Ficha Técnica do LED SMD Bicolor LTST-C395KGKSKT - Pacote 3.2x2.8x1.9mm - Tensão 1.8-2.4V - Potência 75mW - Verde/Amarelo - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas de um LED do tipo dispositivo de montagem em superfície (SMD) bicolor. O componente integra dois chips emissores de luz independentes dentro de um único pacote compacto, oferecendo iluminação verde e amarela a partir de uma única pegada. Projetado para processos automatizados de montagem em placas de circuito impresso (PCB), é ideal para aplicações com restrição de espaço em eletrônicos de consumo, telecomunicações e equipamentos industriais.

1.1 Características Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens deste LED incluem sua conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), tornando-o adequado para mercados globais com regulamentações ambientais rigorosas. Ele utiliza a tecnologia de semicondutor AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) de Ultra Brilho para ambas as cores, que tipicamente oferece maior eficiência e melhor estabilidade de desempenho em comparação com tecnologias mais antigas. O dispositivo é fornecido em fita padrão da indústria de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, em conformidade com os padrões EIA, facilitando a automação de pick-and-place de alta velocidade. É totalmente compatível com processos de soldagem por refluxo infravermelho (IR), que é o padrão para linhas de montagem modernas de tecnologia de montagem em superfície (SMT).

As aplicações-alvo são diversas, focando em áreas que requerem indicadores e retroiluminação compactos e confiáveis. Os principais mercados incluem dispositivos de telecomunicações (ex.: telefones celulares, equipamentos de rede), produtos de automação de escritório (ex.: notebooks, periféricos), eletrodomésticos e vários sistemas de controle industrial. Usos específicos abrangem retroiluminação de teclado/teclado, indicadores de status e energia, micro-displays e iluminação simbólica em painéis de controle.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Detalhada

O desempenho do LED é definido por um conjunto de valores máximos absolutos e características operacionais padrão, todos especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder os valores máximos absolutos pode causar danos permanentes.

2.1 Valores Máximos Absolutos e Características Térmicas

O dispositivo tem uma dissipação de potência máxima de 75 miliwatts (mW) para cada canal de cor. A corrente contínua direta (DC) não deve exceder 30 mA por chip. Para operação pulsada, uma corrente direta de pico de 80 mA é permitida sob condições específicas: um ciclo de trabalho de 1/10 e uma largura de pulso de 0,1 milissegundos. A tensão reversa máxima que pode ser aplicada é de 5 Volts. O ambiente operacional é especificado de -30°C a +85°C, enquanto a faixa de temperatura de armazenamento é ligeiramente mais ampla, de -40°C a +85°C. Um parâmetro crítico para a montagem é a condição de soldagem infravermelha, classificada para uma temperatura de pico de 260°C por uma duração de 10 segundos, o que é típico para processos de solda sem chumbo (Pb-free).

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Sob uma condição de teste padrão de corrente direta de 20mA (IF=20mA), a intensidade luminosa (Iv) para o chip verde varia de um mínimo de 28,0 milicandelas (mcd) a um máximo de 112,0 mcd. O chip amarelo exibe uma saída maior, variando de 45,0 mcd a 180,0 mcd. O ângulo de visão típico, definido como 2θ1/2 (o ângulo total no qual a intensidade cai para metade do valor axial), é de 130 graus, indicando um padrão de visão amplo.

O comprimento de onda de emissão de pico (λP) é tipicamente 574,0 nm para o verde e 591,0 nm para o amarelo. O comprimento de onda dominante (λd), um parâmetro-chave para especificação de cor, é definido dentro de bins. Para o verde, varia de 567,5 nm a 576,5 nm, e para o amarelo, de 587,0 nm a 594,5 nm. A meia-largura espectral (Δλ) é tipicamente 15 nm para ambas as cores, descrevendo a pureza espectral.

A tensão direta (VF) a 20mA varia de 1,8V (mín.) a 2,4V (máx.) para ambos os chips. A corrente reversa (IR) é garantida como menor ou igual a 10 microamperes (μA) quando um viés reverso de 5V é aplicado.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir a consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins com base na intensidade luminosa e no comprimento de onda dominante.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa (Iv)

Para o LED verde, os bins de intensidade são rotulados N, P e Q, com faixas de 28,0-45,0 mcd, 45,0-71,0 mcd e 71,0-112,0 mcd, respectivamente. Para o LED amarelo, os bins são P, Q e R, com faixas de 45,0-71,0 mcd, 71,0-112,0 mcd e 112,0-180,0 mcd, respectivamente. Uma tolerância de +/-15% é aplicada a cada bin.

3.2 Binning de Matiz (Comprimento de Onda Dominante)

Os LEDs verdes são classificados por comprimento de onda dominante nos códigos C (567,5-570,5 nm), D (570,5-573,5 nm) e E (573,5-576,5 nm). Os LEDs amarelos são classificados nos códigos J (587,0-589,5 nm), K (589,5-592,0 nm) e L (592,0-594,5 nm). A tolerância para cada bin de comprimento de onda é de +/- 1 nm. Este binning preciso permite que os projetistas selecionem LEDs que atendam a requisitos específicos de coordenadas de cor para sua aplicação.

4. Informações Mecânicas e do Pacote

4.1 Dimensões do Pacote e Atribuição de Pinos

O LED apresenta uma lente transparente. As dimensões do pacote são fornecidas em um desenho detalhado. Todas as dimensões críticas são especificadas em milímetros, com uma tolerância padrão de ±0,1 mm, salvo indicação em contrário. A atribuição dos pinos é crucial para o projeto correto do circuito: Os pinos 1 e 3 são atribuídos ao chip verde AlInGaP, enquanto os pinos 2 e 4 são atribuídos ao chip amarelo AlInGaP. Esta configuração permite o controle independente das duas cores.

4.2 Layout Recomendado da Pasta de Fixação na PCB

Um padrão de terra (footprint) recomendado para a placa de circuito impresso é fornecido para garantir soldagem adequada, estabilidade mecânica e desempenho térmico. Aderir a este projeto é essencial para obter juntas de solda confiáveis durante o processo de refluxo e para a confiabilidade de longo prazo da montagem.

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

5.1 Parâmetros de Soldagem por Refluxo

O componente é qualificado para processos de soldagem por refluxo infravermelho sem chumbo (Pb-free). Um perfil de refluxo sugerido é fornecido, que tipicamente inclui um estágio de pré-aquecimento, uma rampa de temperatura, uma zona de temperatura de pico e uma fase de resfriamento. O parâmetro crítico é uma temperatura de pico máxima do corpo de 260°C, que não deve ser excedida por mais de 10 segundos. É enfatizado que o perfil ideal depende do projeto específico da PCB, da pasta de solda e das características do forno, sendo recomendada a caracterização no nível da placa.

5.2 Soldagem Manual e Retrabalho

Se a soldagem manual com ferro for necessária, a temperatura máxima recomendada da ponta é de 300°C, e o tempo de soldagem por terminal não deve exceder 3 segundos. Isso deve ser realizado apenas uma vez para evitar danos térmicos ao pacote plástico e ao chip semicondutor.

5.3 Precauções de Armazenamento e Manuseio

Os LEDs são sensíveis à descarga eletrostática (ESD). Recomenda-se o manuseio com pulseira antiestática aterrada ou luvas antiestáticas, e todo o equipamento deve estar devidamente aterrado. Para armazenamento, sacos à prova de umidade não abertos (com dessecante) devem ser mantidos a 30°C ou menos e 90% de umidade relativa (UR) ou menos, com uma vida útil de prateleira de um ano. Uma vez que a embalagem original é aberta, os componentes devem ser armazenados em um ambiente não superior a 30°C e 60% de UR. É aconselhável completar o processo de refluxo IR dentro de uma semana após a abertura (Nível de Sensibilidade à Umidade 3, MSL 3). Para armazenamento mais longo fora do saco original, é necessário o cozimento a aproximadamente 60°C por pelo menos 20 horas antes da soldagem para remover a umidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" durante o refluxo.

5.4 Limpeza

Se a limpeza após a soldagem for necessária, apenas solventes especificados devem ser usados. Imersão do LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto é aceitável. O uso de produtos químicos não especificados ou agressivos pode danificar a lente de epóxi e o pacote.

6. Embalagem e Informações de Pedido

6.1 Especificações da Fita e Bobina

A embalagem padrão é fita transportadora de 8mm enrolada em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. Cada bobina contém 4000 peças. Os compartimentos da fita são selados com uma fita de cobertura superior. Os padrões da indústria (ANSI/EIA 481) são seguidos para a embalagem. Para quantidades menores que uma bobina completa, uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças é especificada para os restantes. A especificação de embalagem também observa que no máximo dois compartimentos de componentes consecutivos podem estar vazios.

7. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED bicolor é usado de forma ideal em dispositivos que requerem indicação de múltiplos status a partir de um único ponto. Exemplos incluem: um único botão que acende verde para "ligado/ativo" e amarelo para "em espera/carregando"; um indicador de painel que mostra verde para operação normal e amarelo para uma condição de aviso; ou retroiluminação que pode alternar entre duas cores para diferentes modos em eletrônicos de consumo. Seu tamanho pequeno o torna perfeito para dispositivos portáteis modernos e miniaturizados.

7.2 Considerações de Projeto e Circuito

Os projetistas devem incorporar resistores limitadores de corrente apropriados em série com cada chip de LED (Verde: Pinos 1/3, Amarelo: Pinos 2/4) para garantir que a corrente direta não exceda a classificação DC máxima de 30mA. O valor do resistor é calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vfonte - Vf_LED) / If, onde Vf_LED é a tensão direta do LED (use o valor máximo para um projeto conservador). Para aplicações envolvendo multiplexação ou PWM (Modulação por Largura de Pulso) para dimerização, garanta que a corrente instantânea durante o pulso "ligado" não exceda a classificação de corrente direta de pico. O amplo ângulo de visão (130°) deve ser considerado para o projeto mecânico de guias de luz ou difusores se um padrão de feixe específico for necessário.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

O principal diferencial deste componente é a integração de dois chips AlInGaP de alto desempenho em um único pacote. Em comparação com o uso de dois LEDs monocromáticos separados, isso economiza espaço significativo na PCB, reduz a contagem de componentes e simplifica a montagem. A tecnologia AlInGaP em si geralmente oferece vantagens em eficiência luminosa e estabilidade térmica em relação às tecnologias tradicionais GaP ou GaAsP, especialmente no espectro âmbar/amarelo/verde. A combinação de uma lente transparente e um amplo ângulo de visão proporciona boa visibilidade fora do eixo, o que é benéfico para indicadores de status.

9. Perguntas Frequentes Baseadas em Parâmetros Técnicos

P: Posso acionar os chips verde e amarelo simultaneamente a 20mA cada?

R: Sim, mas você deve considerar a dissipação total de potência. A 20mA e uma Vf típica, a potência por chip é de cerca de 40-48mW. Operar ambos simultaneamente seria 80-96mW, o que excede a classificação de dissipação de potência máxima absoluta de 75mW por chip. Para operação contínua simultânea, você deve reduzir a corrente para manter a potência total do dispositivo dentro dos limites seguros, considerando o ambiente térmico.

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

R: O comprimento de onda de pico (λP) é o único comprimento de onda no qual o espectro de emissão tem sua maior intensidade. O comprimento de onda dominante (λd) é um valor calculado derivado do diagrama de cromaticidade CIE; representa o único comprimento de onda de uma luz monocromática pura que pareceria ter a mesma cor do LED para o olho humano. λd é frequentemente mais relevante para a especificação de cor em aplicações.

P: A ficha técnica menciona "Compatível com C.I.". O que isso significa?

R: Isso indica que o LED pode ser acionado diretamente pelos pinos de saída da maioria dos circuitos integrados (CIs) padrão, como microcontroladores ou portas lógicas, sem exigir bufferização adicional ou transistores driver, pois seus requisitos de tensão direta e corrente estão dentro das capacidades de saída típicas desses CIs.

10. Estudo de Caso de Aplicação Prática

Considere um dispositivo médico portátil com um único botão multifuncional. O requisito de projeto é fornecer feedback de status claro e inequívoco: verde sólido quando o dispositivo está ligado e funcionando normalmente, amarelo piscando quando a bateria está baixa e desligado quando o dispositivo está desligado. Usando o LTST-C395KGKSKT, o projetista pode colocar um único componente sob o botão. O microcontrolador pode controlar independentemente os ânodos verde e amarelo via dois pinos GPIO, com resistores em série apropriados. Esta solução usa espaço mínimo na placa, fornece duas cores distintas a partir de um local e simplifica o projeto óptico em comparação com tentar alinhar dois LEDs separados sob um pequeno botão.

11. Introdução ao Princípio de Operação

Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz quando uma corrente elétrica passa por eles. Este fenômeno é chamado de eletroluminescência. Em um LED AlInGaP, o material semicondutor é composto de Alumínio, Índio, Gálio e Fósforo. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, elétrons da região do tipo n se recombinam com lacunas da região do tipo p na camada ativa, liberando energia na forma de fótons (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz emitida é determinado pela energia da banda proibida do material semicondutor, que é controlada pela composição precisa da liga AlInGaP. Uma lente de epóxi transparente encapsula o chip, fornecendo proteção ambiental, estabilidade mecânica e ajudando a moldar a saída de luz.

12. Tendências e Desenvolvimentos da Indústria

A tendência na tecnologia de LED SMD continua em direção a maior eficiência (mais lúmens por watt), tamanhos de pacote menores para maior densidade e melhor consistência e reprodução de cores. Há também um foco crescente na confiabilidade sob condições de temperatura mais altas, impulsionado por aplicações como iluminação automotiva e eletrônicos de alta potência. A integração de múltiplos chips (multicolor ou RGB) em um único pacote, como visto neste componente, é uma estratégia comum para economizar espaço e custo em sistemas complexos de indicadores e retroiluminação. Além disso, a compatibilidade com montagem automatizada e perfis de soldagem rigorosos permanece um requisito fundamental para a produção em massa em todos os setores da eletrônica.