Ficha Técnica do LED SMD LTST-C230KRKT - Montagem Inversa - Cor Vermelha - Corrente Direta 20mA - Tensão Direta 2.4V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações técnicas de um LED SMD tipo chip de alto brilho e montagem inversa. O dispositivo utiliza um material semicondutor avançado de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio), conhecido por produzir alta eficiência luminosa e excelente pureza de cor, particularmente no espectro vermelho. A principal característica de projeto é a sua configuração de montagem inversa, tornando-o adequado para aplicações onde o LED é montado no lado oposto do PCB em relação à direção de emissão de luz. Este pacote está em conformidade com os padrões EIA, projetado para compatibilidade com equipamentos automáticos de pick-and-place, e qualificado para uso em processos de soldagem por refluxo infravermelho sem chumbo. É fornecido em fita padrão da indústria de 8mm montada em carretéis de 7 polegadas para eficiência em manufatura de alto volume.

2. Análise Profunda das Especificações Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os valores máximos absolutos definem os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Estes valores são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. A dissipação máxima contínua de potência é de 75 mW. A corrente direta contínua não deve exceder 30 mA em condições normais de operação. Para operação pulsada, uma corrente direta de pico de 80 mA é permitida sob um ciclo de trabalho estrito de 1/10 com uma largura de pulso de 0,1ms. O dispositivo pode suportar uma tensão reversa de até 5 V. A faixa de temperatura operacional é de -30°C a +85°C, enquanto a faixa de temperatura de armazenamento é ligeiramente mais ampla, de -40°C a +85°C. O dispositivo é classificado para sobreviver à soldagem por refluxo infravermelho a uma temperatura de pico de 260°C por uma duração de 10 segundos, o que se alinha com os perfis comuns de montagem sem chumbo.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Os principais parâmetros de desempenho são medidos a Ta=25°C com uma corrente direta (IF) de 20 mA, que é a condição de teste padrão. A intensidade luminosa (Iv) tem um valor típico de 54,0 milicandelas (mcd) com um valor mínimo especificado de 18,0 mcd. Esta intensidade é medida usando uma combinação de sensor e filtro que aproxima a curva de resposta do olho humano fotópico (CIE). O dispositivo apresenta um ângulo de visão (2θ1/2) muito amplo de 130 graus, definido como o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor axial (no eixo). O comprimento de onda de emissão de pico (λP) é tipicamente 639 nanômetros (nm), enquanto o comprimento de onda dominante (λd), que define perceptualmente a cor, é tipicamente 631 nm. A meia-largura espectral (Δλ) é de 20 nm, indicando uma largura de banda espectral relativamente estreita, característica da tecnologia AlInGaP. A tensão direta (VF) mede tipicamente 2,4 V com um máximo de 2,4 V a 20 mA. A corrente reversa (IR) é limitada a um máximo de 10 μA quando um viés reverso de 5 V é aplicado.

3. Explicação do Sistema de Binagem

Para garantir consistência no brilho entre lotes de produção, os LEDs são classificados em bins de intensidade. A binagem é baseada na intensidade luminosa medida a 20 mA. A lista de códigos de bin fornecida inclui várias categorias: Bin M (18,0-28,0 mcd), Bin N (28,0-45,0 mcd), Bin P (45,0-71,0 mcd), Bin Q (71,0-112,0 mcd) e Bin R (112,0-180,0 mcd). Uma tolerância de +/-15% é aplicada à intensidade dentro de cada bin. Este sistema permite que os projetistas selecionem o grau de brilho apropriado para sua aplicação, garantindo uniformidade visual em produtos que utilizam múltiplos LEDs.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na ficha técnica (ex.: Fig.1 para distribuição espectral, Fig.5 para padrão de ângulo de visão), seus pontos de dados não são fornecidos no texto. Tipicamente, tais curvas ilustrariam a relação entre corrente direta e intensidade luminosa (mostrando um aumento quase linear até a saturação), o efeito da temperatura ambiente na intensidade luminosa (mostrando uma diminuição com o aumento da temperatura) e a distribuição detalhada de potência espectral com pico em torno de 639 nm. Estas curvas são cruciais para entender o comportamento do dispositivo em condições operacionais não padrão e para o projeto preciso de sistemas ópticos.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

O dispositivo está em conformidade com um contorno de pacote padrão EIA. Dimensões detalhadas do pacote são fornecidas nos desenhos da ficha técnica, incluindo comprimento, largura, altura e tamanhos dos terminais, todos especificados em milímetros com uma tolerância típica de ±0,10 mm. A designação "montagem inversa" é crítica para o layout do PCB; o componente deve ser orientado corretamente para que a luz emita através da placa. A ficha técnica inclui dimensões sugeridas para as pastilhas de solda para garantir uma junta de solda confiável e um alinhamento adequado durante o processo de refluxo. A polaridade é indicada pela marcação do pacote ou pelo design da pastilha.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

É fornecido um perfil de refluxo infravermelho sugerido para processos sem chumbo. Os parâmetros-chave incluem uma temperatura na zona de pré-aquecimento entre 150°C e 200°C, um tempo de pré-aquecimento de até 120 segundos no máximo, uma temperatura de pico do corpo não excedendo 260°C e um tempo acima de 260°C limitado a um máximo de 10 segundos. Recomenda-se que o perfil adira aos padrões JEDEC e seja caracterizado para o projeto específico do PCB, pasta de solda e forno utilizados na produção.

6.2 Manuseio e Armazenamento

O LED é sensível à Descarga Eletrostática (ESD). Precauções adequadas contra ESD, como o uso de pulseiras aterradas e estações de trabalho antiestáticas, são obrigatórias durante o manuseio. Para armazenamento, se a bolsa à prova de umidade original com dessecante não tiver sido aberta, o dispositivo deve ser armazenado a ≤30°C e ≤90% de Umidade Relativa (UR) e usado dentro de um ano. Uma vez aberta a bolsa, o ambiente de armazenamento não deve exceder 30°C e 60% UR. Componentes expostos às condições ambientes por mais de 672 horas (28 dias, MSL 2a) devem ser aquecidos a aproximadamente 60°C por pelo menos 20 horas antes da soldagem para remover a umidade absorvida e evitar o "efeito pipoca" durante o refluxo.

6.3 Limpeza

Se a limpeza após a soldagem for necessária, apenas solventes à base de álcool especificados, como álcool etílico ou isopropílico, devem ser usados. O LED deve ser imerso à temperatura ambiente por menos de um minuto. O uso de limpadores químicos não especificados ou agressivos pode danificar o material do pacote do LED.

7. Embalagem e Informações de Pedido

O produto é fornecido no formato fita-e-carretel, compatível com equipamentos de montagem automática. A largura da fita é de 8mm. Os carretéis têm um diâmetro de 7 polegadas e normalmente contêm 3000 peças por carretel completo. Para quantidades menores que um carretel completo, aplica-se uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças para lotes remanescentes. A embalagem segue as especificações ANSI/EIA-481. A fita é selada com uma fita de cobertura sobre os bolsos vazios, e o número máximo permitido de componentes ausentes consecutivos na fita é dois.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED de montagem inversa é ideal para aplicações de retroiluminação onde um perfil fino é necessário, como em interruptores de membrana, indicadores de painel frontal e retroiluminação de LCD onde o LED é montado na parte traseira do PCB. Seu amplo ângulo de visão o torna adequado para iluminação de área ou indicadores de status que precisam ser visíveis de uma ampla gama de ângulos. O alto brilho e a cor vermelha estável também o tornam aplicável em iluminação interior automotiva, luzes de status de eletrônicos de consumo e indicadores de equipamentos industriais.

8.2 Considerações de Projeto

Método de Acionamento:LEDs são dispositivos acionados por corrente. Para garantir brilho e cor consistentes e prevenir fuga térmica, eles devem ser acionados por uma fonte de corrente constante ou através de um resistor limitador de corrente. Os parâmetros da ficha técnica são baseados em 20mA; acionar em correntes diferentes afetará a intensidade, a tensão e a vida útil.
Gerenciamento Térmico:Embora a dissipação de potência seja baixa, manter a temperatura da junção dentro dos limites é crucial para a confiabilidade de longo prazo. Garanta área de cobre adequada no PCB ou vias térmicas se operar em altas temperaturas ambientes ou próximo da corrente máxima.
Projeto Óptico:O amplo ângulo de visão de 130 graus fornece um padrão de luz difuso. Para luz mais focada, lentes externas ou guias de luz podem ser necessários. O projeto de montagem inversa requer uma abertura de tamanho adequado no PCB ou painel frontal para a emissão de luz.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado aos LEDs tradicionais de orifício passante ou LEDs SMD padrão de emissão superior, o diferencial chave deste dispositivo é sua capacidade de montagem inversa, permitindo uma integração mecânica única. O uso da tecnologia AlInGaP oferece vantagens sobre os LEDs mais antigos de GaAsP ou GaP, incluindo eficiência luminosa significativamente maior (mais saída de luz por unidade de potência elétrica), melhor estabilidade de cor e saída com a temperatura e confiabilidade de longo prazo superior. A combinação de alto brilho, amplo ângulo de visão e compatibilidade com processos de refluxo automáticos e de alta temperatura o torna uma solução moderna e econômica para conjuntos eletrônicos produzidos em massa.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: O que significa "montagem inversa"?
R: Significa que o LED é projetado para ser soldado no PCB com sua superfície emissora de luz voltada para baixo, em direção à placa. A luz sai através de uma abertura no PCB ou é refletida, permitindo uma instalação de perfil muito baixo.

P: Posso acionar este LED diretamente a partir de uma saída lógica de 3,3V ou 5V?
R: Não diretamente sem um resistor em série. A tensão direta típica é de 2,4V a 20mA. Um resistor limitador de corrente deve ser calculado com base na tensão de alimentação (Vfonte), na tensão direta do LED (Vf) e na corrente desejada (If): R = (Vfonte - Vf) / If. Por exemplo, com uma alimentação de 5V: R = (5V - 2,4V) / 0,020A = 130 Ohms (use o valor padrão mais próximo).

P: Como interpreto o código de bin?
R: O código de bin (ex.: N, P, Q) no rótulo do carretel indica a faixa de intensidade luminosa mínima e máxima garantida para os LEDs naquele carretel. Selecionar um código de bin mais alto (como Q ou R) garante LEDs mais brilhantes, mas pode ter um custo mais elevado.

P: O aquecimento (baking) é sempre necessário antes da soldagem?
R: O aquecimento é necessário se os componentes foram expostos às condições ambientes (fora de sua bolsa seca) por mais tempo que a vida útil especificada, que é de 672 horas (28 dias) para MSL 2a. Isso evita o rachamento do pacote induzido por umidade durante o processo de soldagem por refluxo em alta temperatura.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Caso: Projetando um Painel de Indicador de Status de Baixo Perfil
Um projetista está criando um painel de controle com múltiplos indicadores de status. O espaço atrás do painel frontal é extremamente limitado. Ao usar o LED de montagem inversa, eles podem colocar os LEDs na parte traseira do PCB principal de controle. O PCB tem orifícios perfurados com precisão em cada local do indicador. Quando montado, a luz do LED brilha através desses orifícios, iluminando ícones translúcidos no painel frontal. Isso elimina a necessidade de suportes de LED separados ou tubos de luz, reduzindo a contagem de peças, o tempo de montagem e a espessura geral do produto. O projetista usa um CI driver de corrente constante para alimentar todos os LEDs, garantindo brilho uniforme independentemente de pequenas variações na tensão direta. Eles especificam LEDs Bin P ou Q para garantir brilho suficiente mesmo quando difundidos através do ícone do painel.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

O LED é baseado em material semicondutor de AlInGaP cultivado em um substrato. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção P-N, elétrons e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam. Este processo de recombinação libera energia na forma de fótons (luz). A composição específica dos átomos de Alumínio, Índio, Gálio e Fosfeto na rede cristalina determina a energia da banda proibida, que dita diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, vermelho em torno de 631-639 nm. O chip é então encapsulado em um pacote plástico que serve para proteger o dado semicondutor, fornecer estabilidade mecânica e frequentemente inclui uma lente para moldar o padrão de saída de luz, resultando no amplo ângulo de visão de 130 graus.

13. Tendências de Desenvolvimento Tecnológico

A tendência geral na tecnologia LED é em direção a maior eficiência (mais lúmens por watt), maior densidade de potência, melhor reprodução de cores e maior confiabilidade. Para LEDs do tipo indicador como este, a miniaturização continua enquanto mantém ou aumenta a saída de luz. Há também um forte foco em ampliar a gama de cores disponíveis e melhorar a consistência de cor (binagem mais apertada). Os avanços na tecnologia de embalagem visam melhor desempenho térmico para suportar correntes de acionamento mais altas e maior compatibilidade com condições ambientais severas e processos de montagem exigentes como soldagem por refluxo dupla face.