Ficha Técnica do LED SMD LTST-S320KGKT - Dimensões 3.2x1.6x1.2mm - Tensão 1.9-2.4V - Cor Verde - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de uma lâmpada LED de montagem em superfície (SMD). Este componente foi concebido para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB) e é adequado para aplicações onde o espaço é uma restrição crítica. O LED utiliza um chip semicondutor AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) ultrabrilhante para produzir luz verde, encapsulado num invólucro com lente transparente.

1.1 Características

• Conforme com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Apresenta um chip verde AlInGaP ultrabrilhante com terminais estanhados para melhor soldabilidade.
• Acondicionado em fita de 8mm em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, compatível com a embalagem padrão EIA (Electronic Industries Alliance).
• Características de acionamento compatíveis com circuitos integrados (CI).
• Concebido para compatibilidade com equipamentos de montagem automática pick-and-place.
• Adequado para utilização com processos de soldadura por refluxo por infravermelhos (IR).

1.2 Aplicações Alvo

Este LED destina-se a uma vasta gama de equipamentos eletrónicos, incluindo, mas não se limitando a:

• Dispositivos de telecomunicações (ex.: telefones sem fios e telemóveis).
• Equipamentos de automação de escritório e computadores portáteis.
• Eletrodomésticos e equipamentos de controlo industrial.
• Sistemas de rede e painéis de sinalização interior.
• Funções específicas incluem retroiluminação de teclados, indicadores de estado, microdisplays e iluminação de sinais/símbolos.

2. Dimensões do Encapsulamento

O LED está alojado num encapsulamento SMD padrão. A cor da lente é transparente e a fonte de luz é um chip verde AlInGaP. Todas as tolerâncias dimensionais são de \u00b10.1 mm, salvo indicação em contrário. As dimensões específicas de comprimento, largura e altura são fornecidas no desenho mecânico detalhado na ficha técnica original.

3. Classificações e Características

3.1 Classificações Absolutas Máximas

As classificações são especificadas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25\u00b0C. Exceder estes valores pode causar danos permanentes.

• Dissipação de Potência (Pd):62.5 mW
• Corrente Direta de Pico (I_F(PEAK)):60 mA (a um ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0.1ms)
• Corrente Direta Contínua (I_F):25 mA
• Tensão Inversa (V_R):5 V
• Gama de Temperatura de Funcionamento (T_opr):-30\u00b0C a +85\u00b0C
• Gama de Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40\u00b0C a +85\u00b0C
• Condição de Soldadura por Infravermelhos:Temperatura de pico de 260\u00b0C durante um máximo de 10 segundos.

3.2 Perfil de Refluxo IR Sugerido (Processo Sem Chumbo)

É fornecido um perfil de temperatura recomendado para soldadura por refluxo sem chumbo, tipicamente em conformidade com as normas JEDEC. Este perfil inclui fases de pré-aquecimento, estabilização, refluxo e arrefecimento, com um limite crítico de temperatura de pico de 260\u00b0C.

3.3 Características Elétricas e Óticas

Os parâmetros de desempenho típicos são medidos a Ta=25\u00b0C e I_F=20mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (I_V):18.0 - 71.0 mcd (milicandela). Medida com um filtro que aproxima a resposta fotópica do olho CIE.
• Ângulo de Visão (2\u03b8_1/2):130 graus. Definido como o ângulo total onde a intensidade cai para metade do seu valor axial.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (\u03bb_P):574 nm (típico).
• Comprimento de Onda Dominante (\u03bb_d):567.5 - 576.5 nm. Derivado das coordenadas de cromaticidade CIE.
• Largura a Meia Altura Espectral (\u0394\u03bb):15 nm (típico).
• Tensão Direta (V_F):1.90 - 2.40 V.
• Corrente Inversa (I_R):10 \u03bcA (máximo) a V_R=5V.

Notas de Medição:É enfatizada a precaução contra Descarga Eletrostática (ESD). Recomenda-se o aterramento adequado do pessoal e do equipamento através de pulseiras ou luvas antiestáticas ao manusear o dispositivo.

4. Sistema de Classificação por Bins

Os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave para garantir consistência na aplicação. Tolerâncias são aplicadas a cada bin.

4.1 Classificação da Tensão Direta (V_F)

Classificado a I_F=20mA. Tolerância por bin: \u00b10.1V.

• Bin 4: 1.90V - 2.00V
• Bin 5: 2.00V - 2.10V
• Bin 6: 2.10V - 2.20V
• Bin 7: 2.20V - 2.30V
• Bin 8: 2.30V - 2.40V

4.2 Classificação da Intensidade Luminosa (I_V)

Classificado a I_F=20mA. Tolerância por bin: \u00b115%.

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

4.3 Classificação do Comprimento de Onda Dominante (\u03bb_d)

Classificado a I_F=20mA. Tolerância por bin: \u00b11 nm.

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

5. Curvas de Desempenho Típicas

A ficha técnica inclui representações gráficas das características-chave para auxiliar no projeto. Estas curvas, tipicamente traçadas em função da corrente direta ou da temperatura ambiente, ilustram as relações e tendências para parâmetros como:

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta (I_F)
• Tensão Direta (V_F) vs. Corrente Direta (I_F)
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente (T_a)
• Comprimento de Onda de Pico vs. Temperatura Ambiente (T_a)
• Distribuição Espectral de Radiação (mostrando o pico de emissão e a largura a meia altura)

Estas curvas são essenciais para compreender o comportamento do dispositivo em diferentes condições de funcionamento e para realizar um projeto de circuito e gestão térmica precisos.

6. Guia do Utilizador para Montagem e Manuseamento

6.1 Limpeza

Devem ser evitados produtos de limpeza químicos não especificados, pois podem danificar o encapsulamento do LED. Se a limpeza for necessária, recomenda-se a imersão em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente durante menos de um minuto.

6.2 Layout Recomendado das Pistas da PCB e Orientação de Soldadura

É fornecido um padrão de pistas (footprint) sugerido para a PCB, para garantir a formação adequada das juntas de solda e a estabilidade mecânica. O diagrama também indica a orientação correta do LED (tipicamente marcada por um indicador de cátodo no dispositivo) em relação às pistas da PCB.

6.3 Especificações de Embalagem em Fita e Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada enrolada em bobinas de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. As especificações-chave incluem:

• Largura da fita: 8 mm.
• Passo e dimensões dos compartimentos para alojamento do componente.
• Fita de cobertura a selar os compartimentos.
• Diâmetro do cubo da bobina, diâmetro do flange e dimensões totais.
• Quantidade padrão de embalagem: 3000 unidades por bobina.
• Quantidade mínima de encomenda para bobinas remanescentes: 500 unidades.
• Conformidade com as especificações ANSI/EIA-481.

7. Precauções e Notas de Aplicação Importantes

7.1 Âmbito de Aplicação Pretendido

Este LED foi concebido para utilização em equipamentos eletrónicos comuns (ex.: escritório, comunicações, domésticos). Não se destina a aplicações onde uma falha possa colocar diretamente em risco a vida ou a saúde (ex.: aviação, suporte de vida médico, sistemas de segurança críticos) sem consulta prévia e qualificação específica.

7.2 Condições de Armazenamento

• Embalagem Selada:Armazenar a \u2264 30\u00b0C e \u2264 90% de Humidade Relativa (HR). Utilizar no prazo de um ano quando embalado com dessecante.
• Embalagem Aberta:Armazenar a \u2264 30\u00b0C e \u2264 60% HR. Os componentes devem ser submetidos a refluxo por IR no prazo de uma semana após a abertura (Nível de Sensibilidade à Humidade 3, MSL 3).
• Armazenamento Prolongado (Aberto):Armazenar num recipiente selado com dessecante ou num dessecador de azoto.
• Reaquecimento:LEDs armazenados fora da embalagem original por >1 semana devem ser aquecidos a aproximadamente 60\u00b0C durante pelo menos 20 horas antes da soldadura, para remover a humidade absorvida e prevenir o efeito \"pipocagem\" durante o refluxo.

7.3 Diretrizes do Processo de Soldadura

São fornecidos parâmetros de soldadura detalhados para garantir uma montagem fiável:

Soldadura por Refluxo (Recomendado para Sem Chumbo):

• Temperatura de Pré-aquecimento: 150\u00b0C \u2013 200\u00b0C
• Tempo de Pré-aquecimento: Máximo 120 segundos
• Temperatura de Pico: Máximo 260\u00b0C
• Tempo no Pico: Máximo 10 segundos (são permitidos no máximo dois ciclos de refluxo)

Soldadura Manual (Ferro de Soldar):

• Temperatura da Ponta do Ferro: Máximo 300\u00b0C
• Tempo de Soldadura: Máximo 3 segundos por pista (apenas uma vez)

Nota Crítica:O perfil de refluxo ideal depende do projeto específico da PCB, dos componentes, da pasta de solda e do forno. O perfil fornecido é um exemplo conforme JEDEC. A caracterização ao nível da placa é essencial para um processo robusto. Devem ser realizados testes de fiabilidade ao nível do componente e da placa para validar o processo de montagem.

8. Considerações de Projeto e Análise Técnica

8.1 Limitação de Corrente e Circuito de Acionamento

A gama de tensão direta (V_F) de 1.9V a 2.4V a 20mA deve ser considerada ao projetar o circuito de acionamento. É obrigatória uma fonte de corrente constante ou uma resistência limitadora de corrente em série com uma fonte de tensão para evitar exceder a corrente direta contínua absoluta máxima de 25mA. O valor da resistência limitadora (R_limit) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R_limit= (V_supply- V_F) / I_F. Utilizar o V_Fmáximo do bin garante que a corrente não excede o nível desejado, mesmo com variação entre unidades.

8.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja relativamente baixa, 62.5 mW, um projeto térmico adequado continua a ser importante para a longevidade e estabilidade da saída de luz. A redução da intensidade luminosa com o aumento da temperatura ambiente (como mostrado nas curvas de desempenho) deve ser considerada nos requisitos de brilho da aplicação. Garantir uma área de cobre adequada na PCB em torno das pistas do LED pode ajudar a dissipar calor e manter uma temperatura de junção mais baixa.

8.3 Projeto Ótico para Iluminação Uniforme

O amplo ângulo de visão de 130 graus torna este LED adequado para aplicações que requerem iluminação ampla e difusa, em vez de um feixe focalizado. Para painéis de retroiluminação ou indicadores que necessitam de luz mais direcional, podem ser necessárias óticas secundárias (como guias de luz ou lentes). A lente transparente proporciona uma difusão de luz mínima a partir do próprio encapsulamento.

8.4 Seleção de Comprimento de Onda e Impacto do Binning

O binning do comprimento de onda dominante (C, D, E) permite aos projetistas selecionar LEDs para requisitos de cor específicos. Por exemplo, aplicações que requerem um tom de verde preciso para correspondência de cores ou sinalização beneficiariam da especificação de um bin de comprimento de onda mais restrito. O pico típico em 574 nm e a largura espectral de 15 nm definem a pureza da cor da luz verde emitida.

8.5 Comparação com Outras Tecnologias de LED

A utilização do material AlInGaP para luz verde oferece vantagens em certos aspetos em comparação com outras tecnologias, como o InGaN (utilizado para LEDs azuis e alguns verdes). Os LEDs AlInGaP exibem tradicionalmente alta eficiência no espectro do vermelho ao amarelo-esverdeado e podem oferecer boa estabilidade com a temperatura. A escolha específica depende do comprimento de onda, eficiência, custo e ambiente de aplicação requeridos.

9. Orientação Específica da Aplicação e Resolução de Problemas

9.1 Circuito de Aplicação Típico para Indicação de Estado

Uma implementação simples envolve ligar o LED em série com uma resistência limitadora de corrente a um pino GPIO de um microcontrolador ou a uma linha de tensão do sistema (ex.: 3.3V ou 5V). O microcontrolador pode então alternar o pino para ligar ou desligar o indicador. Para uma alimentação de 5V e um I_Falvo de 20mA, utilizando um V_Fconservador de 2.4V, o valor da resistência seria R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohms. Uma resistência padrão de 130 ou 150 Ohm seria adequada.

9.2 Problemas Comuns e Soluções

• Luz Fraca ou Sem Luz:Verificar a polaridade (ligação invertida). Confirmar que a tensão direta do bin específico do LED corresponde ao cálculo do circuito de acionamento. Medir o fluxo de corrente real com um multímetro.
• Brilho Inconsistente Entre Múltiplos LEDs:Isto é frequentemente devido à variação da tensão direta (V_F) quando os LEDs estão ligados em paralelo sem limitação de corrente individual. Utilizar resistências separadas para cada LED ou implementar um conjunto de drivers de corrente constante.
• Falha do LED Após Soldadura:Provavelmente causada por calor excessivo durante a soldadura manual (>300\u00b0C ou >3s) ou perfil de refluxo inadequado (excedendo 260\u00b0C de pico). Verificar os parâmetros do processo e garantir que foram seguidas as regras de manuseamento MSL se o encapsulamento foi exposto à humidade.
• Dano por ESD:A falha pode ocorrer imediatamente ou manifestar-se como degradação do desempenho ao longo do tempo. Sempre seguir as precauções de ESD durante o manuseamento e montagem.

10. Princípios Operacionais e Tendências Tecnológicas

10.1 Princípio Básico de Funcionamento

A luz é produzida através de eletroluminescência no chip semicondutor AlInGaP. Quando uma tensão direta que excede o potencial de junção do díodo é aplicada, eletrões e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam. A energia libertada durante esta recombinação é emitida como fotões (luz). A composição específica das camadas de Alumínio, Índio, Gálio e Fosfeto determina a energia da banda proibida e, consequentemente, o comprimento de onda (cor) da luz emitida, neste caso, verde.

10.2 Tendências da Indústria

A tendência geral nos LEDs SMD é para maior eficácia luminosa (mais saída de luz por watt de entrada elétrica), melhor consistência de cor através de binning mais apertado e maior fiabilidade em condições de temperatura e corrente mais elevadas. O encapsulamento continua a evoluir para melhor desempenho térmico e controlo ótico. Além disso, há uma procura contínua pela miniaturização, mantendo ou aumentando a saída de luz, bem como pela integração com eletrónica de acionamento para soluções de iluminação \"inteligentes\". A utilização de materiais e processos robustos e compatíveis com soldadura sem chumbo permanece um requisito padrão globalmente.