Ficha Técnica do LED SMD LTST-S33GBEGK-SN - 3.2x1.6x0.6mm - Azul/Vermelho/Verde - 20mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas para o LTST-S33GBEGK-SN, um LED SMD de cor total (RGB) com emissão lateral. Este componente é projetado para montagem automatizada em placas de circuito impresso e é adequado para aplicações com espaço restrito em uma ampla gama de eletrônicos de consumo e industriais.

1.1 Características

• Conformidade com as normas ambientais RoHS.
• Encapsulamento lateral de perfil ultra-fino de 0,6mm com estanhagem para melhor soldabilidade.
• Utiliza chips semicondutores de alta luminosidade InGaN (Azul/Verde) e AlInGaP (Vermelho).
• Acondicionado em fita de 8mm enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro para pick-and-place automatizado.
• Conforme aos contornos padrão de encapsulamento EIA.
• Lógica de acionamento compatível com CI.
• Totalmente compatível com equipamentos padrão de colocação automática.
• Projetado para suportar processos de soldagem por refluxo infravermelho (IR).

1.2 Aplicações

Este LED destina-se ao uso em vários equipamentos eletrônicos onde tamanho compacto e desempenho confiável são críticos. As áreas de aplicação típicas incluem:

• Dispositivos de telecomunicações e equipamentos de automação de escritório.
• Eletrodomésticos e painéis de controle industrial.
• Retroiluminação de teclados e keypads.
• Indicadores de status e energia.
• Micro-displays e iluminação de símbolos.
• Luminárias de sinalização.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Detalhada

As seções a seguir fornecem uma análise detalhada das características de desempenho do LED sob condições de teste padrão (Ta=25°C).

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob estas condições não é garantida.

• Dissipação de Potência (Pd):Azul/Verde: 76 mW máx.; Vermelho: 50 mW máx. Este parâmetro é crucial para o projeto de gerenciamento térmico.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):Azul/Verde: 100 mA (ciclo de trabalho 1/10, pulso de 0,1ms); Vermelho: 80 mA. Apenas para operação pulsada.
• Corrente Direta Contínua (I_F):20 mA para todas as cores. Esta é a corrente de operação contínua recomendada.
• Faixa de Temperatura de Operação (T_opr):-20°C a +80°C.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento (T_stg):-30°C a +100°C.
• Condição de Soldagem Infravermelha:Withstands 260°C peak temperature for 10 seconds, suitable for lead-free (Pb-free) reflow processes.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Medidas em I_F= 20 mA, Ta = 25°C, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (I_V):
  • Azul: 224 - 450 mcd (mín - máx).
  • Vermelho: 400 - 750 mcd.
  • Verde: 1120 - 1900 mcd.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):Típico 130 graus. Este amplo ângulo de visão é característico dos encapsulamentos de emissão lateral.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):Valores típicos são Azul: 468 nm, Vermelho: 632 nm, Verde: 518 nm.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):
  • Azul: 465 - 475 nm.
  • Vermelho: 618 - 628 nm.
  • Verde: 520 - 530 nm.
• Largura Espectral à Meia Altura (Δλ):Valores típicos são Azul: 25 nm, Vermelho: 17 nm, Verde: 35 nm. Isto indica a pureza espectral da luz emitida.
• Tensão Direta (V_F):
  • Azul/Verde: 2,55 - 3,30 V.
  • Vermelho: 1,90 - 2,50 V.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo 10 μA em V_R= 5V. Nota: O dispositivo não é projetado para operação em polarização reversa; este parâmetro é apenas para fins de teste de IR.

3. Explicação do Sistema de Binning

Os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros elétricos e ópticos chave para garantir consistência na produção em massa. Isto permite que os projetistas selecionem componentes que atendam a requisitos específicos de aplicação para uniformidade de cor e brilho.

3.1 Binning da Tensão Direta (V_F)

Em I_F= 20 mA. Tolerância em cada bin é de ±0,1V.

• Azul & Verde:Bin 1: 2,55-3,05V; Bin 2: 3,05-3,30V.
• Vermelho:Bin 1: 1,90-2,20V; Bin 2: 2,20-2,50V.

3.2 Binning da Intensidade Luminosa (I_V)

Em I_F= 20 mA. Tolerância em cada bin é de ±15%.

• Azul:S2 (224-280 mcd), T1 (280-355 mcd), T2 (355-450 mcd).
• Vermelho:U1 (400-500 mcd), U2 (500-600 mcd), U3 (600-750 mcd).
• Verde:W1 (1120-1380 mcd), W2 (1380-1640 mcd), W3 (1640-1900 mcd).

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora dados gráficos específicos sejam referenciados na ficha técnica, as relações típicas são descritas abaixo com base na física padrão dos LEDs.

4.1 Característica Corrente vs. Tensão (I-V)

A tensão direta (V_F) exibe uma relação logarítmica com a corrente direta (I_F). Ela aumenta com a corrente, mas também é dependente da temperatura, tipicamente diminuindo à medida que a temperatura da junção aumenta.

4.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente (I_V-I_F)

A intensidade luminosa é aproximadamente proporcional à corrente direta na faixa de operação normal. No entanto, a eficiência pode cair em correntes muito altas devido ao aumento dos efeitos térmicos e ao fenômeno de droop no material semicondutor.

4.3 Dependência da Temperatura

O desempenho dos LEDs é significativamente afetado pela temperatura da junção (T_j). Tipicamente, a intensidade luminosa diminui à medida que T_jaumenta. A tensão direta (V_F) para LEDs baseados em InGaN (Azul/Verde) geralmente diminui com o aumento da temperatura, enquanto para LEDs baseados em AlInGaP (Vermelho), a diminuição é menos acentuada. Dissipadores de calor adequados e gerenciamento de corrente são essenciais para manter a saída óptica estável e a confiabilidade a longo prazo.

4.4 Distribuição Espectral

O espectro da luz emitida é caracterizado pelo comprimento de onda de pico (λ_P) e pela largura espectral à meia altura (Δλ). O comprimento de onda dominante (λ_d) é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano. O espectro pode se deslocar levemente com mudanças na corrente de acionamento e na temperatura da junção.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LTST-S33GBEGK-SN é acondicionado em um encapsulamento SOP (Small Outline Package) de emissão lateral. As dimensões principais (em milímetros) são as seguintes, com uma tolerância geral de ±0,1mm: O corpo do encapsulamento mede aproximadamente 3,2mm de comprimento, 1,6mm de largura e tem uma altura de 0,6mm, tornando-o um componente extra-fino. A atribuição dos pinos é: Pino 1: Cátodo Verde, Pino 3: Ânodo Vermelho, Pino 4: Ânodo Azul (as funções específicas dos pinos devem ser verificadas no diagrama do encapsulamento).

5.2 Layout Recomendado das Trilhas na PCB e Polaridade

A recommended land pattern for the PCB is provided to ensure proper solder joint formation and mechanical stability during reflow. The design considers solder fillet formation and tombstoning prevention. Clear polarity marking on the PCB silkscreen corresponding to the LED's pin 1 indicator is essential to prevent incorrect installation.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Condições de Soldagem por Refluxo IR (Processo Livre de Chumbo)

O dispositivo é qualificado para soldagem por refluxo infravermelho sem chumbo. Um perfil sugerido inclui um estágio de pré-aquecimento, uma zona de imersão, uma zona de refluxo com temperatura de pico não excedendo 260°C por uma duração de 10 segundos, e uma fase de resfriamento controlado. A adesão a este perfil é crítica para evitar danos térmicos ao encapsulamento do LED e às ligações internas dos fios.

6.2 Limpeza

Se a limpeza for necessária após a soldagem, apenas solventes especificados devem ser usados. Imersão do LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto é aceitável. O uso de limpadores químicos não especificados ou agressivos pode danificar a lente de epóxi e o material do encapsulamento, levando à redução da saída de luz ou falha prematura.

6.3 Armazenamento e Manuseio

• Precauções contra ESD:LEDs são sensíveis à descarga eletrostática (ESD). O manuseio deve ser realizado usando pulseiras aterradas, tapetes antiestáticos e recipientes. Todo o equipamento deve estar devidamente aterrado.
• Sensibilidade à Umidade:O encapsulamento é classificado como MSL 3. Quando a bolsa de barreira de umidade original é selada com dessecante, o armazenamento deve ser a ≤30°C e ≤90% UR, com uma vida útil de prateleira de um ano. Uma vez aberta, os componentes devem ser armazenados a ≤30°C e ≤60% UR e devem passar pelo processo de refluxo IR dentro de uma semana. Para armazenamento além de uma semana fora da bolsa original, é necessário um cozimento a 60°C por pelo menos 20 horas antes da soldagem para remover a umidade absorvida e evitar o "efeito pipoca" durante o refluxo.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada com largura de 8mm. A fita é enrolada em uma bobina padrão de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. Cada bobina contém 3000 peças. Os compartimentos da fita são selados com uma fita de cobertura protetora superior. A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481. Para quantidades menores que uma bobina completa, aplica-se uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças para os restantes.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Sempre use um resistor limitador de corrente em série ou um driver de corrente constante para definir o I_Fpara o nível desejado (tipicamente 20mA máx. CC). O valor do resistor é calculado como R = (Tensão de Alimentação - V_F) / I_F.
• Gerenciamento Térmico:Embora a dissipação de potência seja baixa, garanta área de cobre adequada na PCB ou vias térmicas, especialmente para o LED Vermelho que tem uma classificação Pd mais baixa, para conduzir o calor para longe da junção do LED e manter o desempenho e a longevidade.
• Projeto Óptico:A natureza de emissão lateral deste encapsulamento é ideal para iluminar guias de luz pela borda, iluminar símbolos lateralmente ou fornecer indicação de status na borda de uma PCB. Considere o ângulo de visão de 130 graus ao projetar tubos de luz ou lentes.

8.2 Circuitos de Aplicação Típicos

Para uso simples como indicador, cada canal de cor (Vermelho, Verde, Azul) pode ser acionado independentemente via um pino GPIO de um microcontrolador através de um resistor limitador de corrente adequado. Para geração de luz multicolor ou branca (misturando RGB), é recomendado um controle PWM (Modulação por Largura de Pulso) mais sofisticado para obter mistura de cores e dimerização sem alterar a cromaticidade.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Os principais fatores diferenciadores deste componente são seuperfil ultra-fino de 0,6mme suaemissão lateral. Comparado aos LEDs de emissão superior, este encapsulamento permite designs industriais inovadores onde o espaço vertical é extremamente limitado, como em dispositivos móveis ultra-finos, tecnologia vestível ou atrás de painéis. A integração de três chips distintos de alta luminosidade (InGaN Azul/Verde, AlInGaP Vermelho) em um único encapsulamento compacto de emissão lateral oferece uma solução de cor total em um formato tipicamente reservado para LEDs laterais de cor única.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

10.1 Posso acionar o LED acima de 20mA para obter mais brilho?

Não é recomendado operar continuamente acima da corrente direta contínua máxima absoluta de 20mA, pois isso excederá a classificação de dissipação de potência, levando a temperatura de junção excessiva, aceleração da depreciação do lúmen e potencial falha catastrófica. Para maior brilho, selecione um LED de um bin de intensidade luminosa mais alto ou considere operação pulsada dentro das classificações de corrente de pico.

10.2 Por que a tensão direta é diferente para cada cor?

A tensão direta é uma propriedade fundamental da banda proibida do material semicondutor. LEDs Azuis e Verdes usam materiais InGaN com uma banda proibida mais larga, resultando em um V_Fmais alto (tipicamente ~3,0V). LEDs Vermelhos usam material AlInGaP com uma banda proibida mais estreita, resultando em um V_Fmais baixo (tipicamente ~2,0V). Isto deve ser considerado no projeto do circuito, especialmente ao acionar múltiplas cores a partir do mesmo barramento de tensão.

10.3 Como interpreto os códigos de binning?

Os códigos de bin (ex.: T1 para intensidade Azul, U2 para intensidade Vermelha, Bin 1 para tensão) são usados durante a fabricação para classificar os LEDs com base no desempenho medido. Para aplicações que requerem consistência de cor ou brilho (ex.: matrizes de múltiplos LEDs, retroiluminação), especificar e usar LEDs do mesmo código de bin é crítico. Consulte as tabelas de códigos de bin nas seções 3.1 e 3.2 para selecionar a faixa de desempenho apropriada para o seu projeto.

11. Exemplo Prático de Caso de Uso

Cenário: Indicador de Status na Placa-Mãe de um Dispositivo de Consumo Fino.Um projetista está desenvolvendo um smartwatch com uma restrição de espessura da placa-mãe de 1,0mm. Um indicador de status multicolor (ex.: carregando=Vermelho, totalmente carregado=Verde, Bluetooth conectado=Azul) é necessário na borda da placa. O LTST-S33GBEGK-SN é uma escolha ideal. Sua altura de 0,6mm cabe dentro do envelope mecânico. A emissão lateral permite que a luz seja acoplada diretamente em um pequeno guia de luz que vai até a moldura do dispositivo, iluminando uma pequena janela. O projetista colocaria três circuitos de acionamento independentes (pino do microcontrolador + resistor) para cada canal de cor na PCB, seguindo o layout de trilhas recomendado. Eles especificariam LEDs do mesmo bin de V_Fe I_Vpara garantir brilho e aparência de cor uniformes em todas as unidades da produção.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz através da eletroluminescência. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, elétrons e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam. A energia liberada durante esta recombinação é emitida como fótons (luz). A cor (comprimento de onda) da luz emitida é determinada pela energia da banda proibida do material semicondutor usado na região ativa. O LTST-S33GBEGK-SN integra três dessas junções p-n feitas de diferentes materiais semicondutores (InGaN para azul/verde, AlInGaP para vermelho) dentro de um único encapsulamento moldado em epóxi, cada uma com conexões elétricas separadas.

13. Tendências Tecnológicas

O desenvolvimento de LEDs SMD continua focado em várias áreas-chave:Aumento da Eficiência (lm/W):Melhorias contínuas no crescimento epitaxial e no design do chip produzem mais saída de luz por unidade de potência elétrica de entrada.Miniaturização:Os encapsulamentos estão ficando menores e mais finos para permitir integração mais densa e novos formatos em eletrônicos de consumo.Melhoria na Reprodução de Cor e Consistência:Avanços na tecnologia de fósforos (para LEDs brancos) e processos de binning mais rigorosos permitem produção de cores mais precisa e uniforme.Maior Confiabilidade e Vida Útil:Materiais de encapsulamento aprimorados e projetos de gerenciamento térmico estão estendendo as vidas úteis operacionais, tornando os LEDs adequados para aplicações mais exigentes. O encapsulamento lateral de múltiplos chips representado por esta ficha técnica é uma resposta à demanda por soluções de iluminação compactas e integradas em dispositivos com espaço restrito.