Ficha Técnica do LED SMD Bicolor LTST-S326KGJRKT - Visão Lateral - AlInGaP Verde e Vermelho - 30mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas para o LTST-S326KGJRKT, uma lâmpada LED de montagem em superfície (SMD). Este componente é um LED bicolor de visão lateral, que apresenta chips AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) separados para emissão de luz verde e vermelha dentro de um único encapsulamento compacto. Projetado para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB), é ideal para aplicações com restrições de espaço em uma ampla gama de eletrônicos de consumo e industriais.

1.1 Características e Vantagens Principais

O LTST-S326KGJRKT oferece várias vantagens-chave para o design eletrônico moderno:

• Fonte de Duas Cores:Integra chips AlInGaP independentes e ultrabrilhantes para emissão de luz verde e vermelha, controlados por pinos separados (C1 para Vermelho, C2 para Verde).
• Encapsulamento de Visão Lateral:A emissão principal de luz é pela lateral do componente, tornando-o adequado para iluminação de borda, indicação de estado em espaços apertados e aplicações de retroiluminação onde a montagem de cima para baixo não é viável.
• Compatibilidade de Fabricação:O encapsulamento está em conformidade com os padrões EIA e é fornecido em fita de 8mm em bobinas de 7 polegadas, sendo totalmente compatível com equipamentos automáticos de pick-and-place de alta velocidade.
• Processo de Montagem Robusto:Projetado para suportar processos padrão de soldagem por refluxo infravermelho (IR), facilitando uma montagem em superfície confiável.
• Conformidade Ambiental:O dispositivo está em conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Compatibilidade Elétrica:O dispositivo é compatível com CI, permitindo acionamento direto a partir de saídas de microcontrolador ou lógica em muitos casos.

1.2 Aplicações e Mercados-Alvo

Este LED é projetado para versatilidade em equipamentos eletrônicos onde são necessários indicadores confiáveis e compactos. As principais áreas de aplicação incluem:

• Equipamentos de Telecomunicações:Indicadores de estado em telefones sem fio, celulares e hardware de sistemas de rede.
• Computação e Automação de Escritório:Retroiluminação para teclados de notebooks e outros dispositivos portáteis; luzes de estado em periféricos.
• Eletrodomésticos e Produtos de Consumo:Indicadores de energia, modo ou função em uma ampla gama de dispositivos domésticos.
• Equipamentos Industriais:Indicadores de painel, luzes de status de máquinas e feedback de sistemas de controle.
• Displays Especializados:Adequado para micro-displays e como fonte luminosa para iluminação de sinais e símbolos em pequena escala.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

As seções a seguir fornecem uma interpretação objetiva e detalhada dos principais parâmetros elétricos, ópticos e de confiabilidade definidos na ficha técnica.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação nestes ou próximos a estes limites não é recomendada para uso normal. Todas as especificações são definidas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Dissipação de Potência (Pd):75 mW por chip. Esta é a quantidade máxima de potência que pode ser dissipada como calor por cada chip LED. Exceder este valor pode levar a uma temperatura de junção excessiva e degradação acelerada ou falha.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):80 mA, permitida apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms). Isso permite breves períodos de flash de alta intensidade sem superaquecimento.
• Corrente Direta Contínua (I_F):30 mA DC. Esta é a corrente máxima recomendada para operação contínua, equilibrando brilho e confiabilidade de longo prazo.
• Tensão Reversa (V_R):5 V. A aplicação de uma tensão de polarização reversa superior a esta pode causar ruptura e danificar a junção semicondutora.
• Temperatura de Operação e Armazenamento:O dispositivo pode operar de -30°C a +85°C e ser armazenado de -40°C a +85°C. Estas faixas garantem funcionalidade na maioria dos ambientes comerciais e industriais.
• Limite Térmico de Soldagem:O encapsulamento pode suportar uma temperatura de pico de 260°C por até 10 segundos durante o refluxo IR, o que é padrão para processos de montagem sem chumbo.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos sob condições padrão de teste (Ta=25°C, I_F=20mA, salvo indicação em contrário). Eles definem o comportamento esperado do dispositivo em um circuito.

• Intensidade Luminosa (I_V):Uma medida-chave do brilho percebido. Para o chip Verde, o valor típico é 35,0 mcd (milcandelas), com uma faixa de 18,0 mcd (Mín) a 112,0 mcd (Máx). Para o chip Vermelho, o valor típico é maior, 45,0 mcd, com a mesma faixa mín/máx. A ampla faixa torna necessário o sistema de binagem descrito posteriormente.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):130 graus (típico). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor de pico (no eixo). O amplo ângulo de 130° é característico de um LED de visão lateral com lente difusa, fornecendo um padrão de emissão amplo adequado para iluminação de área ou visibilidade de grande ângulo.
• Tensão Direta (V_F):Tipicamente 2,0 V para ambas as cores a 20mA, com um máximo de 2,4 V. Isto é relativamente baixo em comparação com alguns LEDs azuis ou brancos, simplificando o projeto do circuito de acionamento. A consistência da V_Fentre as cores permite valores de resistor limitador de corrente semelhantes se acionadas separadamente.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_P) e Comprimento de Onda Dominante (λ_d):
  • Verde:Pico em 574 nm (Tip.), Dominante em 571 nm (Tip.). Isto o coloca na região do verde puro do espectro.
  • Vermelho:Pico em 639 nm (Tip.), Dominante em 631 nm (Tip.). Este é um vermelho padrão, distinto do vermelho profundo ou laranja-avermelhado.
  O comprimento de onda dominante é a percepção de cor de um único comprimento de onda, derivado do diagrama de cromaticidade CIE.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):Aproximadamente 15 nm para o Verde e 20 nm para o Vermelho. Isto indica a pureza espectral; um valor menor significa uma saída mais monocromática (cor pura).
• Corrente Reversa (I_R):Máximo de 10 µA a uma polarização reversa de 5V, indicando uma junção de alta qualidade com baixa fuga.

3. Explicação do Sistema de Binagem

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados (binados) com base em parâmetros ópticos-chave. O LTST-S326KGJRKT utiliza um sistema de binagem bidimensional.

3.1 Binagem de Intensidade Luminosa (Brilho)

Tanto o chip Verde quanto o Vermelho são binados de forma idêntica para intensidade luminosa a 20mA. O código de bin define uma faixa mínima e máxima de brilho. A tolerância dentro de cada bin é de +/-15%.

• Código de Bin M:18,0 – 28,0 mcd
• Código de Bin N:28,0 – 45,0 mcd (Cobre os valores típicos)
• Código de Bin P:45,0 – 71,0 mcd
• Código de Bin Q:71,0 – 112,0 mcd

Os projetistas devem selecionar o bin apropriado com base no brilho exigido para sua aplicação. Usar um bin superior (ex., P ou Q) garante um brilho mínimo maior, mas pode ter um custo premium.

3.2 Binagem de Matiz (Comprimento de Onda Dominante) para o Verde

Apenas o chip Verde possui uma binagem de matiz (comprimento de onda) especificada para controlar a consistência da cor. A tolerância para cada bin é de +/- 1 nm.

• Código de Bin C:567,5 – 570,5 nm
• Código de Bin D:570,5 – 573,5 nm (Contém o típico 571 nm)
• Código de Bin E:573,5 – 576,5 nm

O comprimento de onda dominante do chip Vermelho é especificado como um valor típico (631 nm) sem uma tabela de binagem formal nesta ficha técnica, implicando um controle de processo mais apertado ou menor sensibilidade à mudança de cor na aplicação.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na ficha técnica (ex., Fig.1, Fig.5), suas implicações gerais são críticas para o projeto.

4.1 Característica Corrente vs. Tensão (I-V)

A tensão direta (V_F) tem um coeficiente de temperatura positivo e também aumenta ligeiramente com a corrente. A V_Ftípica de 2,0V a 20mA é um parâmetro crucial para projetar o circuito limitador de corrente. Um simples resistor em série é frequentemente suficiente: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Os projetistas devem usar a V_Fmáxima (2,4V) para o cálculo de corrente no pior caso, a fim de evitar sobrecarregar o LED.

4.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

A saída de luz (I_V) é aproximadamente proporcional à corrente direta (I_F) na faixa normal de operação. Acionar o LED com menos de 20mA reduzirá o brilho proporcionalmente. Operar acima de 20mA até o máximo de 30mA aumentará o brilho, mas também aumentará a dissipação de potência e a temperatura de junção, o que pode afetar a longevidade e causar um ligeiro deslocamento no comprimento de onda.

4.3 Dependência da Temperatura

Como todos os LEDs, o desempenho dos chips AlInGaP é sensível à temperatura. À medida que a temperatura de junção aumenta:

• A Intensidade Luminosa Diminui:A saída de luz cai. A ficha técnica provavelmente mostra uma curva de derating.
• A Tensão Direta Diminui:Ligeiramente, devido a mudanças na banda proibida do semicondutor.
• Deslocamento do Comprimento de Onda:Tipicamente, o comprimento de onda dominante aumenta (desloca-se para comprimentos de onda mais longos) com a temperatura. Isto é mais pronunciado em LEDs AlInGaP do que em alguns outros tipos. Um gerenciamento térmico adequado na PCB é essencial para a estabilidade da cor em aplicações críticas.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento e Polaridade

O dispositivo utiliza um footprint SMD padrão. A atribuição dos pinos é claramente definida: Cátodo 1 (C1) é para o chip Vermelho, e Cátodo 2 (C2) é para o chip Verde. Os ânodos são provavelmente comuns ou internamente conectados conforme o desenho do encapsulamento, que deve ser consultado para o layout exato. Todas as dimensões críticas são fornecidas em milímetros com uma tolerância padrão de ±0,1 mm, garantindo posicionamento e soldagem confiáveis.

5.2 Projeto Recomendado de Pads na PCB

A ficha técnica inclui um padrão de land (layout dos pads de solda) sugerido para a PCB. Seguir este projeto é crucial para obter uma junta de solda confiável, alinhamento adequado e gerenciar a dissipação de calor durante o refluxo. O projeto do pad leva em conta a formação do filete de solda e evita o tombamento (levantamento de uma extremidade durante o refluxo).

6. Guia de Soldagem, Montagem e Manuseio

6.1 Parâmetros de Soldagem por Refluxo IR

Para montagem sem chumbo, o seguinte perfil de refluxo é recomendado:

• Pré-aquecimento:150–200°C
• Tempo de Pré-aquecimento:Máximo de 120 segundos.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C nos terminais do componente.
• Tempo Acima do Líquidus:O componente deve ser exposto à temperatura de pico por no máximo 10 segundos. O refluxo deve ser realizado no máximo duas vezes.

Este perfil está alinhado com os padrões JEDEC e garante que a integridade do encapsulamento seja mantida enquanto forma juntas de solda confiáveis.

6.2 Soldagem Manual (Se Necessária)

Se um retrabalho manual for necessário, use um ferro de soldar com temperatura não superior a 300°C. O tempo de contato com o pad de solda deve ser limitado a no máximo 3 segundos para uma única operação. Calor ou tempo excessivo pode danificar o encapsulamento plástico ou as ligações internas.

6.3 Limpeza

Se a limpeza pós-soldagem for necessária, use apenas solventes especificados. Imersão do LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto é aceitável. Produtos químicos não especificados ou agressivos podem danificar o material da lente ou a resina epóxi do encapsulamento.

6.4 Armazenamento e Sensibilidade à Umidade

Os LEDs são embalados em um saco à prova de umidade com dessecante. Neste estado selado, devem ser armazenados a ≤30°C e ≤90% de UR e usados dentro de um ano. Uma vez que a embalagem original é aberta, os dispositivos são classificados no Nível de Sensibilidade à Umidade 3 (MSL3). Isto significa que devem ser submetidos à soldagem por refluxo IR dentro de uma semana após exposição às condições ambientes da fábrica (≤30°C/60% UR). Para armazenamento mais longo após a abertura, devem ser armazenados em um recipiente selado com dessecante ou em ambiente de nitrogênio. Dispositivos expostos por mais de uma semana requerem uma secagem a 60°C por pelo menos 20 horas antes da soldagem para remover a umidade absorvida e prevenir o \"efeito pipoca\" (rachadura do encapsulamento devido à pressão de vapor durante o refluxo).

6.5 Precauções contra Descarga Eletrostática (ESD)

LEDs AlInGaP são sensíveis à descarga eletrostática. Controles adequados de ESD devem estar em vigor durante o manuseio e montagem. Isto inclui o uso de pulseiras aterradas, tapetes antiestáticos e garantir que todo o equipamento esteja devidamente aterrado. A ESD pode causar falha imediata ou dano latente que encurta a vida útil do dispositivo.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações da Fita e Bobina

Os componentes são fornecidos para montagem automatizada em fita transportadora relevada enrolada em bobinas de 7 polegadas (178 mm) de diâmetro.

• Largura da Fita:8 mm.
• Quantidade por Bobina:3000 unidades.
• Quantidade Mínima de Pedido (MOQ):500 unidades para quantidades remanescentes.
• Cobertura dos Bolsos:Bolsos vazios são selados com fita de cobertura.
• Componentes Faltantes:Um máximo de dois LEDs faltantes consecutivos é permitido de acordo com o padrão de embalagem.

A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481, garantindo compatibilidade com alimentadores de fita padrão em máquinas de colocação.

8. Considerações de Projeto de Aplicação

8.1 Projeto do Circuito de Acionamento

Como as duas cores têm cátodos independentes, elas podem ser acionadas separadamente. Uma fonte de corrente constante simples ou um resistor limitador de corrente é suficiente para cada canal. Dada a V_Fsemelhante, o mesmo valor de resistor pode frequentemente ser usado para ambas as cores se acionadas a partir da mesma linha de tensão, embora cálculos separados sejam recomendados para precisão. Para multiplexação ou dimerização por PWM, certifique-se de que a corrente de acionamento e as velocidades de comutação estejam dentro das especificações do dispositivo.

8.2 Gerenciamento Térmico

Embora a dissipação de potência seja baixa (75 mW máx. por chip), um gerenciamento térmico eficaz na PCB ainda é importante para manter uma saída óptica estável e confiabilidade de longo prazo, especialmente em altas temperaturas ambientes ou quando acionado na corrente contínua máxima. Certifique-se de que os pads da PCB tenham alívio térmico adequado ou conexão com um plano de cobre para dissipar calor.

8.3 Integração Óptica

A natureza de visão lateral deste LED requer um projeto mecânico cuidadoso. Guias de luz, refletores ou difusores podem ser necessários para direcionar a luz para a área de visualização desejada ou para criar uma retroiluminação uniforme. O amplo ângulo de visão de 130 graus ajuda a iluminar áreas maiores sem pontos quentes.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O LTST-S326KGJRKT se diferencia no mercado através de sua combinação específica de características:

• vs. LEDs de Visão Lateral de Cor Única:Oferece funcionalidade dupla na mesma área de montagem, economizando espaço na PCB e tempo de montagem em comparação com a montagem de dois LEDs de cor única separados.
• vs. LEDs Bicolor de Visão Superior:A característica de emissão lateral é seu principal diferencial, permitindo projetos mecânicos únicos onde a luz deve ser emitida paralelamente à superfície da PCB.
• vs. Outras Tecnologias Bicolor:O uso da tecnologia AlInGaP para ambas as cores proporciona alta eficiência e boa saturação de cor para o vermelho e verde, em comparação com tecnologias mais antigas como GaP.
• vs. LEDs RGB:Este é um dispositivo de duas cores primárias (vermelho/verde). Não pode produzir luz azul ou branca. É escolhido para aplicações que especificamente requerem apenas indicadores vermelho e verde (ex., sinalização de energia/status, sinais de aviso/ok).

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P1: Posso acionar os LEDs vermelho e verde simultaneamente para criar amarelo/laranja?

R: Sim, ao ligar ambos os chips ao mesmo tempo, a saída de luz combinada será percebida como uma cor amarela ou amarelo-alaranjada, dependendo da intensidade relativa de cada chip. O matiz exato pode ser ajustado alterando a proporção de corrente entre os dois canais.

P2: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?

R: O Comprimento de Onda de Pico (λ_P) é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é mais alta. O Comprimento de Onda Dominante (λ_d) é derivado das coordenadas de cor CIE e representa o comprimento de onda único de uma luz monocromática que pareceria ter a mesma cor. O λ_dé mais relevante para a especificação de cor nas aplicações.

P3: Por que existe um sistema de binagem e como especifico qual bin preciso?

R: O sistema de binagem considera as variações naturais na fabricação de semicondutores. Ele permite que os clientes selecionem LEDs que atendam a requisitos específicos de brilho e consistência de cor para seu produto. Você deve especificar o Código de Bin de Intensidade desejado (ex., \"N\") e, para o verde, o Código de Bin de Matiz (ex., \"D\") ao fazer o pedido, para garantir o recebimento de peças dentro dessas janelas de desempenho.

P4: É necessário um dissipador de calor para este LED?

R: Sob condições normais de operação (I_F≤ 30mA, Ta ≤ 85°C), um dissipador de calor dedicado normalmente não é necessário. No entanto, um bom projeto térmico da PCB—como usar pads e trilhas de cobre adequados—é recomendado para manter a temperatura de junção o mais baixa possível, o que maximiza a saída de luz e a vida útil.

11. Exemplos Práticos de Aplicação

Exemplo 1: Indicador de Status em Dispositivo Portátil:Em um dispositivo médico portátil, o LED pode ser montado na borda da PCB principal. O verde pode indicar \"Pronto/Ligado\", o vermelho pode indicar \"Erro/Bateria Fraca\", e ambos ligados simultaneamente podem indicar \"Em Espera/Carregando\". A emissão lateral permite que a luz seja visível através de uma fenda fina no invólucro do dispositivo.

Exemplo 2: Retroiluminação de Painel de Controle Industrial:Uma matriz desses LEDs pode ser colocada ao lado de um painel de interruptores de membrana translúcido. A luz lateral acopla-se ao material do painel, fornecendo uma retroiluminação uniforme e sem brilho para etiquetas ou símbolos. As duas cores podem diferenciar modos operacionais (ex., verde para automático, vermelho para manual).

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

O LTST-S326KGJRKT utiliza o material semicondutor Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) para seus chips emissores de luz. O AlInGaP é um semicondutor composto III-V de banda proibida direta. Ao controlar precisamente as proporções de alumínio, índio e gálio, a energia da banda proibida do material pode ser ajustada. Quando polarizado diretamente, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa do chip, liberando energia na forma de fótons. O comprimento de onda (cor) desses fótons é determinado pela energia da banda proibida: uma banda proibida maior produz comprimentos de onda mais curtos (verde), e uma banda proibida ligeiramente menor produz comprimentos de onda mais longos (vermelho). O dispositivo contém dois desses chips, fabricados com composições de material diferentes, alojados em um encapsulamento plástico refletivo com uma lente difusa que molda a saída de luz em um padrão amplo de emissão lateral.

13. Tendências e Contexto da Indústria

O desenvolvimento de LEDs SMD de visão lateral como este é impulsionado pela contínua miniaturização dos dispositivos eletrônicos e pela demanda por interfaces de usuário mais sofisticadas em fatores de forma menores. As tendências que influenciam este segmento de produto incluem:

• Maior Integração:Transição de múltiplos indicadores discretos para encapsulamentos multi-chip e multi-cor para economizar espaço e simplificar a montagem.
• Maior Eficiência:Melhoria contínua nas técnicas de crescimento epitaxial de AlInGaP e InGaN (para azul/verde) leva a uma maior eficácia luminosa (mais saída de luz por watt elétrico).
• Demanda por Consistência de Cor:Especificações de binagem mais apertadas e testes avançados em nível de wafer estão se tornando mais comuns para atender às necessidades de aplicações onde a correspondência de cores é crítica, como em matrizes de múltiplos LEDs ou sinalização.
• Robustez para Ambientes Severos:Aprimoramentos em materiais de encapsulamento e técnicas de vedação melhoram a confiabilidade contra umidade, ciclagem térmica e exposição química, expandindo o uso para aplicações automotivas e externas.

O LTST-S326KGJRKT representa uma solução madura e bem caracterizada neste cenário em evolução, oferecendo uma combinação confiável de funcionalidade bicolor, emissão lateral e fabricabilidade.