Ficha Técnica do LED SMD LTST-C191KGKT - 0,55mm de Espessura - 2,4V Máx. - 75mW - Verde - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-C191KGKT é uma lâmpada LED de montagem em superfície (SMD) projetada para montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB). Sua pegada minúscula e baixo perfil tornam-no ideal para aplicações com restrições de espaço numa vasta gama de eletrônicos de consumo e industriais.

1.1 Características

• Conformidade com as normas ambientais RoHS.
• Perfil de encapsulamento extremamente fino, com apenas 0,55 mm de altura.
• Utiliza um chip semicondutor ultrabrilhante de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para produzir luz verde.
• Acondicionado em fita de 8mm enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, compatível com equipamentos automáticos de pick-and-place de alta velocidade.
• Contorno de encapsulamento padrão EIA (Electronic Industries Alliance).
• Compatível com lógica de entrada, adequado para acionamento direto por circuitos integrados.
• Projetado para uso com processos de soldagem por reflow infravermelho (IR).

1.2 Aplicações

Este LED é adequado para vários fins de iluminação e indicação, incluindo:

• Retroiluminação de teclados, teclados numéricos e microdisplays.
• Indicadores de estado e energia em equipamentos de telecomunicações, dispositivos de automação de escritório, eletrodomésticos e sistemas de controle industrial.
• Luminárias de sinalização e simbólicas.

2. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

O dispositivo possui uma lente transparente que permite a emissão eficiente da luz verde do chip de AlInGaP. Desenhos dimensionais detalhados são fornecidos na ficha técnica, com todas as medidas críticas especificadas em milímetros. As características principais do encapsulamento incluem uma pegada padrão projetada para soldagem confiável e um baixo perfil que minimiza a altura total da montagem. A polaridade está claramente marcada no corpo do dispositivo para a orientação correta na PCB.

3. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Detalhada

3.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob ou nestes limites não é garantida.

• Dissipação de Potência (Pd):75 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o encapsulamento do LED pode dissipar como calor sem degradar o desempenho ou a confiabilidade.
• Corrente Contínua Direta (IF):30 mA. A corrente contínua máxima que pode ser aplicada ao LED.
• Corrente Direta de Pico:80 mA, permitida apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms) para atingir brevemente uma saída de luz mais alta.
• Tensão Reversa (VR):5 V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura imediata da junção.
• Faixa de Temperatura de Operação e Armazenamento:-55°C a +85°C. Especifica a faixa ambiental completa para funcionalidade do dispositivo e armazenamento não operacional.
• Condição de Soldagem por Infravermelho:Suporta temperatura de pico de 260°C por 10 segundos, o que é crítico para processos de montagem sem chumbo (Pb-free).

3.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes parâmetros são medidos numa condição de teste padrão de Ta=25°C e IF=20mA, fornecendo os benchmarks de desempenho típico.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de 18,0 a 71,0 milicandelas (mcd). Esta ampla faixa é gerenciada através de um sistema de binagem (ver Seção 4).
• Ângulo de Visão (2θ½):130 graus. Este amplo ângulo de visão indica um padrão de emissão Lambertiano ou quase Lambertiano, adequado para iluminação de área em vez de feixes focados.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λP):Tipicamente 574,0 nm. Este é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é mais alta.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Especificado entre 567,5 nm e 576,5 nm. Isto define a cor percebida (verde) do LED e também está sujeito a binagem.
• Largura de Meia Espectral (Δλ):Aproximadamente 15 nm. Isto indica a pureza espectral ou largura de banda da luz verde emitida.
• Tensão Direta (VF):Entre 1,9 V e 2,4 V a 20mA. A queda de tensão através do LED durante a operação, importante para o projeto do circuito de acionamento.
• Corrente Reversa (IR):Máximo de 10 µA a VR=5V. Uma medida da fuga da junção no estado desligado.

4. Explicação do Sistema de Binagem

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins de desempenho. O LTST-C191KGKT utiliza três critérios de binagem independentes.

4.1 Classificação de Tensão Direta (Vf)

Os bins garantem que os LEDs tenham quedas de tensão semelhantes, simplificando o projeto do circuito limitador de corrente. Os bins variam do Código 4 (1,90V-2,00V) ao Código 8 (2,30V-2,40V), cada um com uma tolerância de ±0,1V.

4.2 Classificação de Intensidade Luminosa (Iv)

Agrupa os LEDs pela sua intensidade de saída de luz. Os códigos são M (18,0-28,0 mcd), N (28,0-45,0 mcd) e P (45,0-71,0 mcd), cada um com uma tolerância de ±15%.

4.3 Classificação de Matiz (Comprimento de Onda Dominante)

Classifica os LEDs pelo seu tom preciso de verde. Os códigos são C (567,5-570,5 nm), D (570,5-573,5 nm) e E (573,5-576,5 nm), cada um com uma tolerância de ±1 nm.

5. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui curvas características típicas que fornecem uma visão mais profunda do comportamento do dispositivo sob condições variáveis.

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):Mostra a relação exponencial, crucial para determinar a tensão de acionamento necessária para uma corrente alvo.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Demonstra como a saída de luz aumenta com a corrente, tipicamente numa relação quase linear dentro da faixa de operação antes que a eficiência caia em correntes muito altas.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Ilustra a derivação térmica da saída de luz. À medida que a temperatura da junção aumenta, a eficiência luminosa geralmente diminui.
• Distribuição Espectral:Um gráfico de intensidade relativa versus comprimento de onda, mostrando o pico em ~574nm e a meia largura de ~15nm, confirmando o ponto de cor verde.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Reflow IR Recomendado (Sem Chumbo)

Um processo crítico para fixação confiável. O perfil deve incluir uma zona de pré-aquecimento (150-200°C), uma rampa controlada até uma temperatura de pico não superior a 260°C, e um tempo na temperatura de pico (ex.: 260°C) limitado a um máximo de 10 segundos. Todo o processo deve ser concluído num tempo máximo de pré-aquecimento de 120 segundos. Este perfil é baseado em padrões JEDEC para prevenir danos térmicos ao encapsulamento ou chip do LED.

6.2 Projeto do Pad de Fixação na PCB

Um padrão de land (pegada) recomendado é fornecido para garantir a formação adequada da junta de solda, o alinhamento do componente e a gestão térmica durante o reflow.

6.3 Limpeza

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

6.4 Armazenamento e Manuseio

• Precaução contra ESD:O dispositivo é sensível à descarga eletrostática (ESD). Controles adequados de ESD (pulseiras aterradas, equipamentos aterrados) devem ser usados durante o manuseio.
• Sensibilidade à Umidade:O encapsulamento é classificado como MSL2a. Uma vez aberta a embalagem original à prova de umidade, os componentes devem passar por reflow IR dentro de 672 horas (28 dias) sob condições de armazenamento de ≤30°C e ≤60% UR. Para armazenamento mais longo fora da embalagem original, é necessário um cozimento (baking) a 60°C por pelo menos 20 horas antes da soldagem.

7. Informações de Embalagem e Pedido

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada de 8mm de largura, selada com uma fita de cobertura. A fita é enrolada em bobinas padrão de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. Cada bobina contém 5000 peças. A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481. A quantidade mínima de pedido para quantidades remanescentes é de 500 peças.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Para operação confiável, um resistor limitador de corrente deve ser conectado em série com o LED. O valor do resistor (R) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vfonte - VF) / IF, onde VF é a tensão direta do bin escolhido, e IF é a corrente de acionamento desejada (não excedendo 30mA CC).

8.2 Gerenciamento Térmico

Embora a dissipação de potência seja baixa, manter a temperatura da junção dentro dos limites é fundamental para a confiabilidade de longo prazo e a estabilidade da saída de luz. Certifique-se de que o projeto do pad na PCB fornece alívio térmico adequado, especialmente ao operar na ou perto da corrente direta máxima.

8.3 Projeto Óptico

O ângulo de visão de 130 graus fornece um padrão de luz amplo e difuso. Para luz mais focada, seriam necessárias ópticas secundárias (lentes ou guias de luz). A lente transparente é adequada para aplicações onde o próprio chip do LED não é visível.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

As principais características diferenciadoras do LTST-C191KGKT são o seuperfil ultra fino de 0,55mme o uso de umchip de AlInGaPpara emissão verde. Comparado com tecnologias mais antigas como GaP, o AlInGaP oferece eficiência luminosa significativamente maior e melhor saturação de cor. O perfil fino é uma vantagem chave sobre os LEDs chip padrão de 0,6mm ou 0,8mm em dispositivos de consumo modernos e finos.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED diretamente a partir de uma saída lógica de 3,3V ou 5V?

R: Não. Você deve usar um resistor limitador de corrente em série. Uma fonte de 3,3V com uma VF típica de 2,1V deixa 1,2V sobre o resistor. Para 20mA, R = 60Ω. Sempre calcule com base na VF máxima do seu bin específico para garantir corrente suficiente.

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 físico de maior emissão espectral. O Comprimento de Onda Dominante (λd) é o comprimento de onda único perceptivo que corresponde à cor do LED como vista pelo olho humano, calculado a partir do diagrama de cromaticidade CIE. O λd é mais relevante para a especificação de cor.

P: Como interpreto os códigos de bin ao fazer um pedido?

R: Você pode especificar uma combinação dos códigos de bin de Vf, Iv e λd para obter LEDs com características elétricas e ópticas estreitamente agrupadas, o que é essencial para desempenho consistente em matrizes de múltiplos LEDs ou aplicações de retroiluminação.

11. Exemplo Prático de Caso de Uso

Cenário: Projetando um indicador de estado de baixa potência para um dispositivo portátil.

O dispositivo funciona com uma bateria de moeda de 3,0V. O objetivo é um indicador verde claro. Uma corrente de acionamento de 10mA é escolhida para equilibrar brilho e vida útil da bateria. Assumindo um bin VF de 5 (2,05V típico), o resistor em série é calculado: R = (3,0V - 2,05V) / 0,01A = 95Ω. Um resistor padrão de 100Ω seria usado, resultando numa corrente de ~9,5mA. Um bin Iv de M ou N forneceria brilho suficiente nesta corrente. A altura de 0,55mm permite que ele se encaixe num invólucro ultrafino.

12. Introdução ao Princípio de Operação

A emissão de luz neste LED de AlInGaP baseia-se na eletroluminescência numa junção p-n semicondutora. Quando uma tensão direta é aplicada, elétrons e lacunas são injetados através da junção e se recombinam na região ativa. A energia liberada durante esta recombinação é emitida como fótons (luz). A composição específica da liga semicondutora de AlInGaP determina a energia da banda proibida, que define diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida, neste caso, verde. A lente de epóxi transparente encapsula e protege o chip semicondutor enquanto também molda o padrão de saída de luz.

13. Tendências Tecnológicas

O desenvolvimento de LEDs SMD como o LTST-C191KGKT segue várias tendências-chave da indústria:Miniaturização(encapsulamentos mais finos e menores),Aumento da Eficiência(maior saída luminosa por unidade de entrada elétrica, impulsionada por melhorias no crescimento epitaxial e no projeto do chip), eConfiabilidade Aprimorada(melhores materiais e processos de encapsulamento para suportar temperaturas de reflow mais altas e condições ambientais mais severas). A mudança para AlInGaP para verde faz parte de uma transição mais ampla de materiais tradicionais de menor eficiência para semicondutores compostos de alto desempenho em todo o espectro visível.