Ficha Técnica do LED SMD LTST-010KGKT - 3.0x1.5x1.1mm - 2.4V Máx. - 72mW - Verde AlInGaP Lente Transparente - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-010KGKT é um díodo emissor de luz (LED) de montagem em superfície (SMD) projetado para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB). O seu tamanho miniatura torna-o adequado para aplicações com espaço limitado numa vasta gama de eletrónica de consumo e industrial.

1.1 Vantagens Principais

• Tamanho Miniatura:O encapsulamento compacto permite layouts de PCB de alta densidade.
• Compatibilidade com Automação:Embalado em fita de 12mm em bobinas de 7 polegadas, é totalmente compatível com equipamentos padrão de pick-and-place e montagem automatizada.
• Compatibilidade de Processo:Projetado para suportar processos de soldagem por refluxo infravermelho (IR), alinhando-se com os padrões modernos de fabrico sem chumbo (Pb-free).
• Conformidade de Materiais:O produto cumpre as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Ângulo de Visão Ampla:Apresenta um ângulo de visão típico de 110 graus (2θ1/2), proporcionando uma distribuição de luz ampla.

1.2 Mercado-Alvo & Aplicações

Este LED destina-se a ser utilizado como indicador de estado, elemento de retroiluminação ou sinal luminoso em vários equipamentos eletrónicos. As principais áreas de aplicação incluem:

• Dispositivos de telecomunicações (ex.: telefones sem fios/celulares)
• Computação portátil (ex.: computadores portáteis)
• Sistemas de rede e eletrodomésticos
• Painéis de controlo industrial e sinalização interior
• Equipamentos de automação de escritório

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

Todas as especificações são definidas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C, salvo indicação em contrário.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. O funcionamento nestas condições não é garantido.

• Dissipação de Potência (Pd):72 mW
• Corrente Direta de Pico (IFP):80 mA (em condições pulsadas: ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0.1ms)
• Corrente Direta Contínua (IF):30 mA DC
• Gama de Temperatura de Funcionamento:-40°C a +85°C
• Gama de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +100°C

2.2 Características Eletro-Óticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos em condições de teste padrão (IF = 20mA).

• Intensidade Luminosa (Iv):Mínimo 56 mcd, valores típicos variam conforme o bin, máximo 180 mcd. Medido usando um sensor filtrado para a curva de resposta fotópica do olho CIE.
• Tensão Direta (VF):Varia de 1.8V (Mín.) a 2.4V (Máx.). O valor típico depende do bin de tensão direta (D2, D3, D4).
• Comprimento de Onda de Pico (λP):Aproximadamente 570 nm.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Tipicamente 571 nm, com bins específicos definidos de 564.5 nm a 576.5 nm.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):Aproximadamente 15 nm (meia-largura).
• Corrente Reversa (IR):Máximo 10 μA a uma tensão reversa (VR) de 5V.Nota:Este LED não foi projetado para operação em polarização reversa; este parâmetro é apenas para fins de teste.

3. Explicação do Sistema de Classificação por Bins

O produto é classificado em bins de desempenho para garantir consistência nas aplicações. Os projetistas podem especificar bins para corresponder aos seus requisitos de brilho, cor e queda de tensão.

3.1 Classificação de Intensidade Luminosa (Iv)

A classificação por bins garante um brilho mínimo previsível. As unidades são milicandelas (mcd) a 20mA.

• P2:56 – 71 mcd
• Q1:71 – 90 mcd
• Q2:90 – 112 mcd
• R1:112 – 140 mcd
• R2:140 – 180 mcd

Tolerância dentro de cada bin é de ±11%.

3.2 Classificação de Tensão Direta (VF)

A classificação por bins de tensão auxilia no projeto de circuitos limitadores de corrente e na previsão do consumo de energia. As unidades são Volts (V) a 20mA.

• D2:1.8 – 2.0 V
• D3:2.0 – 2.2 V
• D4:2.2 – 2.4 V

Tolerância dentro de cada bin é de ±0.1V.

3.3 Classificação de Matiz / Comprimento de Onda Dominante (λd)

Esta classificação controla a cor percebida da luz verde. As unidades são nanómetros (nm) a 20mA.

• B:564.5 – 567.5 nm
• C:567.5 – 570.5 nm
• D:570.5 – 573.5 nm
• E:573.5 – 576.5 nm

Tolerância dentro de cada bin é de ±1 nm.

4. Análise das Curvas de Desempenho

As curvas características típicas fornecem informações sobre o comportamento do dispositivo em condições variáveis. Estas são essenciais para um projeto de circuito robusto.

4.1 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)

A curva I-V exibe a relação exponencial típica de um díodo. A tensão direta (VF) aumenta com a corrente (IF) e também depende da temperatura. Os projetistas devem usar esta curva para selecionar resistores limitadores de corrente apropriados para garantir que o LED opere dentro da sua gama de corrente especificada, especialmente considerando a variação entre os bins de tensão (D2-D4).

4.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

Esta curva mostra que a intensidade luminosa é aproximadamente proporcional à corrente direta na gama de operação típica (até 30mA DC). No entanto, a eficiência pode diminuir em correntes muito altas devido ao aumento dos efeitos térmicos. Operar na ou abaixo da condição de teste recomendada de 20mA garante desempenho estável e longevidade.

4.3 Distribuição Espectral

A curva de saída espectral centra-se no comprimento de onda de pico de 570 nm com uma meia-largura típica de 15 nm. Esta largura de banda relativamente estreita é característica da tecnologia AlInGaP (Fosfeto de Alumínio Índio Gálio), que produz uma cor verde saturada em comparação com tecnologias mais antigas, como LEDs convertidos por fósforo.

5. Informações Mecânicas & de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LTST-010KGKT está em conformidade com um contorno de encapsulamento SMD padrão da indústria. As dimensões principais (em milímetros) incluem um tamanho típico do corpo de aproximadamente 3.0mm de comprimento, 1.5mm de largura e 1.1mm de altura. As tolerâncias são tipicamente ±0.1mm, salvo indicação em contrário. O encapsulamento apresenta uma lente transparente sobre uma fonte de luz verde AlInGaP.

5.2 Padrão de Pistas de PCB Recomendado

É fornecido um layout sugerido para as pastilhas de solda para garantir a formação de juntas de solda fiáveis durante a soldagem por refluxo. Este padrão é projetado para facilitar a molhagem adequada da solda e a estabilidade mecânica, minimizando o risco de tombamento (o componente ficar em pé numa extremidade). O desenho da pastilha é otimizado para processos de refluxo por infravermelhos e por fase de vapor.

5.3 Identificação de Polaridade

O cátodo é tipicamente indicado por um marcador visual no encapsulamento do LED, como um entalhe, um ponto verde ou um canto cortado na lente. O diagrama da ficha técnica deve ser consultado para confirmar a marcação exata de polaridade para esta peça específica. A polaridade correta é crítica durante a montagem para garantir o funcionamento do dispositivo.

6. Diretrizes de Soldagem & Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo IR

Para processos de soldagem sem chumbo (Pb-free), é recomendado um perfil compatível com J-STD-020B. Os parâmetros-chave incluem:

• Pré-aquecimento:150-200°C por um máximo de 120 segundos para aquecer gradualmente a placa e os componentes.
• Temperatura de Pico:Não deve exceder 260°C.
• Tempo Acima do Líquidus (TAL):A duração durante a qual a solda está fundida deve ser controlada de acordo com as especificações do fabricante da pasta de solda, tipicamente dentro dos limites mostrados no gráfico de perfil fornecido.

O perfil é crítico para evitar choque térmico, que pode danificar a estrutura interna do LED ou a lente de epóxi.

6.2 Soldagem Manual (Se Necessário)

Se for necessária soldagem manual, é preciso extremo cuidado:

• Temperatura do Ferro:Máximo 300°C.
• Tempo de Soldagem:Máximo 3 segundos por junta de solda.
• Limite:A soldagem deve ser realizada apenas uma vez. Evite reaquecer juntas existentes.

6.3 Limpeza

Se for necessária limpeza pós-soldagem, apenas devem ser utilizados solventes especificados. Agentes recomendados incluem álcool etílico ou álcool isopropílico. O LED deve ser imerso à temperatura ambiente por menos de um minuto. Produtos de limpeza químicos não especificados podem danificar a lente de epóxi ou as marcações do encapsulamento.

6.4 Armazenamento & Sensibilidade à Humidade

Os LEDs são sensíveis à humidade. Quando a bolsa selada à prova de humidade (com dessecante) não está aberta, devem ser armazenados a ≤30°C e ≤70% de HR e utilizados dentro de um ano. Uma vez que a bolsa original é aberta:

• As condições de armazenamento não devem exceder 30°C e 60% de HR.
• Recomenda-se completar o processo de refluxo IR dentro de 168 horas (7 dias) após a exposição.
• Para armazenamento além de 168 horas, os LEDs devem ser reaquecidos a aproximadamente 60°C durante pelo menos 48 horas antes da soldagem para remover a humidade absorvida e prevenir o "efeito pipoca" (fissuração do encapsulamento durante o refluxo).

7. Embalagem & Informações de Encomenda

7.1 Especificações da Fita e Bobina

O produto é fornecido em fita transportadora relevada para manuseamento automatizado.

• Largura da Fita:12 mm.
• Diâmetro da Bobina:7 polegadas (178 mm).
• Quantidade por Bobina:4000 peças (bobina completa).
• Quantidade Mínima de Encomenda (MOQ):500 peças para remanescentes de bobina/parciais.
• A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481. A fita é selada com uma fita de cobertura para proteger os componentes.

8. Considerações de Projeto de Aplicação

8.1 Projeto do Circuito de Acionamento

Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Para garantir brilho consistente e longevidade, deve ser utilizada uma fonte de corrente constante ou um resistor limitador de corrente. O valor do resistor (R) 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 bin escolhido (use o valor máximo para cálculo de corrente no pior caso) e IF é a corrente direta desejada (ex.: 20mA). Acionar múltiplos LEDs em paralelo sem limitação de corrente individual não é recomendado devido à variação de VF, o que pode levar a uma discrepância significativa de brilho.

8.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa (72mW máx.), uma gestão térmica eficaz na PCB ainda é importante, especialmente em ambientes de alta temperatura ambiente ou quando operando perto dos valores máximos absolutos. A temperatura de junção excessiva reduzirá a saída luminosa e acelerará a degradação. Garantir uma área de cobre adequada em torno das pastilhas de solda pode ajudar a dissipar o calor.

8.3 Projeto Ótico

O ângulo de visão de 110 graus torna este LED adequado para iluminação de área ampla. Para aplicações que requerem um feixe mais focado, seriam necessárias óticas secundárias (ex.: lentes, guias de luz). A lente transparente fornece a cor verdadeira do chip AlInGaP, que é um verde saturado.

9. Introdução & Comparação Tecnológica

9.1 Tecnologia AlInGaP

O LTST-010KGKT utiliza um material semicondutor de Fosfeto de Alumínio Índio Gálio (AlInGaP) para a sua região emissora de luz. Esta tecnologia é conhecida por produzir luz de alta eficiência nas partes âmbar, laranja, vermelha e verde-amarela do espectro. Em comparação com tecnologias mais antigas, como o Fosfeto de Gálio (GaP), os LEDs AlInGaP oferecem eficiência luminosa significativamente maior e pureza de cor mais saturada. A emissão verde aqui alcançada está na região de 570nm, que é altamente visível ao olho humano.

9.2 Diferenciação de Outros LEDs Verdes

Os LEDs verdes também podem ser feitos usando tecnologia de Nitreto de Gálio Índio (InGaN), que tipicamente produz uma cor verde-azulada ou verde pura em comprimentos de onda mais curtos (cerca de 520-530nm). O verde baseado em AlInGaP (cerca de 570nm) frequentemente aparece mais verde-amarelado ou verde "lima". A escolha depende das coordenadas de cor específicas exigidas pela aplicação. Os verdes AlInGaP nesta gama de comprimentos de onda geralmente têm cor muito estável em relação à corrente de acionamento e temperatura em comparação com alguns verdes InGaN.

10. Perguntas Frequentes (FAQs)

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

Comprimento de Onda de Pico (λP)é o comprimento de onda no qual a distribuição de potência espectral é máxima.Comprimento de Onda Dominante (λd)é o comprimento de onda único da luz monocromática que corresponde à cor percebida do LED quando comparada a uma luz branca de referência. Para LEDs com um espectro relativamente simétrico, eles estão frequentemente próximos. O comprimento de onda dominante está mais diretamente relacionado com a perceção humana da cor.

10.2 Posso acionar este LED com uma alimentação de 3.3V sem um resistor?

Não, isto não é recomendado e provavelmente destruirá o LED.Com um VF típico de 2.0-2.4V, conectá-lo diretamente a 3.3V causaria um fluxo de corrente excessivo, excedendo em muito o valor máximo absoluto de 30mA DC. Um resistor limitador de corrente em série é sempre necessário ao usar uma fonte de tensão.

10.3 Como interpreto os códigos de bin ao encomendar?

Pode especificar uma combinação de bins para obter LEDs com características agrupadas de forma restrita. Por exemplo, solicitar "Iv=R1, VF=D3, λd=C" daria-lhe LEDs com intensidade luminosa entre 112-140 mcd, tensão direta entre 2.0-2.2V e comprimento de onda dominante entre 567.5-570.5 nm. Se nenhum bin for especificado, receberá produto da mistura padrão de produção.

10.4 Este LED é adequado para uso exterior?

A ficha técnica especifica uma gama de temperatura de funcionamento de -40°C a +85°C, que cobre muitas condições exteriores. No entanto, a exposição prolongada à luz solar direta, radiação UV e humidade pode degradar a lente de epóxi ao longo do tempo. Para ambientes exteriores agressivos, devem ser considerados LEDs especificamente classificados e embalados para tais condições (ex.: com encapsulamento de silicone).

11. Exemplo de Estudo de Caso de Projeto

11.1 Indicador de Estado do Painel Frontal para um Switch de Rede

Requisito:Fornecer um indicador de estado de ligação/atividade verde claro, visível de vários ângulos numa unidade montada em rack.

Escolha de Projeto:O LTST-010KGKT é selecionado pelo seu ângulo de visão de 110°, garantindo visibilidade mesmo quando visto fora do eixo. O verde AlInGaP fornece uma cor distinta e que chama a atenção.

Implementação:É utilizado um conjunto de 8 LEDs, um por porta. Para garantir brilho uniforme, todos os LEDs são especificados a partir do mesmo bin de intensidade luminosa (ex.: R1). São acionados a partir de uma linha de 5V via resistores limitadores de corrente individuais de 150Ω (calculados para um VF de 2.2V tip. e IF=20mA: R = (5V - 2.2V) / 0.02A = 140Ω; 150Ω é o valor padrão mais próximo). O layout da PCB utiliza o padrão de pistas recomendado com uma pequena conexão de alívio térmico a um plano de terra para dissipação de calor.

12. Tendências Tecnológicas

12.1 Eficiência e Miniaturização

A tendência geral nos LEDs SMD continua em direção a uma maior eficácia luminosa (mais saída de luz por watt elétrico) e a uma maior miniaturização. Embora esta peça represente um tamanho de encapsulamento maduro, novos encapsulamentos como LEDs de escala de chip (CSLED) estão a emergir, oferecendo tamanhos ainda mais pequenos. A busca pela eficiência energética em toda a eletrónica impulsiona LEDs que fornecem o brilho necessário a correntes mais baixas.

12.2 Estabilidade e Consistência de Cor

Os avanços no crescimento epitaxial e nos materiais de encapsulamento visam melhorar a consistência da cor (reduzindo a dispersão dentro de um bin) e a estabilidade ao longo da vida útil do dispositivo e através de variações de temperatura. Isto é particularmente importante para aplicações onde múltiplos LEDs são utilizados adjacentes uns aos outros, como em ecrãs de cor total ou matrizes de retroiluminação.

12.3 Integração

Existe uma tendência crescente para integrar o circuito de acionamento do LED (fonte de corrente constante, controlo de dimmer PWM) diretamente em módulos ou mesmo no próprio encapsulamento do LED, simplificando o projeto para os utilizadores finais e melhorando a fiabilidade geral do sistema.