Ficha Técnica do LED SMD Laranja LTST-C170KFKT - Dimensões do Pacote - Tensão Direta 2.4V - Intensidade Luminosa 90mcd - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas para um LED Laranja de montagem em superfície de alto desempenho. O dispositivo utiliza um chip Ultra Brilhante de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio), conhecido pela sua alta eficiência luminosa e excelente pureza de cor no espectro laranja-avermelhado. É projetado como um produto verde em conformidade com a RoHS, garantindo segurança ambiental. O LED é fornecido em fita padrão da indústria de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, sendo totalmente compatível com equipamentos automáticos de montagem pick-and-place utilizados na fabricação eletrônica de alto volume. O seu design é compatível com os processos de soldagem por reflow por infravermelhos (IR) e por fase de vapor, padrões nas linhas de montagem modernas de PCB.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os limites operacionais do dispositivo são definidos a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder estes valores pode causar danos permanentes. A corrente contínua direta máxima é de 30 mA. Para operação pulsada, é permitida uma corrente de pico direta de 80 mA sob um ciclo de trabalho de 1/10 com uma largura de pulso de 0.1ms. A dissipação máxima de potência é de 75 mW. O dispositivo pode suportar uma tensão reversa de até 5 V. A faixa de temperatura de operação e armazenamento é especificada de -55°C a +85°C, indicando adequação para uma ampla gama de condições ambientais. Condições críticas de soldagem também são definidas: soldagem por onda e infravermelhos a 260°C por 5 segundos, e soldagem por fase de vapor a 215°C por 3 minutos.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Os parâmetros de desempenho chave são medidos a Ta=25°C e uma corrente direta (IF) de 20 mA. A intensidade luminosa (Iv) tem um valor típico de 90.0 milicandelas (mcd) com um mínimo de 45.0 mcd. O ângulo de visão (2θ1/2), definido como o ângulo total no qual a intensidade cai para metade do seu valor axial, é de 130 graus, proporcionando um padrão de emissão amplo. O comprimento de onda de pico de emissão (λP) é tipicamente 611 nm, e o comprimento de onda dominante (λd) é 605 nm, posicionando firmemente a saída na região da cor laranja. A meia-largura espectral (Δλ) é de 17 nm, indicando uma largura de banda espectral relativamente estreita. A tensão direta (VF) varia de 2.0 V a 2.4 V a 20 mA. A corrente reversa (IR) é no máximo de 100 µA a VR=5V, e a capacitância da junção (C) é tipicamente 40 pF medida a 0V e 1 MHz.

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto emprega um sistema de binning para categorizar as unidades com base na intensidade luminosa. Isto garante consistência no brilho para aplicações que requerem iluminação uniforme. Os códigos de bin e as suas faixas de intensidade correspondentes a IF=20mA são: Bin P (45.0 - 71.0 mcd), Bin Q (71.0 - 112.0 mcd), Bin R (112.0 - 180.0 mcd) e Bin S (180.0 - 280.0 mcd). Uma tolerância de +/-15% é aplicada a cada bin de intensidade. Os projetistas devem especificar o código de bin necessário ao encomendar para garantir o nível de brilho desejado para a sua aplicação.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas de desempenho típicas que são essenciais para entender o comportamento do dispositivo sob condições variáveis. Estas curvas normalmente incluem a relação entre a corrente direta (IF) e a tensão direta (VF), mostrando a característica exponencial de ligação do díodo. A relação entre a intensidade luminosa e a corrente direta é crucial para a seleção da corrente de acionamento. Curvas que descrevem a variação da intensidade luminosa e do comprimento de onda dominante com a temperatura ambiente são críticas para a gestão térmica e análise da estabilidade da cor em projetos expostos a flutuações de temperatura. O padrão de distribuição angular da intensidade é implícito na especificação do ângulo de visão, mostrando como a luz é emitida através do cone de 130 graus.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Pacote

O LED está em conformidade com um contorno padrão EIA para pacotes de montagem em superfície. Todas as dimensões críticas para o design da área de contato na PCB são fornecidas em milímetros, com uma tolerância geral de ±0.10 mm salvo indicação em contrário. A lente é descrita como "Transparente", o que é típico para LEDs de alta intensidade não difusos. Desenhos mecânicos detalhados mostrariam o comprimento, largura, altura do corpo, espaçamento dos terminais e geometria da lente.

5.2 Layout das Ilhas de Solda e Polaridade

É fornecido um layout sugerido para as dimensões das ilhas de solda para garantir a formação confiável das juntas de solda e o alinhamento adequado durante o reflow. O design das ilhas considera o alívio térmico e a formação do filete de solda. A polaridade do LED (ânodo e cátodo) é claramente indicada no desenho do pacote, tipicamente por uma marcação no corpo ou por um design assimétrico das ilhas, o que é vital para a montagem correta da PCB.

5.3 Especificações da Fita e Bobina

O dispositivo é embalado em fita transportadora relevada de 8mm de largura enrolada em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. A quantidade padrão por bobina é de 3000 peças. A embalagem segue as especificações ANSI/EIA 481-1-A-1994. As dimensões chave da fita incluem o passo dos compartimentos, o tamanho dos compartimentos e as especificações da fita de cobertura. Notas especificam que compartimentos vazios são selados, uma quantidade mínima de embalagem para restos é de 500 peças, e o número máximo de componentes ausentes consecutivos é dois.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfis de Reflow Recomendados

São fornecidos dois perfis sugeridos de soldagem por reflow por infravermelhos (IR): um para o processo padrão de solda com estanho-chumbo (SnPb) e outro para o processo de solda sem chumbo (Pb-free), tipicamente usando liga SAC (Sn-Ag-Cu). O perfil sem chumbo requer uma temperatura de pico mais alta, cerca de 260°C, conforme indicado pelos valores máximos absolutos. Os perfis definem parâmetros críticos: temperatura e tempo de pré-aquecimento, taxa de aquecimento, tempo acima do líquido (TAL), temperatura de pico e taxa de arrefecimento. A adesão a estes perfis é necessária para prevenir danos térmicos ao pacote plástico do LED e às ligações internas dos fios.

6.2 Condições de Armazenamento

Os LEDs devem ser armazenados num ambiente que não exceda 30°C e 70% de humidade relativa. Uma vez removidos da sua embalagem original de barreira à humidade, recomenda-se completar o processo de soldagem por reflow IR dentro de 672 horas (28 dias). Para armazenamento mais longo fora do saco original, os LEDs devem ser mantidos num recipiente selado com dessecante ou num dessecador purgado com azoto. Componentes armazenados além de 672 horas devem ser aquecidos a aproximadamente 60°C durante pelo menos 24 horas antes da soldagem para remover a humidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" durante o reflow.

6.3 Limpeza

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

7. Recomendações de Aplicação

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED SMD Laranja de alta luminosidade é adequado para uma ampla gama de aplicações que requerem luzes indicadoras visíveis e claras. Usos comuns incluem indicadores de estado em eletrónica de consumo (routers, impressoras, carregadores), retroiluminação para pequenos visores ou ícones, iluminação interior automotiva, sinalização e indicadores de painel de uso geral. A sua compatibilidade com colocação automática torna-o ideal para produção de alto volume e custo-eficaz.

7.2 Design do Circuito de Acionamento

Os LEDs são dispositivos operados por corrente. Para garantir brilho uniforme ao acionar múltiplos LEDs em paralelo, é fortemente recomendado usar um resistor limitador de corrente em série com cada LED individual (Modelo de Circuito A). Acionar múltiplos LEDs em paralelo diretamente a partir de uma única fonte de corrente (Modelo de Circuito B) é desencorajado porque pequenas variações na característica de tensão direta (Vf) de cada LED podem causar diferenças significativas na partilha de corrente e, consequentemente, no brilho percebido. O resistor em série estabiliza a corrente através de cada LED.

7.3 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

O LED é sensível à descarga eletrostática. Danos por ESD podem manifestar-se como alta corrente de fuga reversa, baixa tensão direta ou falha em acender a baixas correntes. Medidas preventivas devem ser implementadas durante a manipulação e montagem: o pessoal deve usar pulseiras de aterramento ou luvas antiestáticas; todo o equipamento, bancadas e prateleiras de armazenamento devem estar devidamente aterrados; e deve ser usado um ionizador para neutralizar a carga estática que pode acumular-se na lente plástica devido ao atrito da manipulação. Verificar o "acendimento" e a Vf a baixa corrente pode ajudar a identificar unidades danificadas por ESD.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

O diferencial chave deste LED é o uso do material semicondutor AlInGaP, que oferece eficiência superior e estabilidade de cor comparado com tecnologias mais antigas como o GaP padrão para cores laranja/vermelho. O amplo ângulo de visão de 130 graus torna-o adequado para aplicações que requerem ampla visibilidade, ao contrário dos LEDs de feixe estreito. A sua conformidade com perfis rigorosos de soldagem por reflow (tanto IR como fase de vapor) indica uma construção robusta do pacote capaz de suportar o stress térmico padrão da montagem SMT. O sistema detalhado de binning fornece aos projetistas um controlo preciso sobre a uniformidade do brilho nos seus produtos.

9. Perguntas Frequentes (FAQs)

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 único no qual a potência óptica emitida é máxima. 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. Para uma fonte monocromática como este LED, eles são próximos, mas o λd é mais relevante para a especificação da cor.

P: Posso acionar este LED na sua corrente contínua máxima de 30mA continuamente?

R: Embora possível, não é recomendado para uma vida útil e fiabilidade ótimas. Operar nos ou perto dos valores máximos absolutos aumenta a temperatura da junção e acelera a degradação. Os projetistas devem usar a condição operacional típica de 20mA ou inferior para um melhor equilíbrio entre brilho e longevidade.

P: Por que é necessário um processo de aquecimento antes da soldagem se as peças foram armazenadas por muito tempo?

R: Os pacotes SMD plásticos podem absorver humidade da atmosfera. Durante o processo de soldagem por reflow de alta temperatura, esta humidade retida pode vaporizar-se rapidamente, criando pressão interna que pode rachar o pacote ou delaminar interfaces internas ("efeito pipoca"). O aquecimento remove esta humidade absorvida.

P: Como seleciono o valor correto do resistor limitador de corrente?

R: Use a Lei de Ohm: R = (V_fonte - Vf_LED) / I_LED. Para uma fonte de 5V, um Vf típico de 2.4V e uma corrente desejada de 20mA: R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ohms. Use sempre o Vf máximo da ficha técnica (2.4V) para este cálculo para garantir que a corrente não exceda o valor desejado em todas as condições.

10. Estudo de Caso de Design

Considere projetar um painel de indicadores de estado para um switch de rede com dez indicadores LED laranja idênticos. Para garantir brilho uniforme, o projetista especifica o Bin Q (71-112 mcd) ao fornecedor. Um circuito de acionamento é projetado usando uma linha de 5V. Calculando o resistor em série usando o Vf máximo de 2.4V e uma corrente alvo de 18mA (ligeiramente abaixo do típico para margem) dá R = (5V - 2.4V) / 0.018A ≈ 144 Ohms. Um resistor padrão de 150 Ohm, com tolerância de 1%, é selecionado. Dez circuitos idênticos são dispostos na PCB, cada um com o seu próprio resistor. A área de contato na PCB segue as dimensões recomendadas das ilhas. A casa de montagem usa o perfil de reflow sem chumbo fornecido. Pós-montagem, todos os dez LEDs exibem brilho consistente dentro da faixa esperada do Bin Q, validando a abordagem de design de usar resistores limitadores de corrente individuais e uma seleção cuidadosa do bin.

11. Princípio de Funcionamento

Este LED opera com base no princípio da eletroluminescência numa junção p-n semicondutora. A região ativa é composta por AlInGaP. Quando uma tensão direta que excede a tensão de ligação do díodo (aproximadamente 2.0V) é aplicada, eletrões da região tipo-n e lacunas da região tipo-p são injetados na região ativa. Quando estes portadores de carga se recombinam, libertam energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga AlInGaP determina a energia da banda proibida, que dita diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, laranja por volta de 605-611 nm. A lente "transparente" permite que a luz saia do pacote com dispersão mínima, resultando em alta intensidade axial.

12. Tendências Tecnológicas

O uso de materiais AlInGaP representa uma tecnologia estabelecida e de alta eficiência para LEDs âmbar, laranja e vermelhos. Tendências em curso na indústria incluem a contínua busca por maior eficácia luminosa (mais saída de luz por watt elétrico), o que melhora a eficiência energética. Há também um foco em melhorar a estabilidade da cor com a temperatura e ao longo da vida operacional. As tendências de embalagem visam formatos menores mantendo ou melhorando o desempenho térmico para lidar com correntes de acionamento mais altas. Além disso, a integração com drivers inteligentes e o desenvolvimento de LEDs compatíveis com processos de soldagem sem chumbo de temperatura ainda mais elevada permanecem áreas ativas de desenvolvimento para atender às regulamentações ambientais e demandas de fabricação em evolução.