Ficha Técnica do LED SMD LTST-C19DTGKT-NB - Pacote 0603 - 2,5-3,1V - Verde - 38mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas de uma lâmpada LED de dispositivo de montagem em superfície (SMD) miniaturizada. Projetado para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB), este componente é ideal para aplicações com espaço limitado numa vasta gama de eletrônicos de consumo e industriais. O seu fator de forma compacto e compatibilidade com processos de fabricação de alto volume tornam-no uma escolha versátil para o design eletrônico moderno.

1.1 Características e Vantagens Principais

O LED oferece várias vantagens distintas para projetistas e fabricantes. Utiliza um chip semicondutor InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) de Ultra Brilho, conhecido pela alta eficiência e boa pureza de cor no espectro verde. O componente está em total conformidade com a diretiva de Restrição de Substâncias Perigosas (RoHS). É fornecido em fita padrão da indústria de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, facilitando o manuseio eficiente por equipamentos automatizados pick-and-place. O design do encapsulamento é compatível com processos de soldagem por refluxo infravermelho (IR), alinhando-se com as linhas de montagem comuns sem chumbo (Pb-free).

1.2 Aplicações e Mercados-Alvo

Este LED SMD é adequado para inúmeras aplicações onde é necessária uma indicação ou retroiluminação compacta e fiável. Os mercados primários incluem equipamentos de telecomunicações (ex.: telemóveis celulares e sem fios), dispositivos de automação de escritório (ex.: computadores portáteis, sistemas de rede) e vários eletrodomésticos. Usos específicos abrangem retroiluminação de teclado ou teclado numérico, indicadores de estado para dispositivos eletrónicos, integração em microdisplays e luminárias gerais de sinalização ou simbólicas.

2. Dimensões do Pacote e Especificações Mecânicas

O LED está alojado numa pegada padrão de pacote 0603, que denota dimensões de aproximadamente 1,6mm de comprimento e 0,8mm de largura. A lente específica para este modelo é transparente com uma tampa preta, o que ajuda a melhorar o contraste ao reduzir a luz dispersa quando o LED está desligado. A própria fonte de luz é um chip verde baseado em InGaN. Todas as dimensões críticas são fornecidas em milímetros, com uma tolerância padrão de ±0,1mm, salvo indicação em contrário no desenho mecânico detalhado incluído na ficha técnica.

3. Especificações e Características Técnicas

3.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. São especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. A corrente direta contínua máxima (IF) é de 10mA. Uma corrente direta de pico mais alta de 40mA é permitida em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0,1ms). A dissipação de potência máxima é de 38mW. O dispositivo pode suportar um limiar de descarga eletrostática (ESD) de 2000V usando o Modelo do Corpo Humano (HBM). A faixa de temperatura de operação permitida é de -20°C a +80°C, enquanto a faixa de temperatura de armazenamento é mais ampla, de -30°C a +100°C. O LED pode suportar soldagem por refluxo infravermelho a uma temperatura de pico de 260°C por um máximo de 10 segundos.

3.2 Perfil de Refluxo IR Sugerido para Processo sem Chumbo

É fornecido um perfil de soldagem por refluxo recomendado para garantir juntas de solda fiáveis sem danificar o LED. O perfil inclui tipicamente uma fase de pré-aquecimento, uma etapa de estabilização térmica, uma zona de refluxo com temperatura de pico e um período de arrefecimento. A adesão aos limites de tempo e temperatura especificados, particularmente o pico de 260°C durante 10 segundos, é crucial para manter a integridade do dispositivo.

3.3 Características Elétricas e Óticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a Ta=25°C e uma corrente direta (IF) de 5mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de um mínimo de 45,0 milicandelas (mcd) a um máximo de 180,0 mcd. O valor típico situa-se dentro desta faixa. A medição segue a curva de resposta do olho CIE.
• Ângulo de Visão (2θ½):50 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa é metade do valor medido no eixo central.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λP):Tipicamente 534,0 nanómetros (nm).
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Varia de 520,0 nm a 535,0 nm. Este comprimento de onda único representa melhor a cor percebida do LED.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):Tipicamente 35 nm. Isto indica a pureza espectral da luz emitida.
• Tensão Direta (VF):Varia de 2,50 Volts a 3,10 Volts a IF=5mA.
• Corrente Reversa (IR):Máximo de 10 microamperes (µA) quando uma tensão reversa (VR) de 5V é aplicada. Nota: O dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa.

4. Sistema de Classificação e Binning

Para garantir consistência na aplicação, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de circuito ou estéticos.

4.1 Binning da Tensão Direta (VF)

Os bins são definidos para a queda de tensão direta a IF=5mA. O código E2 cobre 2,5V a 2,7V, E3 cobre 2,7V a 2,9V e E4 cobre 2,9V a 3,1V. Aplica-se uma tolerância de ±0,1V dentro de cada bin.

4.2 Binning da Intensidade Luminosa (Iv)

Os bins são definidos para a saída de luz a IF=5mA. O código P cobre 45,0 a 71,0 mcd, Q cobre 71,0 a 112,0 mcd e R cobre 112,0 a 180,0 mcd. Aplica-se uma tolerância de ±15% dentro de cada bin.

4.3 Binning do Comprimento de Onda Dominante (Matiz)

Os bins são definidos para o ponto de cor (comprimento de onda dominante). O código AP cobre 520,0 a 525,0 nm, AQ cobre 525,0 a 530,0 nm e AR cobre 530,0 a 535,0 nm. Aplica-se uma tolerância de ±1nm dentro de cada bin.

5. Curvas de Desempenho Típico e Dados Gráficos

A ficha técnica inclui várias curvas características traçadas a 25°C de temperatura ambiente. Estes gráficos fornecem uma visão visual do comportamento do dispositivo em condições variáveis. As curvas típicas incluem a relação entre tensão direta e corrente direta (curva V-I), a variação da intensidade luminosa com a corrente direta, o efeito da temperatura ambiente na intensidade luminosa e a distribuição espectral de potência relativa mostrando o comprimento de onda de pico e a largura espectral. Analisar estas curvas é essencial para o design do circuito, como selecionar resistores limitadores de corrente apropriados e compreender o desempenho em diferentes condições térmicas.

6. Guia do Utilizador e Instruções de Manuseio

6.1 Procedimentos de Limpeza

Devem ser evitados produtos de limpeza químicos não especificados, pois podem danificar o encapsulamento do LED. Se a limpeza for necessária após a soldagem ou devido a contaminação, o método recomendado é imergir os LEDs em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto. Os componentes devem ser completamente secos posteriormente.

6.2 Padrão de PCB Recomendado

É fornecido um desenho detalhado do layout sugerido das pastilhas de solda na placa de circuito impresso. Seguir este padrão garante a formação adequada do filete de solda, boa adesão mecânica e o correto alinhamento durante o processo de refluxo. O design considera as dimensões do componente e promove uma conexão elétrica fiável.

6.3 Especificações de Embalagem em Fita e Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada com uma fita de cobertura protetora, enrolada em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. A quantidade padrão por bobina é de 4000 peças. Dimensões detalhadas para o bolso da fita, passo e núcleo da bobina são especificadas para garantir compatibilidade com equipamentos de montagem automatizados. A embalagem está em conformidade com as normas ANSI/EIA-481.

7. Precauções e Notas de Aplicação Importantes

7.1 Aplicação Pretendida e Fiabilidade

Este LED foi projetado para uso em equipamentos eletrónicos padrão. Para aplicações que exijam fiabilidade excecional ou onde uma falha possa colocar em risco a vida ou a saúde (ex.: aviação, dispositivos médicos, sistemas de segurança), é obrigatória uma consulta técnica dedicada antes da integração no design para avaliar a adequação e a necessidade potencial de triagem ou qualificações adicionais.

7.2 Condições de Armazenamento e Sensibilidade à Humidade

O armazenamento adequado é crítico para evitar a absorção de humidade, que pode causar "popcorning" ou delaminação durante a soldagem por refluxo. Sacos de barreira à humidade não abertos devem ser armazenados a ≤30°C e ≤90% de HR, com os componentes utilizados dentro de um ano. Uma vez aberto o saco original, os LEDs são classificados no Nível de Sensibilidade à Humidade (MSL) 3. Isto significa que devem ser submetidos à soldagem por refluxo IR dentro de 168 horas (7 dias) após exposição a um ambiente de ≤30°C/60% de HR. Para armazenamento além deste período fora do saco original, devem ser mantidos num recipiente selado com dessecante. Componentes que excedam a vida útil de 168 horas exigem um processo de cozedura (aproximadamente 60°C durante pelo menos 20 horas) para remover a humidade antes da soldagem.

7.3 Diretrizes de Soldagem

São abordados dois métodos de soldagem. Para soldagem por refluxo, o perfil deve limitar o pré-aquecimento a 150-200°C, com um tempo máximo de pré-aquecimento de 120 segundos. A temperatura de pico não deve exceder 260°C, e o tempo acima desta temperatura deve ser limitado a um máximo de 10 segundos. O refluxo deve ser realizado no máximo duas vezes. Para soldagem manual com ferro, a temperatura da ponta não deve exceder 300°C, e o tempo de contacto deve ser limitado a 3 segundos por junta de solda, idealmente numa única operação. É enfatizado que o perfil de refluxo ideal depende do design específico da PCB, dos componentes e da pasta de solda utilizada, e deve ser caracterizado em conformidade.

8. Precauções contra Descarga Eletrostática (ESD)

Os LEDs são sensíveis a descargas eletrostáticas e sobretensões. Para evitar danos latentes ou catastróficos, devem ser implementadas medidas rigorosas de controlo de ESD durante o manuseio e montagem. Isto inclui o uso de pulseiras aterradas, luvas antiestáticas e garantir que todas as estações de trabalho, ferramentas e máquinas estejam devidamente aterradas. A classificação de 2000V HBM indica um nível básico de proteção, mas a prevenção da exposição a fontes de ESD é sempre a estratégia primária.

9. Considerações de Design e Integração no Circuito

Ao integrar este LED num circuito, vários fatores devem ser calculados. Um resistor limitador de corrente é quase sempre necessário quando alimentado por uma fonte de tensão. O seu valor pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte - VF_LED) / IF, onde VF_LED é a tensão direta do bin escolhido e IF é a corrente de acionamento desejada (não excedendo 10mA DC). Por exemplo, com uma fonte de 5V e um VF típico de 2,8V a 5mA, o resistor seria (5 - 2,8) / 0,005 = 440 Ohms. Um resistor padrão de 470 Ohms seria uma escolha adequada. Os projetistas também devem considerar o ambiente térmico, uma vez que temperaturas ambientes elevadas reduzirão a saída de luz e afetarão a fiabilidade a longo prazo. Um espaçamento adequado na PCB pode ajudar na dissipação de calor.

10. Análise de Desempenho e Contexto de Comparação

O uso de um chip InGaN para emissão verde representa a tecnologia moderna padrão, oferecendo boa eficiência e estabilidade de cor em comparação com tecnologias mais antigas. O pacote 0603 está entre as pegadas de LED SMD mais pequenas comumente usadas, permitindo layouts de alta densidade. A faixa de intensidade luminosa especificada e o ângulo de visão tornam este componente bem adequado para indicadores de estado de visualização direta e retroiluminação de baixo nível. A estrutura de binning detalhada permite uma seleção precisa em aplicações onde a consistência de cor ou o emparelhamento da tensão direta entre vários LEDs é importante, como em matrizes ou displays multi-LED.

11. Perguntas Frequentes (FAQ)

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 único comprimento de onda no qual o espectro de emissão tem a sua intensidade máxima. O comprimento de onda dominante (λd) é derivado das coordenadas de cor no diagrama de cromaticidade CIE e representa o único comprimento de onda de uma luz monocromática pura que pareceria ter a mesma cor do LED para o olho humano. O λd é frequentemente mais relevante para a especificação de cor.

P: Posso acionar este LED sem um resistor limitador de corrente?

R: Não. Um LED é um dispositivo acionado por corrente. Conectá-lo diretamente a uma fonte de tensão fará com que uma corrente excessiva flua, excedendo rapidamente os valores máximos e destruindo o componente. Um resistor em série ou um circuito de acionamento de corrente constante é essencial.

P: Por que é importante a sensibilidade à humidade no armazenamento e manuseio (MSL)?

R: Os pacotes SMD de plástico podem absorver humidade do ar. Durante o processo de soldagem por refluxo em alta temperatura, esta humidade retida pode vaporizar-se rapidamente, criando pressão interna que pode rachar o encapsulamento ou delaminá-lo do chip ("popcorning"). Aderir às classificações MSL e aos procedimentos de cozedura previne este modo de falha.

P: Como interpreto os códigos de bin ao encomendar?

R: A especificação completa do produto é definida por uma combinação de bins para VF, Iv e Matiz (ex.: E3-Q-AP). Para resultados consistentes numa série de produção, é aconselhável especificar os códigos de bin necessários ou uma faixa permitida ao fazer encomendas.

12. Visão Geral da Tecnologia e Tendências

Este LED utiliza material semicondutor InGaN, que é o padrão para produzir LEDs azuis, verdes e brancos de alto brilho. A tendência nos LEDs SMD continua em direção a maior eficiência (mais saída de luz por watt elétrico), tamanhos de pacote mais pequenos para maior flexibilidade de design e melhor reprodução de cor e consistência. Os processos de fabricação focam-se em tolerâncias de binning mais apertadas e fiabilidade melhorada para atender às demandas de aplicações automotivas, industriais e de consumo. A mudança para soldagem sem chumbo (Pb-free), conforme abordado nesta ficha técnica, é agora um padrão universal da indústria impulsionado por regulamentações ambientais.