Ficha Técnica do LED SMD LTST-S270KGKT - Chip de Visão Lateral - Verde (574nm) - 2.4V - 75mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-S270KGKT é um LED SMD (Dispositivo de Montagem em Superfície) de alta luminosidade e visão lateral, que utiliza a tecnologia de chip AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio). Este componente foi projetado para aplicações que requerem um amplo ângulo de visão e desempenho confiável em processos de montagem automatizados. Sua função principal é servir como uma fonte de luz indicadora compacta e eficiente.

Vantagens Principais:Os principais benefícios deste LED incluem sua saída ultrabrilhante proveniente do sistema de material AlInGaP, compatibilidade com processos padrão de soldagem por refluxo infravermelho e embalagem em fita de 8mm para montagem automatizada pick-and-place de alto volume. Também é classificado como um produto verde, atendendo aos padrões de conformidade RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).

Mercado-Alvo:Este LED é adequado para uma ampla gama de equipamentos eletrônicos, incluindo dispositivos de automação de escritório, equipamentos de comunicação e vários eletrodomésticos onde é necessária uma indicação de status confiável.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

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):75 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o encapsulamento do LED pode dissipar como calor sem exceder seus limites térmicos.
• Corrente Direta Contínua (IF):30 mA. A máxima corrente direta contínua que pode ser aplicada.
• Corrente Direta de Pico:80 mA (sob condições pulsadas: ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso de 0,1ms). Isto permite pulsos breves de corrente mais alta para aplicações como multiplexação.
• Tensão Reversa (VR):5 V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura.
• Faixa de Temperatura de Operação:-30°C a +85°C. A faixa de temperatura ambiente para operação confiável.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +85°C.
• Condição de Soldagem por Infravermelho:Suporta 260°C por 10 segundos, o que é típico para processos de refluxo sem chumbo (Pb-free).

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos na condição de teste padrão de Ta=25°C e IF=20mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de 18,0 mcd (mínimo) a 71,0 mcd (máximo), com um valor típico fornecido. Isto mede o brilho percebido pelo olho humano.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):130 graus. Este ângulo amplo indica que o LED emite luz sobre uma área extensa, tornando-o adequado para aplicações de visão lateral.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λP):574 nm. O comprimento de onda no qual a potência óptica de saída é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):571 nm. Este é o comprimento de onda único que melhor representa a cor percebida do LED, derivado do diagrama de cromaticidade CIE.
• Largura de Meia Altura Espectral (Δλ):15 nm. Isto indica a pureza espectral ou a dispersão dos comprimentos de onda emitidos em torno do pico.
• Tensão Direta (VF):Tipicamente 2,4V, com uma faixa de 2,0V a 2,8V a 20mA. Esta é a queda de tensão através do LED quando ele está conduzindo.
• Corrente Reversa (IR):10 μA máximo em VR=5V. Uma pequena corrente de fuga quando o LED está em polarização reversa.

3. Explicação do Sistema de Códigos de Binning

O LED é classificado em bins com base em parâmetros-chave para garantir consistência nas séries de produção. Os projetistas devem especificar os códigos de bin necessários ao fazer o pedido para correspondência de cor e brilho.

3.1 Binning de Tensão Direta

Classificado a 20mA. A tolerância em cada bin é de ±0,1V.
Códigos de Bin: 4 (1,90-2,00V), 5 (2,00-2,10V), 6 (2,10-2,20V), 7 (2,20-2,30V), 8 (2,30-2,40V).

3.2 Binning de Intensidade Luminosa

Classificado a 20mA. A tolerância em cada bin é de ±15%.
Códigos de Bin: M (18,0-28,0 mcd), N (28,0-45,0 mcd), P (45,0-71,0 mcd).

3.3 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Classificado a 20mA. A tolerância para cada bin é de ±1 nm.
Códigos de Bin: C (567,5-570,5 nm), D (570,5-573,5 nm), E (573,5-576,5 nm).

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na ficha técnica (ex.: Fig.1 para distribuição espectral, Fig.6 para ângulo de visão), os dados implicam um comportamento padrão de LED.

• Curva IV:A tensão direta (VF) aumenta com a corrente direta (IF), seguindo uma relação exponencial típica de diodo. O VF especificado @ 20mA é o ponto de projeto chave.
• Características de Temperatura:A intensidade luminosa tipicamente diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. A ampla faixa de temperatura de operação (-30°C a +85°C) indica desempenho estável em vários ambientes, embora a derating possa ser necessária em altas temperaturas.
• Distribuição Espectral:O pico em 574nm com uma meia largura de 15nm define a cor verde. O comprimento de onda dominante (571nm) é o parâmetro chave para especificação de cor no projeto.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED está em conformidade com um contorno de encapsulamento padrão EIA para LEDs de visão lateral. Todas as dimensões estão em milímetros com uma tolerância geral de ±0,10 mm, salvo indicação em contrário. Desenhos dimensionais detalhados são fornecidos na ficha técnica para o projeto do footprint da PCB.

5.2 Projeto do Pad e Polaridade

A ficha técnica inclui dimensões e orientação sugeridas para os pads de solda. A polaridade correta é crucial; o LED possui um ânodo e um cátodo que devem estar alinhados com o footprint da PCB. O encapsulamento é projetado para ser compatível com equipamentos de colocação automática.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldagem por Refluxo

É fornecido um perfil de refluxo por IR sugerido para processo sem chumbo, em conformidade com os padrões JEDEC.

• Pré-aquecimento:150-200°C.
• Tempo de Pré-aquecimento:Máximo de 120 segundos.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C.
• Tempo Acima do Líquidus:10 segundos no máximo (recomendado para um máximo de dois ciclos de refluxo).

Nota:O perfil ideal depende do projeto específico da PCB, da pasta de solda e do forno. O perfil fornecido serve como um alvo genérico.

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária:

• Temperatura do Ferro:Máximo de 300°C.
• Tempo de Soldagem:Máximo de 3 segundos por pad (apenas uma vez).

6.3 Condições de Armazenamento

• Embalagem Selada:Armazenar a ≤30°C e ≤90% UR. Usar dentro de um ano se a bolsa à prova de umidade com dessecante estiver intacta.
• Embalagem Aberta:Armazenar a ≤30°C e ≤60% UR. Usar dentro de uma semana para refluxo. Para armazenamento mais longo, usar um recipiente selado com dessecante ou um dessecador de nitrogênio. LEDs armazenados fora da embalagem por >1 semana devem ser pré-aquecidos a ~60°C por ≥20 horas antes da soldagem.

6.4 Limpeza

Usar apenas agentes de limpeza especificados. Imergir em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto se a limpeza for necessária. Não usar produtos químicos não especificados.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

• Embalado em fita transportadora relevada de 8mm de largura.
• Fornecido em bobinas de diâmetro de 7 polegadas (178mm).
• Quantidade por Bobina:4000 unidades.
• Quantidade Mínima de Pedido (MOQ):500 unidades para quantidades remanescentes.
• A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481.
• Os compartimentos vazios são selados com fita de cobertura.
• É permitido um máximo de dois componentes faltantes consecutivos por bobina.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED de visão lateral é ideal para aplicações onde a luz precisa ser visível a partir da borda de um dispositivo, como:

• Indicadores de status em eletrônicos de consumo finos (telefones, tablets, laptops).
• Iluminação de fundo para painéis ou símbolos iluminados lateralmente.
• Indicadores de nível em equipamentos de áudio ou instrumentação.
• Luzes indicadoras de uso geral em eletrodomésticos e equipamentos de escritório.

8.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Sempre usar um resistor limitador de corrente em série. Calcule com base na tensão de alimentação (Vs), na tensão direta do LED (VF do bin escolhido) e na corrente direta desejada (IF, não excedendo 30mA CC). Fórmula: R = (Vs - VF) / IF.
• Proteção contra ESD:LEDs são sensíveis à descarga eletrostática (ESD). Manuseie com as devidas precauções ESD (pulseiras aterradas, estações de trabalho aterradas).
• Gerenciamento Térmico:Certifique-se de que o layout da PCB permita a dissipação de calor, especialmente se operar próximo da corrente máxima ou em altas temperaturas ambientes.
• Projeto Óptico:O ângulo de visão de 130 graus proporciona ampla visibilidade. Considere isso no projeto mecânico de guias de luz ou aberturas.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O LTST-S270KGKT se diferencia através de seu material e encapsulamento:

• AlInGaP vs. Outras Tecnologias:Comparado aos LEDs verdes tradicionais de GaP (Fosfeto de Gálio), o AlInGaP oferece eficiência luminosa e brilho significativamente maiores.
• Encapsulamento de Visão Lateral:Diferente dos LEDs de emissão superior, este encapsulamento é projetado especificamente para emitir luz pela lateral, economizando espaço vertical na PCB e permitindo designs estéticos e funcionais únicos.
• Compatibilidade com Refluxo:Sua capacidade de suportar perfis padrão de refluxo SMT o torna adequado para linhas de fabricação modernas de alto volume, juntamente com outros componentes.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Qual valor de resistor devo usar com uma fonte de 5V?
R: Usando VF típico=2,4V e um IF alvo=20mA: R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130 Ohms. Use o valor padrão mais próximo (ex.: 130Ω ou 120Ω). Sempre considere o VF mínimo e máximo do código de bin para cálculos de corrente no pior caso.

P: Posso acionar este LED com um sinal PWM para dimerização?
R: Sim. A classificação de corrente direta de pico de 80mA (pulsada) permite dimerização por PWM. Certifique-se de que a corrente média ao longo do tempo não exceda a classificação de corrente direta contínua de 30mA.

P: Por que existem diferentes códigos de bin e qual devo escolher?
R: Variações de fabricação causam diferenças em VF, intensidade e comprimento de onda. O binning garante consistência dentro de um lote. Para aplicações críticas de cor (ex.: displays com múltiplos LEDs), especifique um bin de comprimento de onda restrito (ex.: D). Para consistência de brilho, especifique um bin de intensidade restrito (ex.: P). Para indicação geral, bins padrão são aceitáveis.

P: É necessário um dissipador de calor?
R: Na dissipação de potência absoluta máxima de 75mW e condições típicas de operação (20mA * ~2,4V = 48mW), um dissipador de calor dedicado geralmente não é necessário para um único LED. No entanto, um bom preenchimento de cobre na PCB pode auxiliar na dissipação de calor, especialmente em ambientes de alta temperatura ou quando vários LEDs estão agrupados.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Caso: Projetando um Indicador de Status para um Dispositivo Portátil
Um projetista está criando um tablet fino com um indicador de energia/carregamento montado na lateral. O LTST-S270KGKT é selecionado por sua propriedade de emissão lateral e baixo perfil.

1. Layout da PCB:O LED é colocado na borda da PCB. O layout de pad sugerido da ficha técnica é usado para garantir soldagem e alinhamento adequados.
2. Projeto do Circuito:O dispositivo usa uma linha de sistema de 3,3V. Um resistor de 47Ω é escolhido ((3,3V - 2,4V)/0,02A ≈ 45Ω) para acionar o LED a aproximadamente 20mA, fornecendo brilho suficiente.
3. Integração Mecânica:Um pequeno guia de luz canaliza a luz da lateral do LED para uma pequena janela na moldura do tablet. O ângulo de visão de 130 graus garante que a luz seja facilmente visível de vários ângulos.
4. Fabricação:Os LEDs, fornecidos em bobinas de fita de 8mm, são colocados automaticamente durante a montagem SMT. A placa passa por um processo padrão de refluxo sem chumbo com temperatura de pico de 250°C, bem dentro do limite de 260°C do LED.
5. Binning:O projetista especifica o Código de Bin 6 para VF (2,1-2,2V) e o Código de Bin N para intensidade (28-45 mcd) para garantir brilho e cor consistentes em todas as unidades de produção sem exigir os bins mais altos (e potencialmente mais caros).

12. Introdução ao Princípio

A emissão de luz neste LED é baseada na eletroluminescência em uma junção p-n semicondutora feita de materiais AlInGaP. Quando uma tensão direta é aplicada, elétrons da região tipo n e lacunas da região tipo p são injetados na região ativa (a junção). Quando esses portadores de carga se recombinam, eles liberam energia na forma de fótons (luz). A composição específica da liga AlInGaP determina a energia da banda proibida do semicondutor, que dita diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida. Neste caso, a composição é ajustada para produzir luz verde com um comprimento de onda de pico em torno de 574 nanômetros. O encapsulamento de visão lateral incorpora uma lente de epóxi moldada que molda a saída de luz, criando o característico ângulo de visão de 130 graus ao refratar e refletir a luz emitida pelo chip.

13. Tendências de Desenvolvimento

A tendência geral em LEDs indicadores como este é direcionada para várias áreas-chave:

• Maior Eficiência:Melhorias contínuas na ciência dos materiais visam produzir mais lúmens por watt (lm/W), reduzindo o consumo de energia para a mesma saída de luz.
• Miniaturização:Há um esforço contínuo para tamanhos de encapsulamento menores, mantendo ou melhorando o desempenho óptico, permitindo layouts de PCB mais densos e produtos finais mais finos.
• Confiabilidade e Robustez Aprimoradas:Melhorias em materiais de encapsulamento e tecnologias de fixação do chip levam a vidas úteis mais longas e melhor desempenho sob condições ambientais adversas (temperatura, umidade).
• Integração:As tendências incluem integrar resistores limitadores de corrente ou até mesmo circuitos integrados driver simples dentro do encapsulamento do LED para simplificar o projeto do circuito para o usuário final.
• Consistência de Cor e Binning:Os processos de fabricação são constantemente refinados para reduzir a variação, levando a especificações de binning mais restritas e menos necessidade de classificação seletiva em aplicações críticas de cor.