Ficha Técnica do LED SMD LTST-010TBKT - Azul InGaN - 20mA - 80mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas de um Diodo Emissor de Luz (LED) de montagem em superfície (SMD). O componente é projetado para processos de montagem automatizada de placas de circuito impresso (PCB) e é adequado para aplicações com restrições de espaço. O seu tamanho miniatura e compatibilidade com os processos padrão da indústria tornam-no uma escolha versátil para a eletrónica moderna.

1.1 Características

• Conforme com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Embalado em fita de 12mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro para manuseio automatizado.
• Pegada de encapsulamento padrão EIA (Electronic Industries Alliance).
• Entrada/saída compatível com níveis lógicos de circuitos integrados (CI).
• Projetado para compatibilidade com equipamentos automáticos de pick-and-place.
• Adequado para processos de soldadura por refluxo infravermelho (IR).
• Pré-condicionado para acelerar para o nível de sensibilidade à humidade 3 da JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council).

1.2 Aplicações

Este LED destina-se a ser utilizado numa vasta gama de equipamentos eletrónicos, incluindo, mas não se limitando a:

• Dispositivos de telecomunicações (ex.: telefones sem fios, telemóveis).
• Equipamentos de automação de escritório e computadores portáteis.
• Eletrodomésticos e eletrónica de consumo.
• Sistemas de rede e equipamentos de controlo industrial.
• Indicadores de estado e de alimentação.
• Retroiluminação para painéis frontais e teclados.
• Iluminação de sinalização e luminárias simbólicas.
• Painéis de sinalização interior e iluminação decorativa geral.

2. Dimensões do Encapsulamento

O dispositivo apresenta um encapsulamento padrão de montagem em superfície. As dimensões críticas são fornecidas em desenhos técnicos no documento fonte. Todas as dimensões principais são especificadas em milímetros (mm). A tolerância padrão para estas dimensões é de ±0,1 mm (±0,004 polegadas), salvo indicação explícita em contrário nas notas do desenho. A lente é transparente, e a cor da fonte de luz é azul, utilizando um material semicondutor de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN).

3. Classificações e Características

Todas as classificações são especificadas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder estes limites pode causar danos permanentes no dispositivo.

3.1 Classificações Absolutas Máximas

• Dissipação de Potência (Pd):80 mW
• Corrente Direta de Pico (I_F(pico)):100 mA (a um ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms)
• Corrente Direta Contínua (I_F):20 mA DC
• Gama de Temperatura de Funcionamento:-40°C a +85°C
• Gama de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +100°C

3.2 Perfil de Refluxo IR Sugerido

Para processos de soldadura sem chumbo (Pb-free), recomenda-se um perfil de refluxo conforme com a norma J-STD-020B. O perfil inclui tipicamente uma fase de pré-aquecimento, uma etapa de estabilização térmica, uma zona de refluxo com uma temperatura de pico e uma fase de arrefecimento. A temperatura de pico máxima não deve exceder 260°C, e o tempo acima de 217°C deve ser limitado de acordo com a norma para evitar danos térmicos no encapsulamento do LED e no chip interno.

3.3 Características Elétricas e Óticas

Parâmetros de desempenho típicos medidos a Ta=25°C e I_F=20mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (I_V):90,0 - 224,0 mcd (milicandela). Medida com um filtro que aproxima a curva de resposta fotópica do olho da CIE.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):110 graus (típico). Definido como o ângulo total no qual a intensidade é metade do valor axial (no eixo).
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_p):468 nm (típico).
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):465 - 475 nm. Derivado das coordenadas de cromaticidade CIE.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):35 nm (típico). A largura do espetro de emissão a metade da sua intensidade máxima.
• Tensão Direta (V_F):2,8 - 3,8 V.
• Corrente Inversa (I_R):10 μA (máximo) a uma tensão inversa (V_R) de 5V. O dispositivo não foi projetado para funcionar sob polarização inversa.

3.4 Notas de Medição

1. A medição da intensidade luminosa segue as normas CIE para visão fotópica.
2. A tolerância do comprimento de onda dominante é de ±1 nm.
3. A tolerância da tensão direta para um determinado bin é de ±0,1 V.
4. O teste de tensão inversa é apenas para fins informativos/de qualidade; o LED é um dispositivo de polarização direta.

4. Sistema de Classificação por Bins

Os componentes são classificados (binning) de acordo com parâmetros-chave para garantir consistência na aplicação. Os seguintes códigos de bin definem as gamas garantidas para cada parâmetro.

4.1 Classificação da Tensão Direta (V_F)

Classificado a I_F= 20mA. Tolerância por bin é de ±0,1V.
Códigos de Bin: D7 (2,8-3,0V), D8 (3,0-3,2V), D9 (3,2-3,4V), D10 (3,4-3,6V), D11 (3,6-3,8V).

4.2 Classificação da Intensidade Luminosa (I_V)

Classificado a I_F= 20mA. Tolerância por bin é de ±11%.
Códigos de Bin: Q2 (90,0-112,0 mcd), R1 (112,0-140,0 mcd), R2 (140,0-180,0 mcd), S1 (180,0-224,0 mcd).

4.3 Classificação do Comprimento de Onda Dominante (λ_d)

Classificado a I_F= 20mA. Tolerância por bin é de ±1nm.
Códigos de Bin: AC (465,0-470,0 nm), AD (470,0-475,0 nm).

5. Curvas de Desempenho Típicas

O documento fonte inclui representações gráficas das características principais em função de vários parâmetros. Estas curvas são essenciais para uma análise de projeto detalhada.

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta:Mostra como a saída de luz aumenta com a corrente de acionamento, tipicamente de forma sub-linear a correntes mais elevadas devido ao aquecimento e à queda de eficiência.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demonstra o efeito de extinção térmica, onde a saída de luz diminui à medida que a temperatura da junção aumenta.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta:Ilustra a característica I-V do díodo, mostrando a tensão de condução e a resistência dinâmica.
• Tensão Direta vs. Temperatura Ambiente:Mostra o coeficiente de temperatura negativo da tensão direta, uma propriedade útil para deteção de temperatura.
• Distribuição Espectral:Um gráfico da potência radiante relativa versus comprimento de onda, centrado no comprimento de onda de pico de 468 nm com uma largura a meia altura típica de 35 nm.
• Padrão do Ângulo de Visão:Um gráfico polar que descreve a distribuição espacial da intensidade luminosa, confirmando o ângulo de visão de 110 graus.

6. Guia do Utilizador e Manuseio

6.1 Limpeza

Devem ser utilizados apenas agentes de limpeza especificados. Produtos químicos não especificados podem danificar a resina epóxi do encapsulamento do LED. Se a limpeza for necessária, é aceitável a imersão em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto. Deve ser evitada a agitação ou limpeza ultrassónica, a menos que especificamente qualificada.

6.2 Layout Recomendado das Pistas da PCB

É fornecido um desenho de padrão de soldadura (pegada) para a PCB. Este padrão está otimizado para soldadura fiável utilizando processos de refluxo por infravermelhos ou fase de vapor. Aderir a esta geometria de pista recomendada garante a formação adequada da junta de solda, o auto-alinhamento durante o refluxo e a estabilidade mecânica.

6.3 Embalagem em Fita e Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada com uma fita de cobertura protetora. São especificadas as dimensões detalhadas para os compartimentos da fita, o passo e a largura total da fita. Os componentes são enrolados em bobinas com diâmetro de 7 polegadas (178 mm). As quantidades padrão por bobina completa são de 4000 peças, com uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças para bobinas parciais. A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481.

7. Precauções e Notas de Aplicação

7.1 Aplicação Pretendida

Estes LEDs são projetados para utilização em equipamentos eletrónicos comerciais e de consumo padrão. Não são classificados nem destinados a aplicações críticas para a segurança onde uma falha possa levar a um risco direto para a vida ou saúde, como em aviação, suporte de vida médico ou sistemas de controlo de transportes. Para tais aplicações, devem ser selecionados componentes com certificações de fiabilidade apropriadas.

7.2 Condições de Armazenamento

Embalagem Selada:Armazenar a ≤30°C e ≤70% de Humidade Relativa (HR). A vida útil na bolsa de barreira à humidade selada com dessecante é de um ano.
Embalagem Aberta:Para componentes removidos da bolsa selada, o ambiente de armazenamento não deve exceder 30°C e 60% de HR. Os componentes devem ser sujeitos a soldadura por refluxo IR dentro de 168 horas (7 dias) após exposição a este ambiente (Nível MSL 3). Para exposições mais longas, armazenar num recipiente selado com dessecante ou numa atmosfera de azoto. Componentes expostos por mais de 168 horas requerem um processo de cozedura (ex.: 60°C durante 48 horas) antes da soldadura para remover a humidade absorvida e prevenir danos de \"pipocagem\" durante o refluxo.

7.3 Recomendações de Soldadura

Soldadura por Refluxo (Recomendada):
- Temperatura de Pré-aquecimento: 150-200°C
- Tempo de Pré-aquecimento: Máximo 120 segundos
- Temperatura de Pico: Máximo 260°C
- Tempo no Pico/Tempo de Soldadura: Máximo 10 segundos (máximo de dois ciclos de refluxo permitidos)
Soldadura Manual (Se necessário):
- Temperatura do Ferro: Máximo 300°C
- Tempo de Soldadura por terminal: Máximo 3 segundos (operação única apenas)

Nota Importante:O perfil de refluxo ideal depende do projeto específico da PCB, densidade de componentes, pasta de solda e forno. Os parâmetros fornecidos são diretrizes. Recomenda-se a caracterização ao nível da placa para obter juntas de solda fiáveis sem stress térmico no LED.

7.4 Método de Acionamento

Um LED é um dispositivo controlado por corrente. Para garantir uma intensidade luminosa consistente e estável, deve ser acionado por uma fonte de corrente controlada, não por uma fonte de tensão. Um simples resistor limitador de corrente em série é o método mais comum quando alimentado por uma linha de tensão. O valor do resistor é calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_{alimentação}- V_F) / I_F. Para aplicações de precisão ou para manter o brilho constante com variações de temperatura e tensão de alimentação, recomenda-se um circuito de acionamento de corrente constante (linear ou comutado). Acionar o LED com uma corrente estável dentro dos seus limites especificados (ex.: 20mA DC) é crucial para obter a saída de luz, cor e fiabilidade a longo prazo desejadas.

8. Considerações de Projeto e Sugestões de Aplicação

8.1 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja relativamente baixa (80mW máx.), uma gestão térmica eficaz continua a ser importante para a longevidade e desempenho estável. A intensidade luminosa do LED diminui com o aumento da temperatura da junção (extinção térmica). Garanta que a PCB tem um alívio térmico adequado, especialmente se for acionado na corrente contínua máxima ou perto dela. Evite colocar o LED perto de outras fontes de calor significativas na placa.

8.2 Projeto Ótico

O ângulo de visão de 110 graus proporciona um padrão de emissão difuso e amplo, adequado para indicadores de estado e retroiluminação. Para aplicações que requerem um feixe mais focado, devem ser empregues óticas secundárias (lentes ou refletores). A lente transparente é ideal para a emissão da cor verdadeira. Ao projetar guias de luz ou difusores para retroiluminação, deve ser considerada a distribuição espacial da intensidade (padrão do ângulo de visão) para obter uma iluminação uniforme.

8.3 Projeto Elétrico

Tenha em conta a classificação por bins da tensão direta no seu projeto. O circuito deve funcionar corretamente em toda a gama de V_F(2,8V a 3,8V). Se utilizar um simples resistor, dimensione-o para a V_Fmais elevada no seu bin selecionado para garantir a corrente mínima necessária. Para cadeias de LEDs em paralelo, considere a utilização de resistores limitadores de corrente individuais por cadeia para compensar as variações de V_Fe evitar a concentração de corrente. Inclua sempre proteção contra ligação em tensão inversa e transientes de tensão na linha de alimentação, uma vez que o LED tem uma classificação máxima de tensão inversa baixa.

8.4 Fabricação e Montagem

Aproveite a compatibilidade do componente com a montagem automatizada. A embalagem em fita e bobina é projetada para máquinas de pick-and-place de alta velocidade. Siga precisamente o perfil de refluxo IR recomendado e o layout das pistas da PCB para garantir um elevado rendimento de primeira passagem e fiabilidade. Cumpra estritamente os procedimentos de manuseio do nível de sensibilidade à humidade (MSL 3) para evitar a fissuração do encapsulamento induzida pela humidade durante a soldadura.