Ficha Técnica do LED SMD LTSA-S020ZGWTA - 2.0x1.25x0.8mm - 2.9V - 90mW - Verde Difuso - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED de montagem em superfície (SMD) projetado para montagem automatizada em placas de circuito impresso e aplicações com restrições de espaço. O componente possui uma lente difusa e emite luz verde, sendo adequado para uma variedade de equipamentos eletrónicos onde são necessárias funções de sinalização ou iluminação.

1.1 Características Principais

• Conforme com as normas ambientais RoHS.
• Embalado em fita de 12mm enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro para montagem automatizada.
• Pré-condicionado para o Nível de Sensibilidade à Humidade JEDEC 2a.
• Qualificação referenciada à AEC-Q101 Rev D, adequada para aplicações automotivas.
• Contorno do encapsulamento padrão EIA para compatibilidade.
• Corrente de acionamento compatível com CI.
• Projetado para compatibilidade com equipamentos automáticos de pick-and-place.
• Adequado para processos de soldagem por refluxo infravermelho.

1.2 Aplicações Alvo

Este LED destina-se a ser utilizado numa vasta gama de equipamentos eletrónicos, incluindo, mas não se limitando a, telefones sem fios e celulares, computadores portáteis e sistemas de rede. É feita menção específica para aplicações acessórias em veículos de engenharia.

2. Análise Profunda das Especificações Técnicas

2.1 Valores Máximos Absolutos

Todos os valores são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder estes limites pode causar danos permanentes.

• Dissipação de Potência (Pd):90 mW
• Corrente Direta de Pico (I_F(pico)):50 mA (a um ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0.1ms)
• Corrente Direta Contínua (I_F):20 mA DC
• Faixa de Temperatura de Operação:-40°C a +100°C
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +100°C

2.2 Características Elétricas e Ópticas

O desempenho típico é medido a Ta=25°C nas condições de teste especificadas.

• Intensidade Luminosa (I_V):250 - 640 mcd (Valor típico a I_F= 2 mA). Medido com um sensor/filtro que aproxima a curva de resposta fotópica do olho CIE.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):110 graus. Definido como o ângulo fora do eixo onde a intensidade é metade do valor axial.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_p):518 nm (a partir de medição espectral).
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):523 - 538 nm (a I_F= 2 mA). Representa a cor percebida. A tolerância é de ±1 nm.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):35 nm.
• Tensão Direta (V_F):2.0 - 2.9 V (a I_F= 2 mA). A tolerância é de ±0.1 V.
• Tensão Reversa (V_z):6 - 8 V (a I_z= 10 μA). Nota: O dispositivo não foi projetado para operação reversa; este parâmetro é apenas para teste IR.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo de 10 μA (a V_R= 5V).
• Tensão Suportada de ESD:2000 V (Modelo do Corpo Humano).

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir a consistência da cor e do brilho, os componentes são classificados em bins com base em parâmetros-chave. O rótulo do lote indica os códigos de bin para V_f, I_V, e Cor (W_d).

3.1 Binning da Tensão Direta (V_f)

Medido a I_F= 2 mA. A tolerância dentro de cada bin é de ±0.1V.

• H3:2.0 V (Mín) a 2.3 V (Máx)
• H4:2.3 V (Mín) a 2.6 V (Máx)
• H5:2.6 V (Mín) a 2.9 V (Máx)

3.2 Binning da Intensidade Luminosa (I_V)

Medido a I_F= 2 mA. A tolerância dentro de cada bin é de ±11%.

• T1:250 mcd (Mín) a 400 mcd (Máx)
• T2:400 mcd (Mín) a 640 mcd (Máx)

3.3 Binning do Comprimento de Onda Dominante (W_d)

Medido a I_F= 2 mA. A tolerância dentro de cada bin é de ±1 nm.

• AQ:523 nm (Mín) a 528 nm (Máx)
• AR:528 nm (Mín) a 533 nm (Máx)
• AS:533 nm (Mín) a 538 nm (Máx)

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui curvas características típicas para auxiliar no projeto. Estas curvas ilustram a relação entre a corrente direta e a intensidade luminosa, bem como a distribuição espacial da luz (padrão de radiação). O gráfico de distribuição espacial é crucial para compreender o perfil de iluminação criado pela lente difusa, mostrando como a luz é dispersa ao longo do ângulo de visão de 110 graus. Os projetistas podem usar a curva I_Vvs. I_Fpara estimar o brilho a diferentes correntes de acionamento, garantindo que o LED atenda aos requisitos da aplicação sem exceder os valores máximos absolutos.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED está em conformidade com um contorno padrão de encapsulamento SMD. As dimensões-chave (em milímetros) incluem um tamanho do corpo de aproximadamente 2.0 x 1.25 mm com uma altura de 0.8 mm. As tolerâncias são tipicamente de ±0.2 mm, salvo indicação em contrário. Um desenho dimensional detalhado deve ser consultado para o projeto exato do padrão de solda.

5.2 Projeto Recomendado de Pads na PCB

É fornecida uma recomendação de padrão de solda para soldagem por refluxo infravermelho ou de fase vapor. Aderir a este padrão é crítico para alcançar uma formação adequada da junta de solda, garantindo estabilidade mecânica e facilitando a dissipação de calor durante a operação.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo IR

Para processos de soldagem sem chumbo (Pb-free), o perfil recomendado segue a J-STD-020. Os parâmetros-chave incluem:

• Temperatura de Pré-aquecimento:150°C a 200°C.
• Tempo de Pré-aquecimento:Máximo de 120 segundos.
• Temperatura de Pico:Máximo de 260°C.
• Tempo Acima do Líquidus:Máximo de 10 segundos (recomendado para um máximo de dois ciclos de refluxo).

Nota: O perfil ideal depende do projeto específico da PCB, componentes, pasta de solda e forno. É aconselhada a caracterização para a montagem específica.

6.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária:

• Temperatura do Ferro:Máximo de 300°C.
• Tempo de Soldagem:Máximo de 3 segundos por terminal (uma única vez).

6.3 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldagem, utilize solventes à base de álcool, como álcool etílico ou isopropílico, à temperatura ambiente. A imersão não deve exceder um minuto. Evite produtos químicos de limpeza não especificados.

7. Precauções de Armazenamento e Manuseio

7.1 Condições de Armazenamento

• Embalagem Selada:Armazenar a ≤30°C e ≤70% de UR. Utilizar dentro de um ano a partir da data de embalagem quando em sacos à prova de humidade com dessecante.
• Embalagem Aberta:Armazenar a ≤30°C e ≤60% de UR. Os componentes devem ser soldados por refluxo dentro de 168 horas (7 dias) após a exposição.
• Armazenamento Prolongado (Aberto):Armazenar num recipiente selado com dessecante ou num dessecador de azoto.
• Secagem (Baking):Se expostos por mais de 168 horas, secar a aproximadamente 60°C durante pelo menos 48 horas antes da soldagem para remover a humidade e prevenir o "efeito pipoca" durante o refluxo.

7.2 Precaução na Aplicação

Este LED foi projetado para equipamentos eletrónicos comuns. Não é recomendado para aplicações críticas de segurança onde uma falha possa colocar em risco a vida ou a saúde (ex.: aviação, suporte de vida médico) sem consulta prévia e qualificação específica.

8. Informações de Embalagem e Encomenda

8.1 Especificações da Fita e Bobina

• Largura da Fita:12 mm.
• Diâmetro da Bobina:7 polegadas.
• Quantidade por Bobina:2000 unidades.
• Quantidade Mínima de Encomenda:500 unidades para lotes remanescentes.
• Padrão de Embalagem:De acordo com a EIA-481-1-B. Os compartimentos vazios são selados com fita de cobertura. É permitido um máximo de dois componentes ausentes consecutivos.

9. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

Ao integrar este LED num projeto, considere o seguinte:

• Limitação de Corrente:Utilize sempre um resistor em série ou um driver de corrente constante para limitar a corrente direta a um valor seguro, tipicamente igual ou inferior ao máximo de 20 mA DC. O bin V_Fdeve ser considerado para um cálculo preciso do resistor.
• Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa (90 mW), garanta que a PCB fornece um alívio térmico adequado, especialmente se operar a altas temperaturas ambientes ou próximo da corrente máxima.
• Projeto Óptico:A lente difusa proporciona um ângulo de visão amplo e uniforme, adequado para indicadores de painel. Para luz focada, podem ser necessárias ópticas secundárias.
• Proteção contra ESD:Embora classificado para 2kV HBM, implemente manuseio padrão de ESD e, se necessário, proteção de circuito (ex.: diodos TVS) em ambientes sensíveis.

10. Comparação e Diferenciação Técnica

Este LED diferencia-se pela combinação das suas características: A referência de qualificação AEC-Q101 torna-o um candidato para aplicações acessórias automotivas. O pré-condicionamento para MSL 2a aumenta a fiabilidade para processos de refluxo padrão. O sistema detalhado de binning permite uma correspondência mais rigorosa de cor e brilho em séries de produção em comparação com peças não classificadas. O amplo ângulo de visão de 110 graus com lente difusa é ideal para aplicações que requerem iluminação ampla e sem brilho.

11. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?
R: O Comprimento de Onda de Pico (518 nm) é o ponto de saída de potência máxima na curva espectral. O Comprimento de Onda Dominante (523-538 nm) é derivado do gráfico de cores CIE e representa o comprimento de onda único que melhor corresponde à cor percebida da luz, sendo mais relevante para a visão humana.

P: Posso acionar este LED a 20 mA continuamente?
R: Sim, 20 mA é a classificação máxima de corrente direta contínua DC a 25°C. Para uma operação fiável, especialmente a temperaturas ambientes mais elevadas, recomenda-se a redução da corrente. Consulte sempre o limite de dissipação de potência (90 mW).

P: Por que existe uma classificação de tensão reversa se o dispositivo não é para operação reversa?
R: A classificação V_z(6-8V) é principalmente um parâmetro de teste para garantia de qualidade interna (teste IR). Indica a tensão de ruptura. No projeto do circuito, deve garantir que o LED nunca seja submetido a uma polarização reversa, pois mesmo pequenas correntes reversas podem degradar o desempenho.

P: Como interpreto o código de bin "H4/T2/AR" num rótulo?
R: Isto indica um lote específico onde os LEDs têm uma tensão direta entre 2.3V e 2.6V (H4), uma intensidade luminosa entre 400 e 640 mcd (T2) e um comprimento de onda dominante entre 528 e 533 nm (AR).

12. Caso Prático de Projeto e Utilização

Cenário: Projetar um indicador de estado para um router de consumo.O LED precisa de ser verde, visível de vários ângulos e fiável para operação contínua. Este componente é adequado. Uma corrente de acionamento de 5-10 mA proporcionaria brilho suficiente, mantendo-se bem dentro dos limites, garantindo fiabilidade a longo prazo. O projetista selecionaria um resistor limitador de corrente com base no V_Ftípico (ex.: 2.5V para o bin H4) e na tensão de alimentação (ex.: 3.3V). O amplo ângulo de visão garante que o estado seja visível independentemente da orientação do router. A embalagem em fita e bobina permite uma montagem automatizada eficiente na PCB principal do router.

13. Princípio de Funcionamento

Este é um díodo emissor de luz (LED) semicondutor. Quando uma tensão direta que excede o seu limiar é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa (composta por InGaN para emissão verde), libertando energia na forma de fotões (luz). A composição específica do material determina o comprimento de onda (cor) da luz emitida. A lente epóxi difusa encapsula o chip semicondutor, fornecendo proteção ambiental, suporte mecânico e moldando a saída de luz num feixe amplo e uniforme.

14. Tendências Tecnológicas

A indústria optoeletrónica continua a avançar em várias áreas-chave relevantes para tais componentes: aumento da eficácia luminosa (mais saída de luz por watt), melhoria da consistência da cor e tolerâncias de binning mais apertadas, maior fiabilidade e operação a temperaturas mais elevadas para os mercados automotivo e industrial, e maior miniaturização dos encapsulamentos. A tendência para maior eficiência e adoção mais ampla de LEDs em iluminação geral e aplicações automotivas impulsiona a melhoria contínua dos materiais semicondutores e das tecnologias de encapsulamento.