Ficha Técnica do LED SMD LTST-C230TBKT-5A - Montagem Inversa - Azul (InGaN) - 2.65-3.15V - 76mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-C230TBKT-5A é um diodo emissor de luz (LED) de montagem superficial (SMD) projetado para processos modernos de montagem eletrônica. O seu componente central é um chip semicondutor de nitreto de gálio e índio (InGaN) de ultra brilho, que emite luz azul. Uma característica distintiva fundamental deste componente é o seu design de montagem inversa, o que significa que a emissão principal de luz ocorre através do lado do substrato do encapsulamento. Isto é indicado pela descrição da lente "Water Clear" (transparente), que normalmente permite um ângulo de visão mais amplo ou mais específico em comparação com lentes difusas. O dispositivo é embalado em fita de 8mm enrolada em bobinas de 7 polegadas, tornando-o totalmente compatível com equipamentos automáticos de pick-and-place de alta velocidade utilizados na fabricação em volume.

O produto é classificado como um produto verde, o que significa que está em conformidade com a diretiva de Restrição de Substâncias Perigosas (RoHS). Também foi projetado para ser compatível com circuitos integrados (CI) e pode suportar processos padrão de soldagem por refluxo infravermelho (IR), que são essenciais para a montagem de placas de circuito impresso (PCB) sem chumbo (Pb-free).

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Detalhada

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. São especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Dissipação de Potência (Pd):76 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o LED pode dissipar na forma de calor sem degradar o seu desempenho ou vida útil. Exceder este limite, especialmente a temperaturas ambientes mais elevadas, pode levar a uma depreciação acelerada do fluxo luminoso e a uma potencial falha.
• Corrente Direta de Pico (I_F(PEAK)):100 mA. Esta é a corrente direta instantânea máxima permitida, mas apenas sob condições pulsadas com um ciclo de trabalho estrito de 1/10 e uma largura de pulso de 0,1ms. Não é para operação contínua.
• Corrente Direta Contínua (I_F):20 mA. Esta é a corrente direta contínua máxima recomendada para uma operação confiável a longo prazo. A maioria das características elétricas e ópticas é medida a uma corrente de teste padrão de 5 mA.
• Temperatura de Operação e Armazenamento:O dispositivo pode funcionar em ambientes de -20°C a +80°C e pode ser armazenado de -30°C a +85°C.
• Condição de Soldagem por Infravermelho:O encapsulamento pode suportar uma temperatura de pico de 260°C por até 10 segundos durante a soldagem por refluxo, o que está alinhado com os requisitos comuns de processos sem chumbo.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos a Ta=25°C e I_F=5 mA, salvo indicação em contrário, e definem o desempenho do LED.

• Intensidade Luminosa (I_V):Varia de um mínimo de 11,2 milicandelas (mcd) a um máximo de 45,0 mcd. O valor típico não é especificado, indicando que o desempenho é gerido através do binning (ver Secção 3). A intensidade é medida usando um sensor filtrado para corresponder à resposta fotópica do olho humano (curva CIE).
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):130 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor medido no eixo (0 graus). Um ângulo de visão amplo como este é característico dos LEDs de montagem inversa ou de visão lateral e é adequado para aplicações de retroiluminação e indicadores que requerem iluminação ampla.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_P):468 nanómetros (nm). Este é o comprimento de onda no qual a potência espectral de saída é mais alta.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):Varia de 465,0 nm a 476,5 nm. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano que define a cor da luz, derivado do diagrama de cromaticidade CIE. É o parâmetro mais relevante para a especificação da cor do que o comprimento de onda de pico.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):25 nm. Isto indica a pureza espectral ou largura de banda da luz emitida, medida como a largura à metade da intensidade máxima.
• Tensão Direta (V_F):Varia de 2,65V a 3,15V a 5 mA. Esta é a queda de tensão no LED quando ele está a conduzir corrente. É um parâmetro crítico para o projeto do circuito de acionamento.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo de 10 μA a uma tensão reversa (V_R) de 5V. Este LED não foi projetado para operação em polarização reversa; este parâmetro é apenas para teste de corrente de fuga. Aplicar tensão reversa no circuito pode danificar o dispositivo.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins de desempenho. O LTST-C230TBKT-5A utiliza um sistema de binning tridimensional.

3.1 Binning de Tensão Direta

Os bins são rotulados de 1 a 5, cada um cobrindo uma faixa de 0,1V de 2,65V a 3,15V a 5 mA. A tolerância dentro de cada bin é de ±0,1V. Isto permite aos projetistas selecionar LEDs com V_Fsemelhante para partilha de corrente em matrizes paralelas.

3.2 Binning de Intensidade Luminosa

Os bins são rotulados L1, L2, M1, M2, N1, N2, com intensidades mínimas variando de 11,2 mcd a 35,5 mcd. A tolerância em cada bin é de ±15%. Isto permite a seleção com base nos requisitos de brilho para a aplicação.

3.3 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Dois bins são definidos: AC (465,0-470,0 nm) e AD (470,0-476,5 nm). A tolerância é de ±1 nm. Isto garante consistência de cor dentro de um lote de LEDs, o que é crucial para aplicações como displays multi-segmento ou retroiluminação com mistura de cores.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora dados gráficos específicos sejam referenciados mas não fornecidos no extrato do texto, as curvas típicas para tais LEDs incluiriam:

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta (I_Vvs. I_F):Mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, tipicamente de forma sub-linear a correntes mais altas devido ao aquecimento e à queda de eficiência.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta (V_Fvs. I_F):Demonstra a característica exponencial I-V do díodo. A tensão aumenta com a corrente e diminui com o aumento da temperatura da junção.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Ilustra o efeito de extinção térmica, onde a saída de luz diminui à medida que a temperatura ambiente (e, portanto, da junção) aumenta. Uma gestão térmica adequada é fundamental para manter o brilho estável.
• Distribuição Espectral de Potência:Um gráfico que mostra a intensidade da luz emitida ao longo do espectro de comprimentos de onda, centrado no comprimento de onda de pico de 468 nm com uma largura a meia altura característica.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

O LED está em conformidade com um contorno de embalagem padrão EIA. As tolerâncias dimensionais principais são de ±0,10 mm, salvo indicação em contrário. A área de montagem exata e a altura do componente são definidas nos desenhos dimensionais referenciados na ficha técnica.

5.2 Identificação de Polaridade e Design dos Terminais

Para LEDs de montagem inversa, a identificação de polaridade (cátodo/ânodo) está tipicamente marcada no topo do encapsulamento ou indicada por uma forma ou diferença de tamanho específica dos terminais no desenho da área de montagem. A ficha técnica inclui dimensões sugeridas para os terminais de soldagem para garantir uma junta de solda confiável e um alinhamento adequado durante o refluxo. Seguir estas recomendações é crítico para a estabilidade mecânica e o desempenho térmico.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

É fornecido um perfil de refluxo por infravermelho (IR) sugerido para processos sem chumbo. Os parâmetros-chave incluem uma zona de pré-aquecimento (150-200°C), uma rampa controlada até uma temperatura de pico não superior a 260°C, e um tempo acima do líquido (TAL) que garante a formação adequada da junta de solda sem expor o LED a um stress térmico excessivo. O componente pode suportar esta temperatura de pico por um máximo de 10 segundos. O perfil baseia-se em normas JEDEC para garantir fiabilidade.

6.2 Soldagem Manual

Se for necessária soldagem manual com ferro, a temperatura da ponta não deve exceder 300°C, e o tempo de contacto deve ser limitado a um máximo de 3 segundos para uma única operação.

6.3 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldagem, apenas devem ser utilizados solventes especificados. Recomenda-se imergir o LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto. Produtos químicos não especificados podem danificar o encapsulamento plástico ou a lente.

6.4 Armazenamento e Manuseio

• Precauções contra ESD:Os LEDs são sensíveis à descarga eletrostática (ESD). O manuseio deve envolver o uso de pulseiras antiestáticas, luvas antiestáticas e equipamento devidamente aterrado.
• Sensibilidade à Humidade:A embalagem é sensível à humidade. Quando selada com dessecante, deve ser armazenada a ≤30°C e ≤90% de HR e utilizada dentro de um ano. Uma vez aberta, o ambiente de armazenamento não deve exceder 30°C e 60% de HR. Componentes expostos além de 672 horas (nível MSL 2a) devem ser pré-aquecidos a aproximadamente 60°C durante pelo menos 20 horas antes da soldagem para evitar o "efeito pipoca" durante o refluxo.

7. Embalagem e Informações de Pedido

A embalagem padrão é fita transportadora em relevo de 8mm em bobinas com diâmetro de 7 polegadas (178mm). Cada bobina contém 3000 peças. Os bolsos vazios na fita são selados com uma fita de cobertura superior. A embalagem segue as especificações ANSI/EIA-481. Para quantidades inferiores a uma bobina completa, aplica-se uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças para os restantes.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

O design de montagem inversa e o amplo ângulo de visão tornam este LED adequado para:

• Retroiluminação por Borda:Para displays LCD em eletrónica de consumo, eletrodomésticos e interiores automóveis, onde a luz é injetada lateralmente numa placa guia de luz.
• Indicadores de Estado:Em painéis frontais de equipamentos onde um amplo ângulo de visão é benéfico.
• Iluminação Decorativa:Em sinalização ou iluminação de destaque onde é necessária emissão lateral.

8.2 Considerações de Projeto

• Acionamento de Corrente:Utilize um driver de corrente constante ou uma resistência limitadora de corrente em série com o LED para manter o brilho estável e prevenir fuga térmica. O ponto de operação padrão é 5-20 mA DC.
• Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa, garantir um bom caminho térmico dos terminais do LED para o cobre da PCB ajuda a manter o desempenho e a longevidade, especialmente a temperaturas ambientes ou correntes de acionamento mais elevadas.
• Design Óptico:A lente transparente produz um padrão de feixe mais focado em comparação com uma lente difusa. Considere isto no projeto da placa guia de luz ou difusor para aplicações de retroiluminação.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

A principal diferenciação deste LED reside na suaarquitetura de montagem inversa. Ao contrário dos LEDs de emissão superior, a luz é emitida através do substrato, o que frequentemente permite uma instalação de perfil mais baixo e um ângulo de visão muito amplo, ideal para disparo lateral em guias de luz. O uso de umchip InGaNproporciona alta eficiência e brilho no espectro azul. A conformidade com os padrões decolocação automáticaerefluxo IRtorna-o um componente de substituição direta para linhas de montagem SMT modernas e de alto volume, distinguindo-o dos LEDs mais antigos de montagem através de orifício ou montagem manual.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED a 20 mA continuamente?

R: Sim, 20 mA é a corrente direta contínua máxima recomendada. Para uma longevidade ideal e para contabilizar efeitos térmicos, operar a ou abaixo deste valor, como a corrente de teste padrão de 5 mA, é comum.

P: O que significa o código de bin no número da peça (ex: -5A)?

R: Embora não detalhado explicitamente no extrato, sufixos como "-5A" frequentemente indicam combinações específicas de bins para tensão direta, intensidade e/ou comprimento de onda, conforme as listas de códigos de bin fornecidas. Isto permite uma seleção precisa para as necessidades da aplicação.

P: É necessário um dissipador de calor para este LED?

R: Para operação a ou abaixo de 20 mA em condições ambientes típicas, o próprio cobre da PCB geralmente fornece dissipação de calor suficiente. Para temperaturas ambientes elevadas ou se acionado nos valores máximos absolutos, é aconselhável melhorar o design térmico da área de montagem na PCB.

P: Posso usar isto para iluminação exterior automóvel?

R: A ficha técnica afirma que o LED é destinado a equipamentos eletrónicos comuns. Para aplicações com requisitos excecionais de fiabilidade, como iluminação exterior automóvel, é necessária consulta com o fabricante para verificar a adequação e obter qualificações específicas de grau automóvel.

11. Exemplo Prático de Caso de Uso

Caso de Projeto: Retroiluminação para um Pequeno Display de Painel de Instrumentos

Um projetista precisa retroiluminar um LCD monocromático de 2 polegadas com iluminação uniforme. Ele escolhe o LTST-C230TBKT-5A pela sua propriedade de emissão lateral. Quatro LEDs são colocados ao longo de uma borda de uma placa guia de luz (LGP) de acrílico. Os LEDs são acionados em série com um driver de corrente constante ajustado para 15 mA por LED, garantindo corrente e brilho uniformes. O amplo ângulo de visão de 130 graus acopla eficientemente a luz na LGP. O projetista seleciona LEDs do mesmo bin de intensidade (ex: M1) e bin de comprimento de onda (ex: AC) para garantir brilho e cor consistentes em todo o display. O layout da PCB segue as dimensões sugeridas para os terminais e inclui conexões de alívio térmico para um plano de terra para dissipação de calor.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

A emissão de luz neste LED baseia-se na eletroluminescência numa junção p-n semicondutora feita de materiais InGaN. Quando uma tensão direta é aplicada, eletrões e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam. Nos semicondutores InGaN, esta recombinação liberta energia principalmente na forma de fotões azuis. O comprimento de onda específico (cor azul) é determinado pela energia da banda proibida da liga InGaN. O design de "montagem inversa" significa que o chip é montado de forma que a camada ativa geradora de luz emite para baixo através do substrato transparente do chip, sendo depois moldada e direcionada pela lente epóxi transparente do encapsulamento.

13. Tendências de Desenvolvimento

A tendência em LEDs SMD como este continua em direção a uma maior eficácia luminosa (mais saída de luz por watt de entrada elétrica), melhor consistência de cor através de binning mais apertado e maior fiabilidade sob condições mais elevadas de temperatura e humidade. A tecnologia de embalagem está a evoluir para permitir áreas de montagem ainda mais pequenas, mantendo ou aumentando a saída de luz. Há também um forte impulso para uma adoção mais ampla de materiais sem chumbo e sem halogéneos para atender às regulamentações ambientais em evolução globalmente. A integração de LEDs em processos automatizados de montagem e inspeção continua a ser um foco-chave, garantindo compatibilidade com linhas de fabrico inteligentes da Indústria 4.0.