Ficha Técnica do LED SMD LTST-M670KRKT - AlInGaP Vermelho - Lente Transparente - Ângulo de Visão de 120° - Corrente Máxima de 30mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas de um LED de montagem superficial de alta luminosidade, projetado para aplicações eletrónicas modernas. O dispositivo utiliza um material semicondutor de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) para produzir uma saída de luz vermelha vibrante. Encapsulado numa lente transparente, este LED é projetado para compatibilidade com processos de montagem automatizados e técnicas padrão de soldadura por refluxo infravermelho, tornando-o adequado para fabricação em grande volume.

As principais vantagens deste componente incluem a sua conformidade com regulamentações ambientais (RoHS), desempenho consistente numa ampla gama de temperaturas de operação e uma embalagem que facilita o manuseamento e posicionamento eficientes. Os seus mercados-alvo principais incluem eletrónica de consumo, painéis de controlo industrial, iluminação interior automóvel e aplicações gerais de sinalização onde é necessária uma iluminação vermelha brilhante e fiável.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

O dispositivo é especificado para operar nas seguintes condições máximas absolutas, além das quais pode ocorrer dano permanente. Todos os valores são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Dissipação de Potência:72 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o LED pode dissipar como calor sem exceder os seus limites térmicos.
• Corrente Direta de Pico:80 mA. Isto é permitido apenas em condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 1/10 e uma largura de pulso de 0,1ms. Exceder este valor em operação DC danificará o dispositivo.
• Corrente Direta DC (Contínua):30 mA. Esta é a corrente máxima recomendada para operação contínua e em estado estacionário, para garantir fiabilidade a longo prazo e manter o desempenho óptico especificado.
• Tensão Reversa:5 V. A aplicação de uma tensão de polarização reversa superior a este valor pode causar ruptura da junção.
• Gama de Temperatura de Operação:-40°C a +85°C. O dispositivo tem o seu funcionamento garantido dentro dos parâmetros especificados ao longo de toda esta gama de temperatura industrial.
• Gama de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +100°C.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

A tabela seguinte detalha os principais parâmetros de desempenho em condições padrão de teste (Ta=25°C, salvo indicação em contrário). Estes são os valores que os projetistas devem usar para cálculos de circuito e expectativas de desempenho.

• Intensidade Luminosa (I_V):Varia de um mínimo de 90 mcd a um valor típico de 280 mcd a uma corrente direta (I_F) de 20mA. A intensidade é medida usando um sensor filtrado para corresponder à resposta fotópica do olho humano (curva CIE).
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):120 graus. Este amplo ângulo de visão, definido como o ângulo onde a intensidade cai para metade do seu valor no eixo, torna o LED adequado para aplicações que requerem ampla visibilidade.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):639 nm (típico). Este é o comprimento de onda no qual a saída espectral é mais forte.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):631 nm (típico). Derivado do diagrama de cromaticidade CIE, este comprimento de onda único representa melhor a cor percebida do LED pelo olho humano.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):20 nm (típico). Isto indica a pureza espectral; um valor menor significa uma fonte de luz mais monocromática.
• Tensão Direta (V_F):2,4V típico, com uma gama de 2,0V a 2,4V a I_F=20mA. A tolerância neste valor é de +/- 0,1V. Este parâmetro é crucial para calcular o valor do resistor limitador de corrente em série.
• Corrente Reversa (I_R):10 µA máximo quando uma tensão reversa (V_R) de 5V é aplicada.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência no brilho entre lotes de produção, a intensidade luminosa destes LEDs é classificada em "bins" específicos. Cada bin define uma gama garantida de intensidade mínima e máxima quando medida na corrente de teste padrão de 20mA.

Os códigos de bin para este produto são: Q2 (90,0-112,0 mcd), R1 (112,0-140,0 mcd), R2 (140,0-180,0 mcd), S1 (180,0-224,0 mcd) e S2 (224,0-280,0 mcd). Uma tolerância de +/-11% é aplicada a cada bin de intensidade. Os projetistas que especificam este LED devem estar cientes de qual bin estão a usar, pois isso impacta diretamente o brilho alcançado na aplicação final. Para aplicações críticas que requerem aparência uniforme, devem ser usados LEDs do mesmo código de bin.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas no documento fonte, as suas implicações são críticas para o projeto. As principais relações que seriam mostradas nessas curvas incluem:

• Curva I-V (Corrente-Tensão):Mostra a relação exponencial entre a tensão direta e a corrente. A curva terá uma "tensão de joelho" distinta (cerca de 2,0-2,4V) acima da qual a corrente aumenta rapidamente com pequenos aumentos de tensão. Isto destaca por que os LEDs devem ser alimentados por uma fonte de corrente ou uma fonte de tensão com um resistor em série.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Normalmente mostra uma relação quase linear entre a corrente de acionamento e a saída de luz dentro da gama de operação recomendada. Acionar o LED acima da sua corrente DC máxima pode levar a um aumento super-linear do calor e a uma redução da eficiência.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Para LEDs de AlInGaP, a saída de luz geralmente diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. Compreender esta derating é essencial para aplicações que operam a altas temperaturas, para garantir que o brilho suficiente seja mantido.
• Distribuição Espectral:Um gráfico da intensidade relativa versus comprimento de onda, mostrando um pico em aproximadamente 639 nm com uma largura característica (largura a meia altura) de cerca de 20 nm.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Dispositivo

O LED está em conformidade com um contorno padrão de embalagem de montagem superficial EIA. Todas as dimensões críticas para o projeto da impressão na PCB—incluindo comprimento, largura, altura do corpo e espaçamento dos terminais—são fornecidas no documento fonte com uma tolerância padrão de ±0,2 mm. A embalagem apresenta um material de lente transparente.

5.2 Projeto do Pad de Montagem na PCB

É fornecida uma disposição recomendada dos pads de fixação na placa de circuito impresso (PCB) para garantir soldadura fiável e alinhamento mecânico adequado. Este padrão de land é otimizado para processos de soldadura por refluxo infravermelho e de fase de vapor. Aderir a esta impressão recomendada é crucial para obter uma boa formação da junta de solda, gestão térmica e prevenir o efeito "tombstoning" durante o refluxo.

5.3 Identificação da Polaridade

O cátodo (terminal negativo) é tipicamente identificado por um marcador visual na embalagem do LED, como um entalhe, um ponto verde ou um canto cortado na lente ou no corpo. O ânodo (terminal positivo) é o outro terminal. A polaridade correta deve ser observada durante a montagem, pois aplicar polarização reversa pode danificar o dispositivo.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldadura por Refluxo

O componente é compatível com processos de soldadura por refluxo infravermelho sem chumbo (Pb-free). É fornecida um perfil sugerido, em conformidade com a norma JEDEC J-STD-020B. Os parâmetros-chave incluem:

• Temperatura de Pré-aquecimento:150-200°C
• Tempo de Pré-aquecimento:Máximo de 120 segundos.
• Temperatura Máxima do Corpo:Máximo de 260°C.
• Tempo Acima do Líquidus:Recomenda-se seguir as especificações do fabricante da pasta de solda, tipicamente 60-90 segundos.

É enfatizado que o perfil ideal depende do projeto específico da PCB, da pasta de solda e do forno utilizado. Recomenda-se a caracterização para a aplicação específica.

6.2 Notas sobre Soldadura Manual

Se for necessária soldadura manual, deve-se ter extremo cuidado:

• Temperatura do Ferro de Soldar:Máximo de 300°C.
• Tempo de Soldadura por Terminal:Máximo de 3 segundos.
• Número de Vezes:A soldadura deve ser tentada apenas uma vez por junta para evitar stress térmico na embalagem plástica.

6.3 Condições de Armazenamento e Manuseamento

A sensibilidade à humidade é um fator crítico para dispositivos de montagem superficial. Este LED é embalado num saco barreira à humidade com dessecante.

• Armazenamento da Embalagem Selada:≤ 30°C e ≤ 70% de Humidade Relativa (HR). A vida útil na prateleira é de um ano a partir da data de código.
• Após Abrir a Embalagem:A "vida útil no chão de fábrica" é de 168 horas (7 dias) quando armazenado a ≤ 30°C e ≤ 60% HR. Se exposto por mais tempo, os LEDs devem ser aquecidos a aproximadamente 60°C durante pelo menos 48 horas antes da soldadura para remover a humidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" durante o refluxo.
• Armazenamento Aberto a Longo Prazo:Deve ser num recipiente selado com dessecante ou num dessecador purgado com azoto.

6.4 Limpeza

Se for necessária limpeza pós-soldadura, apenas devem ser usados solventes especificados. Imersão do LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto é aceitável. Produtos químicos de limpeza não especificados podem danificar a embalagem plástica ou a lente.

7. Embalagem e Informações de Encomenda

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada para máquinas de pick-and-place automatizadas.

• Largura da Fita:8 mm.
• Diâmetro da Bobina:7 polegadas (178 mm).
• Quantidade por Bobina:2000 peças.
• Quantidade Mínima de Encomenda (MOQ):500 peças para quantidades remanescentes.
• Padrão de Embalagem:Em conformidade com as especificações EIA-481-1-B. A fita tem uma selagem de cobertura, e é permitido um máximo de dois bolsos de componentes vazios consecutivos.

8. Recomendações de Projeto de Aplicação

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. O método de acionamento mais fiável e recomendado é usar um resistor limitador de corrente em série para cada LED, mesmo quando vários LEDs estão ligados em paralelo a uma fonte de tensão (Modelo de Circuito A). Isto compensa a variação natural na tensão direta (V_F) de um LED para outro, garantindo corrente uniforme e, portanto, brilho uniforme em todos os dispositivos. Acionar vários LEDs em paralelo sem resistores individuais (Modelo de Circuito B) é desencorajado, pois o LED com o V_Fmais baixo irá consumir uma corrente desproporcionalmente maior, levando a brilho desigual e potencial sobrecarga.

O valor do resistor em série (R_s) é calculado usando a Lei de Ohm: R_s= (V_fonte- V_F) / I_F. Use o V_Fmáximo da ficha técnica para um projeto conservador que garanta que a corrente não excede o I_F.

desejado.

• 8.2 Considerações de ProjetoGestão Térmica:
• Embora a dissipação de potência seja baixa, manter a temperatura da junção dentro dos limites é fundamental para uma longa vida útil. Garanta área de cobre adequada nos pads da PCB para atuar como dissipador de calor, especialmente quando operar a altas temperaturas ambientes ou próximo da corrente máxima.Proteção contra ESD:
• Embora não seja explicitamente declarado como altamente sensível, devem ser observadas as precauções padrão de manuseamento de ESD durante a montagem.Âmbito de Aplicação:

Este componente destina-se a equipamentos eletrónicos padrão. Para aplicações que requerem fiabilidade excecional ou onde uma falha possa representar risco de segurança (ex.: aviação, suporte de vida médico), são necessárias qualificação adicional e consulta com o fabricante.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com tecnologias mais antigas, como LEDs vermelhos de GaAsP (Fosfeto de Arsénio e Gálio), este dispositivo baseado em AlInGaP oferece uma eficiência luminosa significativamente maior, resultando em maior brilho para a mesma corrente de acionamento. A lente transparente, em oposição a uma lente difusa ou colorida, proporciona a maior extração de luz possível e um padrão de feixe mais focado e intenso, adequado para aplicações que requerem um ponto de luz nítido e brilhante. O ângulo de visão de 120 graus oferece um bom equilíbrio entre intensidade no eixo e visibilidade fora do eixo. A sua compatibilidade com processos padrão de refluxo IR diferencia-o de LEDs que podem requerer soldadura manual ou por onda.

10. Perguntas Frequentes (FAQs)

P: Posso acionar este LED a 30mA continuamente?

R: Sim, 30mA é a corrente direta DC máxima recomendada. Para uma longevidade ótima e para ter em conta os efeitos da temperatura, projetar para uma corrente mais baixa (ex.: 20mA) é frequentemente aconselhável.

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

R: O Comprimento de Onda de Pico (639 nm) é o pico físico do espectro de luz emitido. O Comprimento de Onda Dominante (631 nm) é um valor calculado que representa o comprimento de onda único da luz monocromática pura que pareceria ter a mesma cor para o olho humano. O comprimento de onda dominante é mais relevante para a especificação de cor.

P: Por que é necessário um resistor em série mesmo com uma fonte de tensão constante?_FR: A tensão direta de um LED tem uma tolerância e diminui com o aumento da temperatura. Um resistor em série fornece realimentação negativa: se a corrente tentar aumentar (ex.: devido a uma peça com V

baixo ou aumento de temperatura), a queda de tensão no resistor aumenta, limitando o aumento da corrente e estabilizando a operação do LED.

P: Como interpreto o código de bin na minha encomenda?

R: O código de bin (ex.: S1) especifica a gama garantida de intensidade luminosa para esse lote de LEDs. Verifique sempre o código de bin em relação à tabela na secção 3 para compreender o brilho mínimo que pode esperar no seu projeto.

11. Exemplos Práticos de AplicaçãoExemplo 1: Painel de Indicadores de Estado:

Uma unidade de controlo industrial usa uma matriz destes LEDs como indicadores de falha e estado num painel frontal. O amplo ângulo de visão de 120° garante que os indicadores sejam visíveis para os operadores a partir de várias posições. O projetista usa o bin S2 para alto brilho e calcula um resistor em série para uma corrente de acionamento de 20mA a partir de uma linha de 5V: R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130 Ohms (é selecionado um resistor padrão de 130 ou 150 Ohm). O layout da PCB segue o padrão de pad recomendado para garantir colocação automática e boas juntas de solda.Exemplo 2: Iluminação de Fundo para Interruptores de Membrana:

O LED é colocado atrás de um gráfico translúcido num teclado de membrana. A lente transparente e a alta intensidade proporcionam um símbolo nítido e uniformemente iluminado. Neste caso, o LED pode ser acionado a uma corrente mais baixa (ex.: 10mA) para alcançar o nível de iluminação de fundo desejado, minimizando o consumo de energia e o calor dentro do conjunto do interruptor selado.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

Este LED é baseado na tecnologia semicondutora de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP). Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, eletrões e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam. A energia libertada durante esta recombinação é emitida como fotões (luz). A composição específica da liga de AlInGaP determina a energia da banda proibida do semicondutor, que dita diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, vermelho. A lente de epóxi transparente serve para proteger o chip semicondutor, moldar o feixe de saída de luz e melhorar a extração de luz do chip.

13. Tendências e Desenvolvimentos da Indústria