Ficha Técnica do LED SMD LTST-E142KRKFKT - Dupla Cor Vermelho/Laranja - 30mA - 75mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED (Diodo Emissor de Luz) de dupla cor e montagem em superfície, projetado para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB). O dispositivo é concebido para aplicações com restrições de espaço e oferece a combinação de emissão de luz vermelha e laranja a partir de um único encapsulamento. O seu tamanho miniatura e compatibilidade com processos de montagem padrão tornam-no adequado para integração numa vasta gama de equipamentos eletrónicos modernos.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens deste componente incluem a sua conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), embalagem em fita padrão da indústria de 8mm em bobinas de 7 polegadas para máquinas de pick-and-place automáticas e total compatibilidade com processos de soldagem por refluxo infravermelho (IR). É pré-condicionado para os padrões de sensibilidade à humidade JEDEC Nível 3, garantindo fiabilidade durante a montagem.

As aplicações-alvo abrangem vários setores, incluindo telecomunicações (por exemplo, indicadores de estado em routers, modems), automação de escritório (por exemplo, retroiluminação para painéis de controlo em impressoras, scanners), eletrodomésticos e vários equipamentos industriais. É comumente utilizado para indicação de estado, iluminação simbólica e retroiluminação de painéis frontais onde é necessário feedback visual claro e fiável.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Detalhada

Esta secção fornece uma análise objetiva e detalhada das principais características de desempenho do dispositivo, conforme definido pelas suas classificações absolutas máximas e parâmetros operacionais típicos.

2.1 Classificações Absolutas Máximas e Características Térmicas

O dispositivo é classificado para uma corrente direta contínua máxima (DC) de 30mA para ambos os chips, vermelho e laranja. Em condições de pulso (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0.1ms), pode suportar uma corrente direta de pico de 80mA. A dissipação de potência máxima é de 75mW. A faixa de temperatura operacional e de armazenamento é especificada de -40°C a +100°C, indicando adequação para ambientes severos.

A gestão térmica é crítica para a longevidade do LED. A resistência térmica típica da junção para o ambiente (Rθja) é de 155°C/W para ambas as cores. Com uma temperatura máxima de junção (Tj) de 115°C, este valor de resistência térmica determina a dissipação de potência máxima permitida sob determinadas condições ambientais, para evitar sobreaquecimento e falha prematura.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

O desempenho elétrico e óptico é medido numa condição de teste padrão de 20mA de corrente direta e 25°C de temperatura ambiente.

• Intensidade Luminosa (Iv):Para o LED vermelho, a intensidade luminosa varia de um mínimo de 90 mcd a um máximo de 280 mcd. O LED laranja oferece uma saída mais alta, variando de 140 mcd a 450 mcd. O ângulo de visão típico (2θ1/2), onde a intensidade é metade do valor axial, é de 120 graus para ambos, proporcionando um padrão de feixe amplo.
• Características Espectrais:O LED vermelho tem um comprimento de onda de emissão de pico típico (λp) de 639 nm e uma faixa de comprimento de onda dominante (λd) de 623-638 nm. O LED laranja tem um λp de 609 nm e uma faixa λd de 598-610 nm. A meia-largura da linha espectral (Δλ) é tipicamente de 15 nm para ambos, definindo a pureza da cor.
• Parâmetros Elétricos:A tensão direta (Vf) para ambas as cores varia de 1.7V (mín.) a 2.5V (máx.) a 20mA. A corrente reversa máxima (Ir) é de 10 μA a uma tensão reversa (Vr) de 5V. É crucial notar que o dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa; este parâmetro é apenas para referência em testes infravermelhos.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa (Iv)

A saída luminosa é categorizada em bins específicos com valores mínimos e máximos definidos. Cada bin tem uma tolerância de ±11%.

• Bins do LED Vermelho:Os códigos incluem 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).
• Bins do LED Laranja:Os códigos incluem T2 (140-180 mcd), U1 (180-224 mcd), U2 (224-280 mcd), V1 (280-355 mcd) e V2 (355-450 mcd).

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante (Wd)

Especificamente para o LED laranja, os bins de comprimento de onda dominante garantem um controlo de cor preciso. Os bins são F1 (598-602 nm), F2 (602-606 nm) e F3 (606-610 nm), cada um com uma tolerância apertada de ±1 nm. Este binning preciso é essencial para aplicações que requerem pontos de cor específicos, como sinais de trânsito ou retroiluminação de painéis consistente.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora o PDF faça referência a curvas de desempenho típicas, os seus dados gráficos específicos não são fornecidos no texto. Com base no comportamento padrão dos LEDs, estas curvas ilustrariam tipicamente a relação entre a corrente direta e a intensidade luminosa (curva I-V), o efeito da temperatura ambiente na saída de luz e a distribuição espectral de potência. Os projetistas utilizam estas curvas para compreender o desempenho em condições não padrão (por exemplo, diferentes correntes de acionamento ou temperaturas) e para otimizar o projeto do circuito para o brilho e eficiência desejados.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem e Atribuição de Pinos

O dispositivo está em conformidade com um contorno de embalagem padrão EIA. Todas as dimensões estão em milímetros com uma tolerância geral de ±0.2 mm, salvo indicação em contrário. O componente apresenta uma lente difusa. A atribuição de pinos é específica: os pinos 2 e 3 estão atribuídos ao chip do LED vermelho, enquanto os pinos 1 e 4 estão atribuídos ao chip do LED laranja. A identificação correta da polaridade durante o layout da PCB e a montagem é crítica para o funcionamento adequado.

5.2 Pad de Montagem Recomendado para a PCB

É fornecido um padrão de land (footprint) recomendado para a PCB, para garantir soldagem fiável e alinhamento mecânico adequado. Aderir a este padrão recomendado ajuda a obter bons filetes de solda, alívio térmico e evita o efeito "tombstone" ou desalinhamento durante o refluxo.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo IR

O dispositivo é compatível com processos de soldagem sem chumbo (Pb-free). É referenciado um perfil de refluxo IR sugerido, em conformidade com o padrão J-STD-020B. Os parâmetros-chave incluem uma temperatura de pico máxima de 260°C e uma fase de pré-aquecimento até 200°C por um máximo de 120 segundos. O perfil é projetado para minimizar o stress térmico no encapsulamento do LED, garantindo uma junta de solda fiável.

6.2 Armazenamento e Manuseio

O armazenamento adequado é essencial para manter a soldabilidade. Quando a bolsa à prova de humidade está selada, os LEDs devem ser armazenados a ≤30°C e ≤70% de HR, com uma vida útil recomendada de um ano. Uma vez aberta a bolsa, o ambiente de armazenamento não deve exceder 30°C e 60% de HR. Componentes expostos além de 168 horas (Nível 3) devem ser "cozidos" (baked) a aproximadamente 60°C durante pelo menos 48 horas antes da soldagem, para remover a humidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" durante o refluxo.

6.3 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldagem, apenas devem ser utilizados solventes especificados. Recomenda-se imergir o LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto. Produtos químicos não especificados podem danificar o encapsulamento ou a lente do LED.

7. Embalagem e Informações de Pedido

A embalagem padrão é fita transportadora relevada de 8mm de largura enrolada em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. Cada bobina contém 4000 peças. Para quantidades inferiores a uma bobina completa, está disponível uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças. A embalagem segue as especificações ANSI/EIA 481. A fita é selada com uma fita de cobertura para proteger os componentes, e o número máximo de componentes em falta consecutivos ("missing lamps") numa bobina é de dois.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED de dupla cor é ideal para aplicações que requerem indicação de múltiplos estados. Por exemplo, num switch de rede, o LED vermelho poderia indicar um estado de falha ou erro, enquanto o LED laranja poderia indicar atividade ou uma condição de aviso. Em eletrónica de consumo, pode ser usado para retroiluminação de dupla cor de botões ou para criar símbolos de estado âmbar/vermelho. O seu amplo ângulo de visão torna-o adequado para indicadores que precisam de ser visíveis de vários ângulos.

8.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Utilize sempre um resistor limitador de corrente em série (ou um driver de corrente constante) para cada cor do LED. O valor do resistor deve ser calculado com base na tensão de alimentação, na tensão direta do LED (use o Vf máximo para um projeto conservador) e na corrente operacional desejada (≤30mA DC).
• Gestão Térmica:Considere a dissipação de potência (P = Vf * If) e a resistência térmica. Em altas temperaturas ambientes ou quando acionado a correntes elevadas, garanta que é utilizada uma área de cobre na PCB adequada ou outros métodos de dissipação de calor para manter a temperatura da junção abaixo de 115°C.
• Proteção contra ESD:Embora não seja explicitamente declarado, é sempre recomendado manusear LEDs com as devidas precauções contra ESD (Descarga Eletrostática) durante a montagem.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O principal diferenciador deste componente é a sua capacidade de dupla cor num único encapsulamento SMD compacto. Em comparação com a utilização de dois LEDs monocromáticos separados, isto economiza espaço na PCB, reduz a contagem de componentes e simplifica a montagem. O amplo ângulo de visão de 120 graus é outra vantagem sobre LEDs de feixe mais estreito para indicação em painéis. O binning preciso tanto para intensidade como para comprimento de onda oferece aos projetistas desempenho previsível e consistência de cor na produção em volume.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar os LEDs vermelho e laranja simultaneamente a 20mA cada?

R: Não. A dissipação de potência absoluta máxima é de 75mW. Se ambos os LEDs estiverem ligados com Vf=2.5V e If=20mA, a potência total seria de 100mW (2.5V*20mA*2), excedendo a classificação. A operação simultânea requer a redução da corrente para cada LED ou garantir que apenas um está ligado de cada vez.

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 potência óptica emitida é máxima. O comprimento de onda dominante (λd) é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano que corresponde à cor da luz. O λd é mais relevante para a especificação de cor em aplicações visuais.

P: A corrente reversa é de 10μA a 5V. Posso usar este LED num circuito AC?

R: Não. A ficha técnica afirma explicitamente que o dispositivo não foi projetado para operação reversa. Aplicar tensão reversa, especialmente num circuito AC, pode danificar o LED. Circuitos externos (como um retificador) devem ser usados para proteger o LED se for utilizado com AC.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Caso: Indicador de Duplo Estado para uma Fonte de Alimentação

Um projetista está a criar uma PCB para uma fonte de alimentação de desktop. Eles precisam de um indicador para mostrar quando a alimentação AC está presente (standby) e outro para mostrar quando a saída DC está ativa. Usar este LED de dupla cor simplifica o projeto: o LED laranja (pinos 1 & 4) é ligado ao rail de tensão de standby através de um resistor limitador de corrente. O LED vermelho (pinos 2 & 3) é ligado ao rail de saída DC principal através de outro resistor. O footprint da PCB requer apenas uma localização de componente. O amplo ângulo de visão garante que o estado seja visível a partir da frente do chassi. O projetista seleciona os bins R2 para vermelho e U1 para laranja para garantir brilho suficiente. Eles seguem o perfil de refluxo recomendado e as diretrizes de armazenamento durante a montagem para garantir fiabilidade.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Os Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz quando uma corrente elétrica os atravessa. Este fenómeno chama-se eletroluminescência. Neste dispositivo específico, a luz vermelha é produzida por um material semicondutor de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP), que é eficiente na produção de comprimentos de onda vermelhos e laranja. A lente difusa sobre o chip dispersa a luz, criando o amplo ângulo de visão de 120 graus em vez de um feixe estreito. A função de dupla cor é alcançada alojando dois chips semicondutores separados (um vermelho, um laranja) dentro do mesmo encapsulamento, com ligações elétricas independentes (ânodos e cátodos) para cada um.

13. Tendências de Desenvolvimento

A tendência geral na tecnologia de LED SMD continua a direcionar-se para maior eficiência (mais lúmens por watt), permitindo uma saída mais brilhante a correntes mais baixas e reduzido consumo de energia. Há também uma tendência para uma maior miniaturização, mantendo ou melhorando o desempenho óptico. A consistência de cor e tolerâncias de binning mais apertadas estão a tornar-se padrão à medida que a inspeção óptica automatizada na fabricação melhora. Além disso, a integração de eletrónica de controlo (como drivers de corrente constante ou controladores PWM) diretamente no encapsulamento do LED é uma tendência emergente, simplificando o projeto do circuito para o utilizador final. Os princípios de conformidade RoHS e compatibilidade com processos de refluxo sem chumbo e de alta temperatura são agora requisitos fundamentais na indústria.