Folha de Dados Técnica do LED SMD Bicolor LTST-C195TBKFKT-5A - Azul & Laranja - Altura 0.55mm - 3.2V/2.3V - 38mW/50mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas para o LTST-C195TBKFKT-5A, um Diodo Emissor de Luz (LED) Bicolor de Montagem Superficial (SMD). Este componente integra dois chips semicondutores distintos dentro de um único encapsulamento ultrafino: um que emite luz azul (baseado na tecnologia InGaN) e outro que emite luz laranja (baseado na tecnologia AlInGaP). Foi projetado para processos de montagem automatizados e aplicações onde a conservação de espaço e o desempenho confiável são críticos.

1.1 Características Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens deste LED incluem sua conformidade com as diretivas RoHS, um perfil excepcionalmente baixo de 0,55 mm e uma alta luminosidade. É embalado em fita de 8 mm em bobinas de 7 polegadas, em conformidade com os padrões EIA, tornando-o compatível com equipamentos automatizados de pick-and-place e processos padrão de soldagem por refluxo infravermelho (IR). Seu design também é compatível com circuitos integrados (I.C.).

As áreas de aplicação típicas abrangem telecomunicações, automação de escritório, eletrodomésticos e equipamentos industriais. Usos específicos incluem retroiluminação de teclados e teclados numéricos, indicação de status, integração em microdisplays e iluminação de sinais ou símbolos.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Detalhada

Esta seção fornece uma análise objetiva e detalhada dos limites operacionais e das características de desempenho do LED sob condições padrão de teste.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Eles não se destinam à operação normal.

• Dissipação de Potência (P_d):38 mW para o chip Azul; 50 mW para o chip Laranja. Este parâmetro indica a potência máxima que o LED pode dissipar como calor sem degradação.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):40 mA para ambas as cores, permitida apenas sob condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1 ms).
• Corrente Direta Contínua (I_F):10 mA para o Azul; 20 mA para o Laranja. Esta é a corrente direta contínua máxima recomendada.
• Temperatura de Operação e Armazenamento:O dispositivo é classificado para uma faixa de temperatura ambiente (T_a) de -20°C a +80°C durante a operação e de -30°C a +100°C durante o armazenamento.
• Condição de Soldagem por Infravermelho:Suporta uma temperatura de pico de 260°C por no máximo 5 segundos, o que é padrão para processos de refluxo sem chumbo.

2.2 Características Elétricas e Ópticas a T_a=25°C

Estes parâmetros definem o desempenho típico do dispositivo quando acionado sob condições especificadas (I_F= 5mA, salvo indicação em contrário).

• Intensidade Luminosa (I_V):Mínimo de 11,2 mcd para ambas as cores. O máximo típico é de 45 mcd para o Azul e 71 mcd para o Laranja. Esta é uma medida do brilho percebido pelo olho humano.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):Tipicamente 130 graus. Este ângulo amplo indica um padrão de emissão de luz difuso e não direcional, adequado para iluminação de área.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):Tipicamente 468 nm (Azul) e 611 nm (Laranja). Este é o comprimento de onda no qual a potência espectral de saída é mais alta.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):Varia de 465-475 nm (Azul) e 600-610 nm (Laranja) a 5mA. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano, definindo a cor.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):Tipicamente 25 nm (Azul) e 17 nm (Laranja). Isso indica a pureza espectral; um valor menor significa uma cor mais monocromática.
• Tensão Direta (V_F):Tipicamente 2,80V (Azul, máx. 3,20V) e 2,00V (Laranja, máx. 2,30V) a 5mA. Esta é a queda de tensão no LED quando conduz corrente.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo de 100 µA para ambos a V_R= 5V. LEDs não são projetados para operação em polarização reversa; este parâmetro é apenas para fins de teste.

3. Explicação do Sistema de Binning

Os LEDs são classificados ("binned") com base na sua intensidade luminosa medida para garantir consistência dentro de um lote de produção.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Cada cor tem faixas de intensidade definidas, atribuídas a um código de bin. A tolerância dentro de cada bin é de +/-15%.

Binning do LED Azul (@5mA):

• Bin L: 11,2 - 18,0 mcd
• Bin M: 18,0 - 28,0 mcd
• Bin N: 28,0 - 45,0 mcd

Binning do LED Laranja (@5mA):

• Bin L: 11,2 - 18,0 mcd
• Bin M: 18,0 - 28,0 mcd
• Bin N: 28,0 - 45,0 mcd
• Bin P: 45,0 - 71,0 mcd

Este sistema permite que os projetistas selecionem LEDs com um brilho mínimo garantido para sua aplicação, ajudando a alcançar um desempenho visual uniforme em várias unidades.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na folha de dados (por exemplo, Figura 1 para distribuição espectral, Figura 6 para ângulo de visão), suas implicações são críticas para o projeto.

4.1 Corrente Direta vs. Intensidade Luminosa (Curva I_F-I_V)

A saída de luz é aproximadamente proporcional à corrente direta, mas essa relação não é perfeitamente linear, especialmente em correntes mais altas, onde a eficiência pode cair devido ao aquecimento. Operar na ou abaixo da corrente DC recomendada garante saída estável e longevidade.

4.2 Tensão Direta vs. Corrente Direta (Curva I_F-V_F)

Um LED exibe uma característica I-V exponencial, semelhante a um diodo. Uma pequena mudança na tensão direta pode causar uma grande mudança na corrente. Portanto, é uma prática padrão acionar LEDs com uma fonte de corrente constante, não uma fonte de tensão constante, para garantir uma saída de luz estável e previsível e evitar a fuga térmica ("thermal runaway").

4.3 Distribuição Espectral

A curva espectral mostra a potência relativa emitida em todos os comprimentos de onda. O comprimento de onda de pico (λ_P) e a largura a meia altura (Δλ) são extraídos desta curva. O chip Laranja de AlInGaP normalmente tem uma largura espectral mais estreita do que o chip Azul de InGaN, resultando em uma cor mais saturada.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento e Atribuição dos Terminais

O dispositivo está em conformidade com um footprint SMD padrão. As dimensões críticas incluem um tamanho do corpo e uma altura total de 0,55 mm. A atribuição dos terminais é a seguinte: os terminais 1 e 3 são para o ânodo/cátodo do LED Azul, e os terminais 2 e 4 são para o ânodo/cátodo do LED Laranja. A lente é transparente. Todas as tolerâncias dimensionais são de ±0,1 mm, salvo indicação em contrário.

5.2 Layout Recomendado das Trilhas na PCB e Polaridade

The datasheet provides a recommended land pattern (footprint) for the printed circuit board (PCB). Adhering to this pattern is crucial for achieving reliable solder joints, proper alignment, and effective heat dissipation during the reflow process. The pad design also helps prevent tombstoning (component standing up on one end). Clear polarity marking on the PCB silkscreen, matching the LED's cathode indicator, is essential to prevent incorrect installation.

. Soldering and Assembly Guidelines

.1 IR Reflow Soldering Parameters

For lead-free (Pb-free) solder processes, a recommended reflow profile is provided. Key parameters include:

• Pre-heat:-200°C for a maximum of 120 seconds to gradually heat the board and activate the flux.
• Peak Temperature:Maximum of 260°C.
• Time Above Liquidus:The component should be subjected to the peak temperature for a maximum of 10 seconds, and the reflow process should not be performed more than twice.

These parameters are based on JEDEC standards to ensure reliable mounting without damaging the LED package or the semiconductor die inside.

.2 Storage and Handling Conditions

ESD Precautions:LEDs are sensitive to electrostatic discharge (ESD). Handling should be performed using wrist straps, anti-static mats, and grounded equipment.

Moisture Sensitivity Level (MSL):The device is rated MSL 3. This means that once the original moisture-barrier bag is opened, the components must be soldered within one week (168 hours) under factory floor conditions (<30°C/60% RH). If this time is exceeded, a bake-out at approximately 60°C for at least 20 hours is required before soldering to remove absorbed moisture and prevent "popcorning" during reflow.

Long-term Storage:Unopened packages should be stored at ≤30°C and ≤90% RH. For opened packages or extended storage, components should be kept in a sealed container with desiccant or in a nitrogen atmosphere.

.3 Cleaning

If post-solder cleaning is necessary, only specified alcohol-based solvents like isopropyl alcohol (IPA) or ethyl alcohol should be used. The LED should be immersed at normal temperature for less than one minute. Unspecified chemical cleaners may damage the plastic lens or the package material.

. Packaging and Ordering Information

.1 Tape and Reel Specifications

The LEDs are supplied in embossed carrier tape with a protective cover tape, wound onto 7-inch (178mm) diameter reels. Standard packing quantity is 4000 pieces per reel. For quantities less than a full reel, a minimum packing quantity of 500 pieces applies. The packaging conforms to ANSI/EIA-481 standards.

. Application Suggestions and Design Considerations

.1 Typical Application Circuits

Each color channel (Blue and Orange) must be driven independently. A series current-limiting resistor is the simplest drive method. The resistor value (R) is calculated using Ohm's Law: R = (V_supply- V_F) / I_F. For more stable performance, especially when V_{varia ou para um controle de brilho preciso, um circuito driver de corrente constante (por exemplo, usando um CI driver de LED dedicado ou uma fonte de corrente baseada em transistor) é recomendado.}8.2 Gerenciamento Térmico

Embora a dissipação de potência seja baixa, um projeto térmico adequado prolonga a vida útil do LED. Certifique-se de que o projeto das trilhas na PCB forneça uma área de cobre adequada para atuar como um dissipador de calor. Evite operar o LED nas classificações máximas absolutas de corrente e potência por períodos prolongados, pois isso acelera a depreciação do lúmen (declínio da saída de luz ao longo do tempo).

8.3 Projeto Óptico

O amplo ângulo de visão de 130 graus torna este LED adequado para aplicações que requerem iluminação ampla e uniforme, em vez de um feixe focalizado. Para uma luz mais direcional, lentes externas ou guias de luz podem ser necessários. A lente transparente é ideal para a emissão da cor verdadeira.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Os principais fatores de diferenciação deste componente são sua

capacidade bicolor em um encapsulamento ultrafino de 0,55 mm. Isso permite dois indicadores de status independentes ou mistura de cores em uma área normalmente ocupada por um LED de cor única. O uso de InGaN para o azul e AlInGaP para o laranja representa tecnologias semicondutoras padrão e de alta eficiência para essas respectivas cores, oferecendo bom brilho e confiabilidade. Sua compatibilidade com montagem automatizada e perfis de refluxo padrão o torna uma solução de substituição direta para a fabricação moderna de eletrônicos.10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

10.1 Posso acionar os LEDs Azul e Laranja simultaneamente na sua corrente DC máxima?

Não. Os Valores Máximos Absolutos especificam limites de dissipação de potência por chip (38mW Azul, 50mW Laranja). Acionar ambos simultaneamente em I

=10mA (Azul) e I_F=20mA (Laranja) resultaria em consumos de potência aproximados de 28mW (Azul: 10mA * 2,8V) e 40mW (Laranja: 20mA * 2,0V), totalizando 68mW. Embora isso esteja abaixo da soma dos máximos individuais, concentra o calor em uma área muito pequena. Para uma operação confiável de longo prazo, é aconselhável acionar abaixo das classificações máximas e considerar os efeitos térmicos na PCB._F10.2 Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?

Comprimento de Onda de Pico (λ

) é o comprimento de onda físico onde o LED emite a maior potência óptica, medido por um espectrômetro._P)Comprimento de Onda Dominante (λ) é um valor calculado derivado do diagrama de cromaticidade CIE que representa o comprimento de onda único que o olho humano percebe como a cor. Para LEDs monocromáticos, eles geralmente são próximos, mas para LEDs com espectros mais amplos (como LEDs brancos), eles podem ser muito diferentes. Nesta folha de dados, ambos são fornecidos para uma especificação de cor precisa._d)10.3 Por que existe uma especificação de corrente reversa (I

) se o LED não foi projetado para operação reversa?_RA especificação I

(máx. 100 µA a 5V) é um_Rparâmetro de teste de qualidade e de fuga. Ele garante a integridade da junção semicondutora. Durante a montagem ou no circuito, o LED pode ser brevemente submetido a uma pequena polarização reversa. Este parâmetro garante que, sob tal condição, a corrente de fuga não excederá um limite definido, indicando um dispositivo fabricado corretamente. Não deve ser interpretado como uma condição segura de operação.11. Exemplo Prático de Caso de Uso

Cenário: Indicador de Status de Duplo Estado em um Dispositivo Portátil

Um dispositivo médico portátil usa um único indicador para mostrar múltiplos estados: Desligado (sem luz), Em Espera (Laranja) e Ativo (Azul). O LTST-C195TBKFKT-5A é ideal porque economiza espaço em comparação com o uso de dois LEDs separados. A unidade de microcontrolador (MCU) tem dois pinos GPIO, cada um conectado a um canal de cor do LED através de um resistor limitador de corrente (por exemplo, 150Ω para o Azul e 100Ω para o Laranja, assumindo uma fonte de 5V). O firmware controla os pinos independentemente. A altura ultrafina permite que ele se encaixe atrás de um painel frontal fino. O amplo ângulo de visão garante que o status seja visível de vários ângulos. O projetista seleciona o Bin M ou N para ambas as cores para garantir brilho suficiente sob luz ambiente.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz através da eletroluminescência. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, elétrons e lacunas são injetados na região da junção. Quando esses portadores de carga se recombinam, eles liberam energia. Em um diodo de silício padrão, essa energia é liberada como calor. Nos LEDs, os materiais semicondutores (InGaN para azul/verde, AlInGaP para vermelho/laranja/amarelo) têm uma banda proibida direta, fazendo com que essa energia seja liberada principalmente como fótons (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz emitida é determinado pela banda proibida do material semicondutor. A lente de epóxi transparente protege o chip e ajuda a moldar o padrão de saída de luz.

13. Tendências Tecnológicas

O desenvolvimento de LEDs SMD como este segue várias tendências da indústria:

Miniaturização(encapsulamentos mais finos e menores),Aumento da Eficiência(maior saída luminosa por unidade de entrada elétrica), eConfiabilidade Aprimorada(robustez para ambientes adversos e montagem automatizada). A integração de múltiplos chips (multicolor ou RGB) em um único encapsulamento é uma abordagem comum para economizar espaço na placa e simplificar a montagem. Além disso, há um esforço contínuo para melhorar a consistência de cor (binning mais restrito) e desenvolver encapsulamentos que possam lidar com densidades de potência mais altas para aplicações de iluminação geral, embora este componente específico seja otimizado para uso como indicador de baixa potência.(robustness for harsh environments and automated assembly). The integration of multiple chips (multi-color or RGB) into a single package is a common approach to save board space and simplify assembly. Furthermore, there is a continuous drive to improve color consistency (tighter binning) and to develop packages that can handle higher power densities for general lighting applications, although this specific component is optimized for low-power indicator use.