Ficha Técnica do LED SMD Laranja LTSA-G6SVUAETU - Grau Automotivo - 140mA - 3.2V Típico - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas de um LED de montagem em superfície e alta luminosidade, projetado para processos de montagem automatizados e aplicações com espaço limitado. O mercado-alvo principal deste componente é a indústria automotiva, especificamente para aplicações em acessórios, onde a confiabilidade e o desempenho sob diversas condições ambientais são primordiais.

O dispositivo é construído utilizando tecnologia InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) para produzir uma fonte de luz amarela, que é então filtrada através de uma lente laranja para alcançar a cor de saída final. Esta combinação permite uma geração de luz eficiente e um controle preciso da cor. O encapsulamento é projetado para ser compatível com processos padrão de soldagem por reflow infravermelho, tornando-o adequado para fabricação em grande volume em placas de circuito impresso (PCBs).

1.1 Características e Vantagens Principais

• Qualificação Automotiva:O dispositivo é qualificado com referência ao padrão AEC-Q101D, que define os testes de qualificação por estresse para semicondutores discretos em aplicações automotivas. Isto garante confiabilidade sob as condições severas típicas dos veículos.
• Conformidade RoHS:Os materiais e o processo de fabricação estão em conformidade com a diretiva de Restrição de Substâncias Perigosas, tornando-o adequado para mercados globais com regulamentações ambientais rigorosas.
• Prontidão para Fabricação:O componente é fornecido em um formato de embalagem padrão EIA, em fita de 12mm enrolada em carretéis de 7 polegadas de diâmetro. Esta embalagem é compatível com equipamentos automatizados de pick-and-place, otimizando a linha de montagem.
• Gestão Térmica:O terminal do cátodo (lead frame) é projetado para funcionar também como um dissipador de calor, auxiliando na dissipação da energia térmica da junção do semicondutor, o que é crítico para manter o desempenho e a longevidade.
• Compatibilidade com CI:As características elétricas são projetadas para serem compatíveis com as tensões e correntes de acionamento padrão de circuitos integrados.

2. Parâmetros e Características Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob estas condições não é garantida.

• Dissipação de Potência (Pd):900 mW
• Corrente Direta Contínua (IF):250 mA
• Corrente Direta de Pico:500 mA (sob condições pulsadas: ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0.1ms)
• Tensão Reversa (VR):O dispositivo não foi projetado para operação reversa. A aplicação de uma polarização reversa pode causar falha imediata.
• Faixa de Temperatura de Operação (Topr):-40°C a +110°C
• Faixa de Temperatura de Armazenamento (Tstg):-40°C a +110°C

2.2 Características Térmicas

A resistência térmica é um parâmetro chave que indica a eficácia com que o calor é transferido da junção do semicondutor para o ambiente. Valores mais baixos são melhores para a gestão térmica.

• Resistência Térmica Junção-Ambiente (RθJA):45 °C/W (típico). Medido em um substrato FR4 (1.6mm de espessura) com uma área de cobre de 16mm².
• Resistência Térmica Junção-Ponto de Solda (RθJS):25 °C/W (típico). Este valor mais baixo indica um caminho térmico mais direto do chip para a PCB através dos terminais.
• Temperatura Máxima da Junção (Tj):150 °C. A temperatura interna do semicondutor não deve exceder este limite.

2.3 Características Eletro-Ópticas a 25°C

Estes parâmetros são medidos sob condições padrão de teste (Ta=25°C, IF=140mA) e definem o desempenho principal do LED.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de 4.5 cd (mínimo) a 11.2 cd (máximo), com um valor típico dentro desta faixa. A intensidade é medida usando um sensor filtrado para corresponder à curva de resposta fotópica do olho CIE.
• Ângulo de Visão (2θ½):120 graus (típico). Este amplo ângulo de visão indica um padrão de emissão Lambertiano ou quase Lambertiano, adequado para aplicações que requerem iluminação ampla em vez de um feixe focalizado.
• Coordenadas de Cromaticidade (Cx, Cy):Valores típicos são x=0.56, y=0.42. Estas coordenadas no diagrama de cromaticidade CIE 1931 definem o ponto de cor laranja.
• Tensão Direta (VF):Varia de 2.8V a 3.6V a 140mA, com um valor típico de aproximadamente 3.2V. A tolerância é de ±0.1V dentro do seu bin específico.
• Corrente Reversa (IR):10 µA (máximo) quando uma tensão reversa de 5V é aplicada. Este teste é apenas para caracterização, pois o dispositivo não se destina à operação com polarização reversa.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir a consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros chave. O formato do código de lote é Vf/Iv/Matiz (ex.: 24/EA/A20).

3.1 Binning da Tensão Direta (Vf)

Os LEDs são agrupados pela sua queda de tensão direta na corrente de teste de 140mA.

• Bin 24:2.8V ≤ Vf< 3.0V
• Bin 64:3.0V ≤ Vf< 3.2V
• Bin A4:3.2V ≤ Vf< 3.4V
• Bin E4:3.4V ≤ Vf ≤ 3.6V

A tolerância dentro de cada bin é de ±0.1V.

3.2 Binning da Intensidade Luminosa (Iv)

Os LEDs são classificados com base na sua saída de luz medida.

• Bin DA:4.5 cd ≤ Iv<5.6 cd (13.1 lm a 16.0 lm)
• Bin DB:5.6 cd ≤ Iv<7.1 cd (16.0 lm a 20.6 lm)
• Bin EA:7.1 cd ≤ Iv<9.0 cd (20.6 lm a 26.1 lm)
• Bin EB:9.0 cd ≤ Iv ≤ 11.2 cd (26.1 lm a 32.5 lm)

A tolerância em cada bin de intensidade é de ±11%.

3.3 Binning de Cor (Matiz)

Os LEDs são classificados em quadriláteros específicos no diagrama de cromaticidade CIE para garantir uma consistência de cor precisa. Os bins (A10, A20, B10, B20) definem pequenas regiões adjacentes ao redor do ponto de cor laranja alvo (típico x=0.56, y=0.42). A tolerância para as coordenadas (x, y) dentro de cada bin de matiz é de ±0.01, garantindo uma correspondência de cor muito precisa para aplicações onde a aparência uniforme é crítica.

4. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

4.1 Dimensões do Encapsulamento e Polaridade

O dispositivo utiliza um encapsulamento padrão para montagem em superfície. Todas as dimensões estão em milímetros com uma tolerância geral de ±0.2mm, salvo indicação em contrário. Um ponto de projeto importante é que o terminal do cátodo está internamente conectado ao dissipador de calor principal do chip do LED. Portanto, a identificação correta do cátodo (tipicamente marcado no encapsulamento ou indicado no footprint) é crucial não apenas para a conexão elétrica correta, mas também para uma gestão térmica ideal. Recomenda-se montar o dispositivo com uma área térmica adequada conectada ao cátodo para maximizar a dissipação de calor.

4.2 Layout Recomendado para a Área de Montagem na PCB

É fornecido um padrão de solda (footprint) sugerido para soldagem por reflow infravermelho, a fim de garantir a formação confiável da junta de solda, o correto auto-alinhamento durante o reflow e a transferência eficaz de calor da área térmica do cátodo para o cobre da PCB.

5. Diretrizes de Montagem e Manuseio

5.1 Processo de Soldagem: Perfil de Reflow IR

O componente é qualificado para processos de soldagem sem chumbo (Pb-free). O perfil de reflow recomendado está em conformidade com o padrão J-STD-020. Os parâmetros-chave normalmente incluem:

• Pré-aquecimento/Rampa de Aquecimento:Uma subida controlada para ativar o fluxo e minimizar o choque térmico.
• Zona de Estabilização (Soak):Um período a uma temperatura elevada para garantir o aquecimento uniforme do componente e da placa.
• Zona de Reflow:A temperatura de pico deve ser alta o suficiente para formar juntas de solda confiáveis, mas não deve exceder a tolerância máxima de temperatura do encapsulamento do LED (conforme definido nos valores máximos absolutos e no nível de sensibilidade à umidade).
• Taxa de Resfriamento:Um resfriamento controlado para solidificar as juntas de solda e minimizar o estresse.

Aderir a este perfil é essencial para evitar danos por estresse térmico ou temperatura excessiva.

5.2 Limpeza

Se for necessária limpeza pós-montagem, apenas os solventes especificados devem ser usados. É aceitável imergir o LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto. O uso de produtos químicos de limpeza não especificados ou agressivos pode danificar a lente de epóxi ou o material do encapsulamento, levando à redução da saída de luz ou falha prematura.

5.3 Sensibilidade à Umidade e Armazenamento

Este produto é classificado como Nível de Sensibilidade à Umidade (MSL) 2 de acordo com o padrão JEDEC J-STD-020.

• Embalagem Selada:Quando armazenado em sua embalagem original à prova de umidade com dessecante, a vida útil é de um ano a ≤30°C e ≤70% de UR.
• Após Abertura:Uma vez aberta a bolsa protetora, os componentes devem ser armazenados a ≤30°C e ≤60% de UR. Recomenda-se completar o processo de reflow IR dentro de um ano após a abertura.
• Armazenamento Prolongado/Pré-aquecimento (Baking):Para componentes armazenados fora de sua embalagem original por mais de um ano, recomenda-se um pré-aquecimento (bake) a aproximadamente 60°C por pelo menos 48 horas antes da soldagem, para remover a umidade absorvida e prevenir o \"efeito pipoca\" (rachaduras no encapsulamento) durante o reflow.

6. Embalagem e Pedido

A configuração padrão de embalagem é de 1000 peças por carretel de 7 polegadas. Os componentes são fornecidos em fita transportadora relevada de 12mm de largura, selada com uma fita de cobertura. As dimensões da fita e do carretel estão em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481. Para quantidades menores que um carretel completo, aplica-se uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças para estoque remanescente. A embalagem garante compatibilidade com os alimentadores de equipamentos de montagem automatizada.

7. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Aplicações Alvo

Este LED é especificado para aplicações em acessórios automotivos. Isto pode incluir iluminação ambiente interior, luzes indicadoras no painel, retroiluminação de interruptores ou iluminação de realce exterior, onde a qualificação robusta (AEC-Q101) é um requisito. Não se destina a aplicações críticas para a segurança, como faróis, luzes de freio ou piscas, sem consulta prévia e qualificação adicional.

7.2 Considerações de Projeto do Circuito

• Acionamento por Corrente:Um LED é um dispositivo acionado por corrente. Uma fonte de corrente constante ou um resistor limitador de corrente em série com uma fonte de tensão deve ser usado para definir a corrente direta (IF). A condição de operação típica é 140mA, mas pode ser acionado até o valor máximo contínuo de 250mA com um projeto térmico apropriado.
• Projeto Térmico:A potência dissipada no LED (Pd ≈ VF * IF) gera calor. Usando os valores de resistência térmica (RθJA, RθJS), o projetista pode calcular o aumento esperado da temperatura da junção acima da ambiente (ΔTj = Pd * Rθ). A temperatura da junção (Tj = Ta + ΔTj) deve ser mantida abaixo de 150°C. Maximizar a área de cobre conectada à área do cátodo na PCB é a maneira mais eficaz de reduzir o RθJS e gerenciar a temperatura.
• Proteção contra ESD:Embora não explicitamente declarado no trecho da ficha técnica fornecido, LEDs InGaN podem ser sensíveis à descarga eletrostática (ESD). As precauções padrão de manuseio contra ESD devem ser observadas durante a montagem.

7.3 Confiabilidade e Vida Útil

A qualificação para AEC-Q101D envolve uma série de testes de estresse acelerado que simulam os ciclos de vida automotivos, incluindo vida útil operacional em alta temperatura (HTOL), ciclagem térmica e resistência à umidade. Isto fornece confiança na confiabilidade do dispositivo para uso no ambiente desafiador automotivo, onde extremos de temperatura, vibração e umidade são comuns. A intensidade luminosa e as características da tensão direta mudarão gradualmente ao longo de dezenas de milhares de horas de operação; a taxa dessa mudança depende muito de manter a temperatura da junção o mais baixa possível durante a operação.