Folha de Dados do LED SMD de Dupla Cor LTST-C295TBKGKT-5A - Dimensões 2.0x1.25x0.55mm - Tensão 2.7V/1.75V - Potência 0.076W/0.075W - Azul/Verde

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED de Dispositivo de Montagem em Superfície (SMD) de dupla cor. O componente integra dois chips de LED distintos dentro de um único encapsulamento ultrafino, permitindo a emissão de luz azul e verde a partir de uma única área de montagem. Foi projetado para processos modernos de montagem eletrônica, apresentando compatibilidade com equipamentos de colocação automática e perfis de soldagem por refluxo infravermelho (IR) adequados para processos sem chumbo. O produto adere a padrões ambientais como um produto verde em conformidade com a ROHS.

1.1 Vantagens Principais

• Design Economizador de Espaço:Um perfil extra fino de 0.55mm permite a integração em dispositivos eletrônicos compactos e de baixo perfil.
• Funcionalidade de Dupla Cor:Combina fontes de luz azul (InGaN) e verde (AlInGaP), oferecendo flexibilidade de design para indicadores de status, retroiluminação e iluminação decorativa.
• Alto Brilho:Utiliza materiais semicondutores avançados InGaN e AlInGaP para fornecer alta intensidade luminosa.
• Amigável à Fabricação:Embalado em fita de 8mm em carretéis de 7 polegadas, em conformidade com os padrões EIA, tornando-o ideal para linhas de montagem de PCB automatizadas de alto volume.
• Compatibilidade de Processo:Suporta condições padrão de soldagem por refluxo IR, garantindo confiabilidade nos fluxos de trabalho padrão de fabricação SMT.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

A seção a seguir fornece uma análise detalhada das características elétricas, ópticas e térmicas do dispositivo. Todos os parâmetros são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C, salvo indicação em contrário.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob ou nestas condições não é garantida.

Parâmetro	Chip Azul	Chip Verde	Unidade	Condição
Dissipação de Potência	76	75	mW	-
Corrente Direta de Pico	100	80	mA	Ciclo de Trabalho 1/10, Pulso de 0.1ms
Corrente Direta DC	20	30	mA	Contínua
Temperatura de Operação	-20°C a +80°C		-	-
Temperatura de Armazenamento	-30°C a +100°C		-	-
Condição de Soldagem IR	260°C por 10 segundos		-	Temperatura de pico

Interpretação:O chip verde pode suportar uma corrente DC contínua mais alta (30mA vs. 20mA), enquanto o chip azul tem uma corrente pulsada permitida mais alta. O perfil de refluxo IR especificado é crítico para garantir a integridade da junta de solda sem danificar o encapsulamento do LED.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de operação típicos que definem o desempenho do dispositivo sob condições de teste padrão (IF = 5 mA).

Parâmetro	Símbolo	Chip Azul (Min/Típ/Máx)	Chip Verde (Min/Típ/Máx)	Unidade	Condição de Teste
Intensidade Luminosa	Iv	7.10 / - / 45.0	7.10 / - / 45.0	mcd	IF = 5 mA
Ângulo de Visão	2θ1/2	130 (Típico)		graus	-
Comprimento de Onda de Pico	λP	468 (Típico)	574 (Típico)	nm	-
Comprimento de Onda Dominante	λd	- / 470 / -	- / 571 / -	nm	IF = 5 mA
Largura Espectral à Meia Altura	Δλ	25 (Típico)	15 (Típico)	nm	-
Tensão Direta	VF	- / 2.70 / 3.20	- / 1.75 / 2.35	V	IF = 5 mA
Corrente Reversa	IR	10 (Máx)	10 (Máx)	μA	VR= 5V

Análise Chave:

• Brilho e Binning:A intensidade luminosa tem uma ampla faixa (7.1 a 45 mcd), que é gerenciada através de um sistema de binning (detalhado na Seção 3). Os projetistas devem considerar essa variação em seu projeto óptico.
• Diferença de Tensão:A tensão direta (V_F) é significativamente diferente entre os chips azul (~2.7V) e verde (~1.75V). Esta é uma consideração crítica para o projeto do circuito, especialmente ao acionar ambas as cores a partir de uma fonte de corrente comum ou barramento de tensão. Resistores limitadores de corrente separados são tipicamente necessários para cada canal de cor.
• Ângulo de Visão:Um amplo ângulo de visão de 130 graus torna este LED adequado para aplicações que requerem ampla visibilidade.
• Sensibilidade a ESD:A nota sobre cautela com ESD indica que o dispositivo é sensível à descarga eletrostática. Procedimentos adequados de manuseio de ESD (pulseiras aterradas, equipamentos aterrados) são obrigatórios durante a montagem e manuseio.
• Operação Não-Retificadora:A nota de teste de corrente reversa afirma explicitamente que o dispositivo não foi projetado para operação reversa. Aplicar uma polarização reversa além da condição de teste pode causar falha imediata.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência no brilho, os LEDs são classificados em bins com base na sua intensidade luminosa medida a 5 mA. Isso permite que os projetistas selecionem um grau de brilho adequado para sua aplicação.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

A estrutura de binning é idêntica para os chips azul e verde.

Código do Bin	Intensidade Mínima (mcd)	Intensidade Máxima (mcd)
K	7.10	11.2
L	11.2	18.0
M	18.0	28.0
N	28.0	45.0

Tolerância:Cada bin de intensidade tem uma tolerância de +/-15%. Por exemplo, um LED do bin "M" poderia ter uma intensidade real entre 15.3 mcd e 32.2 mcd na corrente de teste.

Implicação de Projeto:Quando é necessário um casamento preciso de brilho (ex.: em matrizes multi-LED ou mistura de cores), especificar um código de bin mais restrito ou implementar calibração no circuito de acionamento pode ser necessário.

4. Análise de Curvas de Desempenho

Embora dados gráficos específicos sejam referenciados na folha de dados (páginas 6-7), tendências típicas de desempenho podem ser inferidas a partir dos parâmetros:

• Curva I-V (Corrente-Tensão):A tensão direta (V_F) aumentará com a corrente direta (I_F). A relação é não-linear e característica de um diodo. Os diferentes valores de V_F para os chips azul e verde significam que suas curvas I-V serão deslocadas uma da outra.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente:A saída de luz (Iv) geralmente aumenta com a corrente direta, mas eventualmente satura. Operar acima da corrente DC máxima absoluta reduzirá a eficiência e a vida útil.
• Dependência da Temperatura:A intensidade luminosa tipicamente diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. A faixa de temperatura de operação de -20°C a +80°C define as condições ambientes sob as quais o desempenho óptico especificado é mantido. A tensão direta também tem um coeficiente de temperatura negativo (diminui com a temperatura).
• Distribuição Espectral:Os comprimentos de onda de pico (468nm azul, 574nm verde) e as larguras espectrais à meia altura (25nm azul, 15nm verde) definem a pureza da cor. O chip verde, com uma meia largura mais estreita, emite uma luz verde espectralmente mais pura em comparação com a emissão azul mais ampla.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

O dispositivo apresenta um encapsulamento SMD padrão do setor. As dimensões principais incluem um tamanho do corpo de aproximadamente 2.0mm x 1.25mm com uma altura de apenas 0.55mm. Desenhos dimensionais detalhados com tolerâncias de ±0.10mm são fornecidos na folha de dados para um design preciso da área de montagem na PCB.

5.2 Atribuição de Pinos e Polaridade

O LED de dupla cor possui quatro pinos (1, 2, 3, 4). A atribuição dos pinos é a seguinte:

• Chip Azul:Conectado aos pinos 1 e 3.
• Chip Verde:Conectado aos pinos 2 e 4.

Esta configuração tipicamente implica uma estrutura de cátodo comum ou ânodo comum internamente, mas a folha de dados especifica os pares de pinos para cada cor. A polaridade deve ser observada ao conectar ao circuito de acionamento. A embalagem é marcada para orientação (provavelmente com um ponto ou chanfro no pino 1).

5.3 Design Recomendado de Ilhas de Solda

Um layout sugerido para as ilhas de solda é incluído para garantir soldagem confiável e alinhamento mecânico adequado durante o refluxo. Seguir estas recomendações ajuda a prevenir o tombamento (o componente ficar em pé em uma extremidade) e garante bons filetes de solda.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo IR

Um perfil de refluxo sugerido detalhado é fornecido para processos de solda sem chumbo (Pb-free). Os parâmetros principais incluem:

• Pré-aquecimento:150-200°C por no máximo 120 segundos para aquecer gradualmente a placa e ativar o fluxo.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C.
• Tempo Acima do Líquidus:O componente deve ser exposto à temperatura de pico por no máximo 10 segundos.
• Limite:O dispositivo não deve passar por mais de dois ciclos de refluxo sob estas condições.

Este perfil é baseado nos padrões JEDEC para garantir a integridade do encapsulamento. A baixa massa térmica do LED requer um ajuste cuidadoso do perfil para evitar superaquecimento.

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, deve ser realizada com extremo cuidado:

• Temperatura do Ferro:Máximo 300°C.
• Tempo de Soldagem:Máximo 3 segundos por junta de solda.
• Limite:Apenas um ciclo de soldagem manual é permitido.

Calor excessivo ou contato prolongado pode danificar o chip do LED ou a lente de plástico.

6.3 Limpeza

Se a limpeza pós-soldagem for necessária:

• Use apenas solventes especificados: álcool etílico ou álcool isopropílico.
• O tempo de imersão deve ser inferior a um minuto à temperatura ambiente normal.
• Evite limpadores químicos agressivos ou não especificados, pois podem danificar o material do encapsulamento do LED e a lente óptica.

6.4 Condições de Armazenamento

O armazenamento adequado é essencial para evitar a absorção de umidade, que pode causar "estouro" (rachadura do encapsulamento) durante o refluxo.

• Embalagem Selada:Armazene a ≤30°C e ≤90% UR. Use dentro de um ano após abrir o saco de barreira de umidade.
• Embalagem Aberta:Armazene a ≤30°C e ≤60% UR. Use dentro de uma semana. Para armazenamento mais longo, coloque em um recipiente selado com dessecante ou em um dessecador de nitrogênio.
• Reaquecimento (Baking):Componentes armazenados fora de sua embalagem original por mais de uma semana devem ser reaquecidos a aproximadamente 60°C por pelo menos 20 horas antes da soldagem para remover a umidade absorvida.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações da Fita e Carretel

O dispositivo é fornecido em um formato otimizado para máquinas de pick-and-place automáticas:

• Largura da Fita: 8mm.
• Tamanho do Carretel:7 polegadas de diâmetro.
• Quantidade por Carretel:4000 peças.
• Quantidade Mínima de Pedido:500 peças para quantidades remanescentes.
• Padrão de Embalagem:Conforme com as especificações ANSI/EIA-481. Os bolsos vazios são selados com fita de cobertura.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Indicadores de Status:A capacidade de dupla cor permite múltiplos sinais de status (ex.: ligado=verde, espera=azul, falha=alternado).
• Retroiluminação:Para pequenos displays LCD, teclados ou indicadores de painel onde o espaço é limitado.
• Iluminação Decorativa:Em eletrônicos de consumo, brinquedos ou eletrodomésticos onde efeitos de iluminação colorida são desejados.
• Iluminação Interna Automotiva:Para iluminação interna não crítica, dada a faixa de temperatura de operação.
• Dispositivos IoT e Wearables:O perfil fino e o baixo consumo de energia o tornam adequado para eletrônicos compactos e portáteis.

8.2 Considerações Críticas de Projeto

• Limitação de Corrente:SEMPRE use resistores limitadores de corrente externos em série com cada chip de LED. Calcule os valores dos resistores com base na tensão de alimentação, na corrente direta desejada (não excedendo a especificação DC) e na V_F típica para cada cor. Não conecte diretamente a uma fonte de tensão.
• Gerenciamento Térmico:Embora a dissipação de potência seja baixa, garanta área de cobre adequada na PCB ou alívio térmico, especialmente se operar próximo à corrente máxima ou em altas temperaturas ambientes, para evitar superaquecimento e degradação prematura do brilho.
• Proteção contra ESD:Implemente diodos de proteção ESD nas linhas da PCB conectadas aos pinos do LED se o ambiente de montagem ou o cenário de uso final apresentar risco de ESD.
• Projeto Óptico:Leve em conta o amplo ângulo de visão e a variação potencial de brilho (binning) no projeto de guias de luz, difusores ou lentes.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado a LEDs de cor única ou encapsulamentos de dupla cor mais antigos, este dispositivo oferece vantagens distintas:

• vs. Dois LEDs Discretos:Economiza espaço significativo na PCB (uma área de montagem vs. duas), reduz o tempo de colocação e simplifica a lista de materiais (BOM).
• vs. LEDs de Dupla Cor Mais Espessos:A altura de 0.55mm permite o uso em dispositivos ultrafinos como smartphones modernos, tablets e laptops finos onde a altura (z-height) é uma restrição crítica.
• vs. LEDs Não Compatíveis com Refluxo:A compatibilidade direta com processos padrão de refluxo SMT elimina a necessidade de etapas secundárias de soldagem manual, melhorando o rendimento de fabricação e a confiabilidade.
• Tecnologia do Chip:O uso de InGaN para azul e AlInGaP para verde representa materiais semicondutores avançados conhecidos por alta eficiência e brilho em comparação com tecnologias mais antigas.

10. Perguntas Frequentes (FAQs)

10.1 Posso acionar os LEDs azul e verde simultaneamente na sua corrente DC máxima?

Não. As Especificações Máximas Absolutas definem limites de dissipação de potência por chip (76mW para azul, 75mW para verde). Acionar ambos simultaneamente na sua corrente DC máxima (20mA para azul, 30mA para verde) e na V_F típica resultaria em níveis de potência de aproximadamente 54mW e 52.5mW respectivamente, que estão dentro dos limites. No entanto, o calor total gerado no pequeno encapsulamento deve ser considerado. Para uma operação confiável de longo prazo, é aconselhável acioná-los em correntes inferiores à máxima, especialmente se ambos estiverem ligados continuamente.

10.2 Por que as tensões diretas são tão diferentes?

A tensão direta é uma propriedade fundamental da banda proibida (bandgap) do material semicondutor. A luz azul, com sua maior energia de fóton (comprimento de onda mais curto), requer um semicondutor com uma banda proibida mais larga (InGaN), que inerentemente tem uma tensão direta mais alta. A luz verde (AlInGaP) tem uma energia de fóton ligeiramente menor, correspondendo a uma banda proibida mais estreita e, portanto, uma tensão direta mais baixa. Esta é uma característica física, não um defeito.

10.3 Como interpreto o código de bin ao fazer um pedido?

O código de bin (ex.: "K", "L", "M", "N") define o brilho mínimo garantido do LED. Se seu projeto requer um brilho mínimo de 18 mcd, você deve especificar o código de bin "M" ou superior ("N"). Se o brilho não for crítico, um código de bin mais baixo ("K" ou "L") pode ser mais econômico. Consulte o fornecedor para os códigos de bin disponíveis.

10.4 Este LED é adequado para uso externo?

A faixa de temperatura de operação (-20°C a +80°C) cobre muitas condições externas. No entanto, a folha de dados não especifica uma classificação de Proteção contra Ingresso (IP) contra poeira e água. Para uso externo, o LED precisaria ser adequadamente encapsulado ou alojado dentro de um conjunto selado para protegê-lo da exposição ambiental direta, umidade e radiação UV, que podem degradar a lente de plástico ao longo do tempo.

11. Estudo de Caso Prático de Projeto

Cenário:Projetando um nó de sensor IoT compacto com um LED de status de dupla cor. O dispositivo é alimentado por um regulador de 3.3V e usa um microcontrolador com pinos GPIO capazes de fornecer 20mA.

Implementação:

1. Projeto do Circuito:Dois pinos GPIO são usados. Cada pino se conecta a um resistor limitador de corrente, depois a uma cor do LED (Pino1-3 para azul, Pino2-4 para verde). A conexão comum (ex.: cátodos) é ligada ao terra.
2. Cálculo do Resistor (Exemplo para acionamento a 10mA):
   • Azul: R_Azul= (3.3V - 2.7V) / 0.01A = 60Ω. Use um resistor padrão de 62Ω ou 68Ω.
   • Verde: R_Verde= (3.3V - 1.75V) / 0.01A = 155Ω. Use um resistor padrão de 150Ω.
   Isso garante que ambas as cores tenham brilho percebido semelhante na mesma corrente, embora os valores finais possam precisar de ajuste com base na V_F real e na intensidade desejada.
3. Layout da PCB:A área de montagem segue o design recomendado das ilhas de solda. Pequenas conexões de alívio térmico são usadas nas ilhas para facilitar a soldagem, fornecendo alguma condução térmica para o plano de terra da PCB para dissipação de calor.
4. Software:O firmware do microcontrolador pode controlar os LEDs para vários estados: Verde Fixo (operacional), Azul Piscando (transmissão de dados), Alternado (erro), etc.

Este caso destaca a importância de cálculos separados de limitação de corrente e a utilidade de um único componente para múltiplos estados de feedback visual.

12. Princípio de Funcionamento

A emissão de luz em LEDs é baseada na eletroluminescência em uma junção p-n semicondutora. Quando uma tensão direta que excede a banda proibida do material é aplicada, elétrons e lacunas são injetados através da junção. Quando esses portadores de carga se recombinam, eles liberam energia na forma de fótons (luz). A cor (comprimento de onda) da luz emitida é diretamente determinada pela banda proibida do material semicondutor. O chip InGaN tem uma banda proibida mais larga, emitindo fótons azuis de maior energia, enquanto o chip AlInGaP tem uma banda proibida mais estreita, emitindo fótons verdes de menor energia. Os dois chips são alojados em um único encapsulamento com uma lente transparente que altera minimamente a luz emitida, fornecendo uma solução compacta de fonte de luz dupla.

13. Tendências Tecnológicas

O desenvolvimento de LEDs como este faz parte de tendências mais amplas na optoeletrônica:

• Miniaturização:Redução contínua no tamanho do encapsulamento (área de montagem e altura) para permitir produtos finais cada vez menores e mais finos.
• Maior Integração:Indo além da dupla cor para encapsulamentos RGB (Vermelho, Verde, Azul) e até mesmo encapsulamentos com drivers integrados ou ICs de controle ("LEDs inteligentes").
• Maior Eficiência:Melhorias contínuas na eficiência quântica interna (IQE) e técnicas de extração de luz produzem LEDs mais brilhantes com correntes de acionamento mais baixas, reduzindo o consumo geral de energia do sistema.
• Confiabilidade Aprimorada:Avanços em materiais de encapsulamento (epóxis, silicones) e design de chip aumentam a longevidade e a resistência ao estresse térmico e fatores ambientais.
• Gama de Cores Expandida:Desenvolvimento de novos materiais semicondutores e fósforos para produzir cores mais puras e saturadas, bem como temperaturas de cor branca precisas, para aplicações avançadas de display e iluminação.

Dispositivos como o descrito aqui representam uma solução madura e econômica para necessidades padrão de iluminação indicadora e funcional, beneficiando-se desses avanços contínuos da indústria.