Ficha Técnica do LED SMD Laranja LTST-S270KFKT - Visão Lateral - 2.0-2.4V - 30mA - 75mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas de um LED de montagem superficial (SMD) de alta luminosidade e visão lateral. O dispositivo utiliza um chip semicondutor avançado de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para produzir uma saída de luz laranja vibrante. Projetado para processos de montagem automatizados, é embalado em fita de 8mm e fornecido em bobinas de 7 polegadas, sendo adequado para fabricação em grande volume. O produto está em conformidade com as diretrizes RoHS e é classificado como um produto ecológico.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens deste LED incluem sua saída ultrabrilhante proveniente da tecnologia AlInGaP, compatibilidade com processos de soldagem por refluxo infravermelho e seu design de emissão lateral, ideal para aplicações que requerem iluminação a partir da lateral do componente. Seu encapsulamento padrão EIA garante ampla compatibilidade. Este LED é direcionado para aplicações em eletrônicos de consumo, indicadores industriais, iluminação interior automotiva e retroiluminação onde é necessário um indicador laranja compacto, confiável e brilhante.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Os limites operacionais do dispositivo são definidos a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder essas especificações pode causar danos permanentes.

• Dissipação de Potência (Pd):75 mW. Esta é a potência máxima que o encapsulamento pode dissipar na forma de calor.
• Corrente Direta de Pico (I_F(pico)):80 mA. Isto é permitido apenas sob condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 1/10 e uma largura de pulso de 0,1ms.
• Corrente Direta Contínua (I_F):30 mA DC. Esta é a corrente máxima recomendada para operação contínua.
• Tensão Reversa (V_R):5 V. Aplicar uma tensão reversa além deste limite pode causar a ruptura da junção do LED.
• Faixa de Temperatura de Operação (T_opr):-30°C a +85°C.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +85°C.
• Condição de Soldagem Infravermelha:Suporta 260°C por 10 segundos, o que é típico para processos de refluxo sem chumbo (Pb-free).

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Os principais parâmetros de desempenho são medidos a Ta=25°C e uma corrente direta (I_F) de 20 mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (I_V):45,0 - 90,0 mcd (típico). A intensidade real é classificada em bins (ver Seção 3). Medida com um sensor/filtro que aproxima a curva de resposta fotópica do olho CIE.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):130 graus (típico). Este amplo ângulo de visão é característico do design da lente de visão lateral.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):611 nm (típico). O comprimento de onda no qual a saída espectral é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):605 nm (típico em I_F=20mA). Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano, derivado do diagrama de cromaticidade CIE.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):17 nm (típico). Uma medida da pureza espectral da luz emitida.
• Tensão Direta (V_F):2,0 - 2,4 V (típico em I_F=20mA). A queda de tensão no LED quando está conduzindo.
• Corrente Reversa (I_R):10 μA (máximo em V_R=5V). A pequena corrente de fuga quando o LED está polarizado reversamente.

Cuidado com ESD:O dispositivo é sensível à descarga eletrostática (ESD). Procedimentos de manuseio adequados, incluindo o uso de pulseiras aterradas e equipamento antiestático, são obrigatórios para evitar danos.

3. Explicação do Sistema de Binning

A intensidade luminosa dos LEDs é classificada em bins para garantir consistência dentro de um lote de produção. O código do bin define a faixa mínima e máxima de intensidade.

• Código de Bin P:45,0 - 71,0 mcd
• Código de Bin Q:71,0 - 112,0 mcd
• Código de Bin R:112,0 - 180,0 mcd
• Código de Bin S:180,0 - 280,0 mcd

Uma tolerância de +/-15% é aplicada a cada bin de intensidade. Este sistema permite que os projetistas selecionem o grau de brilho apropriado para sua aplicação, equilibrando custo e desempenho.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na ficha técnica (ex.: Figura 1 para saída espectral, Figura 6 para ângulo de visão), as relações típicas podem ser descritas:

• Curva I-V (Corrente-Tensão):A tensão direta (V_F) exibe uma relação logarítmica com a corrente direta (I_F). É relativamente constante na faixa de operação normal, mas aumenta com a corrente.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente:A saída de luz é aproximadamente proporcional à corrente direta até a corrente máxima nominal. Operar acima da corrente nominal leva a um aumento superlinear do calor e potencial queda de eficiência (droop).
• Dependência da Temperatura:A tensão direta tipicamente diminui com o aumento da temperatura da junção (coeficiente de temperatura negativo). A intensidade luminosa geralmente diminui à medida que a temperatura sobe, o que é uma consideração chave para o gerenciamento térmico em aplicações de alta potência ou alta temperatura ambiente.
• Distribuição Espectral:O espectro de luz emitida está centrado em torno de 611 nm (pico) com uma largura a meia altura relativamente estreita de 17 nm, indicando uma cor laranja saturada.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento e Polaridade

O LED apresenta um encapsulamento de visão lateral com uma lente transparente. Desenhos dimensionais detalhados são fornecidos na ficha técnica, com todas as unidades em milímetros (tolerância ±0,10mm salvo indicação). O encapsulamento é projetado de acordo com os padrões EIA para compatibilidade. O cátodo é tipicamente identificado por um marcador visual, como um entalhe, um ponto verde ou um canto cortado no encapsulamento. O layout e a orientação sugeridos para as pastilhas de solda são fornecidos para garantir o alinhamento e a soldagem adequados durante a montagem da PCB.

5.2 Especificações da Fita e da Bobina

Os componentes são fornecidos em fita transportadora relevada com uma fita de proteção, enrolados em bobinas de diâmetro de 7 polegadas (178mm).

• Peças por Bobina: 4000
• Quantidade Mínima de Pedido (MOQ) para Restos:500 peças
• Lâmpadas Ausentes Consecutivas:Máximo de duas permitidas por bobina.
• A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

Um perfil de refluxo infravermelho (IR) sugerido é fornecido para processos de montagem sem chumbo (Pb-free). Os parâmetros-chave incluem:

• 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 (perfil recomendado na página 3).
• O perfil deve ser caracterizado para o projeto específico da PCB, a pasta de solda e o forno utilizados.

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 junta.
• Limite a um ciclo de soldagem para evitar danos térmicos ao encapsulamento plástico.

6.3 Limpeza

Apenas agentes de limpeza especificados devem ser usados. Os solventes recomendados são álcool etílico ou álcool isopropílico à temperatura ambiente. O LED deve ser imerso por menos de um minuto. Produtos químicos não especificados podem danificar a lente de epóxi ou o encapsulamento.

6.4 Condições de Armazenamento

O armazenamento adequado é crítico para manter a soldabilidade e prevenir a absorção de umidade (que pode causar "efeito pipoca" durante o refluxo).

• Saco Selado de Barreira de Umidade (MBB):Armazene a ≤30°C e ≤90% UR. Use dentro de um ano a partir da data de selagem do saco.
• Após a Abertura do Saco:Armazene a ≤30°C e ≤60% UR. É recomendado completar o refluxo IR dentro de uma semana após a exposição.
• Armazenamento Prolongado (Aberto):Armazene em um recipiente selado com dessecante ou em um dessecador de nitrogênio.
• Secagem (Baking):Se exposto por mais de uma semana, seque a aproximadamente 60°C por pelo menos 20 horas antes da soldagem para remover a umidade absorvida.

7. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED laranja de visão lateral é ideal para:

• Indicadores de Status:Em eletrônicos de consumo, eletrodomésticos e equipamentos de rede onde um amplo ângulo de visão é necessário.
• Retroiluminação:Para painéis iluminados por borda, interruptores de membrana ou símbolos onde a emissão lateral é vantajosa.
• Iluminação Interior Automotiva:Para iluminação de painel de instrumentos ou console.
• Painéis de Controle Industrial:Como luzes de alerta ou status em máquinas.

7.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Sempre use um resistor limitador de corrente em série ou um driver de corrente constante. Calcule o valor do resistor usando R = (V_fonte- V_F) / I_F. Para uma fonte de 5V e visando I_F=20mA com V_F=2,4V, R = (5 - 2,4) / 0,02 = 130 Ω.
• Gerenciamento Térmico:Embora a dissipação de potência seja baixa (75mW), garanta área de cobre adequada na PCB ou vias térmicas se operar em altas temperaturas ambientes ou próximo da corrente máxima para manter a longevidade do LED e a saída de luz estável.
• Proteção contra ESD:Incorpore diodos de proteção ESD em linhas de entrada sensíveis se o LED estiver em um local exposto e siga protocolos rigorosos de manuseio ESD durante a montagem.
• Projeto Óptico:A natureza de emissão lateral significa que a saída de luz primária é paralela à superfície da PCB. Considere guias de luz, refletores ou difusores para direcionar a luz conforme necessário.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs padrão de emissão superior ou aqueles que usam tecnologias mais antigas como GaAsP, este LED de visão lateral AlInGaP oferece vantagens distintas:

• Maior Eficiência (AlInGaP vs. GaAsP):A tecnologia AlInGaP fornece eficácia luminosa significativamente maior, resultando em uma saída mais brilhante na mesma corrente.
• Saturação de Cor Superior:A largura a meia altura espectral estreita (17nm) produz uma cor laranja mais pura e saturada em comparação com alternativas de espectro mais amplo.
• Flexibilidade de Projeto (Visão Lateral):O encapsulamento permite projetos ópticos únicos não possíveis com emissores superiores, economizando espaço vertical e permitindo soluções de iluminação de borda.
• Compatibilidade com Processos Modernos:Compatibilidade total com soldagem por refluxo infravermelho e equipamento automático de pick-and-place agiliza as linhas de montagem SMT modernas.

9. 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=611nm) é o ponto físico de máxima energia no espectro. O comprimento de onda dominante (λ_d=605nm) é o ponto de cor perceptível no gráfico CIE. λ_dé mais relevante para a especificação de cor.

P2: Posso alimentar este LED com uma fonte de 3,3V sem um resistor?

R2: Não. A tensão direta é ~2,4V. Conectá-lo diretamente a 3,3V causaria corrente excessiva, potencialmente excedendo o limite de 30mA e danificando o LED. Um resistor limitador de corrente é sempre necessário.

P3: Por que existe um sistema de binning para intensidade luminosa?

R3: Variações de fabricação causam pequenas diferenças na saída. O binning classifica os LEDs em grupos de brilho consistentes, permitindo que os projetistas escolham um grau adequado e garantindo desempenho previsível dentro de um lote.

P4: Como interpreto o ângulo de visão de 130 graus?

R4: O ângulo de visão (2θ_1/2) é o ângulo total onde a intensidade cai para metade do seu valor de pico. Um ângulo de 130° significa que a luz é emitida em um cone muito amplo, tornando-a visível de muitos ângulos laterais.

P5: A secagem (baking) é sempre necessária antes da soldagem?

R5: A secagem é necessária apenas se os LEDs foram expostos a condições ambientes fora de seu saco selado original por mais tempo do que o especificado (ex.: uma semana a ≤60% UR). Isso evita rachaduras no encapsulamento induzidas por umidade durante o refluxo.

10. Exemplos Práticos de Projeto e Uso

Exemplo 1: Indicador de Status Montado em Painel

Em um painel de controle, o LED pode ser montado na borda de um recorte, com sua emissão lateral direcionada através de um guia de luz ou uma janela fosca. O amplo ângulo de visão garante que o indicador seja visível para um operador de várias posições. Um circuito simples com um resistor de 150Ω a partir de um pino GPIO de um microcontrolador de 5V fornece acionamento adequado a ~17mA.

Exemplo 2: Iluminação Sequencial em um Dispositivo de Consumo

Vários LEDs podem ser colocados lado a lado ao longo da borda do invólucro de um dispositivo. Ao controlá-los sequencialmente via microcontrolador, um efeito de varredura no estilo "Knight Rider" ou uma barra de progresso pode ser criado, utilizando sua emissão lateral para criar uma linha de luz contínua.

11. Introdução ao Princípio Tecnológico

Este LED é baseado em material semicondutor de AlInGaP cultivado em um substrato. Quando uma tensão direta é aplicada, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa da junção PN, liberando energia na forma de fótons. A composição específica da liga de AlInGaP determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda (cor) da luz emitida — neste caso, laranja (~605-611 nm). O encapsulamento de visão lateral incorpora uma lente de epóxi moldada que molda o padrão de saída de luz, extraindo-a da lateral do chip em vez do topo. Este design frequentemente envolve cavidades reflexivas dentro do encapsulamento para redirecionar a luz.

12. Tendências e Desenvolvimentos da Indústria

A tendência em LEDs indicadores SMD continua em direção a maior eficiência, encapsulamentos menores e maior integração. Embora o AlInGaP permaneça a tecnologia dominante para LEDs vermelhos, laranjas e amarelos de alta eficácia, pesquisas em andamento focam em melhorar a eficiência de extração e a estabilidade térmica. Há também um movimento em direção a binning mais preciso e tolerâncias mais apertadas para atender às demandas de aplicações como iluminação automotiva e displays de alta qualidade. A compatibilidade com processos de refluxo de alta temperatura e sem chumbo é agora um requisito padrão, impulsionado por regulamentações ambientais globais. Além disso, a demanda por desempenho confiável em ambientes adversos (faixas de temperatura mais amplas, maior umidade) continua a impulsionar avanços no selamento de encapsulamentos e na ciência dos materiais.