Ficha Técnica do LED SMD de Montagem Inversa LTW-C230DS2 - Branco InGaN - 2.6-3.1V - 72mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTW-C230DS2 é um díodo emissor de luz (LED) de montagem em superfície (SMD) projetado para aplicações de montagem inversa. Ele utiliza um chip Ultra Bright InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) para produzir luz branca. Este componente é embalado em fita padrão da indústria de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, tornando-o totalmente compatível com equipamentos de montagem pick-and-place automatizados e linhas de produção de alto volume. Como um produto ecológico, está em conformidade com a diretiva de Restrição de Substâncias Perigosas (RoHS).

A principal vantagem de projeto deste LED é a sua configuração de montagem inversa, que permite designs de iluminação inovadores onde o LED é montado no lado oposto do PCB em relação aos componentes principais. A sua compatibilidade com processos de soldagem por refluxo infravermelho (IR) garante que possa ser integrado usando fluxos de trabalho padrão de tecnologia de montagem em superfície (SMT), sem exigir técnicas especiais de manuseio ou soldagem.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Os limites operacionais do dispositivo são definidos a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder estas especificações pode causar danos permanentes.

• Dissipação de Potência (Pd):72 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o encapsulamento do LED pode dissipar como calor sem degradação.
• Corrente Direta de Pico (IFP):100 mA. Isto é permitido apenas em condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 1/10 e uma largura de pulso de 0.1ms para evitar superaquecimento.
• Corrente Direta Contínua CC (IF):20 mA. Esta é a corrente máxima recomendada para operação contínua.
• Faixa de Temperatura de Operação:-30°C a +85°C. O funcionamento do dispositivo é garantido dentro desta faixa de temperatura ambiente.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-55°C a +105°C.
• Condição de Refluxo Infravermelho:Suporta temperatura de pico de 260°C por 10 segundos, alinhando-se com perfis comuns de solda sem chumbo.

Nota Crítica:O dispositivo não foi projetado para operar sob polarização de tensão reversa. A aplicação contínua de uma tensão reversa é proibida.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Os principais parâmetros de desempenho são medidos a Ta=25°C e uma corrente de teste padrão (IF) de 2 mA.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de 18.0 mcd (mínimo) a 45.0 mcd (típico). Esta é o brilho percebido da fonte de luz, medido por um sensor filtrado para corresponder à resposta fotópica do olho humano (curva CIE).
• Ângulo de Visão (2θ1/2):130 graus. Este amplo ângulo de visão indica um padrão de emissão de luz difusa, adequado para iluminação de área em vez de feixes focados.
• Coordenadas de Cromaticidade (x, y):O ponto de cor é definido dentro de uma região específica no diagrama de cromaticidade CIE 1931. Os valores típicos são x=0.294, y=0.286. A tolerância deve ser considerada de acordo com o sistema de binning.
• Tensão Direta (VF):Varia de 2.6V (mínimo) a 3.1V (máximo) em IF=2mA. Este parâmetro é crucial para o projeto do circuito de acionamento.
• Corrente Reversa (IR):Máximo de 10 μA quando uma tensão reversa (VR) de 5V é aplicada. Este teste é apenas para caracterização; o dispositivo não deve ser operado em polarização reversa.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros medidos. O LTW-C230DS2 utiliza um sistema de binning tridimensional.

3.1 Binning de Tensão Direta (VF)

Os LEDs são categorizados em bins (A10, B10, B11, 12, 13) com base na sua queda de tensão direta a 2 mA. Cada bin tem uma faixa de 0.1V (ex.: B10: 2.70V a 2.80V). Uma tolerância de ±0.1V aplica-se a cada bin. Isto permite que os projetistas selecionem LEDs com correspondência de VF mais apertada para aplicações de compartilhamento de corrente.

3.2 Binning de Intensidade Luminosa (IV)

Os LEDs são classificados em bins de brilho (M, N). O Bin M cobre 18-28 mcd, e o Bin N cobre 28-45 mcd em IF=2mA. Uma tolerância de ±15% aplica-se a cada bin. Este código de bin é marcado na embalagem para identificação.

3.3 Binning de Matiz (Cor)

O ponto de cor branca é definido pelas coordenadas de cromaticidade (x, y) no diagrama CIE 1931. Os LEDs são classificados em quatro quadrantes: S1, S2, S3 e S4. Cada bin define uma área específica de paralelogramo no gráfico de cores. Uma tolerância de ±0.01 aplica-se a cada coordenada dentro de um bin. Este sistema garante que a luz branca emitida esteja dentro de uma região de cor previsível e consistente.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas de desempenho típicas que ilustram a relação entre os parâmetros-chave. Embora gráficos específicos não sejam detalhados no texto fornecido, as curvas padrão de LED normalmente incluiriam:

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta:Mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, tipicamente de forma não linear, eventualmente saturando.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta:Demonstra a característica I-V do díodo, mostrando a relação exponencial e a tensão de ligação.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Ilustra a diminuição da saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta, um fator crítico para o gerenciamento térmico.
• Padrão do Ângulo de Visão:Um gráfico polar mostrando a distribuição angular da intensidade da luz.

Estas curvas são essenciais para prever o desempenho no mundo real sob diferentes condições operacionais além do ponto de teste padrão.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED está em conformidade com as dimensões padrão do encapsulamento EIA. Todas as dimensões mecânicas críticas são fornecidas nos desenhos da ficha técnica (não totalmente detalhados no texto fornecido, mas tipicamente incluem comprimento, largura, altura e espaçamento dos terminais). As tolerâncias são geralmente ±0.10 mm, salvo indicação em contrário. A cor da lente é amarela.

5.2 Layout dos Terminais de Solda

As dimensões recomendadas para os terminais de solda são fornecidas para garantir a fixação mecânica adequada e a dissipação térmica durante o processo de refluxo. Seguir estas diretrizes evita o efeito "tombstoning" e garante juntas de solda confiáveis.

5.3 Especificações da Fita e Bobina

O componente é fornecido em fita transportadora embutida com uma fita de cobertura protetora, 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. Notas importantes incluem: bolsos vazios são selados, uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças para restos, e um máximo de dois componentes ausentes consecutivos permitidos por bobina.

6. Diretrizes de Montagem e Manuseio

6.1 Processo de Soldagem

O dispositivo é totalmente compatível com soldagem por refluxo infravermelho (IR). Um perfil recomendado é sugerido:

• Pré-aquecimento:150-200°C.
• Tempo de Pré-aquecimento:Máximo de 120 segundos.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C.
• Tempo no Pico:Máximo de 10 segundos (o refluxo não deve ser realizado mais de duas vezes).

Para retrabalho manual com ferro de solda, a temperatura da ponta não deve exceder 300°C, e o tempo de contato deve ser limitado a 3 segundos para uma única operação apenas. O perfil real deve ser caracterizado para o projeto específico do PCB, a pasta de solda e o forno utilizados.

6.2 Limpeza

Se a limpeza for necessária após a soldagem, apenas solventes especificados devem ser usados. Produtos químicos não especificados podem danificar o encapsulamento do LED. Métodos aceitáveis incluem imergir o LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto.

6.3 Armazenamento e Sensibilidade à Umidade

Os LEDs são dispositivos sensíveis à umidade (MSL 2a).

• Embalagem Selada:Armazenar a ≤30°C e ≤90% UR. Usar dentro de um ano.
• Embalagem Aberta:Armazenar a ≤30°C e ≤60% UR. Os componentes devem ser submetidos a refluxo IR dentro de 672 horas (28 dias) após a exposição. Para armazenamento além de uma semana fora da embalagem original, armazenar em um recipiente selado com dessecante ou em um dessecador de nitrogênio. Componentes armazenados abertos por mais de uma semana requerem secagem a aproximadamente 60°C por pelo menos 20 horas antes da montagem para remover a umidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" durante o refluxo.

6.4 Precauções contra Descarga Eletrostática (ESD)

Os LEDs são suscetíveis a danos por eletricidade estática e surtos elétricos. Recomenda-se o uso de pulseira antiestática ou luvas antiestáticas durante o manuseio. Todo o equipamento, incluindo estações de trabalho e máquinas, deve estar devidamente aterrado.

7. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Aplicações Típicas

Este LED destina-se a iluminação de uso geral e indicação em eletrônicos de consumo, equipamentos de escritório, dispositivos de comunicação e eletrodomésticos. A sua capacidade de montagem inversa permite soluções únicas de retroiluminação para teclados, painéis e displays onde a fonte de luz precisa ser escondida ou montada no lado secundário do PCB.

7.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Sempre use um resistor limitador de corrente em série ou um driver de corrente constante. Não conecte diretamente a uma fonte de tensão. A corrente direta contínua CC máxima é de 20 mA.
• Gerenciamento Térmico:Embora a dissipação de potência seja baixa (72mW), garantir uma área de cobre adequada no PCB para os terminais de solda ajuda a dissipar o calor, mantendo a saída de luz e a longevidade.
• Projeto Óptico:O ângulo de visão de 130 graus fornece iluminação ampla e difusa. Para luz mais focada, seriam necessárias ópticas secundárias (lentes ou guias de luz).
• Seleção de Binning:Para aplicações que exigem cor e brilho uniformes, especifique um único bin ou uma combinação restrita de bins junto ao fabricante.

7.3 Limitações de Aplicação

Consulte o fabricante para aplicações que exigem alta confiabilidade, especialmente onde uma falha pode representar risco à vida ou à saúde (ex.: aviação, médica, sistemas de segurança de transporte). Este produto é projetado para ambientes comerciais e industriais padrão.

8. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Qual é a diferença entre um LED de montagem inversa e um LED SMD padrão de visão superior?
R: Um LED de montagem inversa é projetado para ser instalado no lado oposto do PCB, com sua superfície emissora de luz voltada para baixo em direção à placa. Ele então brilha através de um orifício ou abertura no PCB. Um LED padrão de visão superior emite luz perpendicularmente para longe da superfície da placa na qual está montado.

P: Posso acionar este LED a 20mA continuamente?
R: Sim, 20mA é a corrente direta contínua CC máxima especificada. Para uma vida útil e confiabilidade ideais, é frequentemente recomendado acioná-lo a uma corrente mais baixa (ex.: 10-15mA), pois reduz a geração de calor.

P: Por que a intensidade luminosa é especificada a uma corrente tão baixa (2mA)?
R: 2mA é uma condição de teste padrão comum para caracterizar o brilho do LED em um nível de baixa potência, permitindo uma comparação mais fácil entre diferentes modelos de LED e um binning consistente. O brilho será proporcionalmente maior na corrente de operação máxima de 20mA.

P: Como interpreto as coordenadas de cromaticidade (x=0.294, y=0.286)?
R: Estas coordenadas traçam um ponto no gráfico do espaço de cores CIE 1931. Este ponto específico está dentro da região "branca". O branco percebido exato (ex.: branco frio, branco neutro) depende da localização precisa. O sistema de binning (S1-S4) agrupa LEDs com coordenadas muito próximas para garantir a consistência da cor.

P: É necessário um dissipador de calor para este LED?
R: Devido à sua baixa dissipação de potência (72mW), um dissipador de calor dedicado normalmente não é necessário. No entanto, boas práticas de layout de PCB, como usar cobre suficiente para os terminais térmicos, são essenciais para conduzir o calor para longe da junção do LED, especialmente em ambientes de alta temperatura ambiente ou quando acionado na corrente máxima.