Ficha Técnica do LED SMD LTST-E143EGSW - Pacote SMD - Vermelho/Verde/Amarelo - 20mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-E143EGSW é um LED de montagem em superfície (SMD) projetado para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB). O seu tamanho miniatura torna-o adequado para aplicações com espaço limitado numa vasta gama de equipamentos eletrónicos.

1.1 Características

• Conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Embalado em fita de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro para processos automatizados de pick-and-place.
• Footprint padrão EIA (Electronic Industries Alliance).
• Níveis de acionamento compatíveis com Circuitos Integrados (CI).
• Projetado para compatibilidade com equipamentos de colocação automática.
• Adequado para processos de soldadura por refluxo infravermelho (IR).
• Pré-condicionado para acelerar para o Nível 3 de sensibilidade à humidade JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council).

1.2 Aplicações

Este LED destina-se a ser utilizado como indicador de estado, sinal luminoso, iluminação de símbolos e retroiluminação de painéis frontais em vários setores, incluindo:

• Equipamentos de telecomunicações
• Dispositivos de automação de escritório
• Eletrodomésticos
• Equipamento industrial

2. Dimensões e Configuração do Pacote

O dispositivo apresenta um pacote SMD padrão. Todas as dimensões são fornecidas em milímetros, com uma tolerância geral de ±0,2 mm, salvo indicação em contrário. O LED utiliza uma lente difusa.

A atribuição dos pinos e as cores correspondentes da fonte de luz são as seguintes:

• Vermelho (AlInGaP):Pinos 2 (Ânodo) e 1 (Cátodo)
• Verde (InGaN):Pinos 2 (Ânodo) e 4 (Cátodo)
• Amarelo (AlInGaP):Pinos 2 (Ânodo) e 3 (Cátodo)

O Pino 2 é o ânodo comum para todas as variantes de cor.

3. Especificações e Características

Todas as especificações são definidas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

3.1 Especificações Máximas Absolutas

Tensões além destes limites podem causar danos permanentes.

• Dissipação de Potência (Pd):Vermelho: 75 mW, Verde: 76 mW, Amarelo: 72 mW
• Corrente Direta de Pico (I_F(pico)):80 mA (para todas as cores, com ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms)
• Corrente Direta Contínua (I_F):Vermelho: 30 mA, Verde: 20 mA, Amarelo: 30 mA
• Gama de Temperatura de Funcionamento:-40°C a +100°C
• Gama de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +100°C

3.2 Características Térmicas

• Temperatura Máxima da Junção (T_j):125°C
• Resistência Térmica Típica, Junção-Ambiente (R_θJA):100 °C/W (Nota: Medido em substrato FR4, 1,6mm de espessura, com almofada de cobre de 16mm²).
• Resistência Térmica Típica, Junção-Almofada de Solda (R_θJT):60 °C/W

3.3 Perfil de Refluxo IR Sugerido

Recomenda-se um perfil de soldadura sem chumbo compatível com J-STD-020B. O perfil inclui tipicamente fases de pré-aquecimento, imersão, refluxo (com temperatura de pico) e arrefecimento para garantir juntas de solda fiáveis sem danificar o pacote do LED.

3.4 Características Elétricas e Ópticas

Medidas a I_F= 20mA e Ta=25°C.

• Intensidade Luminosa (I_v):
  • Vermelho: 140-350 mcd (mín-máx)
  • Verde: 710-1540 mcd (mín-máx)
  • Amarelo: 140-390 mcd (mín-máx)
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):120 graus (típico). Este é o ângulo total no qual a intensidade é metade do valor no eixo.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):
  • Vermelho: 615-630 nm
  • Verde: 518-528 nm
  • Amarelo: 586-596 nm
• Tensão Direta (V_F):
  • Vermelho: 1.7-2.5 V
  • Verde: 2.8-3.8 V
  • Amarelo: 1.7-2.5 V
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):Vermelho/Amarelo: 15 nm (típ), Verde: 25 nm (típ).
• Corrente Inversa (I_R):10 μA (máx) a V_R= 5V.Nota:O dispositivo não foi projetado para operação em polarização inversa; este parâmetro é apenas para fins de teste.

4. Sistema de Binning

Os LEDs são classificados (binning) com base em parâmetros ópticos chave para garantir consistência dentro de um lote de produção.

4.1 Binning de Intensidade Luminosa (I_v)

A intensidade é medida em milicandelas (mcd) a 20mA. A tolerância dentro de cada bin é de ±11%.

• Vermelho:R1 (140-190 mcd), R2 (190-260 mcd), R3 (260-350 mcd)
• Verde:G1 (710-910 mcd), G2 (910-1185 mcd), G3 (1185-1540 mcd)
• Amarelo:Y1 (140-180 mcd), Y2 (180-230 mcd), Y3 (230-300 mcd), Y4 (300-390 mcd)

4.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante (λ_d)

O comprimento de onda é medido em nanómetros (nm) a 20mA. A tolerância dentro de cada bin é de ±1 nm.

• Vermelho:RA (615-630 nm)
• Verde:GA (518-523 nm), GB (523-528 nm)
• Amarelo:YA (586-591 nm), YB (591-596 nm)

4.3 Código de Bin Combinado na Etiqueta do Produto

Um único código alfanumérico na etiqueta do produto combina os bins de intensidade e comprimento de onda. Por exemplo, o código "A1" corresponde a Vermelho=R1, Verde=G1, Amarelo=Y1. Os códigos D1-D4 representam os bins de comprimento de onda (Wd Rank) independentemente. Este sistema permite uma identificação precisa do desempenho óptico do LED.

5. Curvas de Desempenho Típicas

A ficha técnica inclui representações gráficas das principais relações (a 25°C, salvo indicação em contrário):

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta:Mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, tipicamente de forma não linear, destacando a importância do acionamento por corrente constante.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta:Ilustra a característica I-V do díodo, crucial para projetar o circuito limitador de corrente.
• 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. Isto é crítico para a gestão térmica em aplicações de alta potência ou alta temperatura ambiente.
• Distribuição Espectral:Mostra a potência relativa emitida através dos comprimentos de onda, definindo a pureza da cor e ajudando em aplicações que requerem características espectrais específicas.

6. Guia do Utilizador e Informação de Montagem

6.1 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldadura ou durante retrabalho, mergulhe o LED em álcool etílico ou álcool isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto. Evite usar produtos de limpeza químicos não especificados, pois podem danificar a lente de epóxi ou o pacote.

6.2 Layout Recomendado da Almofada PCB

É fornecido um padrão de land (footprint) recomendado para garantir uma soldadura adequada, estabilidade mecânica e desempenho térmico ótimo. Seguir este layout ajuda a prevenir o efeito "tombstoning" e garante bons filetes de solda.

6.3 Embalagem em Fita e Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada (largura de 8mm) enrolada em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. As dimensões dos bolsos da fita e as especificações da bobina (diâmetro do cubo, diâmetro do flange, etc.) são detalhadas, em conformidade com as normas ANSI/EIA-481. Esta embalagem é essencial para linhas de montagem automatizadas.

• A bobina padrão contém 4000 peças.
• A quantidade mínima de encomenda para restos é de 500 peças.
• É permitido um máximo de dois componentes em falta consecutivos (bolsos vazios) por bobina.

7. Precauções de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Uso Pretendido e Fiabilidade

Estes LEDs são projetados para equipamentos eletrónicos de uso geral. Para aplicações onde a fiabilidade excecional é primordial, ou onde uma falha pode representar risco de segurança (ex.: aviação, suporte de vida médico, controlo de transportes), é fortemente aconselhada uma avaliação de fiabilidade específica e consulta com o fabricante antes da integração no projeto.

7.2 Considerações de Projeto Elétrico

• Limitação de Corrente:Utilize sempre uma resistência em série ou um driver de corrente constante para limitar a corrente direta ao valor máximo DC especificado (20mA para Verde, 30mA para Vermelho/Amarelo). Exceder este valor reduzirá a vida útil e pode causar falha catastrófica.
• Proteção contra Tensão Inversa:O LED tem uma tensão de ruptura inversa muito baixa (condição de teste de 5V). Os circuitos devem ser projetados para evitar a aplicação de qualquer polarização inversa, potencialmente usando um díodo de proteção em paralelo se o LED estiver ligado a um sinal bipolar.
• Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa, a temperatura da junção deve ser mantida abaixo de 125°C. Garanta uma área de cobre adequada na PCB (conforme a almofada recomendada) para atuar como dissipador de calor, especialmente em ambientes de alta temperatura ambiente ou quando acionado a correntes mais elevadas.

7.3 Considerações de Projeto Óptico

• Ângulo de Visão:O ângulo de visão de 120 graus proporciona um padrão de iluminação amplo e difuso, adequado para indicadores de estado. Para luz mais focada, seriam necessárias óticas secundárias (lentes).
• Binning para Consistência de Cor:Para aplicações que requerem aparência de cor uniforme em vários LEDs (ex.: retroiluminação de uma matriz), é necessário especificar bins de comprimento de onda apertados (ex.: GA ou GB para verde).
• Correspondência de Intensidade:Da mesma forma, especificar um bin de intensidade estreito garante um brilho consistente em todos os indicadores de um produto.

8. Comparação Técnica e Orientação de Seleção

O LTST-E143EGSW oferece uma combinação de características comuns nos LEDs SMD modernos: conformidade RoHS, compatibilidade com refluxo IR e embalagem em fita e bobina. Os seus principais diferenciadores estão na sua estrutura de binning específica para verde e amarelo, oferecendo uma granularidade mais fina na seleção de comprimento de onda e intensidade em comparação com algumas peças genéricas. Os pinos de cátodo separados para cada cor num pacote de 4 pinos permitem controlo individual num módulo multicolor, ao contrário de alguns pacotes RGB de ânodo comum. Ao selecionar um LED, os engenheiros devem cruzar a tensão direta (especialmente o V_Fmais elevado do chip InGaN verde), o ângulo de visão e a intensidade luminosa com o orçamento de potência da aplicação, o layout óptico e o brilho necessário.

9. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Posso acionar o LED Verde a 30mA como os Vermelhos e Amarelos?

R: Não. A Especificação Máxima Absoluta para corrente direta DC na variante Verde é de 20mA. Exceder esta especificação pode causar danos permanentes e anular as garantias.

P: O que significa o pré-condicionamento "JEDEC Nível 3"?

R: Significa que os componentes foram cozidos e/ou armazenados em condições controladas para reduzir a absorção de humidade no pacote, tornando-os adequados para uma vida útil de 168 horas (7 dias) em condições de fábrica (<30°C/60%HR) antes de necessitarem de novo cozimento para soldadura por refluxo.

P: Por que é que a gama de tensão direta para o LED Verde (2.8-3.8V) é mais alta do que para Vermelho/Amarelo (1.7-2.5V)?

R: Isto deve-se ao material semicondutor fundamental. Os LEDs verdes utilizam tipicamente Nitreto de Gálio e Índio (InGaN), que tem uma banda proibida mais larga do que o Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) usado para LEDs Vermelhos e Amarelos. Uma banda proibida mais larga requer uma tensão mais elevada para energizar os eletrões através dela.

P: Como interpreto o código de bin "B5" da etiqueta?

R: De acordo com a tabela cruzada, "B5" indica: Bin de Intensidade Vermelho = R2 (190-260 mcd), Bin de Intensidade Verde = G2 (910-1185 mcd) e Bin de Intensidade Amarelo = Y1 (140-180 mcd). O bin de comprimento de onda seria indicado por um código "D" separado (ex.: D1, D2, etc.).

10. Exemplo de Integração no Projeto: Painel de Indicadores de Estado

Cenário:Projetar um painel de controlo com três LEDs de estado: Vermelho (Falha), Verde (Pronto), Amarelo (Espera). É necessário brilho elevado uniforme.

Passos do Projeto:

1. Seleção:Escolher o LTST-E143EGSW pelo seu pacote comum e disponibilidade nas três cores.
2. Binning:Especificar o bin de intensidade R3 para Vermelho, G3 para Verde e Y4 para Amarelo para obter o maior brilho de cada um. Especificar o bin de comprimento de onda RA para Vermelho, GB para Verde e YB para Amarelo para cores consistentes e saturadas.
3. Projeto do Circuito:
   • Tensão de Alimentação (V_cc): 5V.
   • Calcular resistências em série para I_F= 20mA (usar 20mA para Verde, pode usar 20-30mA para Vermelho/Amarelo com base no brilho desejado).
     • Resistência para Vermelho (usando V_Ftípica=2,1V): R = (5V - 2,1V) / 0,020A = 145 Ω. Usar valor padrão 150 Ω.
     • Resistência para Verde (usando V_Ftípica=3,3V): R = (5V - 3,3V) / 0,020A = 85 Ω. Usar valor padrão 82 Ω ou 91 Ω.
     • Resistência para Amarelo (usando V_Ftípica=2,1V): Igual ao Vermelho, 150 Ω.
   • Potência por LED: P = V_F* I_F. Para Verde: ~66mW, que está dentro do máximo de 76mW.
4. Layout da PCB:Usar o layout de almofada recomendado. Ligar o Pino 2 (ânodo comum) a V_ccatravés das resistências. Ligar os Pinos 1, 4 e 3 (cátodos para Vermelho, Verde, Amarelo, respetivamente) ao terra através de pinos do microcontrolador ou interruptores para controlo individual.
5. Verificação Térmica:Com dissipação de potência inferior a 75mW por LED e uma almofada de 16mm², o aumento da temperatura da junção será mínimo num ambiente interior típico, garantindo fiabilidade a longo prazo.