Ficha Técnica do LED SMD de Cores Completas LTST-C19HE1WT-5A - Dimensões 3.2x1.6x0.35mm - Tensão 1.6-3.2V - Potência 0.08W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-C19HE1WT-5A é um LED de montagem em superfície (SMD) de cores completas, projetado para aplicações eletrónicas modernas que exigem tamanho compacto e indicação multicor. Este dispositivo integra chips LED vermelho, verde e azul (RGB) num único encapsulamento ultrafino, permitindo a criação de um amplo espectro de cores através do controlo individual ou combinado dos três canais. O seu objetivo principal de design é fornecer uma solução de iluminação versátil para ambientes de montagem automatizada com espaço limitado.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

A vantagem principal deste componente é a combinação de uma pegada miniatura com capacidade de cores completas. A altura do encapsulamento é excecionalmente baixa, com apenas 0.35mm, tornando-o adequado para aplicações onde a folga vertical é limitada, como em ecrãs ultrafinos ou módulos de retroiluminação para teclados e teclados numéricos. O dispositivo está em conformidade com as diretrizes RoHS, garantindo que cumpre as normas ambientais internacionais. É embalado em fita de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, compatível com o equipamento padrão de pick-and-place automatizado utilizado na fabricação de eletrónica de alto volume. Os mercados-alvo principais incluem equipamentos de telecomunicações (ex.: telemóveis), dispositivos de automação de escritório (ex.: computadores portáteis), sistemas de rede, eletrodomésticos e sinalização interior. As suas características de acionamento compatíveis com I.C. e adequação para processos de soldadura por refluxo infravermelho reforçam ainda mais a sua integração nas linhas de montagem modernas de placas de circuito impresso (PCB).

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma análise objetiva das características elétricas, óticas e térmicas especificadas na ficha técnica.

2.1 Classificações Absolutas Máximas

Compreender as classificações absolutas máximas é crítico para garantir a fiabilidade do dispositivo e prevenir falhas prematuras. As classificações são especificadas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. A dissipação de potência difere ligeiramente entre cores: 80mW para os chips azul e verde, e 75mW para o chip vermelho. Isto indica uma potencial variação nas características térmicas ou na eficiência dos diferentes materiais semicondutores. A corrente direta de pico, permitida sob um ciclo de trabalho de 1/10 com uma largura de pulso de 0.1ms, é de 100mA para azul/verde e 80mA para vermelho. A classificação de corrente direta contínua em DC é de 20mA para azul/verde e 30mA para vermelho. O dispositivo está classificado para operar entre -20°C e +80°C, com uma gama de temperatura de armazenamento mais ampla de -30°C a +100°C. Uma especificação de soldadura chave é a condição de refluxo infravermelho, que não deve exceder 260°C por mais de 10 segundos, um padrão para processos de montagem sem chumbo (Pb-free).

2.2 Características Elétricas e Óticas

A condição de teste típica para parâmetros óticos e elétricos chave é a Ta=25°C com uma corrente direta (IF) de 5mA. A intensidade luminosa (Iv) varia significativamente por cor, o que é esperado devido às diferentes eficiências das tecnologias semicondutoras subjacentes (AlInGaP para vermelho, InGaN para verde e azul). Para o LED azul, a intensidade luminosa mínima é de 11.2 mcd, com um máximo de 45.0 mcd. O LED verde mostra uma gama de saída muito mais alta, de 28.0 mcd mínimo a 280.0 mcd máximo. O LED vermelho varia de 11.2 mcd a 71.0 mcd. O ângulo de visão (2θ1/2) é amplo, de 130 graus, típico de um encapsulamento com lente difusa, proporcionando uma distribuição de luz ampla e uniforme. Os comprimentos de onda de emissão de pico (λP) são 468nm (azul), 530nm (verde) e 632nm (vermelho). Os correspondentes comprimentos de onda dominantes (λd) são 470nm, 528nm e 624nm. Os valores de meia-largura espectral (Δλ) são 26nm (azul), 35nm (verde) e 17nm (vermelho), indicando a pureza espectral, sendo o vermelho o mais estreito. A tensão direta (VF) a 5mA varia de 2.50V a 3.20V para azul/verde e de 1.60V a 2.30V para vermelho. A corrente reversa máxima (IR) a VR=5V é de 10 μA para todas as cores.

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto utiliza um sistema de binning para categorizar as unidades com base na sua intensidade luminosa à corrente de teste padrão de 5mA. Isto permite aos designers selecionar LEDs com níveis de brilho consistentes para a sua aplicação.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

São fornecidas listas de códigos de bin separadas para cada cor, refletindo as suas diferentes gamas de desempenho. Cada bin tem um valor mínimo e máximo de intensidade luminosa, e uma tolerância de +/-15% é aplicada dentro de cada bin. Para o LED azul, os bins são L (11.2-18.0 mcd), M (18.0-28.0 mcd) e N (28.0-45.0 mcd). Para o LED verde, os bins são N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd), R (112.0-180.0 mcd) e S (180.0-280.0 mcd). Para o LED vermelho, os bins são L (11.2-18.0 mcd), M (18.0-28.0 mcd), N (28.0-45.0 mcd) e P (45.0-71.0 mcd). Este binning é crucial para aplicações que requerem mistura de cores uniforme ou níveis de brilho específicos, pois garante previsibilidade na aparência do produto final.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas de desempenho típicas que representam graficamente a relação entre vários parâmetros. Embora os gráficos específicos não sejam detalhados no texto fornecido, as curvas padrão para tais dispositivos incluem tipicamente a corrente direta vs. tensão direta (curva I-V) para cada cor, que é não linear e difere entre os chips vermelho (Vf mais baixo) e azul/verde (Vf mais alto). As curvas de intensidade luminosa vs. corrente direta mostrariam como a saída de luz aumenta com a corrente, potencialmente aproximando-se da saturação a correntes mais altas. As curvas de intensidade luminosa relativa vs. temperatura ambiente são críticas para compreender a degradação do brilho a temperaturas de operação elevadas. Os gráficos de distribuição espectral representariam visualmente o comprimento de onda de pico e a meia-largura espectral para cada cor. Analisar estas curvas permite aos designers otimizar as correntes de acionamento para o brilho e eficiência desejados, enquanto gerem os efeitos térmicos e o consumo de energia.

5. Informação Mecânica e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento e Atribuição de Pinos

O dispositivo apresenta um encapsulamento SMD padrão da indústria. A cor da lente é branca difusa, o que ajuda a misturar as fontes de luz coloridas individuais para criar uma aparência de cor mista uniforme. A atribuição de pinos está claramente definida: Pino 1 é o ânodo para o chip vermelho AlInGaP, Pino 2 é o ânodo para o chip verde InGaN, e Pino 3 é o ânodo para o chip azul InGaN. Os cátodos para os três chips estão internamente ligados a um terminal comum (tipicamente a almofada térmica ou um pino de cátodo designado, conforme implícito pelas configurações padrão de LED RGB, embora o ponto de ligação comum exato deva ser verificado no desenho dimensional). Todas as tolerâncias dimensionais são ±0.1mm, salvo indicação em contrário.

5.2 Pad de Fixação na PCB Recomendado

É fornecido um padrão de land (footprint) recomendado para a placa de circuito impresso, para garantir uma soldadura adequada e estabilidade mecânica. Aderir a este padrão recomendado é essencial para alcançar juntas de soldadura fiáveis, gerir a dissipação de calor e prevenir o efeito "tombstoning" durante o processo de refluxo.

6. Guia de Soldadura e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldadura por Refluxo IR

Para processos de montagem sem chumbo, é sugerido um perfil de refluxo específico. A temperatura de pico não deve exceder 260°C, e o tempo a ou acima desta temperatura de pico deve ser limitado a um máximo de 10 segundos. Também é recomendada uma fase de pré-aquecimento. A ficha técnica enfatiza que, como os designs das placas, as pastas e os fornos variam, o perfil fornecido é uma diretriz, e deve ser realizada uma caracterização específica para a placa. O componente está verificado para suportar perfis de refluxo padrão JEDEC.

6.2 Condições de Armazenamento e Manuseamento

Os LEDs são sensíveis à descarga eletrostática (ESD). Precauções de manuseamento, como o uso de pulseiras e equipamento aterrado, são obrigatórias. Para armazenamento, sacos à prova de humidade não abertos (com dessecante) devem ser mantidos a ≤30°C e ≤90% de HR, com um período de uso recomendado de um ano. Uma vez que a embalagem original é aberta, o ambiente de armazenamento deve ser ≤30°C e ≤60% de HR. Os componentes removidos da sua embalagem devem ser soldados por refluxo dentro de uma semana (Nível de Sensibilidade à Humidade 3, MSL 3). Se armazenados por mais tempo fora do saco, requerem cozedura (ex.: 60°C durante 20 horas) antes da soldadura para prevenir o efeito "popcorning" durante o refluxo.

6.3 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldadura, apenas devem ser utilizados solventes especificados. Imersão do LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto é aceitável. Produtos químicos não especificados podem danificar o material do encapsulamento.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

O dispositivo é fornecido em formato de fita e bobina compatível com montagem automatizada. A largura da fita é de 8mm, enrolada numa bobina padrão de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. Cada bobina contém 4000 peças. Para quantidades menores, está disponível uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças para remanescentes. A embalagem segue as especificações ANSI/EIA 481. A fita utiliza uma cobertura superior para selar bolsos vazios, e o número máximo permitido de componentes em falta consecutivos na fita é de dois.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED é bem adequado para uma variedade de aplicações:Indicadores de Estado:A capacidade multicor permite que um único LED indique múltiplos estados do sistema (ex.: ligado=verde, standby=azul, falha=vermelho).Retroiluminação:Ideal para retroiluminação de teclados, teclados numéricos ou pequenos painéis decorativos, onde são desejados efeitos de mudança de cor.Micro-Displays:Pode ser usado em matrizes para formar displays gráficos ou simbólicos simples de cores completas.Eletrónica de Consumo:Encontrado em telemóveis, portáteis e eletrodomésticos para iluminação estética e funcional.

8.2 Considerações de Design

Os designers devem considerar vários fatores:Limitação de Corrente:Cada canal de cor deve ter a sua própria resistência limitadora de corrente ou ser acionado por uma fonte de corrente constante, uma vez que as tensões diretas diferem.Mistura de Cores:Alcançar um ponto de branco específico ou uma cor mista requer uma calibração cuidadosa das correntes de acionamento para cada chip, considerando as variações de binning.Gestão Térmica:Apesar da sua baixa potência, garantir que a temperatura máxima da junção não é excedida é vital para a longevidade, especialmente em espaços fechados.Proteção ESD:Incorporar proteção ESD nas linhas de sinal que acionam os ânodos do LED pode ser necessário em ambientes sensíveis.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

A diferenciação primária do LTST-C19HE1WT-5A reside no seu perfil ultrafino de 0.35mm combinado com funcionalidade RGB completa num único encapsulamento padrão EIA. Comparado com LEDs monocromáticos discretos ou encapsulamentos RGB maiores, oferece uma poupança de espaço significativa na PCB. O uso de tecnologias avançadas de chips InGaN e AlInGaP proporciona uma boa eficiência luminosa. A sua compatibilidade com o refluxo IR padrão e embalagem de fita e bobina torna-o uma solução "drop-in" para linhas SMT modernas, reduzindo a complexidade de montagem em comparação com a colocação manual de três LEDs separados.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar todas as três cores a partir de uma única fonte de alimentação de 5V?R: Sim, mas precisará de resistências limitadoras de corrente separadas para cada canal. Calcule o valor da resistência usando R = (Vcc - Vf) / If, onde Vf é a tensão direta da cor específica à sua corrente desejada. Note que o Vf para o vermelho é mais baixo do que para o azul/verde.

P: Por que é que a gama de intensidade luminosa para o verde é tão mais ampla do que para o vermelho ou azul?R: Isto reflete a maior eficiência típica da tecnologia de chip verde baseada em InGaN utilizada neste produto e a estrutura de binning implementada para categorizar as peças ao longo desta ampla dispersão de desempenho.

P: Qual é o significado do "Comprimento de Onda Dominante" vs. "Comprimento de Onda de Pico"?R: O comprimento de onda de pico (λP) é o comprimento de onda único no qual o espectro de emissão tem a sua potência máxima. O comprimento de onda dominante (λd) é derivado das coordenadas de cor no diagrama de cromaticidade CIE e representa a cor percebida da luz; é o comprimento de onda único que corresponderia à sensação de cor do LED para o olho humano.

P: Este LED é adequado para uso exterior?R: A gama de temperatura de operação é de -20°C a +80°C. Embora possa funcionar em algumas condições exteriores, a ficha técnica não especifica classificações de proteção contra ingresso (IP) contra humidade e poeira. Para ambientes exteriores agressivos, deve ser selecionado um produto com vedação ambiental apropriada.

11. Caso de Uso Prático

Cenário: Projetar um Indicador de Estado para um Router de Rede.Um designer precisa de um único LED para mostrar atividade da rede (piscar verde), tipo de ligação (azul sólido para 5GHz, ciano sólido para 2.4GHz) e estado de erro (vermelho sólido). O LTST-C19HE1WT-5A é escolhido pelo seu tamanho pequeno e funcionalidade três-em-um. O designer usa um microcontrolador com saídas com capacidade PWM para acionar cada canal através de pequenas resistências limitadoras de corrente. O firmware é programado para controlar os LEDs: piscar verde rápido para atividade, uma mistura de azul e verde (a rácios PWM específicos para alcançar ciano) para a banda de 2.4GHz, e vermelho sólido para erros. O amplo ângulo de visão garante que o indicador é visível de vários ângulos. O perfil ultrafino permite que se encaixe atrás de um painel frontal fino.

12. Introdução ao Princípio

Os Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz quando uma corrente elétrica passa através deles. Este fenómeno, chamado eletroluminescência, ocorre quando os eletrões se recombinam com lacunas de eletrões dentro do dispositivo, libertando energia na forma de fotões. A cor da luz emitida é determinada pela banda proibida de energia do material semicondutor. O LTST-C19HE1WT-5A usa dois sistemas de materiais primários: Nitreto de Gálio e Índio (InGaN) para os chips azul e verde, e Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) para o chip vermelho. Ao controlar independentemente a corrente para estes três chips de cor primária, uma vasta gama de cores secundárias, incluindo branco (quando todos os três estão adequadamente equilibrados), pode ser produzida através da mistura aditiva de cores.

13. Tendências de Desenvolvimento

A tendência geral na tecnologia LED SMD continua em direção a uma maior eficiência (mais lúmens por watt), tamanhos de encapsulamento mais pequenos e melhor reprodução de cor e consistência. Há também uma tendência para maior fiabilidade e tempos de vida operacional mais longos. Para LEDs multicor como o LTST-C19HE1WT-5A, as tendências incluem tolerâncias de binning mais apertadas para uma mistura de cores mais previsível, circuitos integrados de acionamento (ICs) integrados no encapsulamento (criando "LEDs inteligentes") e perfis ainda mais finos para a próxima geração de ecrãs flexíveis e dobráveis. Os materiais semicondutores subjacentes também estão a ser refinados para melhorar a eficiência, particularmente para os LEDs verdes, que tradicionalmente ficaram atrás do vermelho e azul em desempenho.