Ficha Técnica do LED SMD LTST-C190KSKT - Altura 0,80mm - Tensão Direta 1,8-2,4V - Intensidade Luminosa 45-180mcd - Cor Amarela - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de uma lâmpada LED miniatura para montagem em superfície, projetada para montagem automatizada em placas de circuito impresso e aplicações com restrições de espaço. O dispositivo utiliza um chip semicondutor AlInGaP ultrabrilhante para produzir luz amarela, encapsulado em uma lente de resina epóxi transparente. Seus principais objetivos de design são alta eficiência luminosa, compatibilidade com processos modernos de fabricação e confiabilidade em uma ampla gama de ambientes operacionais.

1.1 Características

• Conformidade com as diretivas ambientais RoHS.
• Perfil extremamente baixo com altura de apenas 0,80 milímetros.
• Alto brilho possibilitado pela tecnologia de chip AlInGaP.
• Embalado em fita de 8mm enrolada em carretéis de 7 polegadas de diâmetro para montagem automatizada pick-and-place.
• Contorno de encapsulamento padronizado EIA para compatibilidade de projeto.
• Requisitos de acionamento compatíveis com nível lógico.
• Projetado para compatibilidade com equipamentos de montagem automatizada.
• Adequado para processos de soldagem por refluxo infravermelho (IR).

1.2 Aplicações Alvo

Este LED é adequado para uma ampla gama de equipamentos eletrônicos onde tamanho compacto, alto brilho e desempenho confiável são necessários. As principais áreas de aplicação incluem:

• Dispositivos de telecomunicações (ex.: telefones celulares, telefones sem fio).
• Equipamentos de automação de escritório (ex.: notebooks, sistemas de rede).
• Eletrodomésticos e eletrônicos de consumo.
• Painéis de controle industrial e instrumentação.
• Retroiluminação de teclados, teclados e botões.
• Indicadores de status e energia.
• Micro-displays e iluminação de ícones.
• Sinalização e luminárias simbólicas.

2. Parâmetros Técnicos: Análise Aprofundada

A seção a seguir fornece uma interpretação objetiva e detalhada das principais características elétricas, ópticas e térmicas do dispositivo. Todos os dados são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C, salvo indicação em contrário.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob ou nestes limites não é garantida e deve ser evitada para um desempenho confiável de longo prazo.

• Dissipação de Potência (Pd):75 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o encapsulamento pode dissipar na forma de calor.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):80 mA. Isto é permitido apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0,1ms) para evitar superaquecimento.
• Corrente Direta Contínua (I_F):30 mA DC. Esta é a corrente máxima recomendada para operação contínua.
• Tensão Reversa (V_R):5 V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura da junção.
• Faixa de Temperatura de Operação:-30°C a +85°C. O funcionamento do dispositivo é garantido dentro desta faixa de temperatura ambiente.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +85°C.
• Condição de Soldagem por Infravermelho:Suporta temperatura de pico de 260°C por 10 segundos, o que é padrão para processos de refluxo de solda sem chumbo (Pb-free).

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos sob condições padrão de teste.

• Intensidade Luminosa (I_V):45,0 a 180,0 milicandelas (mcd) em I_F= 20mA. Medida usando um sensor filtrado para corresponder à curva padrão de resposta fotópica do olho CIE. A ampla faixa é gerenciada através de um sistema de binagem.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):130 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor no eixo (0°), indicando um padrão de emissão muito amplo, adequado para iluminação de área.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):588,0 nm (nominal). Este é o comprimento de onda no qual a potência espectral de saída é mais alta.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):584,5 a 597,0 nm em I_F= 20mA. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano para definir a cor (amarela). É derivado das coordenadas de cromaticidade CIE.
• Largura à Meia Altura Espectral (Δλ):Aproximadamente 15 nm. Isto indica a pureza espectral; uma largura mais estreita significa uma cor mais saturada e pura.
• Tensão Direta (V_F):1,8 a 2,4 Volts em I_F= 20mA. A queda de tensão através do LED quando conduz corrente.
• Corrente Reversa (I_R):10 μA máximo em V_R= 5V. Uma pequena corrente de fuga quando o dispositivo está em polarização reversa.

3. Explicação do Sistema de Binagem

Para garantir desempenho consistente na produção, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave. Isto permite que os projetistas selecionem componentes que atendam a requisitos específicos de brilho, cor e tensão.

3.1 Binagem de Tensão Direta (V_F)

Para cor Amarela, testado a 20mA.

• Bin F2: V_F= 1,80V a 2,10V.
• Bin F3: V_F= 2,10V a 2,40V.
• Tolerância por bin: ±0,1 Volt.

3.2 Binagem de Intensidade Luminosa (I_V)

Para cor Amarela, testado a 20mA.

• Bin P:45,0 a 71,0 mcd.
• Bin Q:71,0 a 112,0 mcd.
• Bin R:112,0 a 180,0 mcd.
• Tolerância por bin: ±15%.

3.3 Binagem de Matiz (Comprimento de Onda Dominante)

Para cor Amarela, testado a 20mA.

• Bin H: λ_d= 584,5 a 587,0 nm.
• Bin J: λ_d= 587,0 a 589,5 nm.
• Bin K: λ_d= 589,5 a 592,0 nm.
• Bin L: λ_d= 592,0 a 594,5 nm.
• Bin M: λ_d= 594,5 a 597,0 nm.
• Tolerância por bin: ±1 nm.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na ficha técnica, suas implicações são críticas para o projeto.

4.1 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)

A característica I-V é exponencial. A faixa típica de V_Fde 1,8-2,4V a 20mA deve ser considerada ao projetar o circuito limitador de corrente. Uma fonte de corrente constante é altamente recomendada em vez de um simples resistor em série para uma saída de luz estável, especialmente com variações de temperatura.

4.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

A saída de luz é geralmente proporcional à corrente direta dentro dos limites especificados. No entanto, a eficiência pode cair em correntes muito altas devido ao aumento do calor. Operar na ou abaixo da condição de teste típica de 20mA é aconselhável para eficiência e longevidade ideais.

4.3 Distribuição Espectral

A curva de saída espectral está centrada em torno de 588 nm (amarelo) com uma largura à meia altura típica de 15 nm. Esta largura de banda relativamente estreita garante boa saturação de cor. O comprimento de onda dominante (λ_d) é o parâmetro usado para a binagem de cor, pois se correlaciona diretamente com a percepção de cor humana.

4.4 Dependência da Temperatura

O desempenho do LED é sensível à temperatura. Tipicamente, a tensão direta (V_F) tem um coeficiente de temperatura negativo (diminui com o aumento da temperatura), enquanto a intensidade luminosa diminui com o aumento da temperatura da junção. Um gerenciamento térmico adequado na PCB é essencial para manter brilho e cor consistentes ao longo da vida útil.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O dispositivo apresenta um encapsulamento padrão do setor para LED chip. As dimensões principais incluem uma altura do corpo de 0,80 mm (máx.), tornando-o adequado para aplicações ultrafinas. Todas as tolerâncias dimensionais são de ±0,1 mm, salvo especificação em contrário. O material do encapsulamento é projetado para suportar o estresse térmico da soldagem por refluxo IR.

5.2 Padrão de Trilha de PCB Recomendado

Um layout sugerido para as ilhas de solda é fornecido para garantir soldagem confiável e alinhamento adequado. O projeto acomoda a formação de um bom filete de solda, evitando pontes de solda entre os terminais do ânodo e do cátodo. Seguir esta recomendação é crucial para obter alto rendimento na montagem automatizada.

5.3 Identificação de Polaridade

O terminal do cátodo é tipicamente marcado, muitas vezes por um entalhe, uma marcação verde ou um tamanho/forma diferente da ilha na fita e na embalagem do carretel. A orientação correta da polaridade durante a montagem é obrigatória para o funcionamento do dispositivo.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo IR (Sem Chumbo)

O dispositivo é qualificado para processos de soldagem sem chumbo. Um perfil de refluxo recomendado é fornecido, em conformidade com os padrões JEDEC.

• Pré-aquecimento:150°C a 200°C.
• Tempo de Pré-aquecimento:Máximo de 120 segundos.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C.
• Tempo Acima do Líquidus (no pico):Máximo de 10 segundos. O dispositivo pode suportar no máximo dois ciclos de refluxo sob estas condições.

Nota:O perfil ideal depende do projeto específico da PCB, da pasta de solda e do forno. O perfil fornecido serve como um alvo genérico, e a caracterização do processo é recomendada.

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, deve-se tomar extremo cuidado.

• Temperatura do Ferro:Máximo de 300°C.
• Tempo de Soldagem:Máximo de 3 segundos por terminal.
• A soldagem manual deve ser limitada apenas a reparos pontuais, não para produção em massa.

6.3 Armazenamento e Manuseio

• Precauções contra ESD:LEDs são sensíveis à descarga eletrostática (ESD). Use pulseiras antiestáticas, bancadas aterradas e embalagens antiestáticas.
• Nível de Sensibilidade à Umidade (MSL):O dispositivo é classificado como MSL 3. Uma vez aberta a bolsa original à prova de umidade, os componentes devem passar pelo processo de refluxo IR dentro de uma semana (168 horas) em condições de fábrica (≤ 30°C/60% UR).
• Armazenamento Prolongado (Bolsa Aberta):Para armazenamento além de uma semana, os componentes devem ser armazenados em um recipiente selado com dessecante ou em ambiente de nitrogênio. Se armazenados além do tempo de piso, é necessário um cozimento a 60°C por pelo menos 20 horas antes da soldagem.

6.4 Limpeza

Se a limpeza pós-soldagem for necessária, use apenas solventes aprovados. Agentes recomendados incluem álcool etílico ou álcool isopropílico à temperatura ambiente. O tempo de imersão deve ser inferior a um minuto. Evite limpadores químicos não especificados que possam danificar a lente de epóxi ou o encapsulamento.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações da Fita e Carretel

Os componentes são fornecidos em fita transportadora relevada para montagem automatizada.

• Largura da Fita:8 mm.
• Diâmetro do Carretel:7 polegadas (178 mm).
• Quantidade por Carretel:4000 peças (carretel cheio padrão).
• Quantidade Mínima de Embalagem:500 peças para carretéis remanescentes.
• Fita de Cobertura:Os compartimentos vazios são selados com fita de cobertura superior.
• Componentes Faltantes:Um máximo de duas lâmpadas faltantes consecutivas é permitido por especificação.
• Padrão:A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481.

8. Considerações de Projeto de Aplicação

8.1 Limitação de Corrente

Sempre use um resistor limitador de corrente ou, preferencialmente, um driver de corrente constante em série com o LED. O valor do resistor pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Use o V_Fmáximo da ficha técnica (2,4V) para garantir que a corrente não exceda o nível desejado, mesmo com um LED de baixo V_F part.

8.2 Gerenciamento Térmico

Embora a dissipação de potência seja baixa (75 mW máx.), o calor ainda pode afetar o desempenho e a vida útil. Certifique-se de que a PCB tenha área de cobre adequada conectada às ilhas térmicas do LED (se houver) ou ao plano de terra próximo para atuar como dissipador de calor. Evite colocar o LED perto de outros componentes geradores de calor.

8.3 Projeto Óptico

O ângulo de visão de 130 graus fornece uma iluminação muito ampla e difusa. Para aplicações que requerem um feixe mais focado, ópticas secundárias (ex.: lentes, tubos de luz) serão necessárias. A lente transparente é ideal para manter a pureza da cor e a máxima saída de luz.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Este dispositivo oferece várias vantagens-chave em sua categoria:

• Perfil:Com 0,80mm de altura, está entre os LEDs chip mais finos, permitindo projeto em dispositivos modernos e finos.
• Brilho:O uso da tecnologia AlInGaP proporciona maior eficiência luminosa em comparação com LEDs tradicionais de GaAsP ou GaP, resultando em maior saída em mcd na mesma corrente.
• Cor:O AlInGaP produz uma cor amarela mais saturada e estável, com melhor desempenho em relação à temperatura em comparação com tecnologias mais antigas.
• Compatibilidade de Processo:Total compatibilidade com montagem SMT automatizada de alto volume e soldagem por refluxo IR sem chumbo reduz a complexidade e o custo de fabricação.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

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

Comprimento de Onda de Pico (λ_P) é o comprimento de onda físico onde o LED emite a maior potência óptica. Comprimento de Onda Dominante (λ_d) é um valor calculado baseado no diagrama de cores CIE que representa o comprimento de onda único que o olho humano percebe como a cor. Para o projeto, λ_dé mais relevante para a correspondência de cores.

10.2 Posso acionar este LED a 30mA continuamente?

Sim, 30mA é a corrente direta contínua DC máxima especificada. No entanto, para longevidade ideal e para considerar o possível aumento térmico na aplicação, acioná-lo na ou abaixo da condição de teste de 20mA é uma prática comum e conservadora.

10.3 Por que a binagem é importante?

A binagem garante consistência de cor e brilho dentro de um lote de produção e entre múltiplos lotes. Para aplicações onde a aparência uniforme é crítica (ex.: retroiluminação de uma matriz de LEDs), especificar bins apertados para V_F, I_Ve λ_dé essencial.

10.4 Como interpreto a classificação MSL 3?

MSL 3 significa que o encapsulamento pode absorver uma quantidade prejudicial de umidade do ar ambiente. Uma vez aberta a bolsa selada, você tem 168 horas (1 semana) sob condições ≤ 30°C/60% UR para completar o processo de refluxo de solda. Se este tempo for excedido, as peças devem ser cozidas para remover a umidade antes da soldagem para evitar o efeito \"pipoca\" ou rachaduras no encapsulamento durante o refluxo.

11. Exemplo de Caso de Uso em Projeto

Cenário: Indicador de Status em um Dispositivo Médico Portátil

Um projetista precisa de um LED de status amarelo de baixa potência e alta confiabilidade para um monitor portátil operado por bateria. O espaço é extremamente limitado e o dispositivo deve passar pelos padrões de confiabilidade médica.

• Seleção da Peça:O LTST-C190KSKT é escolhido por sua altura de 0,80mm, conformidade RoHS e confiabilidade comprovada.
• Projeto do Circuito:O LED é acionado por um pino GPIO de um microcontrolador através de um resistor em série de 100Ω (assumindo uma fonte de 3,3V: (3,3V - 2,1V_tip) / 0,020A ≈ 60Ω, usando 100Ω para margem). A corrente é limitada a ~12-15mA, bem abaixo do máximo de 30mA, para conservar a vida útil da bateria e garantir uma vida útil ultra longa.
• Layout da PCB:O padrão de trilha recomendado é usado. Uma pequena conexão de alívio térmico para um plano de terra é adicionada para auxiliar na dissipação de calor sem dificultar a soldagem.
• Aquisição:O projetista especifica os bins Q ou R para intensidade luminosa para garantir que o indicador seja claramente visível, e os bins J ou K para comprimento de onda dominante para obter um matiz amarelo padrão consistente em todas as unidades de produção.
• Montagem:Os LEDs são mantidos em sua bolsa selada até que a linha de produção esteja pronta. A montagem da PCB usa um perfil de refluxo controlado e compatível com JEDEC para garantir a confiabilidade da junta de solda sem danificar o LED.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

Este LED é baseado na tecnologia de semicondutor Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP). Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa, liberando energia na forma de fótons (luz). A composição específica da liga AlInGaP determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda (cor) da luz emitida — neste caso, amarelo (~588 nm). O AlInGaP é conhecido por sua alta eficiência quântica interna, levando a brilho e estabilidade de cor superiores em comparação com sistemas de materiais mais antigos, como o Fosfeto de Arsênio e Gálio (GaAsP). O chip é então encapsulado em um pacote de resina epóxi que molda a saída de luz e fornece proteção mecânica e ambiental.

13. Tendências do Setor

O mercado de LED para montagem em superfície continua a evoluir com várias tendências claras:

• Miniaturização:A demanda por encapsulamentos mais finos e menores (como este chip de 0,80mm de altura) é impulsionada pela eletrônica de consumo que busca designs mais elegantes.
• Maior Eficiência:Melhorias contínuas na ciência dos materiais visam extrair mais lúmens por watt (eficácia), reduzindo o consumo de energia para a mesma saída de luz.
• Maior Confiabilidade e Estabilidade:Avanços em materiais de encapsulamento e design de chip focam em manter o ponto de cor e o fluxo luminoso ao longo de vidas úteis estendidas e sob condições ambientais adversas.
• Gamut de Cores Ampliado:Embora esta peça seja monocromática amarela, o setor também está avançando em soluções com conversão de fósforo e múltiplos chips para obter pontos de branco precisos e cores saturadas para retroiluminação de displays e iluminação geral.
• Integração:Há uma tendência crescente de integrar eletrônica de acionamento, componentes de proteção e múltiplos chips LED em \"módulos LED\" únicos e mais inteligentes para simplificar o projeto do produto final.