Folha de Dados do LED SMD LTST-S225KRTGKT-Q - Dupla Cor (Vermelho/Verde) de Emissão Lateral - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED SMD (Dispositivo de Montagem em Superfície) compacto, de dupla cor e com emissão lateral. Este componente foi projetado para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB), sendo ideal para aplicações onde o espaço é limitado. O dispositivo integra dois chips semicondutores distintos num único encapsulamento: um chip de AlInGaP para emissão vermelha e um chip de InGaN para emissão verde. Esta configuração permite a indicação de duas cores a partir de uma única e minúscula pegada no PCB.

1.1 Características

• Conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Design de emissão lateral de dupla cor (Vermelho e Verde).
• Terminais com estanhamento para melhor soldabilidade.
• Utiliza tecnologia de chips de alta eficiência AlInGaP (para vermelho) e InGaN (para verde).
• Embalado em fita de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro para montagem automatizada pick-and-place.
• Contorno do encapsulamento conforme padrão EIA (Electronic Industries Alliance).
• Compatível com lógica de entrada.
• Projetado para compatibilidade com equipamentos de colocação automatizada.
• Adequado para processos de soldagem por refluxo infravermelho (IR).

1.2 Aplicações

O componente é adequado para uma ampla gama de equipamentos eletrónicos que necessitam de indicação de estado compacta e fiável ou retroiluminação. As áreas de aplicação típicas incluem:

• Dispositivos de telecomunicações (ex.: telemóveis, equipamentos de rede).
• Equipamentos de automação de escritório e eletrodomésticos.
• Painéis e equipamentos de controlo industrial.
• Retroiluminação de teclados.
• Indicadores de estado e de alimentação.
• Micro-displays e iluminação de ícones.
• Sinalização e luminárias simbólicas.

2. Dimensões do Encapsulamento e Pinagem

O LED é alojado num encapsulamento para montagem em superfície. Os desenhos mecânicos específicos que definem comprimento, largura, altura e posições dos terminais são fornecidos na folha de dados. Todas as dimensões são especificadas em milímetros (mm) com uma tolerância padrão de ±0,1 mm, salvo indicação em contrário.

Atribuição dos Pinos:

• Pinos 1 e 2: Ânodo e Cátodo para o chip LED Verde (InGaN).
• Pinos 3 e 4: Ânodo e Cátodo para o chip LED Vermelho (AlInGaP).

3. Classificações e Características

Todas as especificações são definidas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C, salvo indicação em contrário.

3.1 Classificações Absolutas Máximas

Tensões ou correntes além destes limites podem causar danos permanentes ao dispositivo.

• Dissipação de Potência (Pd):Vermelho: 50 mW, Verde: 38 mW.
• Corrente Direta de Pico (I_F(pico)):40 mA para ambas as cores (pulsada com ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms).
• Corrente Direta Contínua (I_F):Vermelho: 20 mA, Verde: 10 mA.
• Gama de Temperatura de Operação (T_opr):-20°C a +80°C.
• Gama de Temperatura de Armazenamento (T_stg):-30°C a +85°C.
• Temperatura de Soldagem:Suporta 260°C durante 10 segundos (processo sem chumbo).

3.2 Características Eletro-Óticas (a I_F= 5mA)

Estes são os parâmetros de desempenho típicos em condições de teste padrão.

• Intensidade Luminosa (I_V):
  • Vermelho: Mínimo 11,2 mcd, Típico -, Máximo 28,0 mcd.
  • Verde: Mínimo 56,0 mcd, Típico -, Máximo 140,0 mcd.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):Tipicamente 130 graus (o ângulo onde a intensidade é metade do valor no eixo).
• Comprimento de Onda de Pico (λ_P):Vermelho: 639,0 nm, Verde: 525,0 nm.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):
  • Vermelho: Mín. 617,0 nm, Máx. 633,0 nm.
  • Verde: Mín. 520,0 nm, Máx. 535,0 nm.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):Vermelho: 20,0 nm, Verde: 35,0 nm.
• Tensão Direta (V_F):
  • Vermelho: Mín. 1,6V, Máx. 2,3V.
  • Verde: Mín. 2,6V, Máx. 3,5V.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo 10 µA para ambos a V_R= 5V (apenas para fins de teste; o dispositivo não é para operação reversa).

4. Sistema de Binagem

Para garantir a consistência de cor e brilho, os LEDs são classificados em bins com base no desempenho medido.

4.1 Binagem de Intensidade Luminosa (Brilho)

• Vermelho:Bins L (11,2-18,0 mcd) e M (18,0-28,0 mcd). Tolerância por bin é de ±15%.
• Verde:Bins P2 (56,0-71,0 mcd), Q1 (71,0-90,0 mcd), Q2 (90,0-112,0 mcd), R1 (112,0-140,0 mcd). Tolerância por bin é de ±15%.

4.2 Binagem de Matiz (Comprimento de Onda Dominante)

• Apenas Verde:Bins AP (520-525 nm), AQ (525-530 nm), AR (530-535 nm). Tolerância por bin é de ±1 nm.

5. Curvas de Desempenho e Dados Gráficos

A folha de dados inclui curvas características típicas para auxiliar na análise de projeto. Estas representações gráficas ajudam os engenheiros a compreender o comportamento do dispositivo em condições variáveis. Embora os pontos de dados específicos das curvas não sejam listados em texto, os projetistas devem consultar as figuras fornecidas para detalhes sobre:

• A relação entre a corrente direta (I_F) e a tensão direta (V_F) para os chips vermelho e verde.
• A relação entre a corrente direta (I_F) e a intensidade luminosa relativa para ambas as cores.
• O efeito da temperatura ambiente na intensidade luminosa relativa.
• As curvas de distribuição espectral de potência (SPD) que mostram o perfil de emissão dos chips vermelho e verde.

6. Guia de Montagem e Manuseio

6.1 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldagem ou manuseio, utilize apenas os solventes especificados. Mergulhe o LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto. Não utilize produtos químicos de limpeza não especificados, pois podem danificar o material do encapsulamento.

6.2 Layout dos Terminais no PCB e Soldagem

As dimensões recomendadas do padrão de terminais (pegada) para os terminais do PCB são fornecidas para garantir a formação adequada da junta de solda e estabilidade mecânica. A folha de dados inclui um diagrama que mostra a orientação ideal para soldagem e a geometria recomendada dos terminais para facilitar uma boa molhagem da solda e evitar o efeito "tombstoning".

6.3 Embalagem: Fita e Bobina

Os componentes são fornecidos numa fita transportadora relevada de 8mm de largura, enrolada numa bobina padrão de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. Esta embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481. Os detalhes principais incluem:

• Passo e dimensões dos compartimentos para alojamento do componente.
• Diâmetro do núcleo da bobina, diâmetro do flange e largura.
• Quantidade padrão: 4000 peças por bobina completa.
• Quantidade mínima de encomenda para remanescentes: 500 peças.
• É permitido um máximo de dois compartimentos vazios consecutivos.

7. Precauções e Notas de Utilização Importantes

7.1 Âmbito de Aplicação

Este LED foi projetado para equipamentos eletrónicos comerciais e industriais padrão. Não se destina a ser utilizado em aplicações críticas para a segurança ou de alta confiabilidade, onde uma falha possa ameaçar diretamente a vida ou a saúde (ex.: aviação, suporte de vida médico, controlo de transportes). Para tais aplicações, é necessária consulta ao fabricante.

7.2 Condições de Armazenamento

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

• Embalagem Selada:Armazenar a ≤ 30°C e ≤ 90% de Humidade Relativa (HR). Utilizar dentro de um ano a partir da data de fabrico.
• Embalagem Aberta:Os componentes são sensíveis à humidade (MSL 3). Armazenar a ≤ 30°C e ≤ 60% HR. Recomenda-se completar a soldagem por refluxo IR dentro de uma semana após a abertura do saco de barreira à humidade. Para armazenamento além de uma semana, secar a 60°C durante pelo menos 20 horas antes da soldagem, ou armazenar num recipiente selado com dessecante ou numa atmosfera de azoto.

7.3 Recomendações de Soldagem

Cumpra as seguintes condições para evitar danos térmicos:

• Soldagem por Refluxo (Recomendada):
  • Pré-aquecimento: 150-200°C por um máximo de 120 segundos.
  • Temperatura de Pico: Máximo 260°C.
  • Tempo acima de 260°C: Máximo 10 segundos. O refluxo deve ser realizado no máximo duas vezes.
• Soldagem Manual (Ferro):
  • Temperatura da Ponta do Ferro: Máximo 300°C.
  • Tempo de Soldagem: Máximo 3 segundos por junta. Limitar a um ciclo de soldagem.

Nota sobre Perfis de Refluxo:O perfil de temperatura ideal depende do projeto específico do PCB, dos componentes, da pasta de solda e do forno. O perfil deve ser caracterizado para a montagem específica. A folha de dados referencia um perfil de exemplo baseado nas normas JEDEC.

7.4 Sensibilidade à Descarga Eletrostática (ESD)

Os LEDs são suscetíveis a danos por descarga eletrostática (ESD) e sobretensões elétricas. Sempre siga os procedimentos adequados de controlo de ESD durante o manuseio e montagem:

• Utilize uma pulseira de aterramento ou luvas antiestáticas.
• Certifique-se de que todas as estações de trabalho, equipamentos e ferramentas estão devidamente aterrados.
• Manuseie os dispositivos numa área protegida contra ESD.

8. Considerações de Projeto e Notas de Aplicação

8.1 Limitação de Corrente

Opere sempre o LED com um resistor limitador de corrente em série ou um driver de corrente constante. O valor do resistor (R) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Utilize o V_Fmáximo da folha de dados para um projeto conservador, garantindo que a corrente não excede a I_Fdesejada. Não exceda as Classificações Absolutas Máximas para corrente contínua ou pulsada.

8.2 Gestão Térmica

Embora o encapsulamento seja pequeno, a dissipação de potência (até 50 mW para vermelho, 38 mW para verde) gera calor. Para operação contínua na corrente máxima ou próxima dela, garanta uma área de cobre adequada no PCB em torno dos terminais de solda para atuar como dissipador de calor. Isto ajuda a manter uma temperatura de junção mais baixa, preservando a saída luminosa e a fiabilidade a longo prazo.

8.3 Projeto Ótico

O design de emissão lateral (ângulo de visão típico de 120 graus) emite luz paralela ao plano do PCB. Isto é ideal para iluminação lateral de guias de luz, iluminação de ícones laterais ou indicadores de estado vistos de lado num dispositivo. Considere a distribuição angular da intensidade ao projetar tubos de luz ou lentes para obter o padrão de iluminação desejado.

8.4 Acionamento de Dupla Cor

Os chips vermelho e verde são eletricamente independentes. Podem ser acionados separadamente para mostrar vermelho, verde ou, através de comutação rápida, uma cor âmbar/amarela aparente. Para aplicações de cor mista, é comum utilizar um microcontrolador com saídas PWM (Modulação por Largura de Pulso) para controlar a intensidade e a mistura de cores.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Este LED SMD de dupla cor e emissão lateral oferece vantagens específicas em projetos com restrições de espaço:

• Eficiência de Espaço:Um único componente fornece duas cores distintas, reduzindo a contagem de peças e a pegada no PCB em comparação com a utilização de dois LEDs monocromáticos separados.
• Amigável à Automação:A embalagem em fita e bobina e a pegada SMD padrão são otimizadas para linhas de montagem automatizadas de alta velocidade, reduzindo o custo de fabrico.
• Tecnologia de Materiais:A utilização de AlInGaP para o vermelho oferece alta eficiência e boa estabilidade térmica, enquanto o InGaN para o verde proporciona uma saída brilhante no espectro visível.
• Emissão Lateral:Ao contrário dos LEDs de emissão superior, este encapsulamento direciona a luz lateralmente, o que é uma característica crítica para aplicações específicas de retroiluminação e indicação onde é necessário espaço vertical ou um ângulo de visão específico.

10. Perguntas Frequentes (FAQs)

P1: Qual é a diferença entre comprimento de onda de pico e comprimento de onda dominante?
R1: O comprimento de onda de pico (λ_P) é o comprimento de onda único no qual o espectro de emissão tem a sua intensidade máxima. O comprimento de onda dominante (λ_d) é o comprimento de onda único da luz monocromática que, quando combinado com uma referência branca especificada, corresponde à cor percebida do LED. O λ_destá mais relacionado com a perceção humana da cor.

P2: Posso acionar os chips vermelho e verde simultaneamente na sua corrente contínua máxima?
R2: Não. As Classificações Absolutas Máximas especificam limites de dissipação de potência para cada chip individualmente (Vermelho: 50 mW, Verde: 38 mW). Acionar ambos na corrente máxima (Vermelho 20mA @ ~2,3V = 46 mW, Verde 10mA @ ~3,5V = 35 mW) provavelmente excederia a capacidade total de dissipação térmica do encapsulamento se mantido, podendo levar a sobreaquecimento e redução da vida útil. Reduza as correntes ou implemente gestão térmica para operação dupla a alta potência.

P3: Por que é que o requisito de humidade de armazenamento é mais rigoroso após a abertura do saco?
R3: O saco selado contém dessecante e é uma barreira à humidade. Uma vez aberto, o encapsulamento SMD pode absorver humidade do ar. Durante a soldagem por refluxo, esta humidade retida pode expandir-se rapidamente ("efeito pipoca"), causando delaminação interna ou fissuração do encapsulamento. A classificação MSL 3 dita a "vida útil no chão" e os requisitos de secagem para evitar isto.

P4: Como interpreto os códigos de binagem ao encomendar?
R4: O número de peça normalmente inclui códigos de bin para intensidade luminosa e, por vezes, comprimento de onda. Deve especificar o brilho necessário (ex.: Verde no bin R1 para a saída mais alta) e a cor (ex.: Verde no bin AP para um matiz verde específico) para garantir que recebe componentes que atendem aos requisitos de consistência de brilho e aparência de cor da sua aplicação.