Folha de Dados do LED SMD LTST-S115KGKFKT-5A - LED Bicolor de Visão Lateral (Verde/Laranja) - 5mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas para o LTST-S115KGKFKT-5A, um Diodo Emissor de Luz (LED) de Montagem Superficial (SMD) bicolor e de visão lateral. Este componente integra dois chips semicondutores distintos num único encapsulamento: um que emite luz verde e outro que emite luz laranja. Foi concebido para aplicações que requerem luzes indicadoras ou retroiluminação compactas, fiáveis e brilhantes, onde o espaço é limitado e são necessários múltiplos estados de cor a partir de uma única localização do componente.

O LED utiliza tecnologia semicondutora avançada de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) para ambos os chips, conhecida por produzir elevada eficiência luminosa e excelente pureza de cor. O dispositivo está alojado num encapsulamento padrão conforme a norma EIA, tornando-o compatível com equipamentos automáticos de montagem pick-and-place e com os processos padrão de soldadura por refluxo infravermelho (IR) utilizados na fabricação eletrónica de alto volume. O produto está em conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), classificando-o como um produto ecológico.

2. Valores Máximos Absolutos

Os valores máximos absolutos definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Estes valores são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C e são idênticos para os chips verde e laranja dentro do encapsulamento.

• Dissipação de Potência (Pd):Máximo de 75 mW por chip. Exceder este limite pode levar a sobreaquecimento e falha catastrófica.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):Máximo de 80 mA. Este valor aplica-se em condições de pulso com um ciclo de trabalho de 1/10 e uma largura de pulso de 0,1 ms. Não deve ser utilizado para operação contínua em CC.
• Corrente Direta Contínua (I_F):Máximo de 30 mA para operação contínua. Esta é a corrente máxima recomendada para um desempenho fiável a longo prazo.
• Gama de Temperatura de Operação:-30°C a +85°C. O dispositivo foi concebido para funcionar dentro desta gama de temperatura ambiente.
• Gama de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +85°C. O dispositivo pode ser armazenado sem degradação dentro destes limites.
• Condição de Soldadura por Infravermelhos:O encapsulamento pode suportar uma temperatura de pico de 260°C durante um máximo de 10 segundos durante a soldadura por refluxo, o que é típico para processos de montagem sem chumbo (Pb-free).

3. Características Elétricas e Ópticas

Os parâmetros seguintes são medidos a Ta=25°C com uma corrente direta (I_F) de 5 mA, salvo indicação em contrário. Estes representam o desempenho típico do dispositivo.

3.1 Intensidade Luminosa e Ângulo de Visão

• Intensidade Luminosa do Chip Verde (I_V):Mínimo 9,0 mcd, valor típico não especificado, máximo 22,4 mcd.
• Intensidade Luminosa do Chip Laranja (I_V):Mínimo 11,2 mcd, valor típico não especificado, máximo 28,0 mcd.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):120 graus (típico) para ambas as cores. O ângulo de visão é definido como o ângulo total no qual a intensidade luminosa é metade da intensidade medida no eixo central (0°). Este amplo ângulo de visão é característico dos encapsulamentos de LED de visão lateral.

3.2 Características Espectrais

• Comprimento de Onda de Pico do Chip Verde (λ_P):575 nm (típico).
• Comprimento de Onda de Pico do Chip Laranja (λ_P):611 nm (típico).
• Comprimento de Onda Dominante do Chip Verde (λ_d):Varia de 567,5 nm (mín) a 576,5 nm (máx) a I_F=5mA. O comprimento de onda dominante é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano que define a cor.
• Comprimento de Onda Dominante do Chip Laranja (λ_d):Varia de 600,5 nm (mín) a 612,5 nm (máx) a I_F=5mA.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):Aproximadamente 20 nm (típico) para o verde e 17 nm (típico) para o laranja. Este parâmetro indica a pureza espectral da luz emitida.

3.3 Parâmetros Elétricos

• Tensão Direta (V_F):Para ambos os chips verde e laranja, V_Fvaria de 1,7 V (mínimo) a 2,4 V (máximo) a I_F=5mA.
• Corrente Inversa (I_R):Máximo de 10 μA para ambos os chips quando é aplicada uma tensão inversa (V_R) de 5V.Nota Importante:Este LED não foi concebido para operar sob polarização inversa. O teste de I_Ré apenas para caracterização; aplicar tensão inversa no circuito pode danificar o dispositivo.

4. Explicação do Sistema de Binagem

Para garantir consistência no brilho e na cor, os LEDs são classificados em bins com base na intensidade luminosa e no comprimento de onda dominante medidos. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de aplicação para uniformidade.

4.1 Binagem de Intensidade Luminosa

Chip Verde:Binado a I_F=5mA.

- Código de Bin KL: 9,0 mcd (Mín) a 14,0 mcd (Máx).

- Código de Bin LM: 14,0 mcd (Mín) a 22,4 mcd (Máx).

Tolerância dentro de cada bin de intensidade é +/-15%.

Chip Laranja:Binado a I_F=5mA.

- Código de Bin L: 11,2 mcd (Mín) a 18,0 mcd (Máx).

- Código de Bin M: 18,0 mcd (Mín) a 28,0 mcd (Máx).

Tolerância dentro de cada bin de intensidade é +/-15%.

4.2 Binagem de Comprimento de Onda Dominante

Chip Verde:Binado a I_F=5mA.

- Código de Bin C: 567,5 nm a 570,5 nm.

- Código de Bin D: 570,5 nm a 573,5 nm.

- Código de Bin E: 573,5 nm a 576,5 nm.

Tolerância para cada bin de comprimento de onda é +/- 1 nm.

Chip Laranja:Binado a I_F=5mA.

- Código de Bin P: 600,5 nm a 603,5 nm.

- Código de Bin Q: 603,5 nm a 606,5 nm.

- Código de Bin R: 606,5 nm a 609,5 nm.

- Código de Bin S: 609,5 nm a 612,5 nm.

Tolerância para cada bin de comprimento de onda é +/- 1 nm.

5. Análise das Curvas de Desempenho

A folha de dados referencia curvas de desempenho típicas que são essenciais para compreender o comportamento do dispositivo em diferentes condições. Embora os gráficos específicos não sejam reproduzidos em texto, as suas implicações são críticas para o projeto.

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):Esta curva mostra a relação entre a corrente que flui através do LED e a queda de tensão nos seus terminais. É não linear, típica de um díodo. Os projetistas usam-na para determinar o valor apropriado da resistência limitadora de corrente para uma determinada tensão de alimentação, de modo a alcançar a corrente de operação desejada (por exemplo, 5mA ou até 30mA CC).
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Este gráfico ilustra como a saída de luz aumenta com a corrente. Geralmente é linear dentro da gama de operação recomendada, mas satura a correntes muito elevadas. Ajuda na seleção da corrente de acionamento para o brilho necessário.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:A saída de luz dos LEDs diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Esta curva é vital para aplicações que operam em ambientes de temperatura elevada, para garantir que o brilho suficiente é mantido.
• Distribuição Espectral:Estas curvas traçam a potência radiante relativa em função do comprimento de onda, mostrando os comprimentos de onda de pico e dominante e a largura a meia altura espectral, confirmando a pureza da cor.

6. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

6.1 Dimensões do Encapsulamento e Atribuição de Pinos

O dispositivo utiliza uma impressão padrão de encapsulamento EIA. O desenho dimensional específico fornece medidas críticas para o projeto do padrão de solda na PCB (Placa de Circuito Impresso). A atribuição dos pinos é a seguinte: O cátodo do chip Laranja está ligado ao Pino C1, e o cátodo do chip Verde está ligado ao Pino C2. O ânodo comum é tipicamente o(s) outro(s) pino(s) conforme definido no desenho. A polaridade correta deve ser observada durante a montagem.

6.2 Layout Sugerido para as Pastilhas de Solda

É fornecida uma impressão recomendada para as pastilhas de solda, para garantir a formação fiável das juntas de solda durante o refluxo. Respeitar estas dimensões ajuda a prevenir o efeito "tombstoning" (o componente ficar em pé numa extremidade) e garante a molhagem adequada e resistência mecânica.

7. Diretrizes de Soldadura e Montagem

7.1 Perfil de Soldadura por Refluxo

É fornecido um perfil de refluxo IR sugerido detalhado para processos de montagem sem chumbo. Os parâmetros-chave incluem:

- Zona de Pré-aquecimento:Rampa até 150-200°C.

- Tempo de Estabilização/Pré-aquecimento:Máximo de 120 segundos.

- Temperatura de Pico:Máximo de 260°C.

- Tempo Acima do Líquidus (TAL):O tempo dentro de 5°C da temperatura de pico deve ser limitado, tipicamente a um máximo de 10 segundos, conforme o valor máximo absoluto.

Nota Crítica:A folha de dados afirma explicitamente que perfis de soldadura com temperaturas de pico abaixo de 245°C podem ser insuficientes, a menos que a PCB tenha um revestimento de estanho, destacando a necessidade de energia térmica adequada para a formação correta das juntas de solda com solda sem chumbo.

7.2 Soldadura Manual

Se for necessária soldadura manual, esta deve ser realizada com um ferro de soldar com controlo de temperatura.

- Temperatura do Ferro:Máximo 300°C.

- Tempo de Soldadura:Máximo 3 segundos por junta.

- Frequência:Isto deve ser realizado apenas uma vez para evitar danos por stress térmico no encapsulamento do LED ou nas ligações internas.

7.3 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldadura, apenas devem ser utilizados solventes especificados. A folha de dados recomenda imergir o LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente normal por menos de um minuto. O uso de produtos químicos não especificados pode danificar a lente de plástico ou o material do encapsulamento.

8. Embalagem e Manuseamento

8.1 Especificações da Fita e da Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora padrão da indústria de 8mm em bobinas de diâmetro de 7 polegadas (178mm). Esta embalagem é compatível com equipamentos automáticos de montagem SMD.

- Quantidade por Bobina:3000 unidades.

- Quantidade Mínima de Embalagem:500 unidades para quantidades remanescentes.

- A embalagem segue as especificações ANSI/EIA-481. Os compartimentos vazios na fita são selados com uma fita de cobertura.

8.2 Condições de Armazenamento

O armazenamento adequado é crucial para manter a soldabilidade e o desempenho.

- Embalagem Selada:Armazenar a ≤30°C e ≤90% de Humidade Relativa (HR). Os componentes são utilizáveis durante um ano a partir da data de código quando armazenados na bolsa de barreira à humidade original com dessecante.

- Embalagem Aberta:Se a bolsa de barreira à humidade for aberta, o ambiente de armazenamento não deve exceder 30°C / 60% HR. Os componentes devem ser submetidos à soldadura por refluxo IR dentro de uma semana após a exposição. Para exposições mais longas, recomenda-se a cozedura a aproximadamente 60°C durante pelo menos 20 horas antes da montagem, para remover a humidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" (fissuração do encapsulamento durante o refluxo).

8.3 Precauções contra Descarga Eletrostática (ESD)

Os LEDs AlInGaP são sensíveis à descarga eletrostática. Devem ser tomadas precauções no manuseamento:

- Utilizar pulseiras de aterramento ou luvas antiestáticas.

- Garantir que todos os postos de trabalho, ferramentas e equipamentos estão devidamente aterrados.

- Transportar e armazenar os componentes em embalagem segura contra ESD.

9. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

Aplicações Típicas:Este LED bicolor de emissão lateral é ideal para aplicações com espaço limitado onde é necessária indicação de estado. Exemplos incluem:

- Indicadores de estado montados em painéis de eletrónica de consumo, equipamentos de rede ou controlos industriais.

- Retroiluminação para símbolos ou ícones em painéis frontais, onde a luz precisa de ser direcionada paralelamente à PCB.

- Indicadores de múltiplos estados (por exemplo, verde para "ligado/pronto", laranja para "standby/aviso") utilizando uma única impressão de componente.

Considerações de Projeto:

1. Limitação de Corrente:Utilizar sempre uma resistência em série para limitar a corrente direta ao valor desejado (por exemplo, 5mA para brilho padrão, até 30mA para o máximo). Calcular o valor da resistência usando R = (V_{alimentação}- V_F) / I_F, utilizando o V_Fmáximo da folha de dados para um projeto conservador.

2. Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa, garantir que o layout da PCB não retenha calor em torno do LED, especialmente se for acionado próximo da corrente CC máxima. Uma área de cobre adequada pode ajudar a dissipar o calor.

3. Circuito de Acionamento:Os dois chips têm cátodos separados (C1, C2) e um ânodo comum. Podem ser acionados independentemente ligando o ânodo comum a uma alimentação positiva e drenando corrente através dos respetivos pinos de cátodo via transístores ou pinos GPIO de microcontrolador configurados como sumidouros de corrente.

4. Projeto Óptico:O padrão de emissão lateral de 120 graus é útil para visibilidade de ângulo amplo. Considerar o posicionamento em relação a tubos de luz ou difusores para alcançar o efeito visual desejado.

10. Comparação e Diferenciação Técnica

As características diferenciadoras principais deste LED são a suacapacidade bicolor num encapsulamento de visão laterale o uso datecnologia AlInGaP.

• vs. LEDs de Visão Lateral Monocromáticos:Este dispositivo economiza espaço na PCB e custo de montagem ao substituir dois LEDs monocromáticos separados por um único componente, simplificando a lista de materiais e o layout.
• AlInGaP vs. Outras Tecnologias:Comparado com os LEDs tradicionais de GaP (Fosfeto de Gálio), o AlInGaP oferece uma eficiência luminosa significativamente maior, resultando numa saída mais brilhante à mesma corrente de acionamento. Também proporciona saturação de cor e estabilidade superiores em relação à temperatura e ao longo da vida útil, comparado com algumas tecnologias mais antigas.
• Compatibilidade do Encapsulamento:A impressão padrão EIA garante compatibilidade imediata com muitos projetos existentes e linhas de montagem automática, reduzindo o esforço de qualificação.

11. Perguntas Frequentes (FAQ)

P1: Posso acionar os chips verde e laranja simultaneamente?

R1: Sim, mas deve garantir que a dissipação total de potência não excede os limites do encapsulamento. Se acionar ambos à sua corrente CC máxima (30mA cada) com um V_Ftípico de ~2,0V, a potência seria de ~120mW, excedendo a classificação de 75mW por chip. Portanto, não é recomendada a operação simultânea a corrente máxima. Para uso simultâneo, reduzir a corrente para manter a potência total dentro de limites seguros.

P2: Qual é a diferença entre comprimento de onda de pico e comprimento de onda dominante?

R2: O comprimento de onda de pico (λ_P) é o comprimento de onda no qual o espectro de emissão tem a sua intensidade máxima. O comprimento de onda dominante (λ_d) é o comprimento de onda único que o olho humano percebe como a cor da luz, calculado a partir das coordenadas de cromaticidade CIE. O λ_dé frequentemente mais relevante para a especificação de cor em aplicações.

P3: Por que é importante a classificação da corrente inversa se não devo aplicar tensão inversa?

R3: A classificação I_Ré um parâmetro de teste de qualidade e de fuga para o fabricante. No seu circuito, deve proteger o LED de tensão inversa acidental, que pode ocorrer durante a ligação a quente ou em certas configurações de circuito. É essencial usar um díodo em série ou garantir a polaridade correta.

P4: Como interpreto os códigos de bin ao encomendar?

R4: O número de peça LTST-S115KGKFKT-5A inclui códigos de bin específicos (por exemplo, KG para intensidade/comprimento de onda do verde, KF para o laranja). Consulte a lista detalhada de códigos de bin do fabricante ou especifique o brilho necessário (por exemplo, bin LM para verde mais brilhante) e a cor (por exemplo, bin D para um tom específico de verde) ao encomendar, para garantir que recebe peças que correspondem aos seus requisitos de uniformidade.

12. Princípios de Operação

A emissão de luz neste LED baseia-se na eletroluminescência em materiais semicondutores de AlInGaP. Quando é aplicada uma tensão direta que excede a tensão de limiar do díodo (aproximadamente 1,7-2,4V), os eletrões e as lacunas são injetados na região ativa do chip semicondutor a partir das camadas tipo-n e tipo-p, respetivamente. Estes portadores de carga recombinam-se, libertando energia na forma de fotões (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz emitida é determinado pela energia da banda proibida da composição da liga de AlInGaP, que é cuidadosamente projetada durante a fabricação do chip para produzir luz verde (~575 nm) e laranja (~611 nm). O encapsulamento de visão lateral incorpora uma lente moldada que modela a luz emitida num padrão de visão amplo de 120 graus, direcionando-a paralelamente ao plano de montagem da PCB.