Ficha Técnica do LED SMD Multicolor LTST-C19HRGYW - Dimensões do Pacote - Vermelho/Verde/Amarelo - 30mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-C19HRGYW é um LED multicolor de montagem superficial, projetado para aplicações eletrónicas modernas que exigem tamanho compacto e montagem automatizada. Este dispositivo integra três chips de LED distintos num único pacote extrafino, permitindo soluções versáteis de indicação e retroiluminação.

1.1 Vantagens Principais

Este LED oferece várias vantagens-chave para engenheiros de projeto. O seu principal benefício é a integração de três fontes de luz (Vermelho, Verde, Amarelo) numa única pegada minúscula, economizando espaço valioso na PCB. O pacote é excecionalmente fino, com apenas 0,35mm de altura, sendo ideal para dispositivos ultrafinos. É totalmente compatível com as diretivas RoHS e projetado para ser compatível com processos padrão de soldadura por refluxo infravermelho, facilitando a fabricação automatizada em grande volume.

1.2 Mercado-Alvo e Aplicações

O dispositivo destina-se a uma vasta gama de eletrónicos de consumo e industriais. As suas principais aplicações incluem indicadores de estado e retroiluminação para teclados em equipamentos de telecomunicações, como telefones sem fios e telemóveis. Também é adequado para uso em produtos de automação de escritório, como computadores portáteis, sistemas de rede, vários eletrodomésticos e sinalização interior ou luminárias de símbolos. A combinação de cores permite a indicação de múltiplos estados num único componente.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

As secções seguintes fornecem uma descrição detalhada dos limites operacionais e características de desempenho do dispositivo em condições padrão.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. As especificações máximas absolutas são definidas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. A dissipação de potência é de 75mW para os chips Vermelho e Amarelo, e 80mW para o chip Verde. A corrente contínua direta máxima é de 30mA para Vermelho e Amarelo, e 20mA para Verde. É permitida uma corrente de pico direta mais alta de 80mA (Vermelho/Amarelo) e 100mA (Verde) em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0,1ms). O dispositivo pode operar numa gama de temperatura de -20°C a +80°C e ser armazenado de -30°C a +85°C. Suporta soldadura por refluxo infravermelho a 260°C por um máximo de 10 segundos.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes parâmetros definem o desempenho típico quando operado dentro das condições recomendadas a Ta=25°C. A intensidade luminosa (Iv) é medida a uma corrente direta (If) de 20mA. Para o chip Vermelho, Iv varia de um mínimo de 45,0 mcd a um máximo de 180,0 mcd. O chip Verde oferece uma saída mais alta, variando de 71,0 mcd a 450,0 mcd. O chip Amarelo varia de 71,0 mcd a 280,0 mcd. O dispositivo apresenta um ângulo de visão (2θ1/2) muito amplo de 130 graus, proporcionando uma iluminação difusa e abrangente. Os comprimentos de onda de emissão de pico (λP) são 632,0 nm (Vermelho), 520,0 nm (Verde) e 595,0 nm (Amarelo). As gamas correspondentes de comprimento de onda dominante (λd) são 617-631 nm (Vermelho), 520-530 nm (Verde) e 587-602 nm (Amarelo). A tensão direta (Vf) a 20mA varia de 1,8V a 2,4V para Vermelho e Amarelo, e de 2,9V a 3,5V para Verde. A corrente reversa máxima (Ir) é de 10 μA a uma tensão reversa (Vr) de 5V para todas as cores.

3. Explicação do Sistema de Binagem

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins com base na sua intensidade luminosa.

3.1 Binagem de Intensidade Luminosa

O sistema de binagem categoriza os LEDs pela sua saída de luz medida a 20mA. Cada bin tem um valor mínimo e máximo definido, com uma tolerância de +/-15% dentro de cada bin. Para o chip Vermelho, os bins são rotulados P (45,0-71,0 mcd), Q (71,0-112,0 mcd) e R (112,0-180,0 mcd). O chip Verde usa os bins Q (71,0-112,0 mcd), R (112,0-180,0 mcd), S (180,0-280,0 mcd) e T (280,0-450,0 mcd). O chip Amarelo é binado como Q (71,0-112,0 mcd), R (112,0-180,0 mcd) e S (180,0-280,0 mcd). Este sistema permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de brilho para a sua aplicação.

4. Análise de Curvas de Desempenho

Embora dados gráficos específicos sejam referenciados na ficha técnica, as curvas típicas para este tipo de dispositivo ilustrariam relações-chave. A curva de corrente direta vs. tensão direta (I-V) mostra a relação exponencial, crítica para projetar circuitos limitadores de corrente. A curva de intensidade luminosa relativa vs. corrente direta demonstra como a saída de luz aumenta com a corrente, até ao limite máximo. A curva de distribuição espectral mostraria as bandas de emissão estreitas características dos materiais semicondutores AlInGaP (Vermelho/Amarelo) e InGaN (Verde), definindo a saída de cor pura. Compreender estas curvas é essencial para otimizar as condições de acionamento e prever o desempenho em diferentes cenários operacionais.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

5.1 Dimensões do Pacote e Atribuição de Pinos

O LTST-C19HRGYW está em conformidade com um contorno de pacote padrão EIA. A cor da lente é branca difusa. As cores das fontes internas e as suas atribuições de pinos correspondentes são: Pino 1 para o chip Vermelho AlInGaP, Pino 2 para o chip Verde InGaN e Pino 3 para o chip Amarelo AlInGaP. Todas as tolerâncias dimensionais são de ±0,1 mm, salvo indicação em contrário. O desenho mecânico exato deve ser consultado para cálculos críticos de colocação e folga.

5.2 Pad Recomendado para Fixação na PCB

É fornecido um padrão de soldadura (pegada) recomendado para garantir uma soldadura fiável e um alinhamento mecânico adequado durante o processo de refluxo. Seguir este padrão ajuda a prevenir o efeito "tombstoning" (componente a ficar de pé) e garante uma boa formação do filete de solda, o que é crucial tanto para a conexão elétrica como para a resistência mecânica.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldadura por Refluxo IR

Para processos de soldadura sem chumbo (Pb-free), é recomendado um perfil de temperatura específico. A temperatura máxima do corpo não deve exceder 260°C, e o tempo acima de 260°C deve ser limitado a um máximo de 10 segundos. Uma fase de pré-aquecimento também é definida. É fundamental seguir estas diretrizes para evitar danos térmicos no pacote do LED, como delaminação ou fissuras, que podem degradar o desempenho ou causar falhas.

6.2 Condições de Armazenamento e Manuseamento

O manuseamento adequado é essencial para a fiabilidade. O dispositivo é sensível à descarga eletrostática (ESD); portanto, precauções antiestáticas como pulseiras e equipamento aterrado são obrigatórias durante o manuseamento. Para armazenamento, as embalagens à prova de humidade não abertas (com dessecante) devem ser mantidas a ≤30°C e ≤90% de HR, com uma vida útil de um ano. Uma vez abertas, os componentes devem ser armazenados a ≤30°C e ≤60% de HR e devem passar por refluxo IR dentro de uma semana (Nível de Sensibilidade à Humidade 3, MSL 3). Se armazenados por mais tempo fora da embalagem original, é necessário um cozimento a 60°C durante pelo menos 20 horas antes da soldadura para remover a humidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" durante o refluxo.

6.3 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldadura, apenas devem ser usados solventes especificados. A imersão do LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto é aceitável. Produtos de limpeza químicos não especificados podem danificar o pacote plástico ou a lente.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

Os LEDs são fornecidos em formato de fita e bobina, compatível com máquinas automáticas de pick-and-place. A largura da fita é de 8mm, enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro. Cada bobina contém 4000 peças. Para quantidades inferiores a uma bobina completa, está disponível uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças. A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA 481. A fita é selada com uma fita de cobertura para proteger os componentes, e o número máximo permitido de componentes em falta consecutivos na fita é de dois.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Cada chip de cor dentro do pacote deve ser acionado independentemente. Um circuito de acionamento típico envolve um resistor limitador de corrente em série com cada ânodo (pino). O valor do resistor é calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vcc - Vf) / If, onde Vcc é a tensão de alimentação, Vf é a tensão direta do chip de LED específico (use o valor máximo da ficha técnica para fiabilidade) e If é a corrente direta desejada (não excedendo a especificação DC). Para multiplexagem ou controlo avançado, podem ser usados drivers de corrente constante ou PWM (Modulação por Largura de Pulso) para ajustar o brilho e criar efeitos de mistura de cores entre os três canais.

8.2 Considerações e Precauções de Projeto

Este LED destina-se a equipamentos eletrónicos de uso geral. Para aplicações que exijam fiabilidade excecional onde a falha possa comprometer a segurança (ex.: aviação, dispositivos médicos), é necessária consulta com o fornecedor do componente antes do projeto. O dispositivo não foi projetado para operação com tensão reversa; aplicar polarização reversa além da condição de teste (5V) pode causar danos. A gestão térmica deve ser considerada se operar perto das classificações de corrente máxima ou em altas temperaturas ambientes, pois o calor excessivo pode reduzir a saída luminosa e a vida útil. O amplo ângulo de visão torna-o excelente para iluminação de área, mas pode exigir guias de luz ou difusores para modelagem específica do feixe.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O principal diferenciador do LTST-C19HRGYW é a sua capacidade multichip e multicolor num pacote SMD extrafino. Comparado com o uso de três LEDs monocromáticos discretos, oferece uma economia significativa de espaço na PCB e simplifica o processo de montagem. O uso da tecnologia AlInGaP para Vermelho e Amarelo proporciona alta eficiência e boa pureza de cor, enquanto a tecnologia InGaN é usada para o chip Verde. O ângulo de visão de 130 graus é notavelmente amplo, oferecendo uma iluminação mais uniforme em comparação com dispositivos de ângulo mais estreito. A sua compatibilidade com processos padrão de refluxo IR alinha-o com as linhas de montagem SMT convencionais.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar todas as três cores simultaneamente na sua corrente DC máxima?

R: Não. A dissipação de potência e os limites térmicos do pacote partilhado devem ser considerados. Acionar todos os três chips na sua corrente DC máxima individual (30mA+20mA+30mA=80mA total) provavelmente excederia a capacidade térmica do pacote, a menos que seja fornecido um excelente dissipador de calor. É aconselhável consultar curvas de derating ou operar a correntes mais baixas para operação simultânea a plena potência.

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 espetro de emissão tem a sua intensidade máxima. O comprimento de onda dominante (λd) é derivado do diagrama de cromaticidade CIE e representa o comprimento de onda único da cor espectral pura que corresponde à cor percebida do LED. O λd está mais intimamente relacionado com a perceção de cor humana.

P: Como interpreto o código de bin ao encomendar?

R: O código de bin (ex.: R para Vermelho) especifica a gama garantida de intensidade luminosa para esse LED em particular. Deve especificar o(s) código(s) de bin desejado(s) para cada cor ao encomendar, para garantir que o seu projeto receba LEDs com as características de brilho necessárias para uma aparência e desempenho consistentes do produto.

11. Exemplo de Aplicação Prática

Cenário: Indicador de Estado para um Router de Rede

Um projetista precisa de um único indicador para mostrar múltiplos estados do sistema: Desligado (sem luz), Arranque (Amarelo a piscar), Operação Normal (Verde fixo), Erro de Rede (Vermelho fixo) e Atividade de Dados (Verde a piscar). O LTST-C19HRGYW é uma escolha ideal. Um pino GPIO de um microcontrolador pode ser ligado a cada cátodo (com resistores limitadores de corrente apropriados no lado do ânodo comum). O software pode então controlar cada cor independentemente: ligar o Amarelo para arranque, o Verde para normal, o Vermelho para erro e alternar o Verde para atividade de dados. Isto substitui três LEDs separados, economizando espaço na placa e número de componentes, enquanto fornece uma indicação clara e multiestado a partir de um único ponto.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Os Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz quando uma corrente elétrica os atravessa. Este fenómeno chama-se eletroluminescência. No LTST-C19HRGYW, são usados dois sistemas diferentes de materiais semicondutores. Os chips Vermelho e Amarelo são feitos de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP), que é eficiente para produzir luz no espetro do vermelho ao amarelo-alaranjado. O chip Verde é feito de Nitreto de Índio e Gálio (InGaN), que é o material padrão para produzir luz azul e verde. Quando polarizados diretamente, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa do semicondutor, libertando energia na forma de fotões (luz). A cor específica da luz é determinada pela energia do bandgap do material semicondutor.

13. Tendências Tecnológicas

O desenvolvimento de LEDs SMD como o LTST-C19HRGYW segue várias tendências-chave da indústria. Existe uma contínua tendência para a miniaturização, permitindo mais componentes e funcionalidades em dispositivos mais pequenos. A maior eficiência é outra tendência importante, levando a uma maior saída luminosa por unidade de potência elétrica (maior eficácia), o que é crucial para aplicações alimentadas por bateria. A melhoria da reprodução de cor e tolerâncias de binagem mais apertadas são também áreas de foco, permitindo uma produção de cor mais consistente e precisa em ecrãs e iluminação. Além disso, a maior fiabilidade e robustez para ambientes adversos, juntamente com a compatibilidade com processos de soldadura a temperaturas mais altas, são desenvolvimentos contínuos para atender às exigências de aplicações automóveis e industriais avançadas.