Ficha Técnica do LED SMD LTST-C191TGKT - Ultra Fino 0.55mm - Verde InGaN - 3.6V Máx. - 76mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas para o LTST-C191TGKT, 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 numa vasta gama de equipamentos eletrónicos.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens deste LED incluem o seu perfil excecionalmente fino de 0.55mm, que permite a integração em dispositivos ultra finos. Utiliza um chip semicondutor InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) de ultra brilho para produzir luz verde. O dispositivo está em total conformidade com a diretiva Restrição de Substâncias Perigosas (RoHS). A sua embalagem é padronizada em fita de 8mm enrolada em carretéis de 7 polegadas de diâmetro, conforme os padrões EIA, tornando-o totalmente compatível com equipamentos automáticos de pick-and-place de alta velocidade e processos padrão de soldadura por refluxo por infravermelhos (IR). Os mercados-alvo são diversos, abrangendo equipamentos de telecomunicações (telefones sem fios e celulares), computação portátil (computadores portáteis), infraestrutura de rede, eletrodomésticos e aplicações de sinalização ou exibição interior.

1.2 Aplicações Principais

• Retroiluminação de teclados e teclados numéricos.
• Indicadores de estado e energia em eletrónica de consumo e industrial.
• Micro-displays e iluminação de ícones.
• Iluminação de sinalização e simbólica em painéis de controlo e instrumentação.

2. Embalagem e Dimensões Mecânicas

O LTST-C191TGKT apresenta uma lente transparente encapsulando um chip emissor de luz verde InGaN. Todas as dimensões críticas da embalagem são fornecidas nos desenhos da ficha técnica com uma tolerância padrão de ±0.1mm (±0.004 polegadas), salvo indicação em contrário. A altura ultra baixa é uma característica mecânica definidora.

3. Valores Máximos Absolutos e Características

Todos os valores são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder estes limites pode causar danos permanentes no dispositivo.

3.1 Valores Máximos Absolutos

• Dissipação de Potência (Pd):76 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o dispositivo pode dissipar em segurança sob a forma de calor.
• Corrente Direta de Pico (I_F(PEAK)):100 mA. Esta é a corrente instantânea máxima, permitida apenas em condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 1/10 e uma largura de pulso de 0.1ms.
• Corrente Direta Contínua (I_F):20 mA. Esta é a corrente máxima recomendada para operação DC contínua.
• Gama de Temperatura de Operação:-20°C a +80°C. O dispositivo foi concebido para funcionar dentro desta gama de temperatura ambiental.
• Gama de Temperatura de Armazenamento:-30°C a +100°C.
• Condição de Soldadura por Refluxo por Infravermelhos:Suporta uma temperatura de pico de 260°C por um máximo de 10 segundos, o que é crítico para processos de montagem sem chumbo (Pb-free).

3.2 Perfil de Refluxo IR Recomendado para Processo sem Chumbo

A ficha técnica inclui um gráfico detalhado de temperatura versus tempo delineando o perfil de soldadura por refluxo sugerido. Os parâmetros-chave incluem uma fase de pré-aquecimento até 150-200°C, um tempo máximo de pré-aquecimento de 120 segundos, 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 baseia-se em normas JEDEC para garantir uma soldadura fiável sem danos térmicos na embalagem do LED.

3.3 Características Elétricas e Óticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a Ta=25°C e I_F=20mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (I_V):71 - 450 mcd (milicandela). Medida usando um sensor filtrado para corresponder à curva de resposta fotópica do olho CIE.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):130 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor axial (no centro), indicando um cone de visão muito amplo.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):530 nm (nanómetros). O comprimento de onda no qual a saída espectral é mais forte.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):520 - 535 nm. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano que define a cor (verde) do LED, derivado do diagrama de cromaticidade CIE.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):35 nm. A largura de banda do espetro de luz emitida a metade da sua intensidade máxima.
• Tensão Direta (V_F):2.8V - 3.6V. A queda de tensão no LED quando opera a 20mA.
• Corrente Inversa (I_R):10 μA (máx.) a uma Tensão Inversa (V_R) de 10V.Nota Importante:O dispositivo não foi concebido para operação sob polarização inversa; esta condição de teste é apenas para fins informativos.

4. Sistema de Classificação e Categorização (Bin Rank)

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em categorias (bins) com base em parâmetros-chave. O código da categoria faz parte da informação de encomenda.

4.1 Categoria de Tensão Direta (V_F)

Classificado a I_F=20mA. Tolerância por categoria é de ±0.1V.
Códigos de Categoria: D7 (2.80-3.00V), D8 (3.00-3.20V), D9 (3.20-3.40V), D10 (3.40-3.60V).

4.2 Categoria de Intensidade Luminosa (I_V)

Classificado a I_F=20mA. Tolerância por categoria é de ±15%.
Códigos de Categoria: Q (71.0-112.0 mcd), R (112.0-180.0 mcd), S (180.0-280.0 mcd), T (280.0-450.0 mcd).

4.3 Categoria de Matiz (Comprimento de Onda Dominante)

Classificado a I_F=20mA. Tolerância por categoria é de ±1 nm.
Códigos de Categoria: AP (520.0-525.0 nm), AQ (525.0-530.0 nm), AR (530.0-535.0 nm).

5. Análise das Curvas de Desempenho Típicas

A ficha técnica fornece representações gráficas das relações-chave, essenciais para o projeto do circuito.

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta:Mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, tipicamente de forma sub-linear, destacando a importância da regulação de corrente em relação à alimentação por tensão.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta:Ilustra a característica I-V do díodo, crucial para calcular valores de resistência em série ou projetar drivers de corrente constante.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demonstra a redução térmica da saída de luz, que diminui à medida que a temperatura da junção aumenta.
• Distribuição Espectral:Um gráfico que traça a intensidade relativa em função do comprimento de onda, mostrando o pico em ~530nm e a largura a meia altura de 35nm, confirmando a emissão de cor verde pura.

6. Diretrizes de Montagem, Manuseio e Armazenamento

6.1 Layout das Pastilhas de Montagem na PCB

É fornecido um padrão de soldadura (footprint) recomendado para a PCB, incluindo dimensões para as pastilhas de solda. Seguir este projeto garante uma soldadura, alinhamento e gestão térmica adequados durante o refluxo.

6.2 Limpeza

Devem ser usados apenas agentes de limpeza especificados. Se for necessária limpeza após a soldadura, recomenda-se a imersão em álcool etílico ou isopropílico à temperatura ambiente por menos de um minuto. Produtos químicos não especificados podem danificar a lente de epóxi ou a embalagem.

6.3 Precauções contra ESD (Descarga Eletrostática)

Os LEDs são sensíveis à eletricidade estática e a surtos de tensão. É fortemente recomendado o uso de uma pulseira de aterramento ou luvas antiestáticas durante o manuseio. Todo o equipamento, incluindo estações de trabalho e ferros de soldar, deve estar devidamente aterrado para evitar danos.

6.4 Condições de Armazenamento

• Embalagem Selada:Armazenar a ≤30°C e ≤90% de Humidade Relativa (HR). A vida útil na bolsa original à prova de humidade com dessecante é de um ano.
• Embalagem Aberta:Para componentes removidos da sua embalagem original, o ambiente de armazenamento não deve exceder 30°C / 60% HR. Recomenda-se completar a soldadura por refluxo IR dentro de 672 horas (28 dias, nível MSL 2a). Para armazenamento além deste período, os componentes devem ser mantidos num recipiente selado com dessecante ou numa atmosfera de azoto. Componentes armazenados fora da bolsa por mais de 672 horas requerem cozedura a aproximadamente 60°C durante pelo menos 20 horas antes da montagem para remover a humidade absorvida e prevenir o efeito "popcorning" durante o refluxo.

6.5 Métodos de Soldadura

Soldadura por Refluxo:Seguir o perfil da secção 3.2. Temperatura de pico 260°C máx., tempo acima de 260°C limitado a 10 segundos máx. É permitido um máximo de dois ciclos de refluxo.
Soldadura Manual (Ferro):Usar um ferro com controlo de temperatura ajustado para um máximo de 300°C. O tempo de contacto deve ser limitado a 3 segundos por junta de solda. A soldadura manual deve ser realizada apenas uma vez.

7. Especificações de Embalagem e Fita & Carretel

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada com uma fita de proteção. A largura da fita é de 8mm. Os carretéis têm um diâmetro padrão de 7 polegadas (178mm) e contêm 5000 peças por carretel completo. A quantidade mínima de encomenda para carretéis parciais é de 500 peças. A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481. São fornecidos desenhos dimensionais detalhados para os compartimentos da fita e para o carretel, incluindo diâmetro do cubo, diâmetro do flange e largura do carretel.

8. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Uso Pretendido e Isenção de Responsabilidade de Fiabilidade

Este LED foi concebido para uso em equipamentos eletrónicos comerciais e de consumo padrão. Para aplicações que exijam uma fiabilidade excecional onde uma falha possa colocar em risco a vida ou a saúde (ex.: aviação, suporte de vida médico, sistemas de segurança de transportes), é necessária consulta e qualificação específicas antes da integração no projeto.

8.2 Acionamento do LED

Para garantir uma saída de luz estável e uma longa vida útil, acione o LED com uma fonte de corrente constante, não com uma tensão constante. A corrente contínua recomendada é de 20mA. Um simples resistor limitador de corrente em série pode ser usado com uma fonte de tensão, calculado como R = (V_fonte- V_F) / I_F, onde V_Fdeve ser escolhido a partir do valor típico ou máximo da tabela de categorização para garantir que I_Fnão exceda 20mA nas piores condições.

8.3 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa (76mW máx.), um projeto térmico adequado na PCB é importante. O projeto recomendado da pastilha de solda também atua como dissipador de calor. Garantir um bom caminho térmico para longe da junção do LED ajuda a manter a intensidade luminosa e a longevidade, especialmente em ambientes de alta temperatura ambiente ou quando operado perto dos valores máximos.

8.4 Projeto Ótico

O amplo ângulo de visão de 130 graus torna este LED adequado para aplicações que requerem iluminação ampla ou visibilidade de muitos ângulos. Para luz focada ou direcionada, podem ser necessárias lentes externas ou guias de luz. A lente transparente fornece uma base neutra para potenciais elementos óticos secundários.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O principal diferenciador do LTST-C191TGKT é a sua combinação de um perfil ultra fino de 0.55mm com alto brilho proveniente de um chip InGaN. Comparado com tecnologia mais antiga como AlGaInP, o InGaN oferece eficiência superior e pureza de cor para comprimentos de onda verdes. A conformidade RoHS e a compatibilidade com processos padrão de refluxo sem chumbo de alto volume tornam-no uma escolha moderna e ecológica adequada para mercados globais. O sistema abrangente de categorização permite aos projetistas selecionar o ponto exato de brilho e cor necessário para a sua aplicação, garantindo consistência visual nos produtos finais.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?
R: O Comprimento de Onda de Pico (λ_P) é o comprimento de onda físico onde o LED emite mais potência ótica. O Comprimento de Onda Dominante (λ_d) é um valor calculado baseado na perceção de cor humana (gráfico CIE) que define a cor percebida. Para LEDs monocromáticos como este verde, eles estão tipicamente próximos, mas não são idênticos.

P: Posso acionar este LED com uma fonte de 5V e um resistor?
R: Sim. Usando o V_Fmáx. de 3.6V para garantir corrente segura em todas as condições: R = (5V - 3.6V) / 0.020A = 70 Ohms. Um resistor padrão de 68 ou 75 Ohm seria apropriado. Verifique sempre a corrente real no circuito.

P: Porque é que a condição de armazenamento para embalagens abertas é tão rigorosa (672 horas)?
R: As embalagens SMD podem absorver humidade do ar. Durante o alto calor da soldadura por refluxo, esta humidade retida pode vaporizar-se rapidamente, causando delaminação interna ou fissuras (efeito "popcorning"). O limite de 672 horas e o procedimento de cozedura são definidos pelo Nível de Sensibilidade à Humidade do componente (MSL 2a) para prevenir este modo de falha.

P: Este LED é adequado para iluminação interior automóvel?
R: Embora cumpra as especificações técnicas básicas, as aplicações automóveis normalmente requerem componentes qualificados para normas específicas de grau automóvel (como AEC-Q102) para ciclagem térmica, humidade e fiabilidade a longo prazo. Esta ficha técnica não afirma tais qualificações, pelo que é necessária consulta para a aplicação específica.

11. Exemplo de Estudo de Caso de Integração

Cenário:Projetar um indicador de estado para uma coluna Bluetooth portátil. O indicador precisa de ser visível à luz do dia, ter uma cor verde consistente e caber dentro de um invólucro muito fino.

Racional de Seleção:O LTST-C191TGKT é escolhido pela sua altura de 0.55mm, permitindo que caiba atrás de um difusor fino. O alto brilho (até 450 mcd) garante visibilidade. Para garantir um tom específico de verde em todas as unidades de produção, o projetista especifica o código de categoria "AQ" (Comprimento de Onda Dominante 525-530nm) e o código de categoria "S" (180-280 mcd) durante a aquisição.

Projeto do Circuito:A placa principal da coluna tem uma linha de 3.3V. Usando um V_Ftípico de 3.2V (da categoria D8), calcula-se um resistor em série: R = (3.3V - 3.2V) / 0.020A = 5 Ohms. É selecionado um resistor de 5.1 Ohm. O ânodo do LED é ligado à linha de 3.3V via resistor, e o cátodo é comutado para terra por um pino GPIO de um microcontrolador configurado como saída de dreno aberto.

Layout:O layout recomendado das pastilhas na PCB é seguido com precisão. A pastilha de terra é ligada a uma pequena área de cobre para ajudar na dissipação de calor, mesmo que a potência seja baixa.

12. Introdução Tecnológica e Tendências

Tecnologia InGaN:O Nitreto de Gálio e Índio é um composto semicondutor III-V cuja banda proibida pode ser ajustada alterando a proporção de Índio para Gálio. Isto permite a produção de LEDs que emitem luz desde o ultravioleta, passando pelos espetros azul e verde. Os LEDs baseados em InGaN são conhecidos pela alta eficiência e brilho.

Tendências da Indústria:A tendência nos LEDs SMD para eletrónica de consumo é continuamente para tamanhos de embalagem mais pequenos, perfis mais baixos, maior eficácia luminosa (mais luz por watt) e consistência de cor mais apertada. Há também um forte impulso para maior fiabilidade para atender às exigências de aplicações automóveis e industriais. A mudança para soldadura sem chumbo e conformidade RoHS é agora um padrão universal. Desenvolvimentos futuros podem envolver embalagens de escala de chip (CSP) ainda mais finas e circuitos de acionamento integrados dentro da embalagem do LED.