Ficha Técnica do LED SMD LTST-S320TGKT - Emissão Lateral - 3.2x2.0x1.1mm - 3.2V - 76mW - Verde - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-S320TGKT é um diodo emissor de luz (LED) de montagem superficial (SMD) de alto desempenho e emissão lateral. Ele utiliza um chip semicondutor avançado de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN) para produzir uma luz verde brilhante. Este componente foi projetado especificamente para aplicações que requerem iluminação a partir da lateral do componente, em vez do topo. Sua embalagem compacta padrão EIA e o fornecimento em fita e bobina tornam-no ideal para processos de montagem automatizada de alto volume, comuns na fabricação eletrônica moderna.

As principais vantagens deste LED incluem sua conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), classificando-o como um produto ecológico. Ele apresenta uma lente transparente que maximiza a saída de luz e um quadro de terminais estanhado para excelente soldabilidade. O dispositivo é totalmente compatível com processos de soldagem por refluxo infravermelho (IR), que é o padrão para montagem de placas com tecnologia de montagem superficial (SMT). Seu design garante compatibilidade com equipamentos automáticos de pick-and-place, otimizando a linha de produção.

2. Análise Detalhada das Especificações Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Não é recomendado operar o LED sob estas condições. A dissipação máxima de potência é de 76 miliwatts (mW) a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. A corrente direta contínua (DC) não deve exceder 20 mA. Para operação pulsada, uma corrente direta de pico de 100 mA é permitida sob um ciclo de trabalho estrito de 1/10 com uma largura de pulso de 0,1 milissegundos. O dispositivo pode operar dentro de uma faixa de temperatura ambiente de -20°C a +80°C e pode ser armazenado em temperaturas de -30°C a +100°C.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Medidas na condição padrão de teste de Ta=25°C e uma corrente direta (IF) de 20 mA, o LED exibe suas principais métricas de desempenho. A intensidade luminosa (Iv) tem um valor típico de 150 milicandelas (mcd), com um valor mínimo especificado de 71,0 mcd. Este parâmetro quantifica o brilho percebido da luz emitida. O ângulo de visão (2θ1/2), definido como o ângulo total no qual a intensidade cai para metade do seu valor axial, é de 130 graus, proporcionando um padrão de feixe amplo adequado para iluminação lateral.

As características espectrais são definidas pelo comprimento de onda de emissão de pico (λP) de 530 nanômetros (nm) e um comprimento de onda dominante (λd) de 525 nm. A meia-largura espectral (Δλ) é de 35 nm, indicando a pureza da cor verde. Eletricamente, a tensão direta (VF) mede tipicamente 3,2 volts, com uma faixa de 2,8V a 3,6V. A corrente reversa (IR) é garantida como 10 microamperes (μA) ou menos quando uma tensão reversa (VR) de 5V é aplicada, embora o dispositivo não seja projetado para operação em polarização reversa.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave. Isso permite que os projetistas selecionem componentes que atendam a requisitos de tolerância específicos para sua aplicação.

3.1 Binning da Tensão Direta

A tensão direta é classificada em etapas de 0,2V. Os códigos de bin D7, D8, D9 e D10 correspondem às faixas de tensão de 2,80-3,00V, 3,00-3,20V, 3,20-3,40V e 3,40-3,60V, respectivamente, cada um com uma tolerância de ±0,1V.

3.2 Binning da Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é categorizada nos bins Q, R e S. O Bin Q cobre 71,0-112,0 mcd, o Bin R cobre 112,0-180,0 mcd e o Bin S cobre 180,0-280,0 mcd. Uma tolerância de ±15% se aplica dentro de cada bin.

3.3 Binning do Comprimento de Onda Dominante

O comprimento de onda dominante, que define a cor percebida, é classificado como AP (520,0-525,0 nm), AQ (525,0-530,0 nm) e AR (530,0-535,0 nm). A tolerância para cada bin é de ±1 nm.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na ficha técnica (ex.: Figura 1 para distribuição espectral, Figura 5 para ângulo de visão), seu comportamento típico pode ser descrito. A relação entre a corrente direta (IF) e a tensão direta (VF) é exponencial, característica de um diodo. A intensidade luminosa é aproximadamente proporcional à corrente direta dentro da faixa de operação recomendada. O comprimento de onda de pico pode exibir um leve deslocamento negativo (em direção a comprimentos de onda mais curtos) com o aumento da corrente e um deslocamento positivo (em direção a comprimentos de onda mais longos) com o aumento da temperatura da junção. Compreender essas tendências é crucial para projetar sistemas de iluminação estáveis e consistentes.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

O LED está em conformidade com um footprint padrão SMD. As dimensões-chave incluem comprimento, largura e altura do corpo. A ficha técnica fornece um desenho mecânico detalhado com todas as medidas críticas, incluindo espaçamento dos terminais e tamanho geral, essenciais para o projeto do padrão de solda na PCB (Placa de Circuito Impresso).

5.2 Identificação de Polaridade e Layout dos Pads

O componente possui uma marcação de polaridade clara, tipicamente um entalhe ou um ponto na embalagem, indicando o cátodo. A ficha técnica inclui um desenho com as dimensões sugeridas para os pads de solda para garantir a formação adequada da junta de solda e estabilidade mecânica. Também recomenda a orientação ideal para o processo de soldagem para evitar o tombamento (quando uma extremidade se descola do pad).

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo IR

O dispositivo é qualificado para processos de soldagem sem chumbo (Pb-free). Um perfil de refluxo sugerido é fornecido, seguindo os padrões JEDEC. Os parâmetros-chave incluem uma zona de pré-aquecimento (150-200°C), uma rampa de aquecimento controlada, uma temperatura de pico não excedendo 260°C e um tempo acima de 260°C limitado a no máximo 10 segundos. O tempo total de pré-aquecimento deve ser de no máximo 120 segundos. Este perfil deve ser cuidadosamente caracterizado para a montagem específica da PCB para garantir confiabilidade.

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, deve-se tomar extremo cuidado. A temperatura da ponta do ferro de solda não deve exceder 300°C, e o tempo de contato com qualquer terminal deve ser limitado a no máximo 3 segundos. Isso deve ser realizado apenas uma vez para evitar danos térmicos à embalagem de epóxi e ao chip semicondutor.

6.3 Limpeza e Armazenamento

Se a limpeza for necessária após a soldagem, apenas solventes à base de álcool especificados, como álcool isopropílico ou etílico, devem ser usados. A imersão deve ser à temperatura ambiente por menos de um minuto. Produtos químicos não especificados podem danificar a embalagem. Para armazenamento, sacos à prova de umidade não abertos devem ser mantidos a ≤30°C e ≤90% de Umidade Relativa (UR). Uma vez abertos, os LEDs devem ser armazenados a ≤30°C e ≤60% de UR e usados dentro de uma semana. Para armazenamento mais longo fora da embalagem original, recomenda-se a secagem a 60°C por pelo menos 20 horas antes da soldagem para remover a umidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" durante o refluxo.

7. Informações de Embalagem e Pedido

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada de 8mm de largura enrolada em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. Cada bobina contém 3000 peças. Os compartimentos da fita são selados com uma fita de cobertura protetora. A embalagem segue as especificações ANSI/EIA-481. Para quantidades remanescentes, aplica-se uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças.

8. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED de emissão lateral é ideal para aplicações que requerem iluminação de borda ou indicação de status a partir da lateral de um dispositivo. Usos comuns incluem retroiluminação para teclados de membrana, iluminação lateral para displays LCD em dispositivos portáteis, indicadores de status nas molduras de eletrônicos de consumo (como roteadores, decodificadores) e retroiluminação para símbolos ou texto em painéis frontais.

8.2 Projeto do Circuito

Um resistor limitador de corrente é obrigatório ao acionar o LED a partir de uma fonte de tensão. O valor do resistor (R) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte - VF) / IF, onde VF é a tensão direta do LED (use o valor máximo para um projeto conservador) e IF é a corrente direta desejada (ex.: 20 mA). Acionar o LED com uma fonte de corrente constante é preferível para obter brilho e consistência de cor ideais, especialmente com variações de temperatura.

8.3 Gerenciamento Térmico

Embora a dissipação de potência seja baixa, um projeto térmico adequado na PCB é importante para a confiabilidade a longo prazo. Garantir uma área de cobre adequada ao redor dos pads do LED ajuda a dissipar o calor e mantém uma temperatura de junção mais baixa, o que preserva a saída luminosa e a vida útil.

8.4 Precauções contra ESD (Descarga Eletrostática)

LEDs são sensíveis à descarga eletrostática. Os procedimentos de manuseio devem incluir o uso de pulseiras aterradas, tapetes antiestáticos e recipientes condutores. Todo o equipamento de montagem deve estar devidamente aterrado.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O principal diferencial deste componente é seu design óptico de emissão lateral, que é distinto dos LEDs SMD de emissão superior mais comuns. Comparado com tecnologias mais antigas como AlGaInP (para vermelho/amarelo), o chip InGaN oferece maior eficiência e brilho no espectro verde/azul. O ângulo de visão de 130 graus proporciona uma iluminação muito ampla, o que é vantajoso para aplicações que requerem propagação da luz ao longo de uma superfície. Sua compatibilidade com processos padrão de refluxo IR o alinha com a montagem SMT moderna, ao contrário dos LEDs de orifício passante mais antigos que requerem soldagem por onda.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Posso acionar este LED sem um resistor limitador de corrente?

R: Não. Um LED é um dispositivo acionado por corrente. Conectá-lo diretamente a uma fonte de tensão fará com que uma corrente excessiva flua, destruindo-o instantaneamente. Sempre use um resistor em série ou um driver de corrente constante.

P: Qual é a diferença entre comprimento de onda de pico e comprimento de onda dominante?

R: O comprimento de onda de pico (λP) é o comprimento de onda no qual a distribuição de potência espectral é máxima. O comprimento de onda dominante (λd) é derivado do diagrama de cromaticidade CIE e representa o comprimento de onda único de uma luz monocromática pura que corresponderia à cor percebida do LED. λd é mais relevante para a especificação de cor.

P: Posso usar este LED para operação contínua a 20mA?

R: Sim, 20mA é a corrente direta contínua (DC) recomendada. No entanto, certifique-se de que a temperatura ambiente e o projeto térmico da PCB permitam que a temperatura da junção permaneça dentro dos limites seguros para manter o desempenho especificado e a longevidade.

P: Por que a condição de armazenamento é tão importante para LEDs SMD?

R: A embalagem de epóxi plástico pode absorver umidade do ar. Durante o processo de soldagem por refluxo em alta temperatura, essa umidade retida pode vaporizar rapidamente, criando pressão interna que pode rachar a embalagem ou delaminar o chip—um fenômeno conhecido como "efeito pipoca". O armazenamento e a secagem adequados previnem isso.

11. Exemplo de Aplicação Prática

Cenário: Projetando um indicador de status com iluminação lateral para um roteador sem fio.O LED precisa ser montado na PCB principal, que é montada usando um processo de refluxo IR sem chumbo. A luz deve brilhar através de uma pequena janela na lateral da carcaça de plástico do roteador para indicar "energia ligada" e "atividade de rede" (piscando).



Implementação:O LTST-S320TGKT é selecionado por sua emissão lateral e cor verde. Dois LEDs são colocados perto da borda da PCB, alinhados com os tubos de luz na carcaça. O padrão de solda na PCB é projetado de acordo com as dimensões de pad sugeridas na ficha técnica. Um resistor limitador de corrente de 150Ω é calculado para uma fonte de 5V (usando VF_max=3,6V, IF=20mA: R = (5-3,6)/0,02 = 70Ω, um resistor de 150Ω fornece uma corrente mais segura de ~9mA). O pino GPIO do microcontrolador aciona o LED através deste resistor. A montagem segue o perfil de refluxo especificado, e o produto final fornece uma iluminação lateral clara e de ângulo amplo.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

Este LED é baseado na tecnologia semicondutora InGaN. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, elétrons e lacunas são injetados na região ativa. Sua recombinação libera energia na forma de fótons (luz). A composição específica da liga de Nitreto de Gálio e Índio na estrutura do poço quântico determina a energia da banda proibida e, consequentemente, o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, verde em torno de 530nm. A característica de emissão lateral é alcançada através do posicionamento do chip dentro da embalagem e do formato do copo refletor e da lente de epóxi, que direciona a saída de luz primária lateralmente.

13. Tendências da Indústria

A tendência em LEDs SMD continua em direção a maior eficiência (mais lúmens por watt), tamanhos de embalagem menores para aplicações de maior densidade e melhor consistência de cor através de binning mais rigoroso. Há também uma ênfase crescente na confiabilidade sob condições adversas (maior temperatura, umidade) para aplicações automotivas e industriais. Além disso, a integração de eletrônica de controle diretamente com o chip do LED (ex.: para LEDs RGB endereçáveis) é um desenvolvimento significativo, embora para LEDs indicadores simples como este, o foco permaneça na relação custo-benefício, confiabilidade e compatibilidade com linhas de montagem automatizadas de alta velocidade.