Ficha Técnica do LED SMD Bicolor LTST-S327TBKFKT - Azul & Laranja - 20mA/25mA - 76mW/62.5mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-S327TBKFKT é um LED bicolor compacto para montagem em superfície, projetado para aplicações eletrónicas modernas que exigem eficiência de espaço e montagem automatizada. Este dispositivo integra dois chips semicondutores distintos num único encapsulamento: 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 indicação de duas cores a partir de uma única pegada no componente, simplificando o design da PCB e reduzindo a contagem de peças.

O mercado principal para este LED inclui dispositivos portáteis e de mão, equipamentos de telecomunicações, periféricos de computador e vários eletrónicos de consumo onde é necessária indicação de estado, retroiluminação ou iluminação simbólica. A sua compatibilidade com máquinas de pick-and-place automatizadas de alto volume e processos padrão de soldagem por refluxo infravermelho (IR) torna-o ideal para fabricação rentável.

1.1 Características e Vantagens Principais

• Integração Bicolor:Combina fontes de luz azul e laranja num encapsulamento padrão EIA, permitindo funções versáteis de sinalização e exibição.
• Chips de Alta Brilho:Utiliza tecnologia semicondutora avançada de InGaN e AlInGaP para fornecer alta intensidade luminosa com valores típicos de 45 mcd (Azul) e 90 mcd (Laranja) a 20mA.
• Prontidão para Fabricação:Fornecido em fita de 8mm montada em bobinas de 7 polegadas, facilitando a montagem automatizada. O encapsulamento é projetado para ser compatível com perfis de soldagem por refluxo infravermelho, incluindo processos sem chumbo (Pb-free).
• Conformidade Ambiental:O produto está em conformidade com a diretiva de Restrição de Substâncias Perigosas (RoHS).
• Ângulo de Visão Ampla:Apresenta um ângulo de visão típico (2θ1/2) de 130 graus para ambas as cores, proporcionando ampla visibilidade.

1.2 Aplicações Alvo

Este LED é adequado para uma ampla gama de aplicações onde é necessária iluminação indicadora compacta e fiável. As principais áreas de aplicação incluem:

• Indicadores de Estado:Indicadores de energia, conectividade, bateria ou modo em telemóveis, routers e equipamentos de rede.
• Retroiluminação de Teclado/Teclado Numérico:Fornecendo iluminação para teclas em condições de pouca luz.
• Eletrónicos de Consumo e Escritório:Indicadores em eletrodomésticos, impressoras e equipamentos audiovisuais.
• Painéis de Controlo Industrial:Luzes de sinalização para estado de máquinas ou alertas.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

Um exame detalhado das especificações elétricas e ópticas é crucial para um design de circuito adequado e previsão de desempenho.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não é aconselhável operar nestes ou além destes limites.

• Dissipação de Potência (Pd):Azul: 76 mW, Laranja: 62.5 mW. Esta é a potência máxima que o LED pode dissipar como calor a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.
• Corrente Direta:A corrente direta contínua DC (IF) é classificada em 20 mA para o chip Azul e 25 mA para o chip Laranja. Uma Corrente Direta de Pico mais alta de 100 mA (Azul) e 60 mA (Laranja) é permitida em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0.1ms).
• Intervalos de Temperatura:Operação: -20°C a +80°C. Armazenamento: -30°C a +100°C.
• Limite de Soldagem:O dispositivo pode suportar soldagem por refluxo infravermelho com uma temperatura de pico de 260°C por um máximo de 10 segundos.

2.2 Características Elétricas & Ópticas (Ta=25°C)

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

• Intensidade Luminosa (Iv):Medida em milicandelas (mcd) a IF=20mA. O chip Azul tem uma gama de 28.0 mcd (Mín) a 180.0 mcd (Máx), com um valor típico de 45.0 mcd. O chip Laranja varia de 45.0 mcd a 180.0 mcd, com um valor típico de 90.0 mcd.
• Tensão Direta (Vf):A IF=20mA, Vf para Azul está entre 2.8V (Mín) e 3.8V (Máx). Para Laranja, está entre 1.6V (Mín) e 2.4V (Máx). Os designers devem garantir que o circuito de acionamento pode fornecer tensão adequada.
• Comprimento de Onda:O Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λp) é tipicamente 468 nm para Azul e 611 nm para Laranja. O Comprimento de Onda Dominante (λd), que define a cor percebida, é tipicamente 470 nm para Azul e 605 nm para Laranja.
• Largura Espectral:A Meia Largura da Linha Espectral (Δλ) é tipicamente 25 nm para Azul e 17 nm para Laranja, indicando a pureza espectral da luz emitida.
• Corrente Reversa (Ir):Máximo de 10 µA a uma Tensão Reversa (Vr) de 5V. O dispositivo não foi projetado para operação sob polarização reversa.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência no brilho, os LEDs são classificados em bins com base na intensidade luminosa medida. Isto permite aos designers selecionar peças que atendam a requisitos de brilho específicos para a sua aplicação.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

O código de bin define uma gama mínima e máxima de intensidade luminosa. Uma tolerância de +/-15% aplica-se dentro de cada bin.

Para o Chip Azul:

• 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

Para o Chip Laranja:

• 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

Ao especificar ou encomendar, o código de bin garante que recebe LEDs com brilho dentro da gama desejada. Para aplicações que requerem aparência uniforme em vários LEDs, é recomendado especificar um bin apertado (ex., Bin Q ou R).

4. Análise de Curvas de Desempenho

Embora dados gráficos específicos sejam referenciados na ficha técnica, as relações típicas descritas são críticas para entender o comportamento do dispositivo em condições variáveis.

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

A relação I-V é não linear. Para ambos os chips Azul (InGaN) e Laranja (AlInGaP), a tensão direta aumenta com a corrente. O chip Azul exibe uma tensão de ligação e operação mais alta (~3.2V típico) comparado com o chip Laranja (~2.0V típico). Esta diferença deve ser considerada em configurações de acionamento em série ou paralelo.

4.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

A intensidade luminosa é aproximadamente proporcional à corrente direta dentro da gama de operação recomendada. No entanto, a eficiência pode diminuir a correntes muito altas devido ao aumento da geração de calor. Operar na ou abaixo da corrente DC recomendada garante brilho e longevidade ótimos.

4.3 Dependência da Temperatura

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

• A Intensidade Luminosa Diminui:A luz de saída diminui. A derating é mais pronunciada a temperaturas ambientes ou correntes mais altas.
• A Tensão Direta Diminui:O Vf tipicamente tem um coeficiente de temperatura negativo.
• Deslocamento do Comprimento de Onda:O comprimento de onda de pico pode deslocar-se ligeiramente com a temperatura, potencialmente afetando a perceção da cor em aplicações críticas.

Uma gestão térmica adequada na PCB é essencial para manter o desempenho estável.

5. Informação Mecânica & de Encapsulamento

As dimensões físicas e detalhes de construção são vitais para o layout e montagem da PCB.

5.1 Dimensões do Encapsulamento e Atribuição de Pinos

O dispositivo está conforme um contorno de encapsulamento SMD padrão da indústria. Dimensões-chave incluem tamanho do corpo e espaçamento dos terminais. Todas as tolerâncias dimensionais são ±0.1 mm salvo indicação em contrário. A atribuição de pinos é claramente definida: Pino A1 é o ânodo para o chip Azul, e Pino A2 é o ânodo para o chip Laranja. Os cátodos são comuns ou configurados de acordo com o design interno do encapsulamento (consulte o diagrama do encapsulamento para o ponto de ligação comum exato).

5.2 Padrão de PCB Recomendado e Polaridade

É fornecido um layout recomendado de pastilhas de solda para garantir a formação fiável de juntas de solda durante o refluxo. O design da pastilha considera a formação adequada do filete de solda e o alinhamento do componente. A marcação de polaridade no dispositivo (tipicamente um ponto, entalhe ou borda chanfrada) deve estar alinhada com a marcação correspondente na serigrafia da PCB para garantir a ligação elétrica correta.

6. Orientações de Soldagem & Montagem

A adesão aos procedimentos de soldagem recomendados é crítica para prevenir danos.

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo Infravermelho

Para processos de montagem sem chumbo, é fornecido um perfil de refluxo sugerido. Parâmetros-chave incluem:

• Pré-aquecimento:150-200°C por até 120 segundos para aquecer gradualmente a placa e ativar o fluxo.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C.
• Tempo Acima do Líquidus:O tempo em que os terminais do componente são expostos a temperaturas acima do ponto de fusão da solda deve ser controlado, com um máximo de 10 segundos na temperatura de pico. O dispositivo não deve ser submetido a mais de dois ciclos de refluxo.

O perfil deve ser desenvolvido e validado para a montagem específica da PCB, considerando a espessura da placa, densidade de componentes e a pasta de solda utilizada.

6.2 Soldagem Manual (Ferro de Soldar)

Se for necessária rework manual, use um ferro com controlo de temperatura definido para um máximo de 300°C. O tempo de soldagem no terminal não deve exceder 3 segundos por junta. Aplique calor na pastilha da PCB, não diretamente no corpo do LED, para minimizar o stress térmico.

6.3 Limpeza

Se for necessária limpeza pós-soldagem, use apenas solventes aprovados. Imersão do LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto é aceitável. Produtos químicos agressivos ou não especificados podem danificar a lente de epóxi ou o encapsulamento.

6.4 Armazenamento e Manuseamento

• Precauções ESD:Os LEDs são sensíveis à descarga eletrostática (ESD). Manuseie com controlos ESD apropriados: use pulseiras aterradas, tapetes antiestáticos e equipamento devidamente aterrado.
• Sensibilidade à Humidade:O encapsulamento tem uma classificação de Nível de Sensibilidade à Humidade (MSL). Se a bolsa à prova de humidade original for aberta, os componentes devem ser usados dentro de uma semana (MSL3). Para armazenamento mais longo fora da bolsa original, faça um bake a aproximadamente 60°C por pelo menos 20 horas antes da soldagem para remover a humidade absorvida e prevenir o \"popcorning\" durante o refluxo.
• Condições de Armazenamento:Armazene num local fresco e seco. Para embalagens abertas, o ambiente não deve exceder 30°C e 60% de humidade relativa.

7. Informação de Embalagem e Encomenda

7.1 Especificações de Fita e Bobina

O produto é fornecido para montagem automatizada. Detalhes-chave de embalagem incluem:

• Largura da Fita:8 mm.
• Tamanho da Bobina:7 polegadas de diâmetro.
• Quantidade por Bobina:3000 peças.
• Quantidade Mínima de Encomenda (MOQ):Para quantidades inferiores a uma bobina completa, um mínimo de 500 peças está disponível como remanescentes.
• Padrão de Embalagem:Conforme às especificações ANSI/EIA-481. Os bolsos vazios na fita são cobertos com uma tampa protetora superior.

8. Considerações de Design de Aplicação

8.1 Design do Circuito de Acionamento

Acione sempre os LEDs com uma fonte de corrente constante, não uma tensão constante, para garantir saída de luz estável e prevenir fuga térmica. Um simples resistor em série pode ser usado para aplicações básicas, calculado como R = (Vsupply - Vf) / If. Para o LED Azul a 20mA com uma alimentação de 5V e Vf típico de 3.2V: R = (5 - 3.2) / 0.02 = 90 Ohms. Para o LED Laranja a 20mA com Vf típico de 2.0V: R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 Ohms. Circuitos integrados de acionamento de LED dedicados oferecem melhor eficiência e controlo para aplicações com múltiplos LEDs ou controlo de brilho.

8.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa, garantir uma dissipação de calor adequada através das pastilhas de cobre da PCB é uma boa prática, especialmente em ambientes de alta temperatura ambiente ou quando operando perto da corrente máxima. Isto ajuda a manter a intensidade luminosa e prolonga a vida operacional.

8.3 Design Óptico

O amplo ângulo de visão de 130 graus torna este LED adequado para aplicações que requerem visibilidade de área ampla. Para feixes focados, podem ser necessárias óticas secundárias (lentes, guias de luz). A lente transparente fornece a verdadeira cor do chip.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O LTST-S327TBKFKT oferece vantagens específicas na sua classe:

• Dual-Chip vs. Dois LEDs Simples:Poupa espaço na PCB e custo de montagem comparado com o uso de dois LEDs monocromáticos separados.
• Tecnologia de Chip:Usa materiais de InGaN e AlInGaP de alta eficiência, fornecendo bom brilho para o consumo de corrente.
• Compatibilidade de Processo:Compatibilidade total com linhas de montagem SMT padrão, incluindo perfis de refluxo sem chumbo agressivos, reduz barreiras de fabricação.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

10.1 Posso acionar ambas as cores simultaneamente a corrente máxima?

Não. Os Valores Máximos Absolutos para dissipação de potência (76 mW Azul, 62.5 mW Laranja) e o design térmico do encapsulamento devem ser considerados. Acionar ambos os chips na sua corrente DC máxima (20mA Azul, 25mA Laranja) simultaneamente geraria calor significativo. É aconselhável consultar curvas de derating ou operar a correntes mais baixas se ambos os LEDs estiverem ligados continuamente.

10.2 Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?

Comprimento de Onda de Pico (λp) é o comprimento de onda no qual o espectro de emissão tem a sua intensidade máxima. Comprimento de Onda Dominante (λd) é o comprimento de onda único da luz monocromática que pareceria ter a mesma cor que a saída do LED para o olho humano, calculado a partir do diagrama de cromaticidade CIE. λd é frequentemente mais relevante para especificação de cor.

10.3 Como interpreto o código de bin ao encomendar?

Especifique o(s) código(s) de bin desejado(s) para cada cor (ex., Azul: Bin P, Laranja: Bin Q) para garantir que recebe LEDs com intensidade luminosa dentro da gama correspondente. Isto é crucial para alcançar brilho uniforme numa matriz de LEDs.

11. Estudo de Caso de Design e Uso

Cenário: Indicador de Estado Duplo para um Dispositivo Sem Fios

Um designer precisa de um único componente para indicar tanto \"Ligação Bluetooth\" (azul intermitente) como \"Bateria Fraca\" (laranja fixo) num dispositivo vestível compacto.

Implementação:O LTST-S327TBKFKT é colocado na PCB principal. Um pino GPIO de um microcontrolador aciona o ânodo do LED Azul (A1) através de um resistor limitador de corrente de 100Ω. Outro pino GPIO aciona o ânodo do LED Laranja (A2) através de um resistor de 150Ω. O cátodo comum é ligado ao terra. O firmware do microcontrolador controla o padrão de intermitência para o LED azul e liga o LED laranja quando a tensão da bateria cai abaixo de um limiar. Esta solução usa espaço mínimo na placa, requer apenas dois pinos do microcontrolador e simplifica a lista de materiais.

12. Princípio de Funcionamento

Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz quando uma corrente elétrica passa através deles. Este fenómeno, chamado eletroluminescência, ocorre quando os eletrões se recombinam com lacunas de eletrões dentro do dispositivo, libertando energia na forma de fotões. A cor específica da luz é determinada pela banda proibida do material semicondutor utilizado. O chip de InGaN tem uma banda proibida mais larga, emitindo fotões de maior energia percebidos como luz azul. O chip de AlInGaP tem uma banda proibida mais estreita, emitindo fotões de menor energia percebidos como luz laranja/vermelha. Os dois chips estão alojados num único encapsulamento de epóxi com uma lente transparente que não altera a cor emitida.

13. Tendências Tecnológicas

O desenvolvimento de LEDs SMD como o LTST-S327TBKFKT é impulsionado por várias tendências em curso na eletrónica:

• Miniaturização:Demanda contínua por tamanhos de encapsulamento mais pequenos para permitir produtos finais mais compactos.
• Eficiência Aumentada:Avanços na epitaxia de semicondutores e design de chips resultam em maior eficácia luminosa (mais saída de luz por watt de entrada elétrica).
• Integração Multi-Chip:Combinar mais de duas cores (ex., RGB) ou integrar circuitos de controlo (ex., LEDs endereçáveis) num único encapsulamento está a tornar-se mais comum.
• Fiabilidade Melhorada:Melhorias em materiais e processos de encapsulamento levam a vidas operacionais mais longas e melhor desempenho em condições ambientais adversas.
• Espectro Mais Ampla:Investigação em novos materiais como perovskitas e pontos quânticos visa expandir a gama de cores disponível e a qualidade de reprodução de cor dos LEDs.