Ficha Técnica do LED SMD LTST-108TBL - Azul InGaN - 3.2x1.6x1.1mm - 3.4V Máx. - 102mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-108TBL é um diodo emissor de luz (LED) de montagem em superfície (SMD) projetado para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB). Seu tamanho miniatura o torna adequado para aplicações com espaço restrito em uma ampla gama de equipamentos eletrônicos.

1.1 Vantagens Principais

• Pegada Miniatura:O encapsulamento padrão EIA compacto permite layouts de PCB de alta densidade.
• Compatibilidade com Automação:Fornecido em fita de 8mm em bobinas de 7 polegadas, é totalmente compatível com equipamentos automáticos de pick-and-place.
• Fabricação Robusta:Compatível com processos de soldagem por refluxo infravermelho (IR), suportando linhas de montagem sem chumbo (Pb-free).
• Conformidade Ambiental:O produto atende às diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Confiabilidade:Os dispositivos são pré-condicionados para acelerar até os níveis de sensibilidade à umidade JEDEC Nível 3, garantindo confiabilidade durante a soldagem.

1.2 Mercado-Alvo e Aplicações

Este LED é projetado para uso em eletrônicos de consumo, comerciais e industriais onde é necessária uma indicação de estado confiável e de baixo perfil.

• Telecomunicações:Indicadores de status em roteadores, modems e switches de rede.
• Automação de Escritório e Computação:Luzes de energia/atividade em laptops, PCs desktop e periféricos.
• Eletrodomésticos e Eletrônicos de Consumo:Luzes indicadoras em painéis de controle.
• Equipamentos Industriais:Indicadores de status e falhas de máquinas.
• Uso Geral:Iluminação de fundo de painéis frontais, aplicações de sinalização e iluminação de símbolos.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva em Profundidade

2.1 Especificações Máximas Absolutas

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

• Dissipação de Potência (Pd):102 mW a Ta=25°C. Esta é a potência máxima que o encapsulamento pode dissipar como calor.
• Corrente Contínua Direta (IF):30 mA contínuos. Exceder esta corrente aumenta significativamente a temperatura da junção e acelera a depreciação do lúmen.
• Corrente Direta de Pico:80 mA, permitida apenas sob condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0.1ms) para rajadas breves de sinal.
• Fator de Derating:0.38 mA/°C linear a partir de 25°C. A corrente CC máxima permitida deve ser reduzida à medida que a temperatura ambiente aumenta para evitar exceder o limite de temperatura da junção.
• Temperatura de Operação e Armazenamento:-40°C a +85°C e -40°C a +100°C, respectivamente, definindo os limites ambientais para operação e não operação.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Medidas a Ta=25°C com IF=20mA, salvo indicação em contrário. Estes são os parâmetros de desempenho típicos.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de 330.0 mcd (mín.) a 520.0 mcd (máx.), com um valor típico dependente da classificação do bin. Medida usando um sensor filtrado para a curva de resposta fotópica do olho CIE.
• Ângulo de Visão (2θ½):Um amplo ângulo de 110 graus (típico), definido como o ângulo fora do eixo onde a intensidade é metade da intensidade axial (no eixo).
• Comprimento de Onda de Pico (λp):Tipicamente 471 nm, indicando o pico espectral da luz emitida.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Varia de 457 nm a 467 nm. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano para definir a cor (azul). A tolerância é de ±1 nm por bin.
• Largura à Meia Altura Espectral (Δλ):Tipicamente 26 nm, descrevendo a pureza espectral ou largura de banda da luz azul emitida.
• Tensão Direta (VF):Entre 2.6V (mín.) e 3.4V (máx.) a 20mA. Este parâmetro é classificado em bins para consistência no projeto do circuito.
• Corrente Reversa (IR):Máximo 5 µA a VR=5V. O dispositivo não é projetado para operação em polarização reversa; este teste é apenas para garantia de qualidade.
• Capacitância (C):Tipicamente 40 pF a VF=0V, f=1 MHz, relevante para considerações de comutação em alta velocidade.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Bin Rank)

O produto é classificado em bins com base em parâmetros-chave para garantir consistência de desempenho dentro de um lote de produção. Os projetistas podem especificar bins para atender aos requisitos da aplicação.

3.1 Classificação de Tensão Direta (VF)

Unidades: Volts @ 20mA. A tolerância em cada bin é de ± 0.10V.

• F4:2.6V (Mín.) - 2.8V (Máx.)
• F5:2.8V - 3.0V
• F6:3.0V - 3.2V
• F7:3.2V - 3.4V

3.2 Classificação de Intensidade Luminosa (Iv)

Unidades: milicandelas (mcd) @ 20mA. A tolerância em cada bin é de ± 11%.

• T2:330.0 mcd (Mín.) - 410.0 mcd (Máx.)
• U1:410.0 mcd - 520.0 mcd

3.3 Classificação de Comprimento de Onda Dominante (WD)

Unidades: nanômetros (nm) @ 20mA. A tolerância para cada bin é de ± 1 nm.

• AC:457.0 nm (Mín.) - 462.0 nm (Máx.)
• AD:462.0 nm - 467.0 nm

4. Análise das Curvas de Desempenho

As curvas características típicas fornecem insights sobre o comportamento do dispositivo sob condições variáveis. Todas as curvas são a 25°C, salvo indicação.

4.1 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

Esta curva mostra uma relação quase linear entre a corrente direta (IF) e a saída de luz (Iv) dentro da faixa de operação recomendada. Acionar o LED acima de 20mA resulta em retornos decrescentes em eficiência e aumenta o calor.

4.2 Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

A saída de luz diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. Este efeito de extinção térmica é característico dos LEDs semicondutores e deve ser considerado em projetos que operam em temperaturas elevadas.

4.3 Tensão Direta vs. Corrente Direta

Esta curva exponencial ilustra a característica I-V do diodo. A VF especificada a 20mA é o ponto de operação típico. A curva auxilia no projeto do circuito limitador de corrente.

4.4 Distribuição Espectral

O gráfico mostra um único pico centrado em torno de 471 nm (típico) com uma largura à meia altura de aproximadamente 26 nm, confirmando a emissão monocromática azul do material semicondutor InGaN.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LTST-108TBL é acondicionado em um encapsulamento SMD padrão. As dimensões principais (em milímetros, tolerância ±0.2mm salvo indicação) incluem um tamanho do corpo de aproximadamente 3.2mm (C) x 1.6mm (L) x 1.1mm (A). A lente é transparente. O cátodo é tipicamente identificado por uma marcação no encapsulamento ou por uma tonalidade verde na lente.

5.2 Layout Recomendado da Trilha de Montagem no PCB

Um projeto de padrão de solda é fornecido para soldagem por refluxo infravermelho ou de fase vapor. Este padrão garante a formação adequada do filete de solda, estabilidade mecânica e alívio térmico durante a montagem. A adesão a este layout é crítica para obter juntas de solda confiáveis e gerenciar a dissipação de calor do chip do LED.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo IR (Processo Sem Chumbo)

Um perfil de temperatura detalhado em conformidade com J-STD-020B é especificado para montagem sem chumbo.

• Pré-aquecimento:150°C a 200°C.
• Tempo de Pré-aquecimento:Máximo 120 segundos.
• Temperatura de Pico:Máximo 260°C.
• Tempo Acima do Líquidus:O perfil recomendado mostra uma duração específica.
• Tempo de Soldagem:Máximo 10 segundos na temperatura de pico (máximo dois ciclos de refluxo).

Nota:O perfil ideal depende do projeto específico do PCB, da pasta de solda e do forno. O perfil fornecido serve como um alvo genérico baseado nos padrões JEDEC.

6.2 Soldagem Manual (Se Necessário)

• Temperatura do Ferro:Máximo 300°C.
• Tempo de Soldagem:Máximo 3 segundos por trilha (uma única vez).

6.3 Condições de Armazenamento

• Embalagem Selada:Armazenar a ≤ 30°C e ≤ 70% UR. Usar dentro de um ano quando a bolsa à prova de umidade com dessecante estiver intacta.
• Embalagem Aberta:Armazenar a ≤ 30°C e ≤ 60% UR. Recomenda-se completar o refluxo IR dentro de 168 horas (1 semana) após a exposição.
• Armazenamento Prolongado (Aberto):Armazenar em um recipiente selado com dessecante ou em ambiente de nitrogênio. Se exposto por >168 horas, secar a aproximadamente 60°C por pelo menos 48 horas antes da soldagem para remover a umidade e prevenir o \"efeito pipoca\" durante o refluxo.

6.4 Limpeza

Se a limpeza for necessária após a soldagem, use apenas solventes especificados. Imersão do LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto. Não use limpeza ultrassônica ou produtos químicos não especificados.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações da Fita e Bobina

O dispositivo é fornecido em fita transportadora relevada de acordo com as especificações ANSI/EIA 481.

• Largura da Fita:8 mm.
• Diâmetro da Bobina:7 polegadas (178 mm).
• Quantidade por Bobina:4000 peças.
• Quantidade Mínima de Pedido (MOQ):500 peças para quantidades remanescentes.
• Vedação dos Bolsos:Bolsos vazios são selados com fita de cobertura.
• Componentes Ausentes:Um máximo de duas lâmpadas ausentes consecutivas é permitido por especificação.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Método de Acionamento

LEDs são dispositivos operados por corrente. Para garantir brilho uniforme, especialmente ao conectar múltiplos LEDs em paralelo, cada LED deve ser acionado por uma fonte de corrente constante ou ter seu próprio resistor limitador de corrente. Acionar com uma fonte de tensão constante sem um resistor em série não é recomendado, pois pode levar à fuga térmica devido ao coeficiente de temperatura negativo da VF.

8.2 Gerenciamento Térmico

Embora o encapsulamento seja pequeno, um projeto térmico adequado é essencial para a longevidade. Certifique-se de que o projeto da trilha no PCB forneça alívio térmico adequado. Evite operar na corrente máxima (30mA) em altas temperaturas ambientes sem considerar o fator de derating (0.38 mA/°C). Altas temperaturas de junção aceleram a depreciação do lúmen e podem reduzir a vida útil operacional.

8.3 Projeto Óptico

O amplo ângulo de visão de 110 graus torna este LED adequado para aplicações que requerem ampla visibilidade. Para luz focada ou direcionada, ópticas secundárias (lentes, guias de luz) podem ser necessárias. A lente transparente é ideal para aplicações onde a verdadeira cor do chip é desejada.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com tecnologias mais antigas, como LEDs azuis baseados em GaP, este LED InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) oferece eficiência luminosa significativamente maior e uma cor azul mais saturada. Dentro de seu fator de forma, os principais diferenciadores incluem seu amplo ângulo de visão, estrutura de binning específica para consistência de cor e intensidade, e construção robusta para compatibilidade com refluxo IR, o que pode não estar presente em todos os LEDs SMD de baixo custo.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

10.1 Posso acionar este LED a 30mA continuamente?

Sim, 30mA é a corrente direta CC máxima especificada a 25°C. No entanto, para uma vida útil e confiabilidade ideais, muitas vezes é aconselhável acionar LEDs abaixo de sua especificação máxima absoluta, como na condição de teste de 20mA. Sempre aplique o fator de derating se a temperatura ambiente exceder 25°C.

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

Comprimento de Onda de Pico (λp)é o comprimento de onda no ponto mais alto na distribuição de potência espectral do LED (tipicamente 471 nm).Comprimento de Onda Dominante (λd)é uma quantidade colorimétrica derivada do diagrama de cromaticidade CIE; é o comprimento de onda único que melhor corresponde à cor percebida do LED (457-467 nm). λd é mais relevante para especificação de cor em aplicações visuais.

10.3 Por que há um limite de tempo de armazenamento após abrir a bolsa?

Os encapsulamentos SMD podem absorver umidade da atmosfera. Durante o processo de soldagem por refluxo em alta temperatura, essa umidade retida pode vaporizar rapidamente, criando pressão interna que pode delaminar o encapsulamento ou rachar o chip (\"efeito pipoca\"). A vida útil de 168 horas e os procedimentos de secagem são contramedidas contra este modo de falha.

11. Estudo de Caso de Aplicação Prática

Cenário:Projetando um painel de indicadores de status para um switch de rede com 24 LEDs azuis idênticos de energia/atividade.

Considerações de Projeto:

1. Acionamento de Corrente:Use um CI driver de corrente constante ou 24 resistores limitadores de corrente idênticos (calculados para ~20mA a partir da tensão do sistema e do bin VF do LED, por exemplo, F5: ~2.9V típico).
2. Uniformidade de Brilho:Especifique um bin Iv apertado (por exemplo, U1: 410-520 mcd) e um bin VF (por exemplo, F5) do fornecedor para garantir que todos os 24 LEDs pareçam igualmente brilhantes.
3. Layout do PCB:Implemente o layout recomendado da trilha de solda para cada LED para garantir soldagem automática confiável e dissipação de calor.
4. Montagem:Siga o perfil de refluxo sem chumbo especificado. Certifique-se de que os painéis sejam montados dentro de 168 horas após abrir a bobina de LEDs ou que os LEDs tenham sido adequadamente secos se armazenados por mais tempo.

12. Introdução ao Princípio de Operação

Um LED é um diodo semicondutor de junção p-n. Quando uma tensão direta é aplicada, elétrons da região tipo n e lacunas da região tipo p são injetados na região ativa (a junção). Quando esses portadores de carga se recombinam, a energia é liberada na forma de fótons (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz é determinado pela energia da banda proibida do material semicondutor usado na região ativa. O LTST-108TBL usa um semicondutor composto de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN), projetado para emitir fótons no espectro azul (~470 nm).

13. Tendências Tecnológicas

O desenvolvimento de LEDs azuis InGaN eficientes foi uma conquista fundamental na iluminação de estado sólido, permitindo a criação de LEDs brancos (via conversão de fósforo) e displays de cores completas. As tendências contínuas na tecnologia de LED SMD incluem melhorias contínuas na eficácia luminosa (lúmens por watt), maior densidade de potência máxima em encapsulamentos menores, índices de reprodução de cor (IRC) aprimorados para LEDs brancos e a integração de recursos mais sofisticados, como drivers embutidos ou circuitos de controle. A direção rumo à miniaturização e compatibilidade com processos de montagem avançados, como visto nesta ficha técnica, permanece consistente em toda a indústria.