Ficha Técnica do LED SMD Bicolor LTST-C155KSKRKT - Dimensões do Pacote - Vermelho/Amarelo - 30mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-C155KSKRKT é um LED bicolor para montagem em superfície, projetado para aplicações eletrónicas modernas que exigem tamanho compacto e desempenho fiável. Este dispositivo integra dois chips semicondutores distintos de AlInGaP num único pacote: um que emite no espectro vermelho e outro no espectro amarelo. Esta configuração permite a criação de indicadores bicolores ou sinalização simples de múltiplos estados sem a necessidade de vários componentes discretos. O LED é fornecido em fita de 8mm e bobinas de 7 polegadas, sendo compatível com equipamentos de montagem automática pick-and-place de alta velocidade, comuns na fabricação em volume.

As principais vantagens deste produto incluem a sua conformidade com regulamentações ambientais, a alta intensidade luminosa proveniente da sua avançada tecnologia de chip AlInGaP e um amplo ângulo de visão que garante boa visibilidade de vários ângulos. Os seus mercados-alvo principais incluem eletrónica de consumo, painéis de controlo industrial, iluminação interior automotiva e indicação de estado de uso geral onde o espaço é limitado e é necessário um desempenho fiável.

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os valores máximos absolutos definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Para os chips vermelho e amarelo, a corrente direta contínua máxima (DC) é classificada em 30 mA. A corrente direta de pico, permitida em condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms), é significativamente maior, em 80 mA. A dissipação de potência máxima para cada chip é de 75 mW. Um parâmetro crítico para o projeto do circuito é o fator de derating de 0,4 mA/°C, que indica que a corrente direta contínua permitida deve ser reduzida linearmente à medida que a temperatura ambiente sobe acima de 25°C para evitar sobreaquecimento. A tensão reversa máxima é de 5V para ambas as cores. O dispositivo é classificado para operar numa faixa de temperatura ambiente de -30°C a +85°C e pode ser armazenado entre -40°C e +85°C.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Sob condições padrão de teste (Ta=25°C, IF=20 mA), o LED exibe métricas de desempenho específicas. A intensidade luminosa (Iv) para o chip vermelho tem um valor típico de 45,0 mcd (milicandelas), com um valor mínimo especificado de 18,0 mcd. O chip amarelo é tipicamente mais brilhante, com uma intensidade luminosa de 75,0 mcd e um mínimo de 28,0 mcd. Ambos os chips partilham uma tensão direta típica (Vf) de 2,0V, com um máximo de 2,4V a 20 mA. Esta tensão direta relativamente baixa é benéfica para o projeto de circuitos de baixa potência. O ângulo de visão (2θ1/2) é amplo, de 130 graus para ambas as cores, proporcionando um padrão de emissão amplo. O comprimento de onda de emissão de pico (λp) é tipicamente 639 nm para o vermelho e 591 nm para o amarelo, enquanto o comprimento de onda dominante (λd) é tipicamente 631 nm e 589 nm, respetivamente. A meia-largura espectral (Δλ) é de 15 nm, indicando uma emissão de cor relativamente pura. Outros parâmetros incluem uma corrente reversa máxima (Ir) de 10 μA a 5V e uma capacitância típica (C) de 40 pF.

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto utiliza um sistema de binning para categorizar os LEDs com base na sua intensidade luminosa, garantindo consistência dentro de um lote de produção. Para o chip vermelho, os bins são rotulados como M, N, P e Q, com faixas de intensidade mínima a máxima de 18,0-28,0 mcd, 28,0-45,0 mcd, 45,0-71,0 mcd e 71,0-112,0 mcd, respetivamente. O chip amarelo usa os bins N, P, Q e R, cobrindo faixas desde 28,0-45,0 mcd até 112,0-180,0 mcd. Uma tolerância de +/-15% é aplicada a cada bin de intensidade. Este sistema permite aos projetistas selecionar o grau de brilho apropriado para a sua aplicação, equilibrando custo e requisitos de desempenho. A ficha técnica não indica binning separado para comprimento de onda ou tensão direta para este número de peça específico.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora o excerto de texto fornecido faça referência a curvas características típicas na página 6, os gráficos específicos não estão incluídos no texto. Tipicamente, essas fichas técnicas incluem curvas que ilustram a relação entre a corrente direta e a intensidade luminosa (curva I-Iv), a corrente direta e a tensão direta (curva I-V) e o efeito da temperatura ambiente na intensidade luminosa. Estas curvas são essenciais para os projetistas entenderem o comportamento não linear do LED. Por exemplo, a curva I-Iv mostra que a intensidade luminosa aumenta com a corrente, mas pode saturar em correntes mais altas. A curva I-V é crucial para selecionar o resistor limitador de corrente apropriado. As curvas de derating de temperatura demonstram visualmente como a corrente máxima permitida diminui com o aumento da temperatura ambiente, o que é crítico para garantir a fiabilidade a longo prazo em ambientes termicamente desafiadores.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

O LED é fornecido num pacote para montagem em superfície. As dimensões físicas exatas do próprio componente são detalhadas no desenho das dimensões do pacote (referenciado na página 1 da ficha técnica). O dispositivo é fornecido no formato fita-e-bobina, compatível com montagem automática. A largura da fita é de 8mm e é enrolada numa bobina padrão de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. Cada bobina contém 3000 unidades do LED. Para encomendas que não sejam uma bobina completa, aplica-se uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças para os restantes. A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA 481-1-A-1994. A fita possui bolsos embutidos para os componentes, que são selados com uma fita de cobertura superior. O número máximo permitido de componentes em falta consecutivos na fita é de dois.

6. Guia de Soldagem e Montagem

6.1 Perfis de Soldagem

A ficha técnica fornece recomendações detalhadas das condições de soldagem para prevenir danos térmicos. Para soldagem por refluxo infravermelho (IR), é sugerido um perfil de temperatura específico. A temperatura de pico não deve exceder 260°C, e o tempo acima desta temperatura deve ser limitado a um máximo de 5 segundos. Também é recomendada uma fase de pré-aquecimento. São sugeridos perfis separados para processos de solda normais e para processos sem chumbo (Pb-free), sendo que este último requer pasta de solda com composição SnAgCu. Para soldagem por onda, é especificada uma temperatura máxima da onda de solda de 260°C por até 10 segundos, com um limite de pré-aquecimento de 100°C por no máximo 60 segundos. Para soldagem manual com ferro, a temperatura da ponta não deve exceder 300°C, e o tempo de contacto deve ser limitado a 3 segundos por junta, apenas uma vez.

6.2 Armazenamento e Manuseio

O armazenamento adequado é crítico para manter a soldabilidade. Os LEDs devem ser armazenados num ambiente que não exceda 30°C e 70% de humidade relativa. Se forem removidos da sua embalagem original de barreira à humidade, devem passar pela soldagem por refluxo IR dentro de uma semana. Para armazenamento mais longo fora do saco original, devem ser mantidos num recipiente selado com dessecante ou num dessecador de azoto. Os componentes armazenados sem embalagem por mais de uma semana requerem um processo de "baking" a aproximadamente 60°C durante pelo menos 24 horas antes da montagem, para remover a humidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" durante o refluxo.

6.3 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldagem, apenas devem ser utilizados solventes especificados. Produtos químicos não especificados podem danificar o pacote do LED. O método recomendado é imergir o LED em álcool etílico ou álcool isopropílico à temperatura ambiente normal por menos de um minuto. Limpeza agressiva ou ultrassónica não é aconselhada, a menos que seja especificamente testada e qualificada.

7. Sugestões de Aplicação

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED bicolor é ideal para aplicações que requerem indicação de estado com mais de um estado. Usos comuns incluem indicadores de energia/standby (ex.: vermelho para standby, amarelo para ligado), indicadores de avaria/aviso, indicadores de estado de carga da bateria e feedback de seleção de modo em dispositivos de consumo como routers, carregadores, equipamentos de áudio e pequenos eletrodomésticos. O seu amplo ângulo de visão torna-o adequado para aplicações em painéis frontais onde o utilizador pode ver o indicador de um ângulo.

7.2 Considerações de Projeto e Método de Acionamento

Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Para garantir brilho uniforme, especialmente quando vários LEDs são usados em paralelo, é fortemente recomendado usar um resistor limitador de corrente em série para cada LED (Modelo de Circuito A). Acionar vários LEDs em paralelo sem resistores individuais (Modelo de Circuito B) é desencorajado porque pequenas variações na característica de tensão direta (Vf) de cada LED podem causar diferenças significativas na corrente que passa por cada um, levando a brilho desigual. O circuito de acionamento deve ser projetado para limitar a corrente à classificação DC máxima de 30 mA por chip, considerando o fator de derating se a temperatura ambiente de operação estiver acima de 25°C.

7.3 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

O LED é sensível à descarga eletrostática. Para prevenir danos por ESD durante o manuseio e montagem, as seguintes precauções são essenciais: O pessoal deve usar pulseiras condutoras ou luvas antiestáticas. Todo o equipamento, bancadas de trabalho e prateleiras de armazenamento devem estar devidamente aterrados. Um ionizador pode ser usado para neutralizar a carga estática que pode acumular-se na lente de plástico devido ao atrito durante o manuseio. Estas medidas são críticas para manter um alto rendimento de produção e a fiabilidade do produto.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

A principal característica diferenciadora deste componente é a integração de dois chips de AlInGaP de alta eficiência num único pacote SMD compacto. A tecnologia AlInGaP oferece maior eficácia luminosa e melhor estabilidade térmica em comparação com tecnologias mais antigas como GaAsP para as cores vermelha e amarela. A capacidade bicolor reduz a contagem de componentes e o espaço na placa em comparação com o uso de dois LEDs monocromáticos separados. O amplo ângulo de visão de 130 graus é outra vantagem competitiva para aplicações que requerem visibilidade fora do eixo. O sistema de binning detalhado fornece aos projetistas um desempenho óptico previsível.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar os chips vermelho e amarelo simultaneamente na sua corrente total de 30mA?

R: Não. Os Valores Máximos Absolutos especificam 30mA DC por chip. Acionar ambos simultaneamente a corrente total provavelmente excederia os limites de dissipação de potência total do pacote e causaria sobreaquecimento. O circuito de acionamento deve ser projetado para gerir a potência total.

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 comprimento de onda no qual o espectro de emissão tem a sua intensidade mais alta. O comprimento de onda dominante (λd) é derivado do diagrama de cromaticidade CIE e representa o comprimento de onda único que melhor corresponde à cor percebida da luz pelo olho humano. O λd é frequentemente mais relevante para a especificação da cor.

p>P: Como seleciono o resistor limitador de corrente correto?

R: Use a Lei de Ohm: R = (V_fonte - Vf_LED) / I_LED. Use o Vf máximo da ficha técnica (2,4V) para um projeto conservador, garantindo que a corrente nunca excede o nível desejado, mesmo com variação entre peças. Por exemplo, com uma fonte de 5V e uma corrente alvo de 20mA: R = (5V - 2,4V) / 0,020A = 130 Ohms. Use o próximo valor padrão, ex.: 130 ou 150 Ohms, e calcule a dissipação de potência real no resistor (P = I^2 * R).

10. Caso Prático de Projeto e Uso

Considere projetar um indicador de estado duplo para um switch de rede. O objetivo é mostrar o estado da ligação (amarelo fixo) e a atividade (vermelho piscante). O LTST-C155KSKRKT é perfeito para isto. Dois pinos GPIO independentes de um microcontrolador podem ser usados para acionar o LED através de resistores limitadores de corrente separados. Os pinos 1 e 3 seriam conectados para o ânodo/cátodo amarelo, e os pinos 2 e 4 para o vermelho. O projeto deve garantir que os pinos do microcontrolador podem drenar/fornecer corrente suficiente (ex.: 20mA por cor). Se o switch operar num ambiente quente (ex.: 50°C dentro de um invólucro), a corrente direta deve ser reduzida (derated). A corrente reduzida = 30mA - [0,4 mA/°C * (50°C - 25°C)] = 30mA - 10mA = 20mA. Portanto, projetar para 20mA desde o início fornece uma margem de segurança para operação em temperatura elevada.

11. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Os Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz quando uma corrente elétrica passa através deles. Este fenómeno chama-se eletroluminescência. No sistema de material AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) usado neste LED, quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, eletrões da região tipo-n e lacunas da região tipo-p são injetados na região ativa. Quando estes eletrões e lacunas se recombinam, libertam energia na forma de fotões (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz emitida é determinado pela energia da banda proibida do material semicondutor. O AlInGaP tem uma banda proibida adequada para produzir luz vermelha, laranja e amarela de alta eficiência. O pacote bicolor simplesmente aloja dois desses chips semicondutores com composições de material diferentes (bandas proibidas) dentro de um único encapsulante, com conexões elétricas separadas para controlo independente.

12. Tendências Tecnológicas

A tendência geral na tecnologia LED para aplicações de indicação continua em direção a maior eficiência, tamanhos de pacote menores e menor consumo de energia. O AlInGaP permanece a tecnologia dominante para LEDs vermelhos, laranja e amarelos de alto desempenho devido à sua eficácia e estabilidade superiores. A integração, como vista neste dispositivo bicolor, é uma tendência chave para economizar espaço na PCB e simplificar a montagem em eletrónica cada vez mais miniaturizada. Há também uma ênfase crescente em binning preciso e tolerâncias mais apertadas para atender às exigências de aplicações que requerem cor e brilho consistentes, como em painéis de instrumentos automotivos ou eletrónica de consumo onde a uniformidade estética é importante. Além disso, a compatibilidade com processos de soldagem sem chumbo e de alta temperatura é agora um requisito padrão para todos os componentes usados na fabricação moderna de eletrónica.