Ficha Técnica do LED SMD LTST-M140TGKT - 3.2x1.6x1.2mm - 3.8V Máx. - 80mW - Lente Transparente Verde - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas para o LTST-M140TGKT, um díodo emissor de luz (LED) de montagem superficial (SMD). Este componente foi projetado para processos de montagem automatizada de placas de circuito impresso (PCB) e é adequado para aplicações onde o espaço é uma restrição crítica. O LED apresenta uma lente transparente que encapsula um chip semicondutor de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) que emite luz verde.

Os principais objetivos de design para esta família de LEDs incluem compatibilidade com fabricação em grande volume, confiabilidade sob condições operacionais padrão e desempenho óptico consistente. Estes LEDs são projetados para atender aos requisitos de equipamentos eletrónicos modernos, oferecendo um equilíbrio entre tamanho, desempenho e custo-benefício para funções de indicação e iluminação.

1.1 Características

• Conforme com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Embalado em fita padrão da indústria de 12mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro para equipamentos de pick-and-place automatizados.
• Contorno do encapsulamento padrão EIA (Electronic Industries Alliance).
• As características de entrada/saída são compatíveis com os níveis lógicos padrão de circuitos integrados (IC).
• Projetado para compatibilidade com sistemas de colocação e montagem automática.
• Resiste aos processos de soldagem por refluxo infravermelho (IR) comumente usados na tecnologia de montagem superficial (SMT).
• Pré-condicionado para o Nível de Sensibilidade à Humidade 3 da JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council), indicando uma vida útil de piso de 168 horas a <30°C/60% UR após a abertura do saco.

1.2 Aplicações

Este LED destina-se a ser usado como indicador de estado, retroiluminação ou fonte de sinal numa ampla gama de produtos eletrónicos. As áreas de aplicação típicas incluem:

• Equipamentos de telecomunicações (ex.: routers, switches, telefones).
• Dispositivos de automação de escritório (ex.: impressoras, scanners, multifunções).
• Eletrodomésticos e eletrónica de consumo.
• Painéis de controlo industrial e equipamentos.
• Retroiluminação de painéis frontais para ecrãs e botões.
• Luminárias simbólicas ou informativas em ambientes interiores.

2. Dimensões do Encapsulamento e Informação Mecânica

O LTST-M140TGKT utiliza um encapsulamento padrão de LED SMD. A cor da lente é especificada como "Transparente" e a cor da fonte de luz é Verde, produzida pelo chip de InGaN.

Notas Mecânicas Principais:

• Todas as dimensões lineares fornecidas no desenho do encapsulamento estão em milímetros (mm).
• A tolerância dimensional padrão é de ±0,2 mm (±0,008 polegadas), a menos que uma nota específica no desenho indique o contrário.
• O encapsulamento foi projetado para estabilidade durante o processo de soldagem por refluxo e para desempenho óptico confiável ao longo da vida útil do produto.

3. Especificações e Características

Todas as especificações são definidas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C, salvo indicação em contrário. Exceder as Especificações Máximas Absolutas pode causar danos permanentes ao dispositivo.

3.1 Especificações Máximas Absolutas

• Dissipação de Potência (Pd):80 mW
• Corrente Direta de Pico (I_F(PEAK)):100 mA (Máximo permitido em condições pulsadas com ciclo de trabalho de 1/10 e largura de pulso de 0,1ms).
• Corrente Direta Contínua (I_F):20 mA (DC).
• Gama de Temperatura de Operação (T_opr):-40°C a +85°C.
• Gama de Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +100°C.

3.2 Perfil de Refluxo IR Sugerido para Processo sem Chumbo

O componente está qualificado para processos de soldagem sem chumbo. O perfil de refluxo recomendado está em conformidade com a norma J-STD-020B. Os parâmetros-chave deste perfil incluem pré-aquecimento controlado, um tempo definido acima do líquido e uma temperatura de pico não superior a 260°C. As taxas de rampa, tempos de imersão e taxas de arrefecimento específicos devem ser otimizados para a montagem específica da PCB, mas o perfil garante que a integridade do encapsulamento do LED é mantida durante a soldagem.

3.3 Características Elétricas e Ópticas

O desempenho típico é medido a I_F= 20 mA, Ta = 25°C.

• Fluxo Luminoso (Φ_v):0,84 lm (Mín.), 2,70 lm (Máx.). Medido com um sensor/filtro que se aproxima da curva de resposta fotópica do olho CIE.
• Intensidade Luminosa (I_v):280 mcd (Mín.), 900 mcd (Máx.). Este é um valor derivado do fluxo luminoso para referência; a especificação óptica principal é o fluxo luminoso.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):120 graus (Típico). Definido como o ângulo total no qual a intensidade é metade da intensidade axial de pico.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):518 nm (Típico). O comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):520 nm a 535 nm. O comprimento de onda único percebido pelo olho humano que define a cor. A tolerância dentro do seu bin é de ±1 nm.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):35 nm (Típico). A largura espectral a 50% da intensidade de pico.
• Tensão Direta (V_F):2,8 V (Mín.), 3,8 V (Máx.) a 20mA. A tolerância para um bin específico é de ±0,1V.
• Corrente Reversa (I_R):10 μA (Máx.) a V_R= 5V. O dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa; este teste é apenas para verificação de qualidade.

Notas Importantes de Medição:

1. O fluxo luminoso é a grandeza fotométrica principal. A intensidade luminosa (mcd) é fornecida para referência com base em condições de medição padrão.
2. O ângulo de visão é definido pelos pontos de meia intensidade.
3. O comprimento de onda dominante é derivado das coordenadas de cromaticidade CIE.
4. O teste de tensão reversa é para garantia de qualidade interna; o LED não deve ser submetido a polarização reversa nos circuitos de aplicação.

4. Sistema de Classificação por Bins

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave. Isto permite que os designers selecionem o bin apropriado para os requisitos da sua aplicação.

4.1 Classificação da Tensão Direta (V_F)

Binagem a I_F= 20 mA para a cor Verde.

Código de Bin D7: 2,8V - 3,0V

Código de Bin D8: 3,0V - 3,2V

Código de Bin D9: 3,2V - 3,4V

Código de Bin D10: 3,4V - 3,6V

Código de Bin D11: 3,6V - 3,8V

Tolerância dentro de cada bin: ±0,1V.

4.2 Classificação do Fluxo Luminoso / Intensidade

Binagem a I_F= 20 mA para a cor Verde. A Intensidade Luminosa é para referência.

Código de Bin E1: 0,84 lm - 1,07 lm (280 mcd - 355 mcd)

Código de Bin E2: 1,07 lm - 1,35 lm (355 mcd - 450 mcd)

Código de Bin F1: 1,35 lm - 1,68 lm (450 mcd - 560 mcd)

Código de Bin F2: 1,68 lm - 2,13 lm (560 mcd - 710 mcd)

Código de Bin G1: 2,13 lm - 2,70 lm (710 mcd - 900 mcd)

Tolerância em cada bin de intensidade luminosa: ±11%.

4.3 Classificação da Matiz (Comprimento de Onda Dominante)

Binagem a I_F= 20 mA para a cor Verde.

Código de Bin AP: 520,0 nm - 525,0 nm

Código de Bin AQ: 525,0 nm - 530,0 nm

Código de Bin AR: 530,0 nm - 535,0 nm

Tolerância dentro de cada bin: ±1 nm.

5. Curvas de Desempenho Típicas

São fornecidas representações gráficas das características principais para auxiliar no design. Estas curvas são típicas e baseadas em testes a 25°C de temperatura ambiente.

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta:Mostra a relação não linear entre a corrente de acionamento e a saída de luz.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta:Ilustra a característica I-V do díodo.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demonstra a diminuição da saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta.
• Distribuição Espectral de Potência:Descreve a potência radiante relativa em função do comprimento de onda, centrada em torno de 518 nm.
• Padrão do Ângulo de Visão:Um gráfico polar que mostra a distribuição angular da intensidade luminosa.

Estas curvas são essenciais para projetar circuitos de acionamento apropriados, gerir efeitos térmicos e compreender a distribuição espacial da luz para o design de sistemas ópticos.

6. Guia do Utilizador e Instruções de Manuseamento

6.1 Limpeza

Não devem ser usados produtos químicos de limpeza não especificados, pois podem danificar o material do encapsulamento do LED (lente de epóxi). Se for necessária limpeza após a soldagem, o método recomendado é imergir o LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por um período não superior a um minuto. A agitação deve ser suave para evitar tensão mecânica.

6.2 Padrão de PCB Recomendado

É fornecida uma sugestão de layout de pastilhas de solda para soldagem por refluxo infravermelho ou de fase de vapor. Este padrão foi projetado para garantir a formação confiável da junta de solda, o correto auto-alinhamento durante o refluxo devido à tensão superficial e um alívio térmico suficiente. As dimensões equilibram o volume de solda, a resistência da junta e a prevenção de pontes de solda.

6.3 Especificações de Embalagem em Fita e Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada com uma fita protetora de cobertura, enrolada em bobinas de 7 polegadas (178 mm) de diâmetro. São especificadas dimensões detalhadas para o tamanho do bolso, largura da fita, passo e cubo da bobina para garantir compatibilidade com os alimentadores de equipamentos SMT automatizados. A quantidade padrão por bobina é de 3000 peças.

6.4 Notas sobre Bobinas e Embalagem

• Os bolsos vazios na fita são selados com a fita de cobertura.
• Embalagem padrão: 3000 peças por bobina de 7 polegadas.
• Uma quantidade mínima de encomenda (MOQ) de 500 peças está disponível para quantidades remanescentes.
• A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481.
• É permitido um máximo de dois componentes em falta consecutivos (bolsos vazios) de acordo com a especificação da fita.

7. Precauções e Notas de Aplicação

7.1 Aplicação Pretendida

Este LED foi projetado para uso em equipamentos eletrónicos comerciais e industriais padrão, incluindo automação de escritório, telecomunicações, eletrodomésticos e aplicações gerais de indicação. Não foi especificamente projetado ou testado para aplicações em que a falha possa levar a risco direto para a vida, saúde ou segurança (ex.: controlo de aviação, suporte de vida médico, sistemas de segurança de transportes). Para tais aplicações de alta confiabilidade, a consulta ao fabricante do componente para avaliação de adequação é obrigatória.

7.2 Condições de Armazenamento

Saco de Barreira à Humidade Selado (MBB):Armazenar a ≤30°C e ≤70% de Humidade Relativa (UR). Os componentes têm uma vida útil de prateleira de um ano a partir da data de código quando armazenados no saco original com dessecante.

Após a Abertura do Saco:A "vida útil de piso" a ≤30°C / ≤60% UR é de 168 horas (JEDEC MSL 3). Componentes expostos além deste tempo podem absorver humidade, levando a potencial "pipocagem" ou delaminação durante a soldagem por refluxo.

Armazenamento Prolongado (Fora do Saco):Para armazenamento além de 168 horas, coloque os componentes num recipiente selado com dessecante fresco ou num dessecador purgado com azoto.

Reaquecimento:Componentes que excederam a vida útil de piso de 168 horas devem ser aquecidos a aproximadamente 60°C durante pelo menos 48 horas antes da soldagem para remover a humidade absorvida.

7.3 Recomendações de Soldagem

Soldagem por Refluxo (Método Principal):

- Temperatura de Pré-aquecimento: 150-200°C.

- Tempo Acima do Líquido (Tempo de pré-aquecimento): 120 segundos no máximo.

- Temperatura Máxima do Corpo: 260°C no máximo.

- Tempo na Temperatura de Pico: 10 segundos no máximo.

- Número máximo de ciclos de refluxo: Dois.

Soldagem Manual (Ferro):Usar apenas para reparação ou retrabalho.

- Temperatura da Ponta do Ferro: 300°C no máximo.

- Tempo de Soldagem por terminal: 3 segundos no máximo.

- Número máximo de ciclos de soldagem manual: Um.

Nota Importante:O perfil de refluxo ideal depende do design específico da PCB, do número de componentes, da pasta de solda e das características do forno. As diretrizes fornecidas e o perfil baseado na JEDEC são pontos de partida que devem ser validados para a linha de montagem de produção real.

8. Considerações de Design e Análise Técnica

8.1 Design do Circuito de Acionamento

A gama de tensão direta (V_F) de 2,8V a 3,8V a 20mA necessita de um circuito de acionamento de corrente constante para uma saída de luz estável, especialmente quando vários LEDs são usados em série ou quando a consistência do brilho é crítica. Um simples resistor em série pode ser usado para aplicações de baixo custo com um único LED, mas a corrente variará com a V_Fespecífica do LED e a tensão de alimentação. Por exemplo, com uma alimentação de 5V e um objetivo de 20mA, o resistor em série (R_S) seria calculado como R_S= (V_{alimentação}- V_F) / I_F. Usando a V_Fmáxima de 3,8V dá R_S= (5 - 3,8) / 0,02 = 60Ω. Usando a V_Fmínima de 2,8V com o mesmo resistor resulta em I_F= (5 - 2,8) / 60 ≈ 36,7mA, o que excede a corrente contínua máxima absoluta. Portanto, é aconselhada uma fonte de corrente regulada ou uma seleção cuidadosa do resistor com base no pior caso do bin de V_F.

8.2 Gestão Térmica

Com uma dissipação de potência máxima de 80mW (a 20mA e até 3,8V), a gestão térmica é importante para manter a longevidade e a saída de luz estável. A intensidade luminosa diminui à medida que a temperatura da junção aumenta, como mostrado nas curvas características. Para minimizar o aumento de temperatura:

1. Use o padrão de PCB recomendado para fornecer condução térmica adequada do encapsulamento do LED para a placa.

2. Considere usar vias térmicas na PCB sob a pastilha térmica do LED (se aplicável) para conduzir calor para as camadas internas ou para o lado oposto da placa.

3. Evite operar na corrente máxima absoluta por períodos prolongados.

4. Garanta fluxo de ar adequado no invólucro do produto final se a dissipação de potência for uma preocupação em layouts de alta densidade.

8.3 Considerações de Design Óptico

O ângulo de visão de 120 graus e a lente transparente produzem um padrão de emissão amplo e difuso, adequado para indicadores de estado que precisam ser visíveis a partir de uma ampla gama de ângulos. Para aplicações que requerem um feixe mais focado, seriam necessárias ópticas secundárias (ex.: lentes, tubos de luz). Os bins de comprimento de onda dominante (AP, AQ, AR) permitem a seleção com base no tom de verde desejado, o que pode ser importante para indicadores codificados por cores ou correspondência estética em matrizes de retroiluminação.

8.4 Comparação com Tecnologias Alternativas

O uso da tecnologia InGaN para LEDs verdes oferece vantagens em eficiência e brilho em comparação com tecnologias mais antigas como o Fosfeto de Gálio (GaP). Os LEDs InGaN normalmente têm uma largura de banda espectral mais estreita, resultando numa cor verde mais saturada. O ângulo de visão de 120 graus é um padrão comum, oferecendo um bom equilíbrio entre visibilidade ampla e intensidade frontal. Para aplicações que requerem um campo de visão ainda mais amplo, podem ser considerados tipos de lente difusa ou encapsulamentos de visão lateral.

8.5 Fatores de Confiabilidade e Vida Útil

A vida útil do LED é afetada principalmente pela temperatura de operação da junção e pela corrente de acionamento. Operar bem dentro dos limites especificados—por exemplo, a 15-18mA em vez de 20mA—pode prolongar significativamente a vida operacional. A adesão adequada ao perfil de soldagem evita choque térmico e tensão no encapsulamento. Seguir os procedimentos de manuseamento de sensibilidade à humidade (MSL 3) é fundamental para evitar falhas latentes causadas por fissuras no encapsulamento induzidas por humidade durante o refluxo.