Ficha Técnica do LED SMD LTST-B32JEGBK-AT - RGB Cores Completas - Altura 0,65mm - Corrente Direta 25mA/20mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-B32JEGBK-AT é um LED de montagem em superfície (SMD) compacto e de cores completas, projetado para aplicações eletrónicas modernas que requerem indicação de cor vibrante ou retroiluminação numa área mínima. Este dispositivo integra três chips semicondutores distintos num único encapsulamento: um chip de AlInGaP para emissão vermelha e dois chips de InGaN para emissão verde e azul. Esta combinação permite gerar um amplo espectro de cores através do controlo individual ou combinado das três fontes de luz primárias. A sua característica definidora é um perfil excecionalmente baixo de 0,65mm, tornando-o adequado para aplicações onde o espaço vertical é severamente limitado, como eletrónicos de consumo ultrafinos, dispositivos vestíveis ou painéis de controlo sofisticados.

O LED é embalado em fita de 8mm e fornecido em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, em conformidade com os padrões EIA, o que garante compatibilidade com equipamentos de montagem automática pick-and-place de alta velocidade, comumente utilizados na fabricação em volume. Além disso, está qualificado para processos de soldagem por refluxo infravermelho (IR) sem chumbo, alinhando-se com as regulamentações ambientais e práticas de fabrico contemporâneas.

1.1 Características

• Conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Perfil de embalagem ultrafino com altura de apenas 0,65mm.
• Utiliza tecnologia de alta eficiência AlInGaP para luz vermelha e tecnologia InGaN para luz verde e azul, resultando em alta intensidade luminosa.
• Embalado em fita de 8mm em bobinas de 7 polegadas para manuseamento automatizado.
• Contorno da embalagem padrão em conformidade com a EIA.
• Projetado para compatibilidade com níveis de acionamento de circuitos integrados (IC).
• Adequado para uso com equipamentos de colocação automática.
• Resiste aos perfis padrão de soldagem por refluxo infravermelho.

1.2 Aplicações

• Indicadores de estado e energia em equipamentos de telecomunicações, dispositivos de automação de escritório, eletrodomésticos e sistemas de controlo industrial.
• Retroiluminação para teclados, teclados numéricos e botões de controlo.
• Iluminação para micro-displays e luminárias simbólicas.
• Iluminação de sinalização de uso geral onde é necessária capacidade multicor.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Detalhada

O desempenho do LTST-B32JEGBK-AT é definido por um conjunto abrangente de parâmetros elétricos, ópticos e térmicos. Compreender estas especificações é crucial para um projeto de circuito confiável e para alcançar o desempenho visual desejado.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob ou nestes limites não é garantida.

• Dissipação de Potência (Pd):Vermelho: 62,5 mW, Verde/Azul: 76 mW. Este parâmetro, combinado com a resistência térmica, determina a potência máxima permitida para evitar sobreaquecimento.
• Corrente Direta de Pico (I_F(PEAK)):Vermelho: 60 mA, Verde/Azul: 100 mA. Esta é a corrente pulsada máxima permitida, tipicamente especificada com um ciclo de trabalho baixo (1/10) e largura de pulso curta (0,1ms), útil para multiplexagem ou pulsos breves de alto brilho.
• Corrente Direta Contínua (I_F):Vermelho: 25 mA, Verde/Azul: 20 mA. Esta é a corrente contínua máxima recomendada para operação confiável a longo prazo.
• Resistência à Descarga Eletrostática (ESD):Vermelho: 2000V (HBM), Verde/Azul: 1000V (HBM). Os chips verde e azul de InGaN são geralmente mais sensíveis à ESD do que o chip vermelho de AlInGaP, necessitando de precauções de manuseio mais rigorosas.
• Temperatura de Operação e Armazenamento:-40°C a +85°C (operação), -40°C a +90°C (armazenamento). Isto define as condições ambientais que o dispositivo pode suportar.
• Condição de Soldagem por Infravermelhos:Suporta temperatura de pico de 260°C durante 10 segundos, que é uma condição padrão para processos de refluxo sem chumbo.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos e garantidos medidos em condições de teste padrão (Ta=25°C, I_F=5mA salvo indicação em contrário).

• Intensidade Luminosa (I_V):Medida em milicandelas (mcd). Os valores mínimos são: Vermelho: 26,0 mcd, Verde: 122,0 mcd, Azul: 22,0 mcd. O chip verde exibe uma saída significativamente maior devido à alta eficiência do material InGaN neste comprimento de onda e à sensibilidade máxima do olho humano na região verde.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):Tipicamente 120 graus. Este amplo ângulo de visão indica um padrão de emissão Lambertiano ou quase Lambertiano, proporcionando brilho uniforme numa área ampla.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):Valores típicos: Vermelho: 632 nm, Verde: 518 nm, Azul: 468 nm. Este é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):O comprimento de onda único percebido pelo olho humano que define a cor. As faixas especificadas são: Vermelho: 616-628 nm, Verde: 519-537 nm, Azul: 464-479 nm.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):Valores típicos: Vermelho: 12 nm, Verde: 27 nm, Azul: 20 nm. Isto indica a pureza espectral; um valor menor significa uma luz mais monocromática. A luz vermelha do AlInGaP tende a ter um espectro mais estreito do que a verde/azul do InGaN.
• Tensão Direta (V_F):A 5mA: Vermelho: 1,50-2,15V, Verde: 2,00-3,20V, Azul: 2,00-3,20V. A V_Fmais baixa do chip vermelho é característica da tecnologia AlInGaP em comparação com a InGaN.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo 10 μA a V_R=5V. Os LEDs não são projetados para operação em polarização reversa; este parâmetro é apenas para fins de teste de qualidade.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

Para garantir consistência de cor e correspondência de brilho na produção, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros ópticos chave.

3.1 Classificação por Intensidade Luminosa (Brilho)

Cada cor é classificada em várias categorias (ex.: A, B, C...). A intensidade luminosa é medida a uma corrente de acionamento padrão de 5mA. Por exemplo, o bin vermelho 'A' cobre 26,0-31,0 mcd, enquanto o bin 'E' cobre 54,0-65,0 mcd. Verde e azul têm as suas próprias tabelas de classificação distintas. Uma tolerância de +/-10% é aplicada dentro de cada bin. Os projetistas devem especificar o código de bin necessário para garantir uniformidade de brilho entre múltiplas unidades numa montagem.

3.2 Classificação por Matiz (Comprimento de Onda Dominante)

Esta classificação garante consistência de cor. Os LEDs são classificados com base no seu comprimento de onda dominante. Por exemplo, o Vermelho é classificado de 616-628 nm em passos de 1 nm (bins 1-4). O Verde é classificado de 519-537 nm (bins 1-6), e o Azul de 464-479 nm (bins 1-5). Cada bin tem uma tolerância de +/-1 nm. Especificar um bin de matiz é crítico para aplicações onde é necessário um casamento de cor preciso, como em displays multi-LED ou indicadores de estado onde todos os LEDs vermelhos devem parecer idênticos.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora gráficos específicos sejam referenciados na ficha técnica (Fig.1, Fig.5), as suas implicações são padrão.

• Curva I-V:A tensão direta (V_F) aumenta com a corrente (I_F) de forma não linear e exponencial, típica de um díodo. A curva será diferente para cada cor de chip devido aos diferentes materiais semicondutores e bandgaps.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente:A saída de luz é geralmente proporcional à corrente direta na faixa de operação normal, mas a eficiência pode cair em correntes muito altas devido a efeitos térmicos e "droop".
• Distribuição Espectral:O espectro de saída para o chip vermelho é garantido como de pico único. Os gráficos mostrariam a potência radiante relativa versus comprimento de onda, ilustrando o comprimento de onda de pico (λ_P) e a largura a meia altura espectral (Δλ).
• Padrão do Ângulo de Visão:Um diagrama polar (Fig.5) ilustra a distribuição angular da intensidade da luz, confirmando o ângulo de visão de 120 graus onde a intensidade cai para metade do valor no eixo.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem e Atribuição dos Terminais

O dispositivo segue um footprint SMD padrão. A atribuição dos terminais é claramente definida: Terminal 2 é o cátodo para o chip Vermelho, Terminal 3 para o chip Verde e Terminal 4 para o chip Azul. O ânodo comum é provavelmente o Terminal 1 (implícito pela configuração padrão de LED RGB). Todas as dimensões são fornecidas em milímetros com uma tolerância padrão de ±0,1mm. A altura ultrafina de 0,65mm é uma característica mecânica chave.

5.2 Layout Recomendado para as Ilhas de Solda na PCB

É fornecido um projeto de land pattern para garantir soldagem adequada e estabilidade mecânica. Seguir este footprint recomendado é essencial para obter juntas de solda confiáveis, prevenir o efeito "tombstoning" e garantir o alinhamento correto durante o processo de refluxo.

6. Diretrizes para Soldagem e Montagem

6.1 Condições de Soldagem por Refluxo IR (Processo sem Chumbo)

É recomendado um perfil de refluxo detalhado. Os parâmetros chave incluem uma fase de pré-aquecimento, um tempo definido acima do líquido e uma temperatura de pico não superior a 260°C por um máximo de 10 segundos. O dispositivo está classificado para suportar este perfil no máximo duas vezes. Para retrabalho manual com ferro de solda, 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

• Precauções contra ESD:É obrigatório o uso de pulseiras antiestáticas, tapetes antiestáticos e equipamento devidamente aterrado, especialmente para os chips verde e azul sensíveis à ESD.
• Nível de Sensibilidade à Humidade (MSL):O dispositivo tem classificação MSL 3. Quando a bolsa de barreira à humidade original é aberta, os componentes devem ser submetidos à soldagem por refluxo dentro de uma semana quando armazenados em condições ≤ 30°C/60% RH. Para armazenamento mais longo fora da bolsa original, é necessário cozimento a aproximadamente 60°C durante pelo menos 20 horas antes da soldagem para evitar o efeito "popcorn" durante o refluxo.
• Limpeza:Se for necessária limpeza pós-soldagem, apenas devem ser utilizados solventes à base de álcool, como álcool isopropílico ou etílico. A imersão deve ser à temperatura ambiente por menos de um minuto. Produtos químicos não especificados podem danificar o encapsulamento ou a lente do LED.

7. Embalagem e Informações para Pedido

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada, com 8mm de largura, enrolada em bobinas padrão de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. Cada bobina contém 4.000 peças. A fita possui uma fita de cobertura para proteger os componentes. As bobinas são normalmente embaladas três por caixa interna. A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481. O número de peça LTST-B32JEGBK-AT identifica exclusivamente esta variante específica de cores completas com lente transparente.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Cada canal de cor (Vermelho, Verde, Azul) deve ser acionado independentemente. Um resistor limitador de corrente em série é essencial para cada terminal de ânodo para definir a corrente direta desejada e proteger o LED. O valor do resistor é calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Como V_Fdiferencia por cor, tipicamente serão necessários três valores de resistor diferentes, mesmo que acionados pela mesma tensão de alimentação e na mesma corrente. Para controlo preciso de corrente ou multiplexagem de muitos LEDs, são recomendados drivers de LED dedicados ou fontes de corrente constante.

8.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa, um projeto térmico adequado na PCB é importante para a longevidade e manutenção da saída óptica estável. Garanta uma área de cobre adequada conectada ao pad térmico (se houver) ou aos pads de solda do LED para atuar como dissipador de calor, especialmente quando operar perto dos valores máximos ou em altas temperaturas ambientes.

8.3 Projeto Óptico

A lente transparente proporciona um padrão de luz amplo e difuso. Para aplicações que requerem luz focada ou padrões de feixe específicos, ópticas secundárias (como tubos de luz, lentes ou difusores) devem ser projetadas considerando o ângulo de visão de 120 graus do LED e a separação espacial dos três chips de cor dentro do encapsulamento, o que pode afetar a mistura de cores a curtas distâncias.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O principal fator diferenciador do LTST-B32JEGBK-AT é a sua combinação de uma gama de cores RGB completa dentro de uma altura de embalagem ultrafina de 0,65mm. Comparado com tecnologia mais antiga que usa LEDs discretos de cor única ou embalagens RGB maiores, este dispositivo permite designs de produto mais elegantes. O uso de AlInGaP para o vermelho oferece maior eficiência e melhor estabilidade térmica em comparação com algumas outras tecnologias de LED vermelho. A sua compatibilidade com montagem automatizada e processos de refluxo padrão reduz a complexidade e o custo de fabrico em comparação com dispositivos que requerem soldagem manual ou manuseio especial.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

10.1 Por que a corrente DC máxima é diferente para o vermelho (25mA) em relação ao verde/azul (20mA)?

Esta diferença decorre das propriedades inerentes do material e do design do chip. O chip vermelho de AlInGaP pode normalmente suportar densidades de corrente ligeiramente mais altas dentro das mesmas restrições térmicas do encapsulamento em comparação com os chips verde e azul de InGaN, levando a uma corrente contínua nominal mais alta.

10.2 Posso acionar todas as três cores com um único resistor no ânodo comum?

Não. Devido às tensões diretas (V_F) significativamente diferentes dos chips vermelho, verde e azul, conectá-los em paralelo com um único resistor limitador de corrente resultaria em correntes severamente desequilibradas. A cor com a V_Fmais baixa (vermelho) consumiria a maior parte da corrente, potencialmente excedendo a sua classificação, enquanto as outras podem ficar fracas ou nem acender. Cada canal de cor deve ter o seu próprio mecanismo limitador de corrente independente.

10.3 O que significa "Código de Bin" e por que é importante especificá-lo?

Devido a variações de fabrico, os LEDs não são idênticos. Eles são classificados (binned) após a produção com base na intensidade luminosa e no comprimento de onda dominante medidos. Especificar um código de bin ao encomendar garante que recebe LEDs com brilho e cor quase idênticos. Isto é crítico para aplicações que usam múltiplos LEDs onde é necessária uniformidade visual (ex.: um painel de retroiluminação ou display multi-segmento). Usar LEDs de bins diferentes pode resultar em diferenças notáveis de brilho ou cor.

11. Caso Prático de Projeto e Utilização

Caso: Projetar um Indicador de Estado Multicor para um Router de Rede

Um projetista precisa de três LEDs de estado (Alimentação, Internet, Wi-Fi) mas tem espaço apenas para uma pegada de LED na PCB. O LTST-B32JEGBK-AT é selecionado. O microcontrolador aciona cada cor independentemente: Vermelho para "Alimentação Desligada/Erro", Verde para "Operação Normal", Azul para "Wi-Fi Ativo", e combinações como Ciano (Verde+Azul) para outros estados. A altura de 0,65mm cabe dentro da carcaça fina do router. O projetista especifica um bin de matiz apertado (ex.: Verde Bin 2: 522-525nm) e um bin de intensidade média para garantir cor e brilho consistentes em todas as unidades fabricadas. O perfil de refluxo recomendado é usado na montagem, e o dispositivo passa em todos os testes de fiabilidade.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

A emissão de luz nos LEDs baseia-se na eletroluminescência em materiais semicondutores. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, elétrons e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam. Esta recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). A cor (comprimento de onda) da luz emitida é determinada pela energia do bandgap do material semicondutor. O AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) tem um bandgap correspondente à luz vermelha e âmbar-alaranjada. O InGaN (Nitreto de Índio e Gálio) tem um bandgap mais amplo e ajustável, capaz de emitir luz desde o ultravioleta até aos espectros azul e verde. Ao integrar chips destes diferentes materiais num único encapsulamento, é alcançada a capacidade de cores completas.

13. Tendências de Desenvolvimento

A tendência nos LEDs SMD para indicadores e retroiluminação continua em direção a maior eficiência (mais saída de luz por watt), tamanhos de embalagem menores e perfis mais baixos para permitir produtos finais mais finos. Há também uma tendência para melhorar a reprodução de cor e a consistência. Além disso, a integração de eletrónica de controlo (como drivers ou circuitos de modulação por largura de pulso) dentro do próprio encapsulamento do LED é um desenvolvimento contínuo para simplificar o design do sistema. O uso de materiais avançados e tecnologias de encapsulamento em escala de chip (CSP) provavelmente irá empurrar ainda mais os limites da miniaturização e do desempenho.