Ficha Técnica do LED SMD LTST-E682QETGWT - Dupla Cor (Vermelho/Verde) - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações do LTST-E682QETGWT, um diodo emissor de luz (LED) de montagem em superfície (SMD). Este componente integra dois chips de LED distintos num único encapsulamento: um que emite luz vermelha usando tecnologia AlInGaP e outro que emite luz verde usando tecnologia InGaN. Foi concebido para processos de montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB), sendo adequado para produção em grande volume.

1.1 Características

• Conforme com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Embalado em fita de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro para equipamentos automáticos de pick-and-place.
• Pegada de encapsulamento padrão EIA (Electronic Industries Alliance).
• Operação com baixa tensão, compatível com circuitos integrados.
• Totalmente compatível com processos de soldagem por refluxo infravermelho (IR).
• Pré-condicionado para o Nível de Sensibilidade à Humidade 3 da JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council).

1.2 Aplicações Alvo

Este LED de dupla cor destina-se a uma vasta gama de equipamentos eletrónicos onde são necessários tamanho compacto e indicação fiável. As áreas de aplicação típicas incluem:

• Dispositivos de telecomunicações (ex.: routers, modems, estações base).
• Equipamentos de automação de escritório (ex.: impressoras, scanners, dispositivos multifunções).
• Eletrodomésticos e eletrónica de consumo.
• Painéis de controlo industrial e equipamentos.
• Indicadores de estado e de alimentação.
• Iluminação de fundo para painéis frontais, símbolos ou sinalização pequena.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Aprofundada

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A operação sob ou nestas condições não é garantida e deve ser evitada no projeto do circuito.

• Dissipação de Potência (Pd):75 mW (Vermelho), 76 mW (Verde). Esta é a potência máxima que o LED pode dissipar como calor a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):100 mA (Vermelho), 80 mA (Verde). Esta é a corrente instantânea máxima permitida em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0.1ms). É significativamente superior à classificação DC contínua.
• Corrente Direta DC (I_F):30 mA (Vermelho), 20 mA (Verde). Esta é a corrente direta contínua máxima recomendada para operação fiável a longo prazo.
• Gama de Temperatura de Operação e Armazenamento:-40°C a +85°C (Operação), -40°C a +100°C (Armazenamento). O dispositivo é classificado para ambientes de temperatura industrial.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos numa condição de teste padrão de Ta=25°C e I_F=20mA, salvo indicação em contrário. Eles definem o desempenho típico do dispositivo.

• Intensidade Luminosa (I_V):Uma medida do brilho percebido. Para o chip Vermelho, a gama típica é de 450-1080 milicandelas (mcd). Para o chip Verde, a gama é de 780-1875 mcd. A medição segue a curva de resposta fotópica do olho da CIE.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):Aproximadamente 120 graus (típico). Este amplo ângulo de visão, definido como o ângulo onde a intensidade cai para metade do valor no eixo, é característico de uma lente difusa, proporcionando uma iluminação ampla e uniforme em vez de um feixe estreito.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):632 nm (Vermelho, típico), 520 nm (Verde, típico). Este é o comprimento de onda no qual a saída espectral é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):616-628 nm (Vermelho), 515-530 nm (Verde). Este é o comprimento de onda único que melhor representa a cor percebida do LED, derivado do diagrama de cromaticidade CIE. A tolerância é de ±1 nm para o Verde.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):20 nm (Vermelho, típico), 30 nm (Verde, típico). Isto indica a pureza espectral; um valor menor significa uma cor mais monocromática.
• Tensão Direta (V_F):1.7-2.5V (Vermelho), 2.8-3.8V (Verde) a 20mA. O chip Verde InGaN tipicamente requer uma tensão de acionamento mais elevada do que o chip Vermelho AlInGaP. A tolerância é de ±0.1V.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo 10 µA para ambas as cores a V_R=5V. Os LEDs não são concebidos para operação em polarização reversa; este parâmetro é principalmente para testes de IR.

3. Explicação do Sistema de Binning

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

3.1 Binning de Intensidade Luminosa (I_V)

Os LEDs são categorizados pelo seu brilho medido a 20mA.

Vermelho (AlInGaP):

- R1: 450 - 600 mcd

- R2: 600 - 805 mcd

- R3: 805 - 1080 mcd

Verde (InGaN):

- G1: 780 - 1045 mcd

- G2: 1045 - 1400 mcd

- G3: 1400 - 1875 mcd

A tolerância dentro de cada bin de intensidade é de ±11%.

3.2 Binning de Comprimento de Onda (WD) para o Verde

Os LEDs Verdes são ainda classificados pelo seu comprimento de onda dominante para controlar a variação de tonalidade.

- AP: 515 - 520 nm

- AQ: 520 - 525 nm

- AK: 525 - 530 nm

A tolerância para cada bin de comprimento de onda é de ±1 nm.

4. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

4.1 Dimensões do Encapsulamento e Atribuição de Pinos

O dispositivo utiliza uma pegada SMD padrão. As dimensões críticas incluem o tamanho do corpo e o layout dos terminais. Todas as tolerâncias dimensionais são de ±0.2 mm, salvo indicação em contrário. A atribuição dos pinos é a seguinte: Os pinos 1 e 2 são para o ânodo/cátodo do LED Verde, e os pinos 3 e 4 são para o ânodo/cátodo do LED Vermelho. A atribuição específica de ânodo/cátodo por par deve ser verificada no desenho detalhado do encapsulamento.

4.2 Layout Recomendado dos Terminais de Fixação no PCB

É fornecido um desenho do padrão de terminais para garantir a formação adequada da junta de solda durante a soldagem por refluxo. Aderir a esta geometria de terminal recomendada é crucial para alcançar uma boa fixação mecânica, conexão elétrica e dissipação térmica.

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

5.1 Perfil de Soldagem por Refluxo IR

O componente é compatível com processos de soldagem sem chumbo (Pb-free). É fornecido um perfil de refluxo sugerido conforme a J-STD-020B, tipicamente incluindo:

• Pré-aquecimento:150-200°C por um máximo de 120 segundos para aquecer gradualmente a placa e ativar o fluxo.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C. O tempo acima do líquido (ex.: 217°C) deve ser controlado.
• Tempo de Soldagem no Pico:Máximo 10 segundos. O refluxo deve ser realizado no máximo duas vezes.

Nota:O perfil ideal depende do projeto específico do PCB, da pasta de solda e do forno. O perfil fornecido é uma diretriz baseada nas normas JEDEC.

5.2 Soldagem Manual (Se Necessário)

Se for necessária soldagem manual, use um ferro de soldar com controlo de temperatura ajustado para um máximo de 300°C. O tempo de contacto com o terminal do LED não deve exceder 3 segundos, e isto deve ser feito apenas uma vez para evitar danos térmicos no encapsulamento plástico e no chip semicondutor.

5.3 Limpeza

Não use produtos de limpeza químicos não especificados ou agressivos. Se for necessária limpeza após a soldagem, use solventes à base de álcool, como etanol ou álcool isopropílico (IPA). Imersão do LED por menos de um minuto à temperatura ambiente normal. Certifique-se de que o agente de limpeza esteja totalmente evaporado antes de aplicar energia.

6. Precauções de Armazenamento e Manuseamento

6.1 Condições de Armazenamento

• Embalagem Selada (Saco de Barreira à Humidade):Armazenar a ≤30°C e ≤70% de Humidade Relativa (HR). A vida útil é de um ano a partir da data de selagem do saco.
• Embalagem Aberta:O ambiente não deve exceder 30°C e 60% HR. Os componentes expostos ao ar ambiente devem ser soldados por refluxo dentro de 168 horas (7 dias).
• Armazenamento Prolongado Fora do Saco:Para períodos superiores a 168 horas, armazenar num recipiente selado com dessecante ou num dessecador de azoto. Se expostos além deste limite, recomenda-se um tratamento de secagem a aproximadamente 60°C durante pelo menos 48 horas antes da montagem para remover a humidade absorvida e prevenir o \"efeito pipoca\" durante o refluxo.

6.2 Precaução na Aplicação

Este LED destina-se a equipamentos eletrónicos de uso geral. Não foi concebido ou qualificado para aplicações onde uma falha possa colocar diretamente em risco a vida, a saúde ou a segurança (ex.: aviação, suporte de vida médico, controlos críticos de transporte). Para tais aplicações de alta fiabilidade, consulte o fabricante para componentes especificamente qualificados.

7. Informações de Embalagem e Encomenda

7.1 Especificações da Fita e Bobina

A embalagem padrão é fita transportadora relevada (largura de 8mm) enrolada numa bobina de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. As especificações-chave incluem:

• 2000 peças por bobina completa.
• Quantidade mínima de encomenda para restos é de 500 peças.
• Os compartimentos vazios na fita são selados com uma fita de cobertura.
• A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Limitação de Corrente

Opere sempre o LED com um resistor limitador de corrente em série ou um driver de corrente constante. Nunca o ligue diretamente a uma fonte de tensão. O valor do resistor (R) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Use o V_Fmáximo da ficha técnica para garantir corrente suficiente em todas as condições. Para o LED Vermelho a 20mA com uma fonte de 5V: R = (5V - 2.5V) / 0.02A = 125Ω. Um resistor padrão de 120Ω ou 150Ω seria apropriado.

8.2 Gestão Térmica

Embora os LEDs SMD sejam eficientes, ainda geram calor. Exceder a temperatura máxima de junção degrada a saída de luz e a vida útil. Certifique-se de que o PCB tem um alívio térmico adequado, especialmente se operar perto da corrente DC máxima ou em temperaturas ambientes elevadas. Evite colocar componentes geradores de calor nas proximidades.

8.3 Precauções contra ESD (Descarga Eletrostática)

Os LEDs são sensíveis à descarga eletrostática. Manuseie-os num ambiente protegido contra ESD usando pulseiras aterradas e superfícies de trabalho condutoras.

9. Análise das Curvas de Desempenho Típicas

A ficha técnica inclui representações gráficas das relações-chave, que são essenciais para o projeto.

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta:Mostra como o brilho aumenta com a corrente, tipicamente de forma sub-linear. Operar acima da corrente recomendada produz retornos decrescentes e aumenta o calor.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta:Demonstra a característica exponencial I-V do díodo. A tensão aumenta com a corrente e diminui com o aumento da temperatura (coeficiente de temperatura negativo).
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Ilustra o efeito de extinção térmica. A saída de luz diminui à medida que a temperatura ambiente (e, portanto, da junção) aumenta. Isto é mais pronunciado nos LEDs AlInGaP (Vermelho) do que nos LEDs InGaN (Verde/Azul).
• Distribuição Espectral:Descreve a saída de potência relativa ao longo dos comprimentos de onda, mostrando o pico e a largura a meia altura.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P1: Posso acionar os LEDs Vermelho e Verde simultaneamente na sua corrente DC máxima?

R1: Não. Os Valores Máximos Absolutos são por chip. Acionar ambos a 20mA (Vermelho) e 20mA (Verde) simultaneamente significa que a dissipação total de potência no encapsulamento seria significativa. Deve considerar a carga térmica combinada e garantir que a temperatura local não excede as especificações. É frequentemente aconselhável acioná-los a correntes mais baixas ou usar multiplexagem.

P2: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?

R2: O Comprimento de Onda de Pico (λ_P) é o comprimento de onda físico onde a saída espectral é mais alta. O Comprimento de Onda Dominante (λ_d) é um valor calculado que corresponde à cor percebida no gráfico CIE. Para uma fonte monocromática, são semelhantes. Para LEDs com alguma largura espectral, λ_dé o parâmetro mais relevante para correspondência de cores.

P3: Por que é o requisito de humidade de armazenamento mais rigoroso após a abertura do saco?

R3: O Saco de Barreira à Humidade (MBB) e o dessecante protegem os componentes da humidade ambiente. Uma vez aberto, o encapsulamento plástico do LED pode absorver humidade. Durante o processo de refluxo a alta temperatura, esta humidade retida pode vaporizar-se rapidamente, causando delaminação interna ou fissuração (\"efeito pipoca\"), levando à falha.

11. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Um LED é um díodo semicondutor de junção p-n. Quando uma tensão direta é aplicada, eletrões da região tipo-n e lacunas da região tipo-p são injetados na região da junção. Quando estes portadores de carga se recombinam, libertam energia. Nos díodos de silício padrão, esta energia é libertada como calor. Nos LEDs feitos de materiais semicondutores de banda proibida direta como AlInGaP (para Vermelho/Âmbar) e InGaN (para Verde/Azul/Branco), uma parte significativa desta energia é libertada como fotões (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz emitida é determinado pela energia da banda proibida do material semicondutor usado na região ativa.