Ficha Técnica do LED SMD LTST-M670KGKT - Verde AlInGaP - 2.4V - 72mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-M670KGKT é um LED de montagem em superfície de alta luminosidade, projetado para aplicações eletrónicas modernas. Utiliza um material semicondutor de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) para produzir uma luz verde. O dispositivo está alojado num encapsulamento padrão compatível com a EIA, com uma lente transparente, o que ajuda a maximizar a extração de luz e proporciona um amplo ângulo de visão. Este LED foi especificamente concebido para ser compatível com equipamentos automáticos de montagem pick-and-place e processos de soldagem por refluxo por infravermelhos (IR), tornando-o adequado para fabricação em grande volume. As suas principais vantagens incluem desempenho consistente, conformidade ambiental e facilidade de integração em linhas de produção automatizadas.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os limites operacionais do dispositivo são definidos a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder estes valores pode causar danos permanentes. A corrente direta contínua máxima (DC) é de 30 mA. Para operação pulsada, é permitida uma corrente direta de pico de 80 mA sob um ciclo de trabalho de 1/10 com uma largura de pulso de 0,1 ms. A dissipação de potência máxima é de 72 mW. O LED pode suportar uma tensão reversa de até 5 V. A gama de temperatura de operação vai de -40°C a +85°C, e a gama de temperatura de armazenamento estende-se de -40°C a +100°C.

2.2 Características Elétricas e Óticas

Os parâmetros de desempenho chave são medidos a Ta=25°C e a uma corrente direta (IF) de 20 mA. A tensão direta típica (VF) é de 2,4 V, com uma gama de 2,0 V a 2,4 V. A intensidade luminosa (IV) tem um valor típico de 180 milicandelas (mcd), com um valor mínimo especificado de 56 mcd. O ângulo de visão (2θ1/2), definido como o ângulo total onde a intensidade cai para metade do seu valor axial, é de 120 graus. O comprimento de onda de emissão de pico (λP) é de 574 nm, e o comprimento de onda dominante (λd) é de 571 nm. A meia-largura espectral (Δλ) é de 15 nm. A corrente reversa (IR) é no máximo de 10 μA quando é aplicada uma tensão reversa (VR) de 5 V.

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto é classificado em bins com base em três parâmetros chave para garantir consistência na aplicação. Isto permite aos projetistas selecionar LEDs com características muito próximas para uma aparência e desempenho uniformes nos seus projetos.

3.1 Binning da Tensão Direta

A tensão direta é classificada em passos de 0,2 V. Os códigos de bin são D2 (1,80V - 2,00V), D3 (2,00V - 2,20V) e D4 (2,20V - 2,40V). Aplica-se uma tolerância de ±0,1 V a cada bin.

3.2 Binning da Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é categorizada em cinco bins: P2 (56,0 - 71,0 mcd), Q1 (71,0 - 90,0 mcd), Q2 (90,0 - 112,0 mcd), R1 (112,0 - 140,0 mcd) e R2 (140,0 - 180,0 mcd). Cada bin tem uma tolerância de ±11%.

3.3 Binning do Comprimento de Onda Dominante

O comprimento de onda dominante, que define a cor percecionada, é classificado da seguinte forma: B (564,5 - 567,5 nm), C (567,5 - 570,5 nm), D (570,5 - 573,5 nm) e E (573,5 - 576,5 nm). A tolerância para cada bin é de ±1 nm.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na ficha técnica (por exemplo, Figura 1 para saída espectral, Figura 5 para padrão de ângulo de visão), os dados fornecidos permitem analisar as relações chave. A tensão direta mostra uma relação logarítmica com a corrente direta, típica do comportamento de um díodo. A intensidade luminosa é diretamente proporcional à corrente direta dentro da gama operacional especificada. As características espectrais, com um pico a 574 nm e uma meia-largura estreita de 15 nm, indicam uma cor verde pura e saturada. O amplo ângulo de visão de 120 graus sugere um padrão de radiação lambertiano ou quase-lambertiano, proporcionando boa visibilidade fora do eixo.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Dispositivo

O LED está de acordo com o contorno padrão de encapsulamento para montagem em superfície da EIA. Todas as dimensões críticas, incluindo comprimento, largura, altura do corpo e espaçamento dos terminais, são fornecidas nos desenhos da ficha técnica com uma tolerância geral de ±0,2 mm. O encapsulamento foi projetado para uma colocação estável durante a montagem.

5.2 Identificação da Polaridade

O cátodo é tipicamente identificado por um marcador visual no encapsulamento, como um entalhe, um ponto ou uma marca verde, conforme indicado no desenho do encapsulamento. A orientação correta da polaridade é crucial para o funcionamento do circuito.

5.3 Layout Recomendado das Pistas na PCB

É sugerido um desenho de padrão de pistas para a placa de circuito impresso, de forma a garantir a formação fiável das ligações de solda durante a soldagem por refluxo. Este padrão tem em conta a formação adequada do filete de solda e o alívio térmico.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo IR

O dispositivo é compatível com soldagem por refluxo IR sem chumbo. É fornecido um perfil recomendado, alinhado com a norma J-STD-020B. Os parâmetros chave incluem uma temperatura de pré-aquecimento de 150-200°C, um tempo de pré-aquecimento de até 120 segundos e uma temperatura de pico não superior a 260°C durante no máximo 10 segundos. O perfil deve ser caracterizado para a montagem específica da PCB.

6.2 Soldagem Manual

Se for necessária soldagem manual, a temperatura da ponta do ferro de soldar não deve exceder 300°C, e o tempo de contacto deve ser limitado a um máximo de 3 segundos para uma única operação.

6.3 Limpeza

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

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada com uma largura de 8 mm, enrolada em bobinas com um diâmetro de 7 polegadas (178 mm). Cada bobina contém 2000 peças. A fita é selada com uma fita de cobertura superior. Uma quantidade mínima de encomenda de 500 peças está disponível para remanescentes.

7.2 Normas de Embalagem

A embalagem está em conformidade com as especificações EIA-481-1-B. O número máximo de componentes em falta consecutivos na fita é de dois.

8. Armazenamento e Manuseamento

Para sacos à prova de humidade não abertos contendo dessecante, os LEDs devem ser armazenados a ≤30°C e ≤70% de Humidade Relativa (HR) e usados dentro de um ano. Uma vez que a embalagem original é aberta, o ambiente de armazenamento não deve exceder 30°C e 60% de HR. Os componentes removidos da sua embalagem original devem passar por soldagem por refluxo IR dentro de 168 horas (7 dias). Para armazenamento além deste período, devem ser mantidos num recipiente selado com dessecante ou num dessecador de azoto. Os LEDs armazenados fora da embalagem por mais de 168 horas requerem cozedura a aproximadamente 60°C durante pelo menos 48 horas antes da soldagem, para remover a humidade absorvida e prevenir o fenómeno de \"popcorning\" durante o refluxo.

9. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

9.1 Projeto do Circuito de Acionamento

Os LEDs são dispositivos operados por corrente. Para garantir um brilho uniforme e evitar a concentração de corrente, deve ser usado um resistor limitador de corrente em série com cada LED ou com cada ramo paralelo de LEDs quando ligados em paralelo. Acionar o LED com uma fonte de corrente constante é o método mais eficaz para manter uma saída luminosa estável. O valor do resistor pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, onde Vcc é a tensão de alimentação, VF é a tensão direta do LED (use o valor máximo para margem de projeto) e IF é a corrente direta desejada (por exemplo, 20 mA).

9.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja relativamente baixa (72 mW máx.), um projeto térmico adequado na PCB é importante para a fiabilidade a longo prazo, especialmente quando se opera a altas temperaturas ambientes ou a correntes elevadas. Garantir uma área de cobre adequada em torno das pistas do LED ajuda a dissipar o calor.

9.3 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED é adequado para uma vasta gama de aplicações, incluindo indicadores de estado, retroiluminação para ícones ou símbolos, iluminação de painéis, eletrónica de consumo e sinalização de uso geral. A sua compatibilidade com processos automatizados torna-o ideal para produtos de grande volume.

10. Comparação e Diferenciação Técnica

O uso da tecnologia AlInGaP para luz verde oferece vantagens em relação aos LEDs verdes tradicionais baseados em Fosfeto de Gálio (GaP), proporcionando tipicamente maior eficiência e saída mais brilhante. O ângulo de visão de 120 graus é mais amplo do que muitos LEDs de \"alta direcionalidade\" de nicho, tornando-o versátil para aplicações que requerem visibilidade de ângulo amplo. A compatibilidade explícita com perfis de refluxo IR padrão JEDEC diferencia-o de LEDs que podem ser apenas adequados para soldagem manual ou por onda, alinhando-o com as modernas linhas de montagem SMT.

11. Perguntas Frequentes (FAQ)

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

R: Não. Não é recomendado operar um LED diretamente a partir de uma fonte de tensão, pois provavelmente destruirá o dispositivo devido à corrente excessiva. Use sempre um resistor em série ou um driver de corrente constante.

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 comprimento de onda no qual a distribuição de potência espectral é máxima. O comprimento de onda dominante (λd) é derivado do diagrama de cromaticidade CIE e representa o comprimento de onda único do espectro que corresponde à cor percecionada do LED. O λd é mais relevante para a especificação da cor.

P: Como interpreto o código de bin no número da peça?

R: Os códigos de bin específicos para VF, IV e λd não estão incorporados no número base da peça LTST-M670KGKT. Eles são atribuídos durante a fabricação e devem ser especificados no momento da encomenda com base nas tabelas de bin fornecidas na ficha técnica, para garantir que recebe LEDs com as características desejadas.

P: A cozedura é sempre necessária antes da soldagem?

R: A cozedura é necessária apenas se os componentes tiverem sido expostos a condições ambientais fora do seu saco à prova de humidade original por mais de 168 horas. Isto é para evitar a fissuração do encapsulamento induzida pela humidade durante o processo de refluxo a alta temperatura.

12. Estudo de Caso de Projeto e Utilização

Considere um projeto para um painel de indicadores de estado múltiplos num controlador industrial. São necessários dez LEDs de estado verdes. Para garantir um brilho uniforme, devem ser selecionados LEDs do mesmo bin de intensidade luminosa (por exemplo, R1: 112-140 mcd). Para simplificar o circuito de acionamento, todos os LEDs podem ser ligados em paralelo, cada um com o seu próprio resistor limitador de corrente calculado para uma alimentação de 5V: R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130 Ohms (pode ser usado um resistor padrão de 130 ou 150 Ohm). O layout da PCB deve incorporar a geometria de pistas recomendada e fornecer alguns pequenos traços de alívio térmico. A montagem usaria o perfil de refluxo IR especificado. Esta abordagem garante um desempenho visual consistente e uma fabricação fiável.

13. Introdução ao Princípio Tecnológico

O LTST-M670KGKT é baseado no material semicondutor de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP). Quando uma tensão direta é aplicada à junção p-n, eletrões e lacunas são injetados na região ativa. A sua recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga AlInGaP determina a energia da banda proibida, que por sua vez dita o comprimento de onda (cor) da luz emitida — neste caso, verde. A lente de epóxi transparente não é tingida; a sua função é proteger o chip semicondutor, moldar o padrão de radiação para um amplo ângulo de visão e melhorar a extração de luz do chip.

14. Tendências e Desenvolvimentos da Indústria

A tendência nos LEDs SMD para aplicações de indicador continua em direção a maior eficiência (mais saída de luz por unidade de potência elétrica), tamanhos de encapsulamento mais pequenos para placas de maior densidade e melhor consistência de cor através de binning mais apertado. Existe também uma forte motivação para melhorar a fiabilidade em condições adversas e a compatibilidade com processos de soldagem sem chumbo e de alta temperatura. A mudança para a automação em todos os setores de fabrico sublinha a importância de componentes como este, que são projetados para embalagem em fita e bobina e soldagem por refluxo, reduzindo o trabalho manual e aumentando a produtividade e consistência da produção.