Ficha Técnica do LED SMD Bicolor LTST-C195TBJRKT - Altura 0,55mm - Azul 3,3V / Vermelho 2,0V - 76mW / 75mW - Documentação Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED SMD (Dispositivo de Montagem Superficial) bicolor e miniaturizado. O dispositivo foi concebido para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB) e é adequado para aplicações com restrições de espaço. Integra dois chips de LED distintos num encapsulamento ultrafino.

1.1 Vantagens Principais

• Perfil Ultrafino:A altura do encapsulamento é de apenas 0,55mm, permitindo a utilização em dispositivos finos.
• Fonte Bicolor:Combina um chip azul de alta luminosidade de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) e um chip vermelho de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) num único encapsulamento.
• Compatibilidade:Concebido para ser compatível com equipamentos automáticos de pick-and-place e com os processos padrão de soldagem por refluxo infravermelho (IR).
• Conformidade com Normas:O encapsulamento está em conformidade com os padrões da EIA (Electronic Industries Alliance) e é compatível com a diretiva RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).

1.2 Mercados-Alvo e Aplicações

Este componente destina-se a uma vasta gama de eletrónica de consumo e industrial onde o tamanho compacto e a indicação de estado são críticos. As principais áreas de aplicação incluem:

• Telecomunicações:Indicadores de estado em telemóveis, routers e equipamentos de rede.
• Periféricos de Computador:Retroiluminação de teclados e teclados numéricos, luzes de estado em portáteis e discos externos.
• Eletrodomésticos e Equipamento Industrial:Indicadores de alimentação, modo e falha.
• Tecnologia de Visualização:Microdisplays e iluminação simbólica.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Aprofundada

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores representam os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não é garantida a operação nestas condições.

• Dissipação de Potência (Pd):Azul: 76 mW, Vermelho: 75 mW. Esta é a potência máxima que o LED pode dissipar sob a forma de calor a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):Azul: 100 mA, Vermelho: 80 mA. Esta é a corrente pulsada máxima permitida (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms) para operação de curta duração.
• Corrente Direta Contínua (I_F):Azul: 20 mA, Vermelho: 30 mA. Esta é a corrente direta contínua máxima recomendada para uma operação fiável a longo prazo.
• 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 durante um máximo de 10 segundos.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Medidas a Ta=25°C e I_F=20mA, estes são os parâmetros de desempenho típicos.

• Intensidade Luminosa (I_V):Uma medida chave do brilho. Para o chip Azul, o valor típico é de 45,0 mcd (milicandela) com uma variação de 28,0 mcd (Mín.) a 180 mcd (Máx.). Para o chip Vermelho, o valor típico é de 45,0 mcd, variando de 18,0 mcd a 112 mcd.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):Tipicamente 130 graus. Este amplo ângulo de visão indica uma saída de luz difusa e não direcional, adequada para indicadores de estado visualizados de vários ângulos.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_P):Azul: 468,0 nm, Vermelho: 639,0 nm. Este é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):Azul: 470,0 nm (465-475 nm), Vermelho: 631,0 nm (626-638 nm). Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano que define a cor.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):Azul: 25,0 nm, Vermelho: 15,0 nm. Isto indica a pureza espectral; um valor menor significa uma cor mais monocromática.
• Tensão Direta (V_F):Azul: 3,30V (2,80-3,80V), Vermelho: 2,00V (1,80-2,40V). Esta é a queda de tensão no LED quando opera a 20mA. A diferença significativa entre as cores deve-se aos diferentes materiais semicondutores.
• Corrente Inversa (I_R):Máx. 10 µA a V_R=5V. O dispositivo não foi concebido para operação em polarização inversa; este parâmetro é apenas para fins de teste.

2.3 Considerações Térmicas

As classificações de dissipação de potência estão diretamente ligadas à gestão térmica. Exceder a temperatura máxima da junção reduzirá a saída luminosa e a vida útil. A ampla gama de temperaturas de operação (-20°C a +80°C) torna-o adequado para a maioria dos ambientes interiores. Um layout adequado da PCB, incluindo alívio térmico e área de cobre suficientes, é essencial para manter o desempenho, especialmente quando o LED é operado próximo da sua corrente nominal máxima.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir a consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins de desempenho. Este dispositivo utiliza um sistema de binning de intensidade luminosa.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

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

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

Este sistema permite aos projetistas selecionar componentes com níveis de brilho mínimo garantidos para a sua aplicação. Por exemplo, uma aplicação que requeira alto brilho especificaria os bins Q ou R para o azul e P ou Q para o vermelho.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na ficha técnica, as suas implicações são padrão na tecnologia LED.

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

A curva I-V é exponencial. Para o LED azul (InGaN), a tensão de condução é mais alta (~2,8V) em comparação com o LED vermelho (AlInGaP, ~1,8V). Acionar o LED requer um mecanismo de limitação de corrente (por exemplo, um resistor em série ou um driver de corrente constante) para evitar fuga térmica, uma vez que a tensão direta diminui com o aumento da temperatura enquanto a corrente aumenta.

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 (lúmens por watt) normalmente atinge o pico a uma corrente inferior à classificação máxima e diminui a correntes mais altas devido ao aumento do calor.

4.3 Distribuição Espectral

Os gráficos espectrais referidos mostrariam as bandas de emissão estreitas características dos LEDs. A emissão do chip azul está centrada na gama de 468-470 nm, e a emissão do chip vermelho está na gama de 631-639 nm. Os valores de largura a meia altura indicam que a emissão azul tem uma dispersão espectral mais ampla do que a vermelha.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento e Atribuição de Pinos

O dispositivo utiliza uma impressão padrão SMD. As dimensões críticas incluem uma altura de 0,55mm. A atribuição de pinos para a função bicolor está claramente definida: Os pinos 3 e 1 são para o ânodo e cátodo do LED Azul, respetivamente. Os pinos 4 e 2 são para o ânodo e cátodo do LED Vermelho, respetivamente. A lente é transparente para permitir que a cor verdadeira do chip seja visível.

5.2 Design Recomendado das Ilhas de Solda e Polaridade

A ficha técnica inclui um padrão de ilhas (footprint) recomendado para o design da PCB. Seguir este padrão garante uma soldagem adequada e estabilidade mecânica. A polaridade é indicada pela numeração dos pinos. A orientação correta durante a montagem é crucial, pois aplicar tensão inversa pode danificar o LED.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldagem por Refluxo IR

O dispositivo é compatível com processos de refluxo sem chumbo (Pb-free). O perfil térmico máximo permitido é definido:

• Temperatura de Pico:Máx. 260°C.
• Tempo no Pico:Máx. 10 segundos.
• Pré-aquecimento:150-200°C até 120 segundos para minimizar o choque térmico.
• Número de Ciclos:É permitido um máximo de dois ciclos de refluxo.

Estes parâmetros estão alinhados com os padrões JEDEC. O perfil real deve ser caracterizado para a montagem específica da PCB, considerando a espessura da placa, densidade de componentes e tipo de pasta de solda.

6.2 Soldagem Manual

Se for necessária soldagem manual, utilize um ferro de soldar com controlo de temperatura ajustado para um máximo de 300°C. O tempo de soldagem por terminal não deve exceder 3 segundos, e isto deve ser feito apenas uma vez.

6.3 Limpeza e Armazenamento

• Limpeza:Utilize apenas solventes especificados como álcool etílico ou álcool isopropílico à temperatura ambiente durante menos de um minuto. Produtos químicos não especificados podem danificar o encapsulamento plástico.
• Armazenamento (Embalagem Selada):Armazene a ≤ 30°C e ≤ 90% de Humidade Relativa (HR). A vida útil na bolsa à prova de humidade com dessecante é de um ano (Nível de Sensibilidade à Humidade, MSL 3).
• Armazenamento (Embalagem Aberta):Se removido da bolsa selada, armazene a ≤ 30°C e ≤ 60% HR. Os componentes devem ser submetidos a refluxo dentro de uma semana. Para armazenamento mais prolongado, utilize um recipiente selado com dessecante. Se armazenado por mais de uma semana, é necessário um cozimento a 60°C durante 20+ horas antes da soldagem para remover a humidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" durante o refluxo.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificações da Fita e Bobina

Os componentes são fornecidos em fita transportadora de 8mm enrolada em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro, padrão para montagem automatizada.

• Quantidade por Bobina:4000 unidades.
• Quantidade Mínima de Encomenda (MOQ):500 unidades para quantidades remanescentes.
• Normas de Embalagem:Em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481. A fita tem uma cobertura para proteger os componentes, e é permitido um máximo de dois bolsos vazios consecutivos.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Design

8.1 Design do Circuito

• Limitação de Corrente:Utilize sempre um resistor em série ou um driver ativo de corrente constante. Calcule o valor do resistor usando R = (V_fonte- V_F) / I_F. Utilize o V_Ftípico para o cálculo, mas garanta que a tensão da fonte é suficientemente alta para acomodar o V_F.
• máximo.Acionamento das Duas Cores:
• Os LEDs azul e vermelho têm ânodos e cátodos independentes, permitindo que sejam acionados separadamente. Isto possibilita controlo individual, mistura de cores (para criar roxo) ou padrões de piscagem alternados.Interface com Microcontrolador:

Estes LEDs podem ser acionados diretamente a partir dos pinos GPIO de um microcontrolador, desde que o pino possa fornecer/absorver a corrente necessária (20-30mA). Para correntes mais altas ou multiplexagem de muitos LEDs, utilize drivers com transístores.

• 8.2 Layout da PCB
• Siga o layout recomendado das ilhas para uma soldagem fiável.
• Garanta um afastamento suficiente entre o LED e outros componentes altos para evitar sombras ou interferência física.

Para aplicações de alta fiabilidade, considere adicionar vias térmicas sob a ilha térmica do LED (se presente) para dissipar calor para as camadas internas da PCB.

8.3 Precauções contra ESD (Descarga Eletrostática)

Os LEDs são sensíveis a ESD. Manipule com as devidas precauções contra ESD: utilize pulseiras aterradas, tapetes antiestáticos e garanta que todo o equipamento está aterrado. Incorpore díodos de proteção ESD em linhas de sinal sensíveis se o LED estiver ligado a interfaces externas.

9. Comparação e Diferenciação TécnicaOs principais diferenciadores deste dispositivo no mercado de LEDs SMD são a suacapacidade bicolor num encapsulamento ultrafino de 0,55mm

e a utilização de materiais semicondutores avançados (InGaN para azul, AlInGaP para vermelho) para alta luminosidade. Comparado com LEDs monocromáticos, economiza espaço na placa e tempo de montagem ao substituir dois componentes por um. Comparado com LEDs bicolores mais espessos, permite designs de produto final mais finos. O amplo ângulo de visão de 130 graus é adequado para aplicações onde o indicador precisa de ser visível a partir de posições fora do eixo.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

10.1 Posso acionar os LEDs azul e vermelho simultaneamente aos seus máximos de 20mA/30mA?

Sim, mas deve considerar a dissipação total de potência. Se ambos estiverem ligados continuamente à corrente máxima, a potência combinada é significativa para o pequeno encapsulamento. Garanta que a temperatura ambiente está bem dentro dos limites e que a PCB fornece dissipação de calor adequada. Para operação prolongada, recomenda-se a redução da corrente para máxima longevidade.

10.2 Por que a tensão direta é tão diferente entre os LEDs azul e vermelho?

A tensão direta é uma propriedade fundamental da energia da banda proibida do material semicondutor. O InGaN (azul) tem uma banda proibida mais larga (~3,4 eV) do que o AlInGaP (vermelho, ~2,0 eV), exigindo uma tensão mais alta para "excitar" os eletrões através da banda e produzir luz.

10.3 O que significa "Compatível com C.I."?

Significa que as características de entrada do LED (tensão e corrente diretas) são compatíveis com o acionamento direto a partir de saídas de circuitos integrados (CI) padrão, como as de microcontroladores, portas lógicas ou CIs driver, sem necessitar de transístores de potência intermédios em muitos casos.

11. Exemplo Prático de Caso de Utilização

Cenário: Projetar um indicador de estado para uma coluna Bluetooth portátil.

O indicador precisa de mostrar múltiplos estados: Desligado (sem luz), Ligado (azul fixo), Modo de Emparelhamento (azul a piscar), Bateria Fraca (vermelho fixo) e a Carregar (vermelho pulsante). A utilização do LTST-C195TBJRKT é ideal.Implementação do Design:_FO LED é colocado na PCB principal. Um microcontrolador gere os estados. Dois pinos GPIO são configurados: um para controlar o LED azul (via um resistor de 100Ω em série, calculado para uma fonte de 3,3V e V_F~3,3V), e outro para controlar o LED vermelho (via um resistor de 68Ω para V

~2,0V). O firmware alterna estes pinos para criar os padrões de iluminação necessários. A altura ultrafina permite que o LED se encaixe atrás de uma grelha fina, e o amplo ângulo de visão garante que o estado seja visível de qualquer lugar à frente da coluna.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Os Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz através de eletroluminescência. Quando uma tensão direta é aplicada à junção p-n, os eletrões do material tipo n recombinam-se com as lacunas do material tipo p. Esta recombinação liberta energia sob a forma de fotões (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz emitida é determinado pela energia da banda proibida do material semicondutor. O InGaN é utilizado para comprimentos de onda mais curtos (azul, verde), enquanto o AlInGaP é utilizado para comprimentos de onda mais longos (vermelho, laranja, amarelo). O encapsulamento epóxi transparente atua como uma lente, moldando a saída de luz e fornecendo proteção ambiental.

13. Tendências TecnológicasO desenvolvimento de LEDs SMD continua a focar-se em várias áreas-chave:Aumento da Eficiência (lm/W)para fornecer mais luz com menos potência, crucial para dispositivos alimentados por bateria.Maior Densidade de Potênciaem encapsulamentos mais pequenos, permitindo indicadores mais brilhantes ou mesmo iluminação a partir de fontes minúsculas.Melhoria da Reprodução de Cor e Consistênciaatravés de binning mais apertado e tecnologias de fósforo avançadas para LEDs brancos.A Integração