Ficha Técnica do LED SMD LTST-C281TGKT-2A - Dimensões 1.6x0.8x0.35mm - Tensão 2.5-3.1V - Cor Verde - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-C281TGKT-2A é uma lâmpada LED de montagem em superfície (SMD) projetada para aplicações eletrónicas modernas e com restrições de espaço. Pertence a uma família de LEDs miniaturizados otimizados para processos de montagem automatizada em placas de circuito impresso (PCB). O mercado principal para este componente inclui eletrónica portátil e compacta onde o espaço na placa é um fator crítico.

A principal vantagem deste LED é o seu perfil excecionalmente fino de apenas 0,35 mm, tornando-o adequado para aplicações como ecrãs ultra-finos, retroiluminação de teclados e indicadores de estado em dispositivos portáteis. Utiliza um chip semicondutor de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio), conhecido por produzir luz verde de alta luminosidade de forma eficiente. O dispositivo está em total conformidade com a diretiva Restrição de Substâncias Perigosas (RoHS), garantindo que cumpre os padrões ambientais internacionais. É embalado em fita de 8mm enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, conforme os padrões EIA, o que facilita a fabricação automatizada de alta velocidade (pick-and-place).

1.1 Aplicações Alvo

Este LED é versátil e encontra uso numa ampla gama de equipamentos eletrónicos. As principais áreas de aplicação incluem:

• Equipamentos de Telecomunicações:Indicadores de estado e retroiluminação em telefones sem fios, telemóveis e hardware de rede.
• Automação de Escritório:Retroiluminação para teclados de computadores portáteis e outros periféricos.
• Eletrónica de Consumo & Eletrodomésticos:Indicadores de alimentação, luzes de estado de função e retroiluminação de displays.
• Equipamento Industrial:Indicadores de painel e luminárias de sinalização em sistemas de controlo.
• Micro-Displays & Iluminação de Símbolos:Utilizado em displays de informação compactos e iluminação de ícones.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Detalhada

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. O funcionamento nestes limites não é garantido e deve ser evitado num design fiável.

• Dissipação de Potência (Pd):76 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o encapsulamento do LED pode dissipar como calor sem degradar o desempenho ou a fiabilidade. Exceder este limite arrisca sobreaquecer a junção semicondutora.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):100 mA. Esta é a corrente direta instantânea máxima permitida, tipicamente especificada em condições de pulso (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso de 0,1ms). É significativamente superior à corrente contínua nominal para ter em conta condições transitórias, mas não deve ser usada para operação DC.
• Corrente Direta Contínua (I_F):20 mA. Esta é a corrente direta contínua máxima recomendada para operação fiável a longo prazo. Projetar o circuito de acionamento para operar a ou abaixo desta corrente é crítico para a vida útil.
• Gama de Temperatura de Operação (T_opr):-20°C a +80°C. A gama de temperatura ambiente dentro da qual o LED funcionará de acordo com as suas especificações. O desempenho fora desta gama não é caracterizado.
• Gama de Temperatura de Armazenamento (T_stg):-30°C a +100°C. A gama de temperatura para armazenar o dispositivo quando não está energizado.
• Condição de Soldadura por Infravermelhos:260°C durante 10 segundos. Isto define o perfil térmico máximo que o LED pode suportar durante a soldadura por refluxo, crucial para processos de montagem sem chumbo.

2.2 Características Elétricas & Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a uma temperatura ambiente padrão de 25°C. Eles definem o comportamento esperado do dispositivo em condições normais de operação.

• Intensidade Luminosa (I_V):35,5 - 90 mcd (milicandela) a I_F= 2mA. Esta é uma medida do brilho percebido do LED pelo olho humano. A ampla gama indica que é utilizado um sistema de binagem (ver Secção 3). A condição de teste utiliza 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 medido no eixo (0°). Um ângulo de visão amplo como este 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 (λ_P):525 nm. Este é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência da luz emitida está no seu máximo. É uma propriedade física do chip de InGaN.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):520,0 - 535,0 nm a I_F= 2mA. Este é derivado do diagrama de cromaticidade CIE e representa o comprimento de onda único que melhor descreve a cor percebida (verde) do LED. É o parâmetro chave para a consistência de cor.
• Largura a Meia Altura do Espectro (Δλ):25 nm. Esta é a largura do espectro de emissão a metade da sua potência máxima. Uma largura a meia altura mais estreita indica uma cor mais espectralmente pura e saturada.
• Tensão Direta (V_F):2,5 - 3,1 V a I_F= 2mA. A queda de tensão no LED quando opera à corrente especificada. Esta gama exige um design cuidadoso do circuito limitador de corrente.
• Corrente Inversa (I_R):10 μA (máx.) a V_R= 5V. Os LEDs não são projetados para operação em polarização inversa. Este parâmetro indica uma pequena corrente de fuga se for aplicada tensão inversa acidentalmente. A ficha técnica alerta explicitamente que o dispositivo não foi projetado para operação inversa.

3. Explicação do Sistema de Binagem

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em 'bins' com base em parâmetros-chave. Isto permite aos designers selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de cor, brilho e tensão direta.

3.1 Classificação da Tensão Direta (V_F)

Os bins são definidos em passos de 0,1V de 2,5V a 3,1V a uma corrente de teste de 2mA. Por exemplo, o Código de Bin '10' inclui LEDs com V_Fentre 2,5V e 2,6V, enquanto '13' inclui aqueles entre 3,0V e 3,1V. Uma tolerância de ±0,1V é aplicada a cada bin. Selecionar LEDs de um bin de V_Frestrito pode ajudar a garantir brilho uniforme quando vários LEDs são acionados em paralelo.

3.2 Classificação da Intensidade Luminosa (I_V)

Os bins são definidos para intensidade luminosa medida a 2mA. Os códigos variam de 'N2' (35,5-45 mcd) a 'Q1' (71-90 mcd). Uma tolerância de ±15% é aplicada a cada bin. Esta binagem é crucial para aplicações que requerem brilho percebido consistente em múltiplos indicadores ou zonas de retroiluminação.

3.3 Classificação da Matiz (Comprimento de Onda Dominante)

Esta binagem garante consistência de cor. O comprimento de onda dominante é classificado em passos de 5nm: 'AP' (520,0-525,0 nm), 'AQ' (525,0-530,0 nm) e 'AR' (530,0-535,0 nm). Uma tolerância apertada de ±1 nm é mantida por bin. Para aplicações onde a correspondência de cor é crítica (ex.: displays multicolor ou sinais de trânsito), especificar um bin de matiz estreito é essencial.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas características típicas que são essenciais para compreender o comportamento do dispositivo em condições variáveis. Embora os gráficos específicos não sejam reproduzidos em texto, as suas implicações são analisadas abaixo.

4.1 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)

Esta curva mostra a relação exponencial entre corrente e tensão para um díodo semicondutor. Para o LED, demonstrará a tensão de condução (cerca de 2,5-3,1V) e como V_Faumenta com I_F. A curva é vital para projetar um acionador limitador de corrente apropriado, uma vez que os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Uma pequena mudança na tensão pode levar a uma grande mudança na corrente, potencialmente excedendo as especificações máximas.

4.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

Este gráfico tipicamente mostra que a intensidade luminosa aumenta aproximadamente de forma linear com a corrente direta na gama normal de operação (ex.: até 20mA). No entanto, a eficiência (lúmens por watt) pode atingir o pico a uma corrente inferior à especificação máxima. Operar acima deste ponto de eficiência máxima gera mais calor por retornos decrescentes na saída de luz, reduzindo a fiabilidade global.

4.3 Distribuição Espectral

O gráfico do espetro mostraria um único pico centrado em torno de 525 nm com uma largura característica (Δλ) de cerca de 25 nm. Isto confirma a emissão monocromática verde do chip de InGaN. A forma e largura do espetro influenciam a pureza da cor e como a luz do LED se mistura com outras cores.

5. Informação Mecânica & de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED tem uma pegada SMD compacta. Dimensões-chave (todas em milímetros, tolerância ±0,1mm salvo indicação) incluem um tamanho do corpo de aproximadamente 1,6mm de comprimento e 0,8mm de largura. A característica mais notável é a sua altura de apenas 0,35mm, qualificando-o como \"super fino\". O encapsulamento apresenta uma lente transparente, que não difunde a luz, permitindo que o padrão de emissão nativo do chip (ângulo de visão de 130°) seja preservado.

5.2 Pads de Montagem Recomendados para PCB

A ficha técnica fornece um design de padrão de solda para a PCB. Este padrão é crítico para garantir a formação adequada da junta de solda durante o refluxo, proporcionando boa conexão elétrica, resistência mecânica e dissipação térmica. Seguir o layout de pad recomendado ajuda a prevenir o efeito 'tombstoning' (levantamento de uma extremidade) e garante alinhamento consistente.

5.3 Identificação da Polaridade

LEDs SMD têm um ânodo (+) e um cátodo (-). O diagrama da ficha técnica tipicamente indica a polaridade, muitas vezes marcando o lado do cátodo do encapsulamento ou mostrando a orientação interna do chip. A polaridade correta é obrigatória para a operação.

6. Diretrizes de Soldadura & Montagem

6.1 Condições de Soldadura por Refluxo IR

Para processos de soldadura sem chumbo, é recomendado um perfil térmico específico. A temperatura de pico não deve exceder 260°C, e o tempo acima de 260°C deve ser limitado a um máximo de 10 segundos. Uma fase de pré-aquecimento (ex.: 150-200°C) é necessária para aquecer gradualmente a montagem e ativar o fluxo da pasta de solda. O perfil deve ser caracterizado para a montagem específica da PCB, pois a espessura da placa, densidade de componentes e tipo de forno afetam o resultado. A ficha técnica referencia conformidade com os padrões JEDEC para perfis de refluxo.

6.2 Soldadura Manual

Se for necessária soldadura manual, deve ser feita com extremo cuidado. A temperatura máxima recomendada da ponta do ferro de soldar é de 300°C, e o tempo de contacto deve ser limitado a 3 segundos por junta. Calor excessivo pode danificar o encapsulamento epóxi do LED e as ligações internas por fio.

6.3 Limpeza

Apenas devem ser utilizados agentes de limpeza especificados. Os solventes recomendados são álcool etílico ou isopropílico à temperatura normal, com tempo de imersão limitado a menos de um minuto. Produtos químicos agressivos ou não especificados podem craquelar, embaciar ou danificar a lente do LED e o material do encapsulamento.

6.4 Armazenamento & Manuseamento

• Precauções ESD:Os LEDs são sensíveis à descarga eletrostática (ESD). O manuseamento deve ser feito com pulseiras antiestáticas, luvas antiestáticas e em postos de trabalho devidamente aterrados.
• Sensibilidade à Humidade:O encapsulamento é sensível à humidade. As bobinas não abertas devem ser armazenadas a ≤30°C e ≤90% HR. Uma vez aberta a bolsa original à prova de humidade, os LEDs são classificados no Nível de Sensibilidade à Humidade (MSL) 2a, o que significa que devem ser soldados dentro de 672 horas (28 dias) após exposição às condições ambientais da fábrica (≤30°C/60% HR). Para armazenamento mais longo após a abertura, devem ser mantidos num recipiente selado com dessecante. Se o tempo de exposição exceder 672 horas, é necessário um 'bake-out' a 60°C durante pelo menos 20 horas antes da soldadura para remover a humidade absorvida e prevenir o \"efeito pipoca\" durante o refluxo.

7. Embalagem & Informação de Encomenda

7.1 Especificações da Fita e Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada com uma fita de cobertura protetora. A largura da fita é de 8mm, enrolada numa bobina padrão de 7 polegadas (178mm) de diâmetro. Cada bobina contém 5000 peças. Para quantidades inferiores a uma bobina completa, aplica-se uma quantidade mínima de embalagem de 500 peças. A embalagem está em conformidade com as especificações ANSI/EIA-481, garantindo compatibilidade com equipamentos de montagem automatizada.

8. Sugestões de Aplicação & Considerações de Design

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

O LED deve ser acionado por uma fonte de corrente constante ou através de uma resistência limitadora de corrente ligada em série com uma fonte de tensão. O valor da resistência (R) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. É crítico utilizar o V_Fmáximo do bin ou da ficha técnica para garantir que a corrente não excede o limite mesmo com as piores tolerâncias dos componentes. Por exemplo, com uma fonte de 5V, um V_Fde 3,1V, e uma I_Fdesejada de 20mA: R = (5 - 3,1) / 0,02 = 95 Ohms. Uma resistência padrão de 100 Ohm seria uma escolha segura, resultando numa corrente ligeiramente inferior.

8.2 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa (76 mW máx.), um design térmico adequado prolonga a vida útil. Certifique-se de que é utilizado o pad de PCB recomendado, pois atua como dissipador de calor. Evite colocar o LED perto de outros componentes geradores de calor. Operar a correntes mais baixas (ex.: 10mA em vez de 20mA) reduz significativamente o aquecimento interno e pode aumentar dramaticamente o tempo de vida operacional.

8.3 Design Óptico

O ângulo de visão de 130 graus proporciona uma iluminação ampla e uniforme. Para aplicações que requerem um feixe mais focado, seriam necessárias óticas secundárias externas (lentes). A lente transparente oferece a maior saída de luz possível, mas pode causar uma imagem visível do chip brilhante (\"hot spot\"). Se for necessária iluminação difusa e uniforme, considere usar LEDs com lente difusora ou adicionar um guia de luz/filme difusor na aplicação.

9. Comparação & Diferenciação Técnica

O principal fator diferenciador do LTST-C281TGKT-2A é a sua altura ultra-fina de 0,35mm. Comparado com LEDs SMD padrão como os encapsulamentos 0603 (0,8mm altura) ou mesmo 0402 (0,6mm altura), este dispositivo permite designs com restrições de altura-Z mais rigorosas. O uso de um chip de InGaN proporciona maior brilho e eficiência comparado com tecnologias mais antigas como AlGaInP para luz verde num tamanho de encapsulamento semelhante. A sua compatibilidade com processos padrão de refluxo IR e embalagem em fita e bobina torna-o uma substituição direta para muitos designs existentes que procuram miniaturização ou melhorias de desempenho.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED a 20mA continuamente?

R: Sim, 20mA é a corrente direta contínua máxima recomendada. Para máxima fiabilidade e longevidade, considere operar a uma corrente mais baixa, como 10-15mA.

P: Por que existe uma gama tão ampla na Intensidade Luminosa (35,5 a 90 mcd)?

R: Isto reflete o processo de binagem. Deve especificar o código de bin IV desejado (N2, P1, P2, Q1) ao encomendar para obter LEDs dentro de uma gama de brilho específica.

P: Como posso garantir cor consistente em vários LEDs no meu produto?

R: Especifique um código de bin de Matiz restrito (ex.: apenas AQ) ao encomendar. Isto garante que todos os LEDs têm um comprimento de onda dominante dentro de uma gama de 5nm, resultando numa cor verde visualmente consistente.

P: O perfil do meu forno de refluxo tem um pico a 250°C. Isto é aceitável?

R: Sim, uma temperatura de pico de 250°C está abaixo da especificação máxima de 260°C e é geralmente aceitável, desde que outros aspetos do perfil (tempo acima do líquido, taxas de rampa) sejam controlados.

11. Exemplo Prático de Caso de Uso

Cenário: Retroiluminação de um Teclado de Membrana para um Dispositivo Médico.

O dispositivo requer retroiluminação verde fina e fiável para as suas teclas. O LTST-C281TGKT-2A é escolhido pela sua altura de 0,35mm, que se encaixa na construção em camadas do interruptor de membrana. LEDs do bin de intensidade \"Q1\" e do bin de matiz \"AQ\" são selecionados para garantir uma iluminação verde brilhante, uniforme e consistente em todas as teclas. São colocados num PCB flexível e acionados via um circuito integrado driver de corrente constante a 15mA cada para equilibrar brilho com fiabilidade a longo prazo. A montagem passa por um processo de refluxo IR com perfil cuidadosamente definido, e os LEDs são armazenados num armário seco antes da utilização para cumprir os requisitos MSL.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Díodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz através de eletroluminescência. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n do material semicondutor (InGaN neste caso), eletrões e lacunas recombinam-se na região ativa. Este processo de recombinação liberta energia na forma de fotões (partículas de luz). O comprimento de onda (cor) da luz emitida é determinado pela energia da banda proibida do material semicondutor. O InGaN é comumente usado para produzir luz nas regiões azul, verde e ciano do espetro. A dopagem e estrutura específicas do chip são projetadas para alcançar alta eficiência e a cor verde desejada a 525 nm.

13. Tendências Tecnológicas

A tendência em LEDs SMD para eletrónica de consumo continua na direção de uma maior miniaturização, aumento da eficiência (lúmens por watt) e maior fiabilidade. A mudança para encapsulamentos ultra-finos como o perfil de 0,35mm aqui discutido permite produtos finais cada vez mais finos. Há também um foco na melhoria da consistência de cor e expansão das gamas de cor para aplicações de display. Além disso, a integração de circuitos de acionamento ou múltiplos chips LED num único encapsulamento (ex.: LEDs RGB) é uma tendência crescente para simplificar o design do sistema. A tecnologia semicondutora subjacente, particularmente para LEDs verdes, é uma área de pesquisa ativa para fechar a \"lacuna verde\" e alcançar eficiências comparáveis aos LEDs azuis e vermelhos.