Ficha Técnica do LED SMD LTST-C950RKGKT-5A - 3.2x2.8x1.9mm - 2.0V - 75mW - Verde AlInGaP - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas para o LTST-C950RKGKT-5A, uma lâmpada LED de montagem superficial e alto brilho. Projetado para processos de montagem automatizados, este componente é ideal para aplicações com espaço limitado que requerem iluminação indicadora confiável e eficiente.

1.1 Características

• Conformidade com as normas ambientais RoHS.
• Utiliza um chip semicondutor de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) ultrabrilhante para alta eficiência luminosa.
• Apresenta uma lente em forma de cúpula para otimizar a saída de luz e o ângulo de visão.
• Embalado em fita de 12mm enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, compatível com equipamentos padrão de pick-and-place automatizados.
• Conforme os contornos padrão de encapsulamento da EIA (Electronic Industries Alliance).
• Projetado para compatibilidade com circuitos integrados (compatível com I.C.).
• Adequado para uso com processos de soldagem por refluxo infravermelho (IR).

1.2 Aplicações

Este LED é adequado para uma ampla gama de equipamentos eletrónicos, incluindo, mas não se limitando a:

• Dispositivos de telecomunicações (telefones sem fio/celulares).
• Equipamentos de automação de escritório e computadores portáteis.
• Sistemas de rede e eletrodomésticos.
• Sinalização interna e aplicações de exibição.
• Retroiluminação de teclados e teclados numéricos.
• Indicadores de estado e de energia.
• Micro-displays e luminárias simbólicas.

2. Dimensões do Encapsulamento e Informações Mecânicas

O LTST-C950RKGKT-5A é alojado num encapsulamento padrão de dispositivo de montagem superficial (SMD).

• Cor da Lente:Transparente
• Cor do Chip/Fonte:Verde AlInGaP
• Dimensões Principais (Típicas):O encapsulamento mede aproximadamente 3.2mm de comprimento, 2.8mm de largura e 1.9mm de altura. Todas as tolerâncias dimensionais são de ±0.1mm, salvo indicação em contrário no desenho mecânico detalhado.

3. Especificações e Características

3.1 Especificações Máximas Absolutas

Tensões além destes limites podem causar danos permanentes ao dispositivo. Todas as especificações são definidas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Dissipação de Potência (Pd):75 mW
• Corrente Direta de Pico (IFP):80 mA (em condições pulsadas: ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso de 0.1ms)
• Corrente Direta Contínua (IF):30 mA DC
• Faixa de Temperatura de Operação:-30°C a +85°C
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +185°C
• Condição de Soldagem por Refluxo IR:Suporta temperatura de pico de 260°C por um máximo de 10 segundos.

3.2 Perfil de Refluxo IR Sugerido

Para processos de soldagem sem chumbo (Pb-free), é fornecido um perfil de refluxo recomendado. Os parâmetros-chave incluem uma zona de pré-aquecimento até 200°C, uma temperatura de pico não superior a 260°C e um tempo acima de 260°C limitado a um máximo de 10 segundos. O perfil deve ser caracterizado para o projeto específico da PCB, a pasta de solda e o forno utilizados.

3.3 Características Elétricas e Óticas

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

• Intensidade Luminosa (Iv):71.0 - 450.0 mcd (milicandela). A ampla faixa é gerida através de binning (ver Secção 4).
• Ângulo de Visão (2θ½):25 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa é metade do valor no eixo central.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λP):574.0 nm (típico).
• Comprimento de Onda Dominante (λd):564.5 - 573.5 nm. Este define a cor percebida do LED e também é sujeito a binning.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):15.0 nm (típico).
• Tensão Direta (VF):1.6 - 2.2 V, com um valor típico de 2.0V a 5mA.
• Corrente Reversa (IR):10 µA (máximo) a uma tensão reversa (VR) de 5V.

Notas de Medição:A intensidade luminosa é medida usando um sensor filtrado para corresponder à curva de resposta fotópica do olho CIE. É necessário cuidado contra Descarga Eletrostática (ESD) durante o manuseio; práticas adequadas de aterramento e segurança contra ESD são obrigatórias.

4. Sistema de Classificação por Bins

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

4.1 Classificação da Tensão Direta (VF)

Classificado a IF=5mA. Códigos de bin 1 a 6, com faixas de VF de 1.60-1.70V (Bin 1) a 2.10-2.20V (Bin 6). Tolerância por bin é de ±0.1V.

4.2 Classificação da Intensidade Luminosa (Iv)

Classificado a IF=5mA. Códigos de bin Q, R, S, T, com faixas de Iv de 71.0-112.0 mcd (Bin Q) a 280.0-450.0 mcd (Bin T). Tolerância por bin é de ±15%.

4.3 Classificação da Matiz (Comprimento de Onda Dominante, λd)

Classificado a IF=5mA. Códigos de bin B, C, D, com faixas de λd de 564.5-567.5 nm (Bin B) a 570.5-573.5 nm (Bin D). Tolerância por bin é de ±1 nm.

5. Análise das Curvas de Desempenho Típicas

A ficha técnica inclui representações gráficas das relações-chave, essenciais para o projeto do circuito e gestão térmica.

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta:Mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, tipicamente de forma sub-linear em correntes mais altas devido a efeitos de aquecimento.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demonstra o coeficiente de temperatura negativo da saída de luz; a intensidade diminui à medida que a temperatura da junção aumenta.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta:Ilustra a característica I-V do díodo, crucial para a seleção dos valores do resistor limitador de corrente.
• Comprimento de Onda vs. Corrente Direta:Pode mostrar uma ligeira mudança no comprimento de onda de pico ou dominante com a mudança da corrente de acionamento.
• Padrão do Ângulo de Visão:Um diagrama polar que descreve a distribuição espacial da intensidade da luz.

6. Guia do Utilizador para Montagem e Manuseio

6.1 Limpeza

Se a limpeza for necessária após a soldagem, use apenas solventes especificados. Mergulhe o LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto. Evite produtos químicos não especificados que possam danificar o encapsulamento de epóxi.

6.2 Padrão de PCB Recomendado

É fornecido um layout sugerido para as pastilhas de solda para garantir o alinhamento mecânico adequado, a formação do filete de solda e o alívio térmico durante o processo de refluxo. Seguir este padrão ajuda a prevenir o efeito "tombstoning" e garante juntas de solda confiáveis.

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 2000 peças. A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481. As dimensões-chave da fita (tamanho do bolso, passo) e da bobina (diâmetro do cubo, diâmetro do flange) são detalhadas para garantir a compatibilidade com equipamentos de montagem automatizados.

7. Precauções e Notas de Aplicação

7.1 Âmbito de Aplicação

Este LED é projetado para equipamentos eletrónicos comerciais e industriais padrão. Não é classificado para aplicações críticas de segurança ou de alta confiabilidade onde uma falha possa colocar em risco a vida ou a saúde (por exemplo, aviação, suporte de vida médico). É necessária consulta ao fabricante para tais usos.

7.2 Condições de Armazenamento

• Embalagem Selada:Armazenar a ≤ 30°C e ≤ 90% de Humidade Relativa (RH). Usar dentro de um ano após a abertura do saco de barreira de humidade.
• Embalagem Aberta:Para componentes removidos da embalagem seca, o ambiente de armazenamento não deve exceder 30°C / 60% RH. Recomenda-se completar o refluxo IR dentro de uma semana (Nível de Sensibilidade à Humidade 3, MSL 3). Para armazenamento mais longo, use um recipiente selado com dessecante. Se armazenado por mais de uma semana, é necessário um cozimento a 60°C por pelo menos 20 horas antes da soldagem para evitar danos por "popcorning".

7.3 Diretrizes de Soldagem

Parâmetros de soldagem detalhados são fornecidos tanto para refluxo quanto para soldagem manual:

• Soldagem por Refluxo:Pré-aquecer a 150-200°C (máx. 120 seg), temperatura de pico ≤ 260°C, tempo acima de 260°C ≤ 10 seg (máximo de dois ciclos de refluxo permitidos).
• Soldagem Manual:Temperatura da ponta do ferro ≤ 300°C, tempo de soldagem ≤ 3 segundos por pastilha (apenas uma vez).

É enfatizada a importância de seguir perfis de refluxo baseados em JEDEC e as diretrizes do fabricante da pasta de solda para garantir a confiabilidade da junta e evitar danos térmicos ao LED.

8. Análise Técnica Aprofundada e Considerações de Projeto

8.1 Princípio de Funcionamento

O LTST-C950RKGKT-5A é baseado num chip semicondutor de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio). Quando uma tensão direta que excede a sua energia de bandgap é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa, libertando energia na forma de fotões. A composição específica da liga AlInGaP é projetada para produzir luz na região do comprimento de onda verde (cerca de 574nm). A lente de epóxi em forma de cúpula serve para extrair mais luz do chip e moldar o padrão de emissão num ângulo de visão de 25 graus.

8.2 Acionamento do LED

Uma fonte de corrente constante é o método ideal para acionar um LED, pois garante uma saída de luz estável independentemente de pequenas variações na tensão direta. Para aplicações simples, um resistor limitador de corrente em série com uma fonte de tensão é comum. O valor do resistor (R) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte - VF_LED) / I_desejada. Usando o VF típico de 2.0V a 5mA com uma fonte de 5V, R = (5V - 2.0V) / 0.005A = 600Ω. Um projetista deve usar o VF máximo da ficha técnica (2.2V) para o cálculo da corrente no pior caso, para evitar exceder a especificação máxima absoluta de corrente.

8.3 Gestão Térmica

Embora seja um dispositivo pequeno, a gestão térmica é crítica para a longevidade e o desempenho. O limite máximo de dissipação de potência de 75mW deve ser respeitado. Operar em correntes altas ou em temperaturas ambientes elevadas aumenta a temperatura da junção, o que leva a uma redução na saída de luz (como visto nas curvas de desempenho), aceleração da depreciação do lúmen e potencialmente encurtamento da vida útil. Garantir uma área de cobre adequada na PCB sob e ao redor da pastilha térmica do LED (se aplicável) ou das pastilhas de solda ajuda a dissipar o calor.

8.4 Considerações de Projeto Ótico

O ângulo de visão de 25 graus torna este LED adequado para aplicações de indicadores direcionados. Para retroiluminar um painel ou criar um brilho mais difuso, óticas secundárias como guias de luz ou filmes difusores seriam necessárias. A lente transparente produz um feixe estreito e intenso, enquanto uma lente difusa criaria um padrão de emissão mais amplo e suave.

8.5 Comparação e Seleção

Ao selecionar um LED, os engenheiros comparam parâmetros-chave: Brilho (Iv), Cor (Comprimento de Onda, coordenadas CIE), Ângulo de Visão, Tensão Direta e Tamanho do Encapsulamento. A tecnologia AlInGaP neste LED oferece alta eficiência e boa estabilidade na gama de cores verde/amarela em comparação com tecnologias mais antigas. O sistema de binning permite uma seleção precisa para aplicações que requerem uma correspondência rigorosa de cor ou brilho entre várias unidades.

8.6 Perguntas Típicas dos Utilizadores Respondidas

P: Posso acionar este LED a 20mA continuamente?

R: Sim, a corrente contínua máxima absoluta é de 30mA. Operar a 20mA está dentro da especificação, mas deve garantir que a dissipação de potência (VF * IF) não exceda 75mW. A 20mA e um VF típico de 2.0V, a potência é de 40mW, o que é aceitável.

P: Por que há uma faixa tão ampla na Intensidade Luminosa (71-450 mcd)?

R: Esta é a dispersão total possível em toda a produção. Para um pedido específico, selecionaria um bin (por exemplo, Bin T: 280-450 mcd) para obter uma faixa de brilho muito mais estreita e previsível.

P: Como interpreto o comprimento de onda "de Pico" vs "Dominante"?

R: O Comprimento de Onda de Pico (λP=574nm) é o único comprimento de onda onde o espectro de emissão é mais forte. O Comprimento de Onda Dominante (λd=564.5-573.5nm) é calculado a partir do gráfico de cores CIE e representa a cor percebida. λd é mais relevante para a especificação de cor em aplicações centradas no ser humano.

8.7 Estudo de Caso de Aplicação: Painel de Indicador de Estado

Considere projetar um painel de indicador de estado para um router de rede com quatro LEDs verdes idênticos. Para garantir uma aparência uniforme:

1. Binning:Especifique o mesmo bin de Matiz (por exemplo, Bin C: 567.5-570.5nm) e o mesmo bin de Intensidade Luminosa (por exemplo, Bin S: 180-280 mcd) para todos os quatro LEDs. Isto garante cor e brilho quase idênticos.
2. Projeto do Circuito:Use uma linha comum de 5V. Calcule o resistor limitador de corrente para acionamento a 5mA usando o VF máximo (2.2V) para garantir consistência de brilho mesmo que o VF individual varie: R = (5V - 2.2V) / 0.005A = 560Ω. Use resistores com tolerância de 1%.
3. Layout da PCB:Siga o padrão de pastilhas recomendado. Inclua uma pequena área de cobre ligada à pastilha do cátodo para ajudar na dissipação de calor, especialmente se a PCB estiver enclausurada.
4. Montagem:Siga as diretrizes MSL3. Se a bobina for aberta, planeie soldar todos os LEDs dentro de uma semana ou armazene-os adequadamente com dessecante.

8.8 Tendências Tecnológicas

Os LEDs AlInGaP representam uma tecnologia madura e altamente eficiente para o espectro de cores âmbar a vermelho, sendo o verde o limite de comprimento de onda mais curto da sua capacidade. O desenvolvimento contínuo na indústria de LED foca-se no aumento da eficiência (lúmens por watt), na melhoria da reprodução de cores e na redução de custos. Para cores verdes e azuis puras, a tecnologia InGaN (Nitreto de Índio e Gálio) é dominante e continua a apresentar ganhos rápidos de eficiência. A tendência no encapsulamento é para pegadas menores, maior densidade de potência e melhores vias térmicas (por exemplo, projetos flip-chip) para gerir o calor dos chips cada vez mais brilhantes. Este LED SMD específico utiliza uma tecnologia de encapsulamento bem estabelecida otimizada para confiabilidade e montagem automatizada em eletrónicos de consumo e industriais de alto volume.