Ficha Técnica do LED SMD LTST-C170KGKT - 3.2x1.6x1.4mm - 2.0V - Verde - 0.06W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas de uma lâmpada LED de montagem em superfície (SMD). Projetado para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB), este componente é ideal para aplicações com restrições de espaço em uma ampla gama de equipamentos eletrónicos.

1.1 Características

• Conforme com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Utiliza um chip semicondutor de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) Ultra Brilhante para emissão de luz verde.
• Embalado em fita de 8mm enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro para montagem automatizada pick-and-place eficiente.
• O footprint padronizado EIA (Electronic Industries Alliance) garante compatibilidade com projetos da indústria.
• As características de entrada/saída são compatíveis com os níveis lógicos padrão de circuitos integrados (IC).
• Projetado para compatibilidade com equipamentos de colocação de tecnologia de montagem em superfície (SMT) automatizada.
• Suporta os processos padrão de soldagem por refluxo infravermelho (IR) utilizados na fabricação de PCBs em grande volume.

1.2 Aplicações

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

• Dispositivos de telecomunicações, equipamentos de automação de escritório, eletrodomésticos e sistemas de controlo industrial.
• Retroiluminação de teclados e teclados numéricos.
• Indicadores de estado e de alimentação.
• Micro-displays e indicadores de painel.
• Iluminação de sinalização e luminárias simbólicas.

2. Interpretação Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os seguintes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação nestas condições não é garantida.

• Dissipação de Potência (Pd):75 mW. Esta é a potência total máxima que o encapsulamento pode dissipar como calor.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):80 mA. Esta é a corrente direta instantânea máxima permitida, tipicamente especificada em condições de pulso (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0.1ms) para evitar sobreaquecimento.
• Corrente Direta Contínua (I_F):30 mA. Esta é a corrente direta contínua máxima para operação confiável a longo prazo.
• Tensão Reversa (V_R):5 V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura da junção.
• Gama de Temperatura de Operação & Armazenamento:-55°C a +85°C. O dispositivo pode funcionar e ser armazenado dentro desta gama de temperatura ambiente.
• Condição de Soldagem por Infravermelhos:260°C por no máximo 10 segundos. Isto define a temperatura de pico e a tolerância de tempo para processos de soldagem por refluxo.

2.2 Características Elétricas & Ópticas

Estes parâmetros são medidos a uma temperatura ambiente (T_a) de 25°C e definem o desempenho típico do dispositivo.

• Intensidade Luminosa (I_V):18.0 - 71.0 mcd (Típico: 35.0 mcd) a I_F= 20 mA. Isto mede o brilho percebido do LED pelo olho humano. A ampla gama é gerida através de binning (ver Secção 3).
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):130 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa é metade do valor medido no eixo (0°). Um ângulo de visão amplo como este fornece um padrão de luz mais difuso, adequado para aplicações de indicador.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):574.0 nm (Típico). Este é o comprimento de onda no qual a potência espectral de saída é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):567.5 - 576.5 nm (Típico: 571.0 nm) a I_F= 20 mA. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano que define a cor (verde). É derivado do diagrama de cromaticidade CIE.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):15.0 nm. Isto indica a pureza espectral, definindo a gama de comprimentos de onda em torno do pico que contêm potência óptica significativa.
• Tensão Direta (V_F):1.90 - 2.40 V (Típico) a I_F= 20 mA. Esta é a queda de tensão no LED quando conduz a corrente especificada.
• Corrente Reversa (I_R):10 μA (Máximo) a V_R= 5 V. Esta é a pequena corrente de fuga que flui quando o díodo está em polarização reversa.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir desempenho consistente na produção, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de aplicação para uniformidade de cor e brilho.

3.1 Classificação de Tensão Direta (V_F)

Classificado a I_F= 20 mA. Tolerância por bin é ±0.1V.

• Bin 4: 1.9V - 2.0V
• Bin 5: 2.0V - 2.1V
• Bin 6: 2.1V - 2.2V
• Bin 7: 2.2V - 2.3V
• Bin 8: 2.3V - 2.4V

3.2 Classificação de Intensidade Luminosa (I_V)

Classificado a I_F= 20 mA. Tolerância por bin é ±15%.

• Bin M: 18.0 mcd - 28.0 mcd
• Bin N: 28.0 mcd - 45.0 mcd
• Bin P: 45.0 mcd - 71.0 mcd

3.3 Classificação de Matiz (Comprimento de Onda Dominante, λ_d)

Classificado a I_F= 20 mA. Tolerância por bin é ±1 nm.

• Bin C: 567.5 nm - 570.5 nm
• Bin D: 570.5 nm - 573.5 nm
• Bin E: 573.5 nm - 576.5 nm

4. Análise de Curvas de Desempenho

As curvas de desempenho típicas ilustram a relação entre parâmetros-chave 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 mostra a relação exponencial típica de um díodo. Para este LED verde AlInGaP, a tensão direta (V_F) tem um valor típico em torno de 2.0V a 20mA. Os projetistas devem garantir que o resistor limitador de corrente ou o circuito de acionamento forneça a tensão correta para atingir a corrente desejada, pois pequenas alterações na tensão podem causar grandes alterações na corrente.

4.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

Esta curva é geralmente linear dentro da gama de corrente de operação recomendada (até 30mA DC). Aumentar a corrente direta aumenta a saída de luz proporcionalmente. No entanto, operar acima dos valores máximos absolutos levará a uma queda de eficiência, aumento de calor e redução da vida útil.

4.3 Distribuição Espectral

A curva de saída espectral centra-se no comprimento de onda de pico de 574 nm (verde) com uma largura a meia altura típica de 15 nm. O comprimento de onda dominante (λ_d), que define a cor percebida, situa-se na gama de 571 nm ± 5 nm dependendo do bin. Este espectro estreito é característico da tecnologia AlInGaP, oferecendo pureza de cor saturada.

5. Informações Mecânicas & de Embalagem

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED está alojado num encapsulamento SMD padrão. As dimensões principais (em milímetros) são: Comprimento: 3.2 mm, Largura: 1.6 mm, Altura: 1.4 mm. As tolerâncias são tipicamente ±0.1 mm, salvo indicação em contrário. A lente é transparente.

5.2 Identificação de Polaridade & Design da Pista de PCB

O componente tem um cátodo marcado (tipicamente indicado por um ponto verde, um entalhe ou um terminal mais curto na fita). É fornecido um padrão de pista de PCB (footprint) recomendado para garantir a formação adequada da junta de solda, conexão elétrica confiável e alinhamento correto durante o refluxo. Seguir esta diretriz evita tombstoning e outros defeitos de soldagem.

5.3 Embalagem em Fita e Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada com largura de 8 mm, enrolada em bobinas de 7 polegadas (178 mm) de diâmetro. A quantidade padrão por bobina é de 3000 peças. A embalagem inclui uma fita de cobertura superior para proteger os componentes. A orientação e o espaçamento dos compartimentos estão em conformidade com as normas ANSI/EIA-481 para manuseamento automatizado.

6. Diretrizes de Soldagem & Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo IR (Processo sem Chumbo)

É fornecido um perfil de refluxo recomendado para montagem com solda sem chumbo (Pb-free). Os parâmetros-chave incluem:

• Pré-aquecimento:150°C a 200°C.
• Tempo de Pré-aquecimento:Máximo 120 segundos para permitir a ativação do fluxo e estabilização da temperatura.
• Temperatura de Pico:Máximo 260°C.
• Tempo Acima do Líquidus (no pico):Máximo 10 segundos. O dispositivo pode suportar um máximo de dois ciclos de refluxo nestas condições.

Os perfis devem ser desenvolvidos com base nas normas JEDEC e validados com o design específico da PCB, a pasta de solda e o forno utilizados na produção.

6.2 Soldagem Manual

Se for necessária soldagem manual, use um ferro de soldar com controlo de temperatura. 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 por pista. A soldagem manual deve ser realizada apenas uma vez.

6.3 Limpeza

Se for necessária limpeza pós-soldagem, use apenas solventes à base de álcool aprovados, como álcool etílico ou isopropílico, à temperatura ambiente. O tempo de imersão deve ser inferior a um minuto. Evite produtos de limpeza químicos não especificados que possam danificar o encapsulamento ou a lente do LED.

6.4 Armazenamento & Manuseamento

• Precauções ESD:Este dispositivo é sensível a descargas eletrostáticas (ESD). Manuseie usando controlos ESD apropriados, como pulseiras aterradas, tapetes antiestáticos e recipientes.
• Sensibilidade à Humidade:O encapsulamento é sensível à humidade. Quando armazenado na sua bolsa selada à prova de humidade original com dessecante, a vida útil é de um ano a ≤30°C e ≤90% HR. Uma vez aberta a bolsa, os componentes devem ser armazenados a ≤30°C e ≤70% HR e devem passar por refluxo IR dentro de 672 horas (28 dias, MSL 2a). Para armazenamento além deste período ou em ambientes não controlados, recomenda-se um bake-out a aproximadamente 60°C por pelo menos 20 horas antes da soldagem.

7. Notas de Aplicação & Considerações de Projeto

7.1 Limitação de Corrente

Um LED é um dispositivo acionado por corrente. Um resistor limitador de corrente em série é obrigatório quando acionado a partir de uma fonte de tensão. O valor do resistor (R) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Use o V_Fmáximo da ficha técnica (2.4V) para um projeto conservador, garantindo que a corrente não exceda o valor desejado. Por exemplo, acionando a partir de uma fonte de 5V a 20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ω. Um resistor padrão de 130 Ω ou 150 Ω seria adequado.

7.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa (75 mW máx.), um projeto térmico adequado prolonga a vida útil e mantém a saída óptica estável. Garanta uma área de cobre adequada em torno das pistas da PCB para atuar como dissipador de calor. Evite operar continuamente nos limites máximos absolutos de corrente e temperatura.

7.3 Projeto Óptico

O ângulo de visão de 130 graus produz um feixe amplo e difuso. Para aplicações que requerem um feixe mais focado, seriam necessárias ópticas secundárias (lentes ou guias de luz). A lente transparente é ideal para emissão de cor verdadeira sem tonalização.

8. Comparação & Diferenciação Técnica

Este LED verde AlInGaP oferece vantagens específicas:

• vs. LEDs Verdes GaP Tradicionais:A tecnologia AlInGaP fornece eficiência luminosa e brilho (intensidade luminosa) significativamente mais altos para a mesma corrente de acionamento, juntamente com melhor saturação de cor e estabilidade com a temperatura.
• vs. LEDs Azuis/Verdes InGaN:Embora os LEDs InGaN possam atingir brilho muito alto, este LED verde AlInGaP neste formato de encapsulamento oferece uma solução comprovada e económica para aplicações de indicador de brilho padrão com uma característica de tensão direta estável.
• Diferenciais-Chave:A combinação de um amplo ângulo de visão de 130 graus, conformidade RoHS, compatibilidade com refluxo IR e binning detalhado para consistência de cor e brilho torna este componente uma escolha confiável para fabricação automatizada de alto volume.

9. Perguntas Frequentes (FAQ)

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

Comprimento de Onda de Pico (λ_P)é o comprimento de onda físico onde o LED emite mais potência óptica, medido por um espectrómetro.Comprimento de Onda Dominante (λ_d)é o comprimento de onda único perceptivo que corresponde à cor que o olho humano vê, calculado a partir das coordenadas de cromaticidade CIE. Para LEDs monocromáticos como este verde, eles estão tipicamente próximos em valor.

9.2 Posso acionar este LED sem um resistor limitador de corrente?

No.A tensão direta de um LED tem um coeficiente de temperatura negativo e varia de unidade para unidade. Conectá-lo diretamente a uma fonte de tensão causará um surto incontrolável de corrente, provavelmente excedendo o Valor Máximo Absoluto e destruindo o dispositivo instantaneamente. Use sempre um resistor em série ou um driver de corrente constante.

9.3 Por que há uma gama tão ampla na Intensidade Luminosa (18-71 mcd)?

Esta gama reflete variações naturais na fabricação de semicondutores. Osistema de binning(classificações M, N, P) classifica os LEDs em grupos com gamas de intensidade muito mais estreitas. Para aplicações que requerem brilho uniforme, especifique e use LEDs do mesmo bin de intensidade.

9.4 Como interpreto o \"Ângulo de Visão\" de 130 graus?

Este é oângulo totalno qual a intensidade da luz cai para 50% da sua intensidade no eixo (centro). Assim, a 65 graus fora do eixo para a esquerda e 65 graus fora do eixo para a direita (total 130 graus), o brilho é metade do que se vê quando se olha diretamente para o LED. Isto define a dispersão do feixe.

10. Exemplos de Aplicação Prática

10.1 Painel de Indicador de Estado

Num router de rede ou painel de controlo industrial, múltiplos LEDs deste tipo podem ser usados para indicar alimentação, atividade de rede, erros do sistema ou modos operacionais. O amplo ângulo de visão garante visibilidade de vários ângulos. Ao selecionar LEDs do mesmo bin V_Fe I_V, pode ser alcançado brilho e cor uniformes em todo o painel. Um circuito simples com uma fonte de 5V, um pino GPIO de microcontrolador, um resistor limitador de corrente de 150Ω e o LED em série é típico.

10.2 Retroiluminação de Teclado

Para iluminar teclas num teclado de membrana ou mecânico, estes LEDs SMD podem ser colocados numa PCB sob teclas translúcidas. O seu tamanho pequeno (3.2x1.6mm) permite colocação entre os footprints dos interruptores. O chip verde AlInGaP fornece uma cor clara e distinta. Considerações de projeto incluem gerir a corrente para múltiplos LEDs em paralelo (de preferência com resistores individuais ou um driver de matriz de corrente constante) e garantir difusão de luz uniforme através do material da tecla.

11. Introdução à Tecnologia

Este LED é baseado na tecnologia de semicondutor deFosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP). Este sistema de material é cultivado epitaxialmente num substrato e é particularmente eficiente nas regiões vermelha, laranja, âmbar e verde do espectro visível. Quando uma tensão direta é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa da junção semicondutora, libertando energia na forma de fotões (luz). A composição específica das camadas de AlInGaP determina a energia da banda proibida e, portanto, o comprimento de onda (cor) da luz emitida. A lente de epóxi transparente encapsula o chip, fornece proteção mecânica e molda o padrão de saída de luz.

12. Tendências da Indústria

A tendência geral nos LEDs indicadores SMD continua em direção amaior eficiência(mais saída de luz por unidade de potência elétrica),tamanhos de encapsulamento menorespara placas de maior densidade, econfiabilidade aprimorada. Há também uma ênfase crescente no ajuste preciso de cor e binning mais apertado para atender às demandas de aplicações que requerem alta consistência de cor, como displays de cor total e iluminação interior automotiva. Além disso, a integração com drivers inteligentes para dimerização e controlo de cor está a tornar-se mais comum. O componente descrito nesta ficha técnica representa uma tecnologia madura e confiável, bem adequada para as suas aplicações-alvo em eletrónica de consumo e industrial.