaciar ou danificar a lente do LED.

6.4 Armazenamento e Sensibilidade à Humidade

Os LEDs são sensíveis à humidade. As bobinas seladas de fábrica, não abertas, com dessecante têm uma vida útil de um ano quando armazenadas a ≤30°C e ≤90% de HR. Uma vez aberto o saco à prova de humidade, os componentes devem ser armazenados a ≤30°C e ≤60% de HR e idealmente usados dentro de uma semana. Para armazenamento mais longo fora da embalagem original, devem ser mantidos num ambiente seco e selado (ex., com dessecante ou em azoto) e podem necessitar de um ciclo de secagem (ex., 60°C durante 20 horas) antes da soldagem para prevenir danos de \"pipocagem\" durante o refluxo.

6.5 Precauções contra ESD (Descarga Eletrostática)

Os LEDs são suscetíveis a danos por descarga eletrostática. Controlos adequados de ESD devem estar implementados durante o manuseamento: usar pulseiras de aterramento, tapetes antiestáticos e garantir que todo o equipamento está devidamente aterrado.

7. Embalagem e Encomenda

7.1 Especificações da Fita e Bobina

O produto é fornecido como padrão em fita transportadora relevada de 8mm de largura enrolada em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. Cada bobina completa contém 3000 peças. As especificações da fita e bobina cumprem as normas ANSI/EIA-481 para garantir compatibilidade com equipamento automatizado. Aplica-se uma quantidade mínima de encomenda de 500 peças para bobinas parciais (restos). A embalagem garante a orientação do componente e protege os dispositivos durante o transporte e manuseamento.

8. Considerações de Design para Aplicação

8.1 Design do Circuito

Uma resistência limitadora de corrente é quase sempre necessária em série com cada chip de LED para definir a corrente direta. O valor da resistência pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Usando a V_Ftípica de 2,0V e uma I_Fdesejada de 20mA a partir de uma fonte de 5V: R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ω. Um valor ligeiramente superior (ex., 180 Ω) pode ser usado para aumentar a margem e reduzir ligeiramente a corrente/potência. Para multiplexagem ou acionamento a partir de um pino GPIO de um microcontrolador, garanta que a capacidade de fornecimento/absorção de corrente do pino não é excedida.

8.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa (72mW máx. por chip), a operação contínua nos valores máximos numa temperatura ambiente elevada pode levar a temperaturas de junção que excedem as especificações. Proporcionar uma área de cobre adequada na PCB em torno das pastilhas do LED ajuda a dissipar calor. Evite colocar o LED perto de outras fontes de calor significativas.

8.3 Integração Ótica

A emissão lateral de 130 graus deve ser considerada no design mecânico. Guias de luz, difusores ou cavidades refletoras podem ser necessários para direcionar ou moldar a saída de luz para o efeito visual pretendido. O bin de intensidade escolhido terá um impacto direto no brilho final.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Os principais diferenciadores deste componente são a suacapacidade bicolor num encapsulamento de emissão lateral. Comparado com LEDs monocromáticos, economiza espaço na placa e simplifica a montagem para indicação bicolor. Comparado com LEDs de emissão superior, resolve um desafio específico de layout mecânico. A utilização da tecnologia AlInGaP oferece maior eficiência e melhor estabilidade térmica do que tecnologias mais antigas como GaAsP para estas cores, resultando numa saída mais brilhante e consistente.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

10.1 Posso acionar ambas as cores simultaneamente?

Sim, mas deve considerar a dissipação total de potência. A potência combinada de ambos os chips na sua corrente contínua máxima (30mA cada a ~2,0V) seria aproximadamente 120mW, o que excede a classificação individual de 72mW por chip. O calor combinado no encapsulamento partilhado deve ser gerido. Para uma operação fiável a longo prazo, é aconselhável acionar ambos os chips a uma corrente mais baixa (ex., 15-20mA cada) se estiverem ligados simultaneamente por períodos prolongados.

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

O comprimento de onda de pico (λ_P) é a medição física do ponto mais alto na curva de saída espectral. O comprimento de onda dominante (λ_d) é um valor calculado baseado em como o olho humano percebe a mistura de cores do LED; é o comprimento de onda único que melhor corresponde à tonalidade percebida. Para LEDs com um espectro relativamente estreito, estão frequentemente próximos, mas λ_dé mais relevante para a especificação da cor.

10.3 Por que é necessário um processo de secagem antes da soldagem?

Os componentes SMD absorvem humidade do ar. Durante o aquecimento rápido da soldagem por refluxo, esta humidade retida pode vaporizar-se explosivamente, causando delaminação interna, fissuras ou \"pipocagem\". A secagem remove esta humidade absorvida, tornando os componentes seguros para o processo de refluxo de alta temperatura.

11. Exemplo de Aplicação Prática

Cenário: Indicador de Estado Duplo num Router de Rede.Um router usa um único recorte no seu painel lateral para indicação de estado. O LTST-S326KGKFKT é montado na PCB diretamente atrás deste recorte. O microcontrolador aciona os LEDs: Verde fixo indica operação normal e ligação à rede. Laranja intermitente indica atividade de dados. Laranja fixo indica um erro de sistema ou sequência de arranque. Este design usa uma única pegada de componente para fornecer três estados visuais claros, aproveitando a emissão lateral para ser visível a partir da frente do dispositivo, economizando espaço e simplificando o design do painel frontal em comparação com o uso de dois LEDs de emissão superior separados.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

Um LED é um díodo semicondutor. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, os eletrões e as lacunas recombinam-se, libertando energia na forma de fotões (luz). A cor específica da luz é determinada pela energia da banda proibida do material semicondutor. O AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) é um semicondutor composto cuja banda proibida pode ser ajustada variando as proporções dos seus constituintes. Para o LTST-S326KGKFKT, um chip é projetado com uma banda proibida correspondente à luz verde (~571 nm), e outro com uma banda proibida correspondente à luz laranja (~605 nm). O encapsulamento de emissão lateral incorpora uma lente de epóxi moldada que molda a luz emitida num padrão lateral amplo.

13. Tendências Tecnológicas

A tendência geral na tecnologia LED para aplicações de indicação continua a caminhar para maior eficiência (mais saída de luz por unidade de energia elétrica), o que permite correntes operacionais mais baixas e consumo de energia do sistema reduzido. Há também uma tendência para miniaturização mantendo ou melhorando o desempenho ótico. Além disso, a integração é uma tendência-chave, como incorporar resistências limitadoras de corrente ou circuitos integrados de acionamento dentro do próprio encapsulamento do LED para simplificar o design do circuito. Embora esta ficha técnica específica represente um produto maduro, ofertas mais recentes no mercado podem apresentar estes avanços, oferecendo aos designers soluções ainda mais pequenas, eficientes e fáceis de usar para indicação de estado e iluminação de painéis.