Ficha Técnica do LED SMD LTST-S115KSKRKT - Dupla Cor (Amarelo/Vermelho) de Visão Lateral - Chip AlInGaP - 25mA - 62.5mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de uma lâmpada LED SMD compacta de dupla cor. Projetada para montagem automatizada, este componente é ideal para aplicações onde o espaço é limitado e é necessária uma indicação brilhante e confiável. O dispositivo integra dois chips emissores de luz distintos num único encapsulamento padrão da indústria.

1.1 Características

• Conforme com as diretrizes ambientais RoHS.
• Configuração de dupla cor (Amarelo e Vermelho) num encapsulamento de visão lateral.
• Utiliza tecnologia de semicondutor de alta luminosidade de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP).
• Os terminais apresentam estanhamento para melhor soldabilidade.
• Acondicionado em fita de 8mm enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro para equipamentos automáticos de pick-and-place.
• Conforme com os contornos padrão de encapsulamento EIA.
• A lógica de entrada é compatível com os níveis de acionamento padrão de circuitos integrados (CI).
• Totalmente compatível com processos de colocação automática e soldagem por refluxo infravermelho (IR).

1.2 Aplicações

Este LED é adequado para uma vasta gama de dispositivos e sistemas eletrónicos, incluindo, mas não se limitando a:

• Equipamentos de telecomunicações (ex.: telefones sem fios/celulares, switches de rede).
• Dispositivos de automação de escritório (ex.: notebooks, impressoras).
• Eletrodomésticos e painéis de controlo industrial.
• Retroiluminação de teclados e teclados numéricos.
• Indicadores de estado e de alimentação.
• Micro-displays e iluminação simbólica.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Detalhada

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores representam os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A operação sob ou nestes limites não é garantida.

• Dissipação de Potência (P_d):62,5 mW por chip. Esta é a potência máxima que o LED pode dissipar como calor a uma temperatura ambiente (T_a) de 25°C. Exceder este limite arrisca degradação térmica.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):60 mA. Esta é a corrente instantânea máxima permitida, tipicamente especificada em condições de pulso (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0,1ms) para evitar o sobreaquecimento da junção semicondutora.
• Corrente Direta Contínua (I_F):25 mA DC. Esta é a corrente máxima recomendada para operação contínua, garantindo fiabilidade a longo prazo e saída de luz estável.
• Tensão Reversa (V_R):5 V. A aplicação de uma tensão de polarização reversa superior a este valor pode causar falha imediata e catastrófica da junção do LED.
• Gama de Temperatura de Operação:-30°C a +80°C. O dispositivo é garantido para funcionar dentro desta gama de temperatura ambiente.
• Gama de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +100°C. O dispositivo pode ser armazenado sem degradação dentro destes limites.
• Condição de Soldagem por Infravermelhos:Suporta uma temperatura de pico de 260°C por um máximo de 10 segundos, o que é padrão para perfis de refluxo de solda sem chumbo (Pb-free).

2.2 Características Eletro-Óticas

Estes parâmetros são medidos a T_a=25°C e I_F=20mA, representando condições típicas de operação.

• Intensidade Luminosa (I_V):
  • Amarelo:Mínimo 45,0 mcd, Valor típico fornecido, Máximo 180,0 mcd.
  • Vermelho:Mínimo 28,0 mcd, Valor típico fornecido, Máximo 180,0 mcd.
  • Medido usando um sensor filtrado para corresponder à resposta fotópica do olho humano (curva CIE).
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):130 graus (típico para ambas as cores). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor de pico (no eixo). Um ângulo amplo de 130° torna este um dispositivo emissor lateral adequado para iluminação ampla e uniforme.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):
  • Amarelo:Tipicamente 593 nm.
  • Vermelho:Tipicamente 639 nm.
  • Este é o comprimento de onda no qual a potência ótica de saída é maior.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):
  • Amarelo:Gama de 587,0 nm (Mín.) a 594,5 nm (Máx.).
  • Vermelho:Gama de 624 nm (Mín.) a 638 nm (Máx.).
  • Derivado do diagrama de cromaticidade CIE, este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano para definir a cor.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):Tipicamente 15 nm (Amarelo) e 20 nm (Vermelho). Isto indica a pureza espectral; um valor menor significa uma luz mais monocromática.
• Tensão Direta (V_F):Tipicamente 2,0 V, com um máximo de 2,4 V a 20mA para ambas as cores. Esta é a queda de tensão no LED durante a operação.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo 10 μA a V_R=5V. Esta é a pequena corrente de fuga quando o dispositivo está polarizado reversamente dentro da sua classificação.

3. Explicação do Sistema de Classificação por Bins

A intensidade luminosa dos LEDs varia de lote para lote. Um sistema de binning garante consistência ao agrupar dispositivos com desempenho semelhante.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Cada cor tem códigos de bin específicos que definem gamas mínimas e máximas de intensidade luminosa a 20mA. A tolerância dentro de cada bin é de +/-15%.

Chip Amarelo:

• Bin P:45,0 – 71,0 mcd
• Bin Q:71,0 – 112,0 mcd
• Bin R:112,0 – 180,0 mcd

Chip Vermelho:

• Bin N:28,0 – 45,0 mcd
• Bin P:45,0 – 71,0 mcd
• Bin Q:71,0 – 112,0 mcd
• Bin R:112,0 – 180,0 mcd

Os projetistas devem especificar o(s) código(s) de bin necessário(s) ao encomendar para garantir o nível de brilho necessário para a sua aplicação.

4. Informações Mecânicas e de Embalagem

4.1 Dimensões do Encapsulamento e Atribuição de Pinos

O dispositivo está conforme um contorno SMD padrão. As dimensões críticas incluem o tamanho do corpo e o espaçamento dos terminais. Todas as dimensões estão em milímetros com uma tolerância típica de ±0,1mm.

Atribuição de Pinos:

• Cátodo 1 (C1):Ligado ao ânodo do chip Vermelho. A configuração de cátodo comum significa que aplicar tensão direta a C1 (relativamente ao ânodo comum) ilumina o chip Vermelho.
• Cátodo 2 (C2):Ligado ao ânodo do chip Amarelo. Aplicar tensão direta a C2 ilumina o chip Amarelo.
• Ânodo Comum:O outro terminal (não explicitamente identificado como C1/C2 no diagrama) é o ânodo partilhado para ambos os chips.

Esta configuração permite o controlo independente das duas cores ao acionar os respetivos pinos de cátodo.

4.2 Layout Recomendado de Pads na PCB e Direção de Soldagem

É fornecido um padrão de land (footprint) recomendado para garantir a formação adequada da junta de solda, estabilidade mecânica e alívio térmico durante o refluxo. A orientação do dispositivo na fita em relação aos pads da PCB também é indicada para facilitar a colocação automática correta.

4.3 Especificações de Embalagem em Fita e Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada para manuseamento automático.

• Largura da Fita:8 mm.
• Diâmetro da Bobina:7 polegadas (178 mm).
• Quantidade por Bobina:3000 unidades.
• Quantidade Mínima de Encomenda (MOQ):500 unidades para bobinas parciais.
• A embalagem segue as normas ANSI/EIA-481. A fita é selada com uma fita de cobertura, sendo permitido um máximo de dois bolsos vazios consecutivos.

5. Diretrizes de Soldagem, Montagem e Manuseamento

5.1 Perfil de Soldagem por Refluxo Infravermelho

É recomendado um perfil detalhado de temperatura vs. tempo para montagem com solda sem chumbo (Pb-free). Os parâmetros-chave incluem:

• Pré-aquecimento:Rampa até 150-200°C.
• Tempo de Soak/Pré-aquecimento:Máximo 120 segundos para ativar o fluxo e equalizar a temperatura.
• Refluxo (Líquidus):A temperatura de pico não deve exceder 260°C.
• Tempo Acima de 260°C:Deve ser 10 segundos ou menos.
• Número de Passagens de Refluxo:Máximo de duas vezes.

O perfil deve ser desenvolvido em conjunto com as diretrizes do fabricante específico da pasta de solda e validado para a montagem real da PCB.

5.2 Soldagem Manual

Se for necessária soldagem manual:

• Temperatura do Ferro:Máximo 300°C.
• Tempo de Contacto:Máximo 3 segundos por junta de solda.
• Número de Vezes:Apenas uma vez por junta para minimizar o stress térmico.

5.3 Limpeza

Se for necessária limpeza pós-soldagem:

• Utilize apenas solventes especificados, como álcool etílico ou álcool isopropílico.
• O tempo de imersão deve ser inferior a um minuto à temperatura ambiente.
• Evite químicos agressivos ou não especificados que possam danificar a lente do LED ou o material do encapsulamento.

5.4 Armazenamento e Sensibilidade à Humidade

Os LEDs são sensíveis à humidade. O manuseamento adequado é crítico para prevenir "popcorning" (fissuração do encapsulamento) durante o refluxo.

• Embalagem Selada:Armazenar a ≤30°C e ≤90% HR. Utilizar dentro de um ano a partir da data do dry-pack.
• Embalagem Aberta:Armazenar a ≤30°C e ≤60% HR. Para armazenamento prolongado fora do saco original, utilize um recipiente selado com dessecante ou numa atmosfera de azoto.
• Vida Útil no Chão de Fábrica:Componentes expostos ao ar ambiente por mais de uma semana devem ser cozidos a aproximadamente 60°C durante pelo menos 20 horas antes da soldagem para remover a humidade absorvida.

5.5 Precauções contra Descarga Eletrostática (ESD)

A estrutura semicondutora de AlInGaP é suscetível a danos por descarga eletrostática (ESD) e sobretensões elétricas.

• Manuseie sempre os componentes numa área protegida contra ESD.
• Utilize pulseiras ou luvas antiestáticas.
• Certifique-se de que todo o equipamento, ferramentas e superfícies de trabalho estão devidamente aterrados.

6. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

6.1 Limitação de Corrente

Um resistor externo limitador de corrente é obrigatório ao acionar o LED a partir de uma fonte de tensão superior à sua tensão direta (V_F). O valor do resistor pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Para operação fiável, não exceda a corrente direta contínua (I_F) de 25mA. Para operação em pulso para obter maior brilho percebido, garanta que a corrente de pico e o ciclo de trabalho permanecem dentro dos Valores Máximos Absolutos.

6.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja relativamente baixa (62,5mW por chip), um projeto térmico adequado prolonga a vida útil e mantém a saída de luz estável. Certifique-se de que o projeto dos pads na PCB fornece alívio térmico adequado. Evite colocar o LED perto de outras fontes de calor significativas. Operar a altas temperaturas ambientes (próximo do máximo de 80°C) pode exigir a redução da corrente direta máxima.

6.3 Projeto Ótico

O ângulo de visão lateral de 130 graus é uma característica-chave. Ao projetar guias de luz, lentes ou difusores, este padrão de emissão amplo deve ser considerado para obter iluminação uniforme. A lente "água clara" fornece a verdadeira cor do chip sem difusão.

7. Comparação e Diferenciação Técnica

Este dispositivo oferece vantagens específicas na sua categoria:

• Dupla Cor num Único Encapsulamento:Economiza espaço na PCB e número de componentes em comparação com a utilização de dois LEDs monocromáticos separados.
• Tecnologia AlInGaP:Fornece maior eficiência e brilho em comparação com tecnologias mais antigas, como o GaAsP padrão para cores vermelho/amarelo, especialmente a correntes mais baixas.
• Encapsulamento de Visão Lateral:Ideal para aplicações onde a PCB é montada paralelamente à superfície de visualização, como em painéis iluminados lateralmente ou indicadores de estado na lateral de um dispositivo.
• Compatibilidade Total com Refluxo IR:Pode suportar perfis padrão de soldagem sem chumbo, tornando-o adequado para linhas de montagem SMT modernas de alto volume sem necessitar de processos secundários.

8. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

8.1 Posso acionar os chips Amarelo e Vermelho simultaneamente?

Sim, mas deve considerar a dissipação de potência total. O Valor Máximo Absoluto para dissipação de potência é de 62,5mWpor chip. Acionar ambos os chips à sua corrente contínua máxima (25mA cada) com uma V_Ftípica de 2,0V resulta em 50mW por chip (100mW total), o que excede a classificação por chip. Portanto, para acionar ambos simultaneamente, deve reduzir a corrente para cada chip de modo que a dissipação de potência individual não exceda 62,5mW. Uma abordagem segura é limitar a corrente de cada chip a um valor que mantenha P_ddentro da especificação, por exemplo, ~15mA cada.

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

Comprimento de Onda de Pico (λ_P):O comprimento de onda físico onde o LED emite mais potência ótica. É medido diretamente por um espetrómetro.Comprimento de Onda Dominante (λ_d):Um valor calculado baseado no gráfico de cores CIE que representa o comprimento de onda único que o olho humano percebe como a cor. Para LEDs monocromáticos como estes, λ_Pe λ_dgeralmente estão muito próximos. λ_dé mais relevante para a especificação de cor em aplicações centradas no ser humano.

8.3 Por que é que o requisito de humidade de armazenamento é tão rigoroso após abrir o saco?

O encapsulamento plástico do LED pode absorver humidade do ar. Durante o processo de soldagem por refluxo a alta temperatura, esta humidade absorvida transforma-se rapidamente em vapor, criando pressão interna que pode delaminar o encapsulamento ou fissurar a lente de epóxi ("popcorning"). Os controlos rigorosos de humidade e os requisitos de cozedura são padrão para dispositivos sensíveis à humidade (MSD) de acordo com normas da indústria como a JEDEC J-STD-033.