Ficha Técnica do LED SMD LTST-E142TBKRKT - Dupla Cor Azul/Vermelho - 20-30mA - 75-76mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-E142TBKRKT é um LED de montagem em superfície (SMD) projetado para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB). Apresenta uma configuração de dupla cor, integrando tanto um chip LED azul quanto um vermelho dentro de um único encapsulamento compacto. Este design é particularmente vantajoso para aplicações com restrições de espaço onde são necessárias múltiplas funções de indicação. O componente é projetado para compatibilidade com processos padrão de soldagem por refluxo infravermelho (IR), tornando-o adequado para ambientes de fabricação de alto volume.

1.1 Vantagens Principais

• Pegada Miniaturizada:O encapsulamento SMD permite layouts de PCB de alta densidade, economizando espaço valioso na placa.
• Funcionalidade de Dupla Cor:Incorpora duas fontes de luz distintas (Azul e Vermelho) em uma única unidade, simplificando o design e reduzindo a contagem de peças.
• Compatibilidade com Automação:Embalado em fita de 8mm em bobinas de 7 polegadas, é totalmente compatível com equipamentos automatizados pick-and-place.
• Conformidade Ambiental:O produto atende às diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Robustez do Processo:Suporta pré-condicionamento ao nível JEDEC 3 e é compatível com perfis de soldagem sem chumbo.

1.2 Mercados-Alvo e Aplicações

Este LED é versátil e encontra uso em um amplo espectro de equipamentos eletrónicos. Suas aplicações primárias incluem indicação de estado, iluminação de sinais e símbolos, e retroiluminação de painéis frontais. Os mercados-alvo abrangem infraestrutura de telecomunicações, sistemas de automação de escritório, eletrodomésticos e vários equipamentos industriais onde indicadores visuais compactos e confiáveis são essenciais.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva em Profundidade

2.1 Classificações Absolutas Máximas

Estas classificações definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Para o LED azul, a corrente direta contínua máxima é de 20mA com uma dissipação de potência de 76mW. O LED vermelho pode suportar uma corrente contínua ligeiramente maior de 30mA com uma dissipação de 75mW. Ambos compartilham uma classificação de corrente direta de pico de 80mA sob condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso de 0,1ms). A faixa de temperatura operacional e de armazenamento é especificada de -40°C a +100°C, indicando adequação para ambientes severos.

2.2 Características Térmicas

O gerenciamento térmico é crítico para a longevidade do LED. A temperatura máxima de junção (Tj) para ambos os chips é de 140°C. A resistência térmica típica da junção para o ar ambiente (Rθja) é de 145°C/W. Este parâmetro é vital para calcular o projeto térmico necessário da PCB (ex., área do *pad* de cobre) para manter a temperatura de junção dentro de limites seguros durante a operação, especialmente em correntes de acionamento mais altas.

2.3 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho chave medidos sob condições padrão de teste (Ta=25°C, IF=20mA).

• Intensidade Luminosa (Iv):O LED azul tem uma intensidade mínima de 140mcd e máxima de 420mcd. O LED vermelho varia de 90mcd a 280mcd. Esta ampla faixa é gerenciada através de um sistema de binning.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):O ângulo de visão típico é de 120 graus, fornecendo um padrão de emissão de luz difuso e amplo, adequado para aplicações de indicação.
• Comprimento de Onda:O comprimento de onda dominante (λd) do LED azul varia de 465nm a 475nm, com uma emissão de pico típica (λp) em 468nm. O comprimento de onda dominante do LED vermelho varia de 623nm a 638nm, com um pico típico em 639nm. As meias-larguras espectrais são de 25nm (azul) e 15nm (vermelho), indicando a pureza da cor.
• Tensão Direta (Vf):A 20mA, a Vf do LED azul está entre 2,8V e 3,8V, enquanto a do LED vermelho está entre 1,7V e 2,5V. Esta diferença é crucial para o projeto do circuito, particularmente ao acionar ambas as cores a partir de uma fonte de tensão comum.
• Corrente Reversa (Ir):A corrente reversa máxima em VR=5V é de 10µA para ambos. A ficha técnica afirma explicitamente que o dispositivo não foi projetado para operação reversa; este teste é apenas para qualificação IR.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa (Iv)

Os LEDs azuis são classificados nos códigos P, Q, R e S, com faixas de intensidade de 140-185mcd até 315-420mcd. Os LEDs vermelhos usam os códigos Q2, R1, R2, S1 e S2, cobrindo faixas de 90-112mcd até 224-280mcd. Uma tolerância de ±11% aplica-se dentro de cada bin.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante (Wd)

Apenas para o LED azul, são definidos bins de comprimento de onda dominante: código AC (465-470nm) e código AD (470-475nm), com uma tolerância apertada de ±1nm por bin. Este controle preciso é essencial para aplicações que requerem tons específicos de azul.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas típicas para características elétricas e ópticas. Embora os gráficos específicos não sejam reproduzidos no texto fornecido, eles tipicamente incluem:

• Curva IV:Mostra a relação entre a corrente direta (If) e a tensão direta (Vf) para cada cor. Isto é usado para determinar o ponto de operação e a resistência em série necessária.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta:Ilustra como a saída de luz aumenta com a corrente, até a classificação máxima.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demonstra a diminuição na saída de luz à medida que a temperatura de junção aumenta, destacando a importância do projeto térmico.
• Distribuição Espectral:Descreve a potência radiante relativa versus comprimento de onda, mostrando o pico e a forma do espectro de emissão para cada cor.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED vem em um encapsulamento padrão EIA. Todas as dimensões críticas (comprimento, largura, altura, espaçamento dos terminais) são fornecidas em milímetros com uma tolerância geral de ±0,2mm. A atribuição dos pinos é claramente definida: os pinos 2 e 3 são para o chip azul, e os pinos 1 e 4 são para o chip vermelho. Esta informação é essencial para o projeto do *footprint* na PCB.

5.2 *Pad* de Fixação na PCB Recomendado

Uma recomendação de padrão de *land* é fornecida para garantir soldagem adequada, estabilidade mecânica e desempenho térmico ótimo. Seguir esta diretriz ajuda a prevenir o efeito "tombstoning" e garante conexões elétricas confiáveis.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo IR

É incluído um perfil de refluxo sugerido compatível com J-STD-020B para processos sem chumbo. Os parâmetros-chave incluem uma temperatura de pré-aquecimento de 150-200°C, uma temperatura de pico não excedendo 260°C, e um tempo total acima do líquido ajustado para garantir a formação adequada da junta de solda sem expor o LED a tensão térmica excessiva.

6.2 Condições de Armazenamento

Condições de armazenamento rigorosas são exigidas devido à sensibilidade à umidade do encapsulamento (Nível 3). Bobinas não abertas devem ser armazenadas a ≤30°C e ≤70% de UR e usadas dentro de um ano. Uma vez que a bolsa de barreira de umidade é aberta, os componentes devem ser armazenados a ≤30°C e ≤60% de UR e submetidos à soldagem por refluxo dentro de 168 horas. Se este prazo for excedido, é necessário um "bake-out" a 60°C por 48 horas antes da montagem.

6.3 Limpeza

Se a limpeza for necessária após a soldagem, apenas solventes à base de álcool especificados, como álcool etílico ou isopropílico, devem ser usados à temperatura ambiente por menos de um minuto. Produtos químicos não especificados podem danificar o encapsulamento do LED.

7. Embalagem e Informação de Pedido

7.1 Especificações da Fita e Bobina

Os componentes são fornecidos em fita transportadora de 8mm de largura enrolada em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. Cada bobina contém 4000 peças. Dimensões detalhadas para os compartimentos da fita e da bobina são fornecidas para garantir compatibilidade com equipamentos de montagem automatizada. A embalagem segue as especificações ANSI/EIA 481.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Ao projetar um circuito de acionamento, as diferentes tensões diretas dos chips azul e vermelho devem ser consideradas. Um design comum usa uma fonte de corrente constante ou uma fonte de tensão com um resistor limitador de corrente em série com o ânodo de cada LED. O cátodo de ambos os LEDs pode ser conectado ao terra. O controle independente de cada cor é alcançado comutando a tensão para seus respectivos ânodos.

8.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Sempre use um resistor em série ou controle ativo de corrente para evitar exceder a corrente direta contínua máxima (20mA para azul, 30mA para vermelho).
• Projeto Térmico:Use o layout de *pad* de PCB recomendado e garanta área de cobre adequada para dissipar calor, especialmente se operar próximo às classificações máximas ou em altas temperaturas ambientes.
• Proteção contra ESD:Embora não explicitamente declarado, precauções padrão contra ESD devem ser observadas durante o manuseio.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

A principal diferenciação deste componente reside no seu design de dupla cor em um único encapsulamento. Comparado ao uso de dois LEDs SMD separados, reduz a pegada na PCB em aproximadamente 50%, simplifica a lista de materiais (BOM) e requer apenas uma operação pick-and-place durante a montagem, aumentando a produtividade. O amplo ângulo de visão de 120 graus é uma característica padrão para LEDs do tipo indicador, proporcionando boa visibilidade fora do eixo.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar os LEDs azul e vermelho simultaneamente a partir da mesma fonte de corrente?

R: Não diretamente em um circuito simples em série, devido às suas diferentes características de tensão direta. Eles exigiriam caminhos de limitação de corrente separados (ex., resistores individuais) para garantir que cada um receba a corrente correta.

P: Qual é o significado dos códigos de bin no número da peça?

R: O número da peça LTST-E142TBKRKT provavelmente inclui códigos de bin fixos para intensidade e comprimento de onda. Para projetos específicos que requerem correspondência rigorosa de cor ou brilho, os engenheiros devem consultar as tabelas completas de binning (seções 4.1 e 4.2) e podem precisar especificar códigos de bin exatos ao fazer o pedido.

P: Este LED é adequado para aplicações externas?

R: A faixa de temperatura operacional (-40°C a +100°C) sugere que ele pode lidar com grandes variações ambientes. No entanto, a ficha técnica não especifica uma classificação de proteção contra ingresso (IP). Para uso externo, selamento ambiental adicional (revestimento conformal, invólucros) seria necessário para proteger contra umidade e poeira.

11. Caso de Uso Prático

Cenário: Indicador de Estado Duplo em um Roteador de Rede.Um único LTST-E142TBKRKT pode indicar múltiplos estados do sistema: Desligado (sem energia), Azul Sólido (sistema energizado e operando normalmente), Vermelho Sólido (erro do sistema ou inicialização) e Vermelho Piscante (atividade de rede ou falha específica). Isto consolida o que poderia ter exigido dois LEDs separados em um, criando um design de painel frontal mais limpo. O circuito de acionamento envolveria dois pinos GPIO de um microcontrolador, cada um conectado através de um resistor limitador de corrente apropriado ao ânodo de uma cor do LED, com os cátodos comuns aterrados.

12. Introdução ao Princípio

A emissão de luz em LEDs é baseada na eletroluminescência em um material semicondutor. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, elétrons e lacunas se recombinam, liberando energia na forma de fótons. A cor da luz é determinada pela energia da banda proibida do material semicondutor. O LED azul usa um chip de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN), que tem uma banda proibida mais larga, produzindo luz azul de maior energia (comprimento de onda mais curto). O LED vermelho usa um chip de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP), que tem uma banda proibida mais estreita, produzindo luz vermelha de menor energia (comprimento de onda mais longo). O encapsulamento incorpora uma lente transparente que molda a saída de luz no ângulo de visão especificado.

13. Tendências de Desenvolvimento

A tendência geral em LEDs SMD para indicadores e retroiluminação continua em direção a maior eficiência (mais saída de luz por watt de entrada elétrica), maior miniaturização e maior integração. Encapsulamentos multi-chip (como esta unidade de dupla cor) e até mesmo encapsulamentos RGB (Vermelho-Verde-Azul) estão se tornando mais comuns, permitindo programabilidade de cor total em uma pegada minúscula. Além disso, avanços em materiais de encapsulamento e tecnologia de fósforo estão constantemente melhorando a confiabilidade, consistência de cor e resistência ao estresse térmico e ambiental. A busca por menor consumo de energia em todos os dispositivos eletrónicos também impulsiona os fabricantes de LED a desenvolver componentes que forneçam o brilho necessário em correntes cada vez mais baixas.